Telecommunication
Aksorn Boonchalee
ไมโครเวฟ Microwave
คลื่นไมโครเวฟ (Microwave) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Wave) ความถี่สูงชนิดหนึ่งที่สายตาไม่สามารถมองเห็นได้ แต่สามารถวัดได้โดยใช้เครื่องมือเฉพาะเท่านั้น และเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกันคลื่นแสงอัลตราไวโอเลต (Ultraviolet) คลื่นรังสีเอ๊กซ์ และคลื่นรังสีแกมมา เป็นต้น แต่มีความถี่คลื่นน้อยกว่า
คลื่นไมโครเวฟมีความยาวคลื่นในช่วง 1 mm ถึง 1 m มีความถี่ของช่วงคลื่นในช่วง 300 MHz ถึง 300 GHz ซึ่งมีความถี่คลื่นสูงสุดประมาณ 2,450 ล้านรอบ/วินาที โดยมีใช้ทางอุตสาหกรรมที่ความถี่ในช่วง 915 – 2,450 MHz ส่วนคลื่นความถี่ไมโครเวฟที่เหลือจะสงวนไว้ใช้ในการวิจัยและงานอื่นๆ
ข้อดีในการใช้วิทยุไมโครเวฟในการสื่อสาร
-
คุณสมบัติการกระจายคลื่นไมโครเวฟคงที่
-
ทิศทางของสายอากาศเป็นแนวพุ่งตรงไปในทิศทางที่ต้องการ
-
อัตราขยายสัญญาณของสายอากาศสูง
-
สามารถทำให้อัตราส่วนของสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนดีขึ้น คือมีสัญญาณรบกวนเกิดขึ้นน้อย
-
สามารถส่งคลื่นได้ในย่านกว้างเพราะคลื่นมีความถี่สูงมาก
-
เครือข่ายมีความน่าเชื่อถือสูงในการใช้งาน
-
ปลอดภัยจากการเกิดภัยธรรมชาติ เช่น น้ำท่วม แผ่นดินไหว
-
การรบกวนที่เกิดจากมนุษย์ทำขึ้นมีน้อย เช่น อุบัติเหตุ การก่อสร้าง ไฟไหม้
-
การก่อสร้างทำได้ง่าย และเร็ว
-
สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างน้อย ใช้ค่าใช้จ่ายน้อยแต่คุณภาพสูง
ระบบสายอากาศ
เวฟไกด์
เวฟไกด์ (Waveguide) หรือว่าท่อนำคลื่น นี้ เป็นสายส่งสัญญาณชนิดหนึ่ง-ที่ใช้ใน การส่งคลื่นไมโครเวฟ โดยทั่วไปจะมีลักษณะเป็นท่อกลม หรือท่อเหลี่ยม แล้วแต่จะทำมาจากทองแดงหรืออะลูมิเนียม ด้านในฉาบด้วยเงินเพื่อให้เป็นตัวนำที่ดี สาเหตุที่สายนำสัญญาณต้องทำเป็นท่อนี้ก็เพราะว่า คลื่นไมโครเวฟมีความถี่สูงมากจะเดินทางได้ดีที่บริเวณผิวของตัวนำถ้าหากใช้สายนำสัญญาณทั่วไปจะทำให้เกิดการสูญเสียงพลังงานไปได้ จึงต้องทำเป็นท่อเพื่อป้องกันการสูญเสียพลังงานจากผิวของสายสัญญาณ ความถี่ต่ำสุดที่สามารถใช้งานได้กับเวฟไกด์เรียกว่า ความถี่คัตออฟ ซึ่งถ้าความถี่สูงกว่าความถี่ คัตออฟ จะสามารถเดินทางไปบนเวฟไกด์ได้ ส่วนความถี่ที่ต่ำกว่านี้จะไม่สามารถเดินทางบนเวฟไกด์ได้ ในการเดินทางของคลื่นไมโครเวฟในเวฟไกด์นั้น จะเดินทางโดยการสะท้อนผนังท่อ และเดินทางไปตามความยาวของท่อนำคลื่น และความถี่ที่สูงก็สามารถเดินทางได้ไกลกว่าความถี่ที่ต่ำ
รูปแบบในการเกิดคลื่นในเวฟไกด์ ก็จะมีอยู่ 2 รูปแบบด้วยกัน คือ
-
รูปแบบสนามไฟฟ้าตัดขวาง ซึ่งเป็นรูปแบบที่ไม่มีส่วนประกอบของสนามไฟฟ้าในทิศทางการแพร่กระจายคลื่น โดยสนามไฟฟ้าจะตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่น
-
รูปแบบสนามแม่เหล็กตัดขวาง เป็นรูปแบบที่ไม่มีส่วนประกอบของสนามแม่เหล็กในทิศทางการแพร่กระจายคลื่น โดยสนามแม่เหล็กจะตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่นเสมอ
สายอากาศแบบฮอร์น
สายอากาศแบบฮอร์นนี้ เป็นสายอากาศที่นิยมใช้กันมากที่สุดเพราะมีกำลังการขยายสูงประกอบด้วยท่อนำคลื่นตอนปลายเปิดกว้างออกมากกว่าปกติ การที่จะทำให้อัตราการขยายสูงนั้น ทำโดยการเพิ่มจานสะท้อนคลื่นแบบพาลาโบลา (Parabola) เข้าไปด้วย ในการใช้สายอากาศแบบฮอร์นนี้ต้องใช้ร่วมกับจานสะท้อนคลื่นแบบพาลาโบลา ที่เรียกว่า ตัวสะท้อนคลื่นพาลาโบลิก และตำแหน่งของฮอร์น ต้องวางในตำแหน่งโฟกัสของตัวสะท้อนคลื่น เพราะเป็นตำแหน่งรวมคลื่นทั้งหมด
.jpg)
lตัวอย่างสายอากาศในแถบต่างๆ
