คลื่น ไมโครเวฟ

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