Antenna
Aksorn Boonchalee
สายอากาศ Antenna
สายอากาศ
ทำหน้าที่เป็นโหลดของเครืองส่ง โดยรับกำลังงาน จากสายส่งมาเพื่อเปลียนเป็น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Wave)
เพื่อให้สายอากาศรับพลังงานจากสายส่งให้ได้มากที่สุด จะต้องทำการแมชชิ่ง Matching ระหว่าง สายส่ง กับสายอากาศให้พอดีกัน
Zs เป็นอิมพีแดนซ์ต้นทาง (อิมพีแดนซ์ของเครื่องส่ง)
Zo เป็นอิมพีแดนซ์ของสายนำสัญญาณ
Zl เป็นอิมพีแดนซ์ของสายอากาศ
เราจะต้องทำให้
Zs = Zo = Zl
เพื่อให้เกิดการโอนถ่ายกำลังงานสูงสุด Maximum Power Transfer
สายอากาศแบ่งตามชนิดการกระจายคลื่นเป็น 2 แบบ
1.แบบกระจายคลื่นรอบตัว
2.แบบกระจายคลื่นมีทิศทาง
โครงสร้างของสายอากาศ
สามารถทำได้หลายรูปแบบ ตามลักษณะการใช้งาน โดยมีหลักสำคัญคือ ต้องมีความสำคัญกับ ความยาวคลื่น เพราะพบว่า ความยาวคลื่นและความยาวของสายอากาศมีความสัมพันธ์กันในเรื่อง การคกระจายคลื่น
การกระจายคลื่น
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอนด้วย ส่วนประกอบสำคัญคือ
1.สนามฟฟ้า Electromagnetic Field
2.สนามแม่เหล็ก Magnetiv Field
3.ทิศทางการเคลื่อนที่ Propergation Direction
การจัดขั้วคลื่น
Poralization
เพื่อให้แนวการรับส่ง ระหว่าง เครื่องส่ง และ เครื่องรับ สัมพันธ์กัน จะต้องจัดแนวของสนามไฟฟ้าให้ตรงกัน โดยใช้สนามไฟฟ้าเป็นหลัก
เราจะส่งคลื่นไปแนวใด
1.แนวตั้ง Vertical Poralization
2.แนวนอน Horizental Poralization
3.เคลื่อนไปทั้งแนวนอนและแนวตั้ง
การกำหนดนี้จะไปเกี่ยวข้องกับการออกแบบและวางตำแหน่งของสายอากาศ
ส่วนสำคัญของสายอากาศ
1.ส่วนกระจายคลื่น
2.ส่วนที่ทหน้าที่เป็นกราวด์
3.ส่วนที่ทำหน้าที่แมชชิ่ง (เพื่อรับพลังงานจากสายส่ง)
ความยาวของสายอากาศ
ความยาวที่ต่างกันจะทำให้รูปแบบการกระจาย Wave Propogation แตกต่างกันออกไป
ตามภาพ
สายอากาศที่ความยาว 1/4 จะพบว่าเป็นรูปวงกลม
สายอากาศที่ความยาว 1/2 จะพบว่ากระจายแนวราบได้ดี ระยะทางเพิ่มขึ้น
สายอากาศที่ความยาว 1 จะพบว่ากระจายออกเป็นมุมแคบและทิศทางเปลี่ยนไป
หน้าที่หลักของสายอากาศ
คือ การเปลี่ยนคลื่นวิทยุ RF Frequency เป็นสนามแม่เหล็ก Electromagnetic (เมืทำกาส่ง)
คือ การเปลี่ยนสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสัญญาณไฟฟ้า ขณะทำการรับ
สายอากาศพื้นฐาน
1.แบบโมโนโพล Mono Pole เป็นสายอากาศแบบเส้นเดียว จดป้อนสัญญาณเส้นเดียว
2.แบบทิศทางขึ้นอยู่กับรูปแบบของการสร้าง จะเป็นกาบังคับให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในแนวหรือทิศทางที่ต้องการ
สายอากาศแบบไดโพล Dipole (หากไม่มีตัวสะท้อน หรือ ไม่มีตัวชี้นำคลื่น จะกระจายคลื่นออกรอบตัว แต่จะมีอตราการขยายมากกว่า
อัตราการขยายของสายอากาศเป็นการเพิ่มความเข็มเพียงเล็กน้อยแต่ตัวที่มากกว่าคือ รัศมี ืหรือ ระยะทางการส่ง ซึ่งเป็นการควบคุมสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
หากมีการเพิ่มตัวสะท้อน (จะยาวกว่า 1/2 ความยาวคลื่น) และห่างจากตัวสายอากาศประม่ณ .2 ความยาวคลื่น และเพิ่มตัวชี้นำใส่ด้านหน้า(มีความยาวสั้นกว่า และห่างจากตัวสายอากาศประมาณ .2 ความยาวคลื่น สายอากาศชุดนี้จะกลายเป็นสายอากาศแบบทิศทางทันที ตามหลักการของสายอากาศแบบ YAGI UDA
การเพิ่มอัตราการขยาย หรือบังคับทิศทางของคลื่น ทำได้โดยเพิ่มตัวชี้นำด้านหน้าเข้าไป ตัวนี้จะสั้นไปเรื่อย และ เรียกว่า ไดเรคเตอร์ Director
สมามแม่เหล็กไฟฟ้า จะถูกสะท้อนด้วยตัว Reflect ซึ่งยาวกว่า และชี้นำด้วย ไดเรคเตอร์ Director ซึ่งสั้นกว่า นี่คือหลักการของยากิ อูดะ ส่วนว่ใครจะพัฒนาไปแบบใดก็ยังคงใช้หลักการนี้
Front Loop คือสนามที่พุ่งไปด้านหน้า ซึ่งเป็นสนามด้านมี่เราต้องการมากที่สุด
Side Loop คือสนามที่ออกไปทางด้านข้าง ถ้าเพิ่ม Director มากขึ้นสนามนี้จะลดลงและไปเพิ่มให้ด้านหน้า
Back Loop คือสนามที่หลุดลอดไปด้านหลัง เราต้องการส่วนนี้น้อยมาก ดังนั้น จึงมีการหาวิธีไม่ให้หลุดไปโดยอาจทำเป็นแผง
แหล่งข้อมูล