คลื่น ไมโครเวฟ
TRANSCRIPT
นาเสนอ อาจารย ปยวรรณ นาเสนอ อาจารย ปยวรรณ
ความสาคญเปนคลนความถวทยชนด หนงทมความถอยระหวาง 0.3GHz ‐ 300GHz สวนในการใชงานนนสวนมากนยมใชความถระหวาง 1GHz ‐ 60GHz เพราะเปนในการใชงานนนสวนมากนยมใชความถระหวาง 1GHz ‐ 60GHz เพราะเปนยานความถทสามารถผลตขนไดดวยอปกรณอเลกทรอนกส
การคนพบในป ค.ศ.1940 ของสองนกประดษฐชาวองกฤษ คอ จอหน แรนดอลลและ เอช เอ บตไดประดษฐอปกรณทเรยกกนวา "แมกนตรอน" ใชผลตพลงงานไมโครเวฟ ซงเปนการแผรงส
โ ใ ใ ใ ใคลนสนรปแบบหนง โดยจดประสงคครงแรกคอ ใชในการปรบปรงระบบเรดารทใชในสงครามโลกครงท 2เปอรซ เลอ บารอน สเปนเซอร เปนนกฟสกสททางานใหกบ บรษท เรทออน ผผลตอปกรณเรดาร เขาพบวา เมอเขาใชเครองแมกนตรอน รงสทไดใหความรอน
ออกมาดวย เขาจงหาวธทจะนาเอาความรอนนมาใช ในไมชาเขากใชแมกนตรอนละลายชอกโกเลตและทาขาวโพดควของเขาไมโครเวฟ ทาใหโมเลกลของอาหารเกดการสนสะเทอน ดงนนอาหารจงรอนขนและขบวนการนเกดขนเรวมาก คลนนไมทาใหสงททาจากกระดาษ
กระเบองเคลอบ หรอแกวรอนขน การใชไมโครเวฟในการปรงอาหารนอกจากจะสะดวก ใชเวลาสนลงแลวยงประหยดพลงงานอกดวยใน ค.ศ.1945 เรมมการผลตเตาไมโครเวฟออกจาหนายแตยงมขนาดใหญไมเหมาะกบการใชใน ครวทวไป ตองใชเวลาอกนานกวาจะญสามารถพฒนาใหมขนาดเลกและราคาถกลงจงเรมเปน ทนยมใชตามบาน
เนองจากความถไมโครเวฟสามารถนาไปใชงานไดกวางขวาง แตในบทความตอไปนจะกลาวถงการนาไปใชกบวทยสอสารกลาวถงการนาไปใชกบวทยสอสาร
ลกษณะของคลนไมโครเวฟเชนเดยวกบลกษณะทวไปของคลน คลนวทยไมโครเวฟจะมลกษณะดงตอไปน
ป เดนทางเปนเสนตรง
สามารถหกเหได (Refract)สามารถสะทอนได (Reflect)สามารถแตกกระจายได (Diffract)สามารถถกลดทอนเนองจากฝน (Attenuate)สามารถถกลดทอนเนองจากชนบรรยากาศ
ขอดในการใชวทยไมโครเวฟในการสอสารขอดในการใชวทยไมโครเวฟในการสอสาร
คณสมบตการกระจายคลนไมโครเวฟคงท
ทศทางของสายอากาศเปนแนวพงตรงไปในทศทางทตองการทศทางของสายอากาศเปนแนวพงตรงไปในทศทางทตองการ
อตราขยายสญญาณของสายอากาศสง
สามารถทาใหอตราสวนของสญญาณตอสญญาณรบกวนดขน คอมสญญาณรบกวนเกดขนญญ ญญ ญญนอย
สามารถสงคลนไดในยานกวางเพราะคลนมความถสงมาก
เครอขายมความนาเชอถอสงในการใชงาน
ปลอดภยจากการเกดภยธรรมชาต เชน นาทวม แผนดนไหว
ไ ไการรบกวนทเกดจากมนษยทาขนมนอย เชน อบตเหต การกอสราง ไฟไหม
การกอสรางทาไดงาย และเรว
ป ใ ใ ใ ใ สนเปลองคาใชจายในการกอสรางนอย ใชคาใชจายนอยแตคณภาพสง
ขอเสยคลนไมโครเวฟ มคาใชจายสงกวาคลนอนๆ
ใ ใช ช ใ ป อาจมผลคางเคยงในการใชงาน เชน ทาใหเปนหมน
มอตราโอนขอมลชากวาคลนชนดอน
มผลตอสงแวดลอม
เปนคลนทตองขออนญาตการใชงาน
การสอสารไมโครเวฟการสอสารไมโครเวฟ
การสอสารไมโครเวฟ วธทนยมใชกนมากกคอการสอสารในระดบสายตา ใชในการ
สอสารขอมลขาวสารในปรมาณมากๆ เสนทางในการสอสารนจะประมาณ 50 80 สอสารขอมลขาวสารในปรมาณมากๆ เสนทางในการสอสารนจะประมาณ 50-80
กโลเมตร และไมมสงกดขวาง แตถาตองการสอสารในระยะไกลกวาน จะตองมสถาน
ทวนสญญาณเพอ ใหรบสญญาณและทาการขยายแลวสงสญญาณตอไป จนถงทวนสญญาณเพอ ใหรบสญญาณและทาการขยายแลวสงสญญาณตอไป จนถง
ปลายทางได
สถานทวนสญญาณไมโครเวฟสถานทวนสญญาณไมโครเวฟ
สถานทวนสญญาณไมโครเวฟ ใชในการสอสารไมโครเวฟในระดบสายตา เนองจากการสอสารในรปแบบนมผลตอสวนโคงของโลก ดงนนในการสอสารไมโครเวฟนจะตองมสถานทวนสญญาณในระยะทกๆ 50-80 กม. ซงสถานทวนสญญาณจะทาการถายทอด สญญาณจากสถานตนทางทาการรบสญญาณมาและทาการขยายสญญาณ ใหแรงขนแลวกทาการสงสญญาณตอไปจนถงปลายทาง
สถานทวนสญญาณขาวสารขอมล จะทาการเปลยนแปลงความถทรบเขามาใหเหลอเพยงความถ ขาวสารขอมลกอน แลวกทาการขยายสญญาณใหแรงขนอกท จากนนกนาไปผสมกบความถไมโครเวฟความถใหม แลวทาการสงออกไป ขอดของสถานทวนสญญาณรปแบบนคอ สามารถดงสญญาณขาวสารขอมลมาใชได และสามารถทาการนาขาวสารขอมลใหมแทรกเขาไปไดดวย ขอเสยของสถานทวนสญญาณรปแบบนคอ จะเกดสญญาณรบกวนแทรกเขามา และระดบความแรงของสญญาณขาวสารขอมลไมคงท
สถานทวนสญญาณความถ IF สถานทวนสญญาณรปแบบนจะทาการเปลยนความถทรบเขามาใหเปนความถ IF กอนแลวจงทาการขยายสญญาณใหแรงขนอกท จากนนกคอยทาการผสมกบคลนไมโครเวฟ ความถใหม แลวจงทาการสงออกไป ขอดของสถานทวนสญญาณรปแบบนคอ อตราสวนของสญญาณตอสญญาณรบกวนดขน ระดบความแรงของสญญาณขอมลขาวสารคงท ขอเสยของสถานทวนสญญาณรปแบบคอ ไมสามารถดงสญญาณขอมลขาวสารมาใชไดและไมสามารถแทรกสญญาณขอมลใหม เขาไปได
RF RF ไ RF ใ โ สถานทวนสญญาณความถ RF สถานทวนสญญาณรปแบบน จะทาการเปลยนความถ RF เดมไปเปนความถ RF ใหม โดยตรงกอนแลวคอยทาการสงออกไป ขอดของสถานทวนสญญาณรปแบบคอ มอตราสวนของสญญาณตอสญญาณรบกวนดมาก สญญาณขอมลขาวสารมความคงท ขอเสยของสถานทวนสญญาณรปแบบนคอ มราคาแพงมาก และยงไมสามารถดงสญญาณขอมลขาวสารมาใชได และยงไมสามารถนาสญญาณขอมลใหมแทรกเขาไปได และยงมความยงยากในการออกแบบวงจรอกดวย
เวฟไกด หรอทอนาคลนคออะไร ???เวฟไกด หรอทอนาคลนคออะไร ???
เวฟไกด (Waveguide) หรอวาทอนาคลน น เปนสายสงสญญาณชนดหนง-ทใชใน การสงคลนไมโครเวฟ โดยทวไปจะมลกษณะเปนทอกลม หรอทอเหลยม แลวแตจะทามาและกจะ ทามาจาก
ใ ใ ป ปทองแดงหรออะลมเนยม ดานในฉาบดวยเงนเพอใหเปนตวนาทด สาเหตทสายนาสญญาณตองทาเปนทอนกเพราะวา คลนไมโครเวฟมความถสงมากจะเดนทางไดดทบรเวณผวของตวนาถาหากใชสายนาสญญาณทวไปจะทาใหเกดการสญเสยงพลงงานไปได จงตองทาเปนทอเพอปองกนการสญเสยพลงงานจากผวของสายสญญาณ ความถตาสดทสามารถใชงานไดกบเวฟไกดเรยกวา ความถคตออฟ พลงงานจากผวของสายสญญาณ ความถตาสดทสามารถใชงานไดกบเวฟไกดเรยกวา ความถคตออฟ ซงถาความถสงกวาความถ คตออฟ จะสามารถเดนทางไปบนเวฟไกดได สวนความถทตากวานจะไมสามารถเดนทางบนเวฟไกดได ในการเดนทางของคลนไมโครเวฟในเวฟไกดนน จะเดนทางโดยการสะทอนผนงทอ และเดนทางไปตามความยาวของทอนาคลน และความถทสงกสามารถเดนทางไดไกลสะทอนผนงทอ และเดนทางไปตามความยาวของทอนาคลน และความถทสงกสามารถเดนทางไดไกลกวาความถทตา
รปแบบในการเกดคลนในเวฟไกด กจะมอย 2 รปแบบดวยกน คอ
รปแบบสนามไฟฟาตดขวาง ซงเปนรปแบบทไมมสวนประกอบของสนามไฟฟาในทศทางการรปแบบสนามไฟฟาตดขวาง ซงเปนรปแบบทไมมสวนประกอบของสนามไฟฟาในทศทางการแพรกระจายคลน โดยสนามไฟฟาจะตงฉากกบทศทางการแพรกระจายของคลน
รปแบบสนามแมเหลกตดขวาง เปนรปแบบทไมมสวนประกอบของสนามแมเหลกในทศทางการ โ แพรกระจายคลน โดยสนามแมเหลกจะตงฉากกบทศทางการแพรกระจายของคลนเสมอ
สายอากาศแบบฮอรนสายอากาศแบบฮอรน
สายอากาศแบบฮอรนน เปนสายอากาศทนยมใชกนมากทสดเพราะมกาลงการขยายสง
ประกอบดวยทอนา คลนตอนปลายเปดกวางออกมากกวาปกต การทจะทาใหอตราการประกอบดวยทอนา คลนตอนปลายเปดกวางออกมากกวาปกต การทจะทาใหอตราการ
ขยายสงนน ทาโดยการเพมจานสะทอนคลนแบบพาลาโบลา (Parabola) เขาไปดวย ในการใชสายอากาศแบบฮอรนนตองใชรวมกบจานสะทอนคลนแบบพาลาโบลา ทดวย ในการใชสายอากาศแบบฮอรนนตองใชรวมกบจานสะทอนคลนแบบพาลาโบลา ท
เรยกวา ตวสะทอนคลนพาลาโบลก และตาแหนงของฮอรน ตองวางในตาแหนงโฟกส
ของตวสะทอนคลน เพราะเปนตาแหนงรวมคลนทงหมด