📡 การแพร่กระจายของคลื่นวิทยุหัวใจสำคัญของระบบสื่อสารไร้สาย

[Sound Man]

JKP Engineering Co.,Ltd.
3 กรกฎาคม เวลา 13:43 น.
 ·
📡 การแพร่กระจายของคลื่นวิทยุหัวใจสำคัญของระบบสื่อสารไร้สาย
   หลายคนอาจเข้าใจว่าคลื่นวิทยุทุกย่านเดินทางเหมือนกัน แต่ในความเป็นจริงแล้ว คลื่นวิทยุแต่ละย่านความถี่มีลักษณะการแพร่กระจายที่แตกต่างกันอย่างมาก
ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมวิทยุ AM จึงรับฟังได้ไกลในเวลากลางคืน ทำไมวิทยุสื่อสาร VHF/UHF จึงต้องติดตั้งเสาสูง และทำไมการสื่อสารผ่านดาวเทียมจึงสามารถครอบคลุมพื้นที่ได้ทั่วโลกคลื่นวิทยุคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เดินทางจากสายอากาศส่งไปยังสายอากาศรับด้วยความเร็วแสงประมาณ 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที
แต่เส้นทางการเดินทางของคลื่นไม่ได้เหมือนกันทุกความถี่เพราะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายด้าน เช่น ความถี่ที่ใช้งานความสูงของสายอากาศ ลักษณะภูมิประเทศ
สภาพบรรยากาศและกิจกรรมของดวงอาทิตย์ ดังนั้น การเข้าใจการแพร่กระจายของคลื่นจึงเป็นพื้นฐานสำคัญของการออกแบบระบบโทรคมนาคมทุกประเภท

🌍 Ground Wave หรือคลื่นดินเป็นการแพร่กระจายที่คลื่นวิทยุเดินทางเลียบไปตามผิวโลกและสามารถโค้งตามความโค้งของโลกได้ เหมาะสำหรับย่าน
LF 30–300 kHz และ MF 300–3000 kHz เช่น ระบบวิทยุกระจายเสียง AM ระบบเดินเรือ และระบบนำร่อง จุดเด่นคือสามารถให้การสื่อสารในระดับท้องถิ่น
และระดับภูมิภาคได้อย่างเสถียร แม้ปลายทางจะอยู่หลังขอบฟ้าในระยะหนึ่ง โดยเฉพาะพื้นที่ที่มีค่าการนำไฟฟ้าของพื้นดินสูง เช่น บริเวณชายฝั่งทะเล สัญญาณ
จะเดินทางได้ไกลกว่าพื้นที่แห้ง

☀️ Sky Wave หรือคลื่นฟ้า เป็นการแพร่กระจายที่อาศัยชั้นไอโอโนสเฟียร์ ซึ่งอยู่สูงประมาณ 60–1,000 กิโลเมตรเหนือพื้นโลก คลื่นในย่าน HF 3–30 MHz
จะถูกหักเหกลับลงมายังพื้นโลก ทำให้สามารถติดต่อสื่อสารได้ไกลหลายร้อยถึงหลายพันกิโลเมตรโดยไม่ต้องใช้ดาวเทียม จึงเป็นย่านที่ได้รับความนิยมในหมู่
นักวิทยุสมัครเล่น การสื่อสารทางทะเล และการสื่อสารระหว่างประเทศ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของการแพร่กระจายแบบนี้จะเปลี่ยนแปลงตามช่วงเวลากลางวัน
และกลางคืน ฤดูกาล รวมถึงกิจกรรมของดวงอาทิตย์ ทำให้ผู้ใช้งานต้องเลือกความถี่ให้เหมาะสมกับช่วงเวลา

📶 Line-of-Sight หรือการแพร่กระจายแบบแนวสายตา เป็นรูปแบบที่พบมากที่สุดในระบบสื่อสารยุคปัจจุบัน โดยคลื่นจะเดินทางเป็นเส้นตรงจากสายอากาศ
ส่งไปยังสายอากาศรับ เหมาะสำหรับย่าน VHF, UHF, SHF และ EHF ระบบต่าง ๆ เช่น วิทยุสื่อสาร โทรศัพท์เคลื่อนที่ DAB+ โทรทัศน์ดิจิทัล Wi-Fi และ
ไมโครเวฟลิงก์ ล้วนใช้หลักการนี้ ระยะครอบคลุมของระบบจึงขึ้นอยู่กับความสูงของเสาสายอากาศ กำลังส่งอัตราขยายของสายอากาศ การสูญเสียในสายนำสัญญาณ
และความไวของเครื่องรับ มากกว่าการเพิ่มกำลังส่งเพียงอย่างเดียว

🌤️ Tropospheric Wave หรือคลื่นโทรโพสเฟียร์ เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศใกล้พื้นโลก เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความชื้น และความดันอากาศ จะทำให้คลื่นวิทยุเกิดการหักเห ส่งผลให้สัญญาณในย่าน VHF และ UHF เดินทางได้ไกลเกินกว่าขอบฟ้าปกติ หลายครั้งสามารถสื่อสารได้ไกลกว่า 300–1,000 กิโลเมตร ผ่านปรากฏการณ์ Tropospheric Ducting หรือ Troposcatter ซึ่งนักวิทยุสมัครเล่นมักใช้โอกาสนี้ในการติดต่อสถานีที่อยู่ไกลกว่าปกติ

🛰️ Space Wave หรือคลื่นอวกาศคือการสื่อสารที่อาศัยดาวเทียมเป็นตัวกลางในการรับและส่งสัญญาณ ทำให้สามารถเชื่อมต่อระหว่างสถานีภาคพื้นดินที่อยู่ห่างกัน
หลายพันกิโลเมตรได้อย่างมีประสิทธิภาพ ระบบดาวเทียมสื่อสาร GPS, VSAT, Starlink รวมถึงดาวเทียมวิทยุสมัครเล่น ต่างอาศัยหลักการนี้ในการให้บริการครอบคลุมพื้นที่ในระดับภูมิภาคและระดับโลก

⚙️ ในทางวิศวกรรมโทรคมนาคมการเลือกใช้รูปแบบการแพร่กระจายของคลื่นไม่ได้พิจารณาเพียงแค่ความถี่เท่านั้นแต่ยังต้องคำนึงถึงกำลังส่ง
ความสูงของสายอากาศ อัตราขยายของสายอากาศ การสูญเสียในสายนำสัญญาณความไวของเครื่องรับลักษณะภูมิประเทศ สภาพบรรยากาศ
และกิจกรรมของดวงอาทิตย์ ซึ่งทั้งหมดนี้จะถูกนำมาคำนวณร่วมกันใน Link Budget เพื่อให้ได้ระบบสื่อสารที่มีความครอบคลุม มีเสถียรภาพ
และใช้ทรัพยากรคลื่นความถี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด
✅ การแพร่กระจายของคลื่นวิทยุแต่ละรูปแบบมีข้อดีและข้อจำกัดแตกต่างกันไม่มีรูปแบบใดที่เหมาะกับทุกสถานการณ์การเลือกใช้งาน
จึงต้องพิจารณาให้สอดคล้องกับภารกิจและสภาพแวดล้อมไม่ว่าจะเป็นการสื่อสารระยะใกล้ระยะกลางระยะไกล หรือการสื่อสารระดับโลก
การเข้าใจหลักการเหล่านี้จะช่วยให้วิศวกรและผู้ปฏิบัติงานสามารถออกแบบโครงข่าย เลือกความถี่ กำหนดความสูงของเสาเลือกสายอากาศ
และคำนวณกำลังส่งได้อย่างถูกต้องส่งผลให้ระบบสื่อสารมีประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และครอบคลุมพื้นที่ได้ตามเป้าหมายทางวิศวกรรม

ตรงนี้มีภาพ! แต่ท่านจะมองไม่เห็น , ท่านต้อง  สมัครสมาชิก หรือ ลงชื่อเข้าระบบ