ความรความเขาใจเกยวกบระบบวทยสอสาร

• หลกการระบบวทยสอสาร VHF/FM

• ประเภทของวทยระบบ VHF/FM

• ความถวทยยาน VHF/FM

• การแพรกระจายของคลนวทย

• องคประกอบของเครองรบ-สง วทย

• ประเภทของสายอากาศ

หลกการสอสารโทรคมนาคม

ขอมล

การสอสารโดยอาศยคลนวทย

• ความถวทย (Radio Frequency) หมายถง

คลนแมเหลกไฟฟาทมความถตากวา 3000 GHz ทสามารถแพรกระจายโดยปราศจากสอนา(นยามตามขอบงคบวทย (Radio Regulations) ของสหภาพโทรคมนาคมระหวางประเทศ (International Telecommunication Union: ITU)

มนษยสามารถตดตอสอสารกนไดในระยะทางไกล โดยอาศยวธการเปลยนเสยงพดไปเปนสญญาณไฟฟาความถเสยงแลวทาการผสมกบคลนพาหะ(คลนวทย) แลวสงไปยงเครองรบทอยหางไป ทาใหสามารถตดตอสอสารกนไดโดยสะดวก

ระบบวทย แบงออกเปน 2 ประเภท• 1.ระบบ HF/SSB SINGLE SIDEBAND ม 3 ชนด

1.1 ชนดประจาท (SINGLE SIDEBAND FIX STATION)

- สถานสอสารโครงการชลประทาน

1.2 ชนดตดตงบนรถยนต (SINGLE SIDEBAND MOBILE STATION)

- ตดตงบนยานพาหนะเคลอนท

1.3 ชนดสะพายหลงปฏบตการ(SINGLE SIDEBAND MANPACK)

- ใชสาหรบเคลอนทหรอประจาทเปนครงคราว

คณสมบต วทย HF/SSB เหมาะสาหรบตดตอสอสารในจดทไกลมาก ๆ

ตงแต 80-100 กม.ขนไป

ระบบวทย แบงออกเปน 2 ประเภท• 2.ระบบ VHF/FM ม 6 ชนด

2.1 ชนดประจาท (VHF/FM BASE STATION)

2.2 ชนดตดตงบนรถยนต (VHF/FM MOBILE STATION)

2.3 ชนดวทยหวถอปฏบตการ(VHF/FM PORTABLE)

2.4 ชนดตดตงบนรถยนตและใชเปนชนดหวถอปฏบตการ(VHF/FM MOBILE

/PORTABLE)

2.5 ชนดสะพายหลงปฏบตการเคลอนหรอตดประจาท(VHF/FM MANPACK)

2.6 ชนดมอถอปฏบตการ(VHF/FM HANDY-TALKIE)(WALKIE-TALKIE)

คณสมบต เหมาะสาหรบใชตดตอในระยะทางไมเกน 60-80 กม.

การแบงยานความถคลนวทยยานความถ คลนความถ การใชงาน

VLF Very Low Frequency ตากวา 30 KHz การสอสารใตนา

LF Low Frequency 30-300 KHz วทยนารอง,สญญาณเวลา

MF Medium Frequency 300-3000 KHz วทย AM

HF High Frequency 3-30 MHz วทยสมครเลน

VHF Very High Frequency 30-300 MHz วทย FM,การสอสาร

line of Sight

UHF Ultra High Frequency 300-3000 MHz วทย,โทรทศนโทรศพทเคลอนทWireless, LAN

SHF Super High Frequency 3-30 GHz ใชกบอปกรณ Microwave

EHF Extremely High Frequency 30-300 GHz ใชทางดาราศาสตร

ประเภทของการสอสารโดยอาศยคลนวทย

• เครองวทยคมนาคมทใชสอสารกนทว ๆ ไป แบงประเภทใชงานตามยานความถออกเปน 3 ประเภท ดงน- เครองวทยคมนาคมยานความถ HF ( High Frequency)

- เครองวทยคมนาคมยานความถ VHF ( Very High Frequency)

- เครองวทยคมนาคมยานความถ UHF ( Ultra High Frequency)

เครองวทยคมนาคมยานความถ HF ( High Frequency)

• ยานความถ 3-30 MHz

• เครองรบ-สงวทยยาน HF สวนใหญออกแบบใหใชรบสงสญญาณในระบบ SSB และ CW การสอสารในยานความถ HF จะเปนการสอสารในระยะไกลและเปนการเชอมโยงระหวางจดตอจด (Point to Point) ซงการสอสารในยานนจะไปไดไกลมาก เพราะคลนวทยสามารถสะทอนบรรยากาศชนไอโอโนสเฟยรไดด ทาใหสถานรบและสถานสงสามารถตดตอกนไดขามประเทศเลยทเดยว

• อาศยหลกการสะทอนของคลนจากชนบรรยากาศ(SKY Wave)

เครองวทยคมนาคมยานความถ VHF ( Very High Frequency)

• ยานความถสง 30-300 MHz

• เครองรบ-สงวทยในยานความถนสวนใหญใชสงสญญาณแบบ FM การสอสารในยานความถ VHF มทงแบบเชอมโยง ระหวางจดตอจด และการสอสารแบบเคลอนท ระยะทางทตดตอสอสารกนไมควรเกน 60-80 กโลเมตร

• อาศยหลกการ Line of Sight

เครองวทยคมนาคมยานความถ UHF ( Ultra High Frequency)

• ยานความถสง 300-3000 MHz

• เครองรบ-สงวทยในยานความถสงนสวนใหญใชสงสญญาณแบบ FM การสอสารในยานความถ UHF มทงแบบเชอมโยง ระหวางจดตอจด และการสอสารแบบเคลอนท ระยะทางทตดตอสอสารกนไมควรเกน 60-80 กโลเมตร

• อาศยหลกการ Line of Sight

ความรเบองตนระบบสอสารวทย• ระบบวทยสอสารทใชในกรมชลประทาน แบงออกเปน 2 ระบบ

– วทยสอสารระบบ HF/SSB SINGLE SIDEBAND• ยานความถ HF (High Frequency) 3-30 MHz

• เหมาะกบการสอสารในระยะทางไกล 80-100 กม. ไมเหมาะกบการตดตอระยะใกล

– วทยสอสารระบบ VHF/FM • ยานความถ VHF (Very High Frequency) 30-300 MHz

• เหมาะกบการสอสารในระยะใกลไมควรเกน 60-80 กม.

ความถวทยของกรมชลประทานยาน VHF ม 8 ความถ

• 1. ความถ 138.275 MHz • 2. ความถ 139.000 MHz (ใชสง Data ระบบโทรมาตร)• 3. ความถ 139.050 MHz (ใชทกสานกชลประทาน)• 4. ความถ 139.100 MHz • 5. ความถ 139.150 MHz • 6. ความถ 139.200 MHz • 7. ความถ 141.000 MHz (ใชสง Data ระบบโทรมาตร)• 8. ความถ 141.050 MHz

ความถวทยของกรมชลประทานยาน SSB ม13 ความถ1. 4810 KHz (ไมไดใชแลว, มนโยบายวาจะคนให กทช. หรอ กสทช.ในปจจบน)2. 5020 KHz3. 5820 KHz4. 5830 KHz5. 7640 KHz6. 7630 KHz7. 7855 KHz8. 7999 KHz9. 9203 KHz (ไมไดใชแลว, มนโยบายวาจะคนให กทช. หรอ กสทช. ในปจจบน)

10. 9332 KHz11. 9170 KHz

12. 9086 KHz 13. 9257 KHz• *(กทช. สานกงานคณะกรรมการกจการโทรคมนาคมแหงชาต ปจจบนเปลยนเปน:

กสทช. ส านกงานคณะกรรมการกจการกระจายเสยง กจการโทรทศนและกจการโทรคมนาคมแหงชาต)

การแพรกระจายคลนวทย

การแบงชนบรรยากาศ

• แบงออกเปน 4 ชนตามความสง– ชน D ความสงไมเกน 100 กม.

– ชน E ความสงระหวาง 100 -150 กม.

– ชน F1 ความสงระหวาง 150 -300 กม.

– ชน F2 ความสงระหวาง 300 -450 กม.

มมวกฤต(Critical Angle) คอ มมทความถเดนทางไปถงชนบรรยากาศไอโอโนสเฟยรแลวสะทอนกบมายงโลก

การแพรกระจายคลนวทยคลนฟา(SKY WAVE)

• ชนบรรยากาศไอโอโนสเฟยร คอ เพดานไฟฟาทหอหมโลก

• ชนบรรยากาศโทรโปสเฟยร คอ บรรยากาศทหอหมโลก

ตวอยางโจทยหาระยะทางไกลสด(Line of Sight)

• ใหความสงเสา(h1) = 16 เมตร ใหความสงเสา(h2) = 9 เมตรจงหาระยะทางไกลสดทสามารถตดตอสอสารไดวธทา

จากสมการ D= D1+D2= 4.12(16 9)

= 28.84 กโลเมตรตอบ ระยะทางไกลสดทสามารถสงไปไดเทากบ 28.84 กโลเมตร

(*10 ฟต = 3 เมตร)(150 ฟต = 45 เมตร)*หมายเหต โดยทวไปการรบสงระหวางสถานสงถงสถานรบไมควรเกน 50 กโลเมตรอางองจากหนงสอความรเกยวกบการใชเครองวทยคมนาคม ของกทช.2551

ตวอยางโจทยหาความสงของเสาสถานรบสง

• ใหความสงเสาสถานสงสญญาณ(h1) = 16 เมตร ใหระยะหางระหวางทางสถานสงและสถานรบสญญาณ 28.84 กโลเมตร จงหาความสงเสาของสถานรบสญญาณ (h2) ควรมความสงนอยทสดเทาไรวธทา

จากสมการ D= D1+D228.84 = 4.12(16 h2)

28.84 / 4.12 = 16 h2

7 = 4 + h2

3 = h2

ตอบ h2 = 9 เมตร ความสงเสาทสถานรบสญญาณเทากบ 9 เมตร

การบดบงจากสงแวดลอม

การบดบงจากสงกดขวาง

การบดบงจากอาคารสง

ผลด ผลเสย- สามารถสอสารไดไกลขน - คาใชจายมากขน

- ตดตงยาก

ขอกาหนดพนฐานเสาวทย1.ไฟสแดง 1 ดวงไมกระพรบ ทความสงเสา 45 เมตร2.หากเกน 45 เมตร ตองตดไฟ 600 วตตสแดงทกระยะ 45 เมตรแบบกระพรบ3.เสาสขาวสลบแดงโดยบนสดและลางสดเปนสแดง4.เสาทาจากเหลกชบ Hot-Dip Galvanized กนสนม5.ความตานทานดนวดไดไมเกน 5 โอหม

คลนแพรกระจายเปนลกษณะจดและขด ผรบตองทราบความหมาย รหสในการตดตอตวอยาง เชน รหสมอรส ปจจบนกรมชลประทานไมไดใชงาน

ดกวาแบบ C.W. ตรงทโอกาสผดพลาดในการรบสญญาณนอยกวาเนองจากไดผสมความถเสยงเขามาดวย

การผสมคลน(Modulation)คอ การผสมสญญาณความถเสยงเขากบสญญาณความถคลนพาห ซงม 2 แบบดวยกน

1.แบบ AM (Amplitude Modulation) ขนาดของคลนพาหเปลยนแปลงไปตามขนาดของสญญาณเสยง

2.แบบ FM (Frequency Modulation) ความถของคลนพาหเปลยนแปลงไปตามขนาดของสญญาณเสยง

องคประกอบของเครองสงวทยระบบ AM

1.ไมโครโฟน(Microphone) เปลยนพลงงานเสยงใหเปนพลงงานไฟฟา

2.ภาคขยายความถเสยง (AF Amplifier) ขยายสญญาณทางไฟฟาของความถเสยงใหแรงขน

3.ภาคกาเนนความถวทย(RF Oscillator) สรางความถวทยหรอคลนพาห

4.ภาคผสมคลน (Modulator) ผสมสญญาณความถเสยงเขากบสญญาณความถวทยหรอคลนพาห

5.ภาคขยายกาลงคลนวทย (RF Power Amplifier) ขยายสญญาณความถวทยใหแรงตามตองการ

กอนสงออกอากาศ

6.สายอากาศ (Antenna) เปลยนพลงงานไฟฟาจากเครองสงวทยใหเปนพลงงานแมเหลกไฟฟา

เพอแพรกระจายไปในอากาศ

องคประกอบของเครองสงวทยระบบ FMคลายกบระบบ AM แตแตกตางกนคอ หลกการผสมคลนเปนแบบ FM โดยเพมภาคคณความถ(Frequency Multiplier) เขามาเพอใหงายตอการผสมคลนทมความถสง

ขอดขอเสยของระบบ A.M. และ F.M.ระบบ A.M.

ขอด

1.เปนระบบทงายไมซบซอน ราคาถก

2.ประหยดความถใชงาน

ระบบ F.M.

ขอด

1.มสญญาณรบกวนตา คณภาพเสยงด

ขอเสย

1.มสญญาณรบกวนสง คณภาพเสยงไมด

ขอเสย

1.ระบบซบซอน ทาใหมราคาแพง

2.ใชแถบความถคลนมาก

เครองรบวทย แบงออกเปน 3 แบบ

1.วทยแร (ปจจบนไมใชแลว)

2.วทยแบบ Tuned Radio Frequency (T.R.F)

3.วทยแบบซเปอรเฮทเทอโรดายน (Superheterodyne Receive)

องคประกอบของเครองรบวทยแบบ T.R.F.1.สายอากาศ ทาหนาทเปลยนพลงงานคลนแมเหลกไฟฟาเปนพลงงานไฟฟา

2.ภาคขยายความถวทย ทาหนาทขยายสญญาณวทยทเขามาใหมความแรงขน

3.ภาคดเทกเตอร(Detector) ทาหนาทแยกสญญาณความถเสยงออกจากสญญาณวทย

หรอคลนพาห

4.ภาคขยายกาลงความถเสยง ขยายสญญาณความถเสยงใหแรงพอจะสงไปยงลาโพง

5.ลาโพง เปลยนพลงงานไฟฟาเปนพลงงานเสยง

หลกการของเครองรบวทยแบบซเปอรเฮทเทอโรดายนเมอมความถเขามาเครองรบจะทาการเปลยนความถทรบมาใหเปนความถกลาง (IF) แลวนาเอาความถไปใชงานตอไป

องคประกอบของเครองรบวทยแบบซเปอรเฮทเทอรโรดายน

1.สายอากาศ ทาหนาทเปลยนพลงงานคลนแมเหลกไฟฟาเปนพลงงานไฟฟา

2.ภาคขยายความถวทย ทาหนาทขยายสญญาณวทยทเขามาใหมความแรงขน

3.ภาคคอนเวอรเตอร ประกอบดวยภาคออสซเลเตอร และ มกเซอร โดยภาคออสซเลเตอรจะทาหนาทสรางความถปอนใหภาคมกเซอร สวนภาคมกเซอร จะทาหนาทผสมความถทรบมาเขากบสญญาณออสซเลเตอรใหไดความถกลาง

4.ภาคขยายความถปานกลาง(IF Amplifier) ทาหนาทขยายสญญาณใหแรงขนเพอเพมความไวในการรบใหสงขน

5.ภาคดเทกเตอร(Detector) ทาหนาทแยกสญญาณความถเสยงออกจากสญญาณวทย

หรอคลนพาห

6.ภาคขยายกาลงความถเสยง ขยายสญญาณความถเสยงใหแรงพอจะสงไปยงลาโพง

7.ลาโพง เปลยนพลงงานไฟฟาเปนพลงงานเสยง

การจาแนกประเภทของเครองวทยคมนาคม ตามลกษณะการใชงาน

• สามารถแบงได 3 ประเภท– เครองวทยคมนาคม ชนดมอถอ (Handy) มกาลงสงสงสด 5 วตต

ใชในลกษณะพกพา มความคลองตวและประสทธภาพสง

– เครองวทยคมนาคม ชนด ประจาท (Base Station) กาลงสงสงถง 100 วตต หรอมากกวา ใชเปนสถานแมขายและลกขาย

– เครองวทยคมนาคม ชนด เคลอนท (Mobile Station) กาลงสงตากวา 100 วตต สาหรบตดตงในรถยนตหรอบนเรอ เพอใชเปนสถานสอสารเคลอนท มขนาดกะทดรด คลายวทยเทปตดรถยนต

คณสมบตของเครองรบ-สงวทย

1.ความไวในการรบ(Sensitivity) คอ ความสามารถในการรบสญญาณออน ๆ ได2.ความสามารถในการแยกสถาน(Selectivity) คอ ความสามารถในการแยกสญญาณทตองการรบ

ออกจากสญญาณอนทมความถใกลเคยง3.ความชดเจนของเสยง(Fidelity) คอ ความสามารถทาใหเสยงทไดรบฟงมความชดเจนเหมอนกบ

ตนทางมากทสด4.ความมเสถยรภาพทางความถ(Stability) คอ ความสามารถในการทาใหเครองรบวทยหรอความถ

สงวทยมคาคงทไดมากนอยเพยงใด5.การแพรคลนแปลกปลอม (Spurious Emission) คอ การแพรคลนทไมจาเปนออกไปทาให

เกดการรบกวนกบความถอน ๆ คลนเหลานควรถกกาจดใหมการออกอากาศนอยทสด6.อตราสวนระหวางสญญาณทตองการกบสญญาณรบกวน(Signal to Noise Ratio)

คอคาทใชบอกวาระบบมการรบสญญาณไดดเพยงใดเมอเทยบกบสญญาณรบกวน ปกตใหมคาไมเกน 1.5:1

สายอากาศ

สายอากาศทใชโดยทวไปม 2 ประเภท

1.สายอากาศแบบรอบตว (Omnidirectional Antenna)

มลกษณะการแผกระจายคลนออกไปใกลเคยงกนในทกทศทาง

2.สายอากาศแบบทศทาง (Directional Antenna)

มลกษณะการแผกระจายคลนออกไปไดดในทศทางทกาหนด

สายอากาศไดโพล

สายอากาศแบบทศทาง (Directional Antenna)

• ประกอบดวย

• Dipole หรอ DriveElement ยาวขางละ 1/4

• Reflector ยาวกวา 1/4เลกนอย

• Director สนกวา 1/4เลกนอย และวางไวในทศทางการแพรกระจายคลน

สายอากาศ Yagi

ความถและความยาวคลนคลนวทยแพรกระจายจากสายอากาศดวยความเรวประมาณเทากบความเรวแสง คอ 300 ลานเมตรตอวนาท ซงท าใหไดสมการหาความยาวคลนไดดงน

=300,000,000 เมตร/วนาท f( ความถคลน) รอบ/วนาท

Lamda) = ความยาวคลนหนวยเปนเมตร

สายน าสญญาณ

ในระบบการรบสงสญญาณวทยนน สายนาสญญาณ (transmission line) กมความสาคญไมนอยไปกวา สายอากาศเลย การเลอกใชสายนาสญญาณใหเหมาะสมกบงาน กสามารถเพมประสทธภาพการรบสงสญญาณไดมาก สานนาสญญาณสามารถสงผานกาลงของคลนวทย จากเครองสงไปยงสายอากาศ และนาสญญาณทรบไดจากสายอากาศ กลบมาทเครองรบวทย ดงนน สายอากาศจงเปนตวกลางในการเชอมตอเครองรบ - สงวทย

สวนประกอบของสายน าสญญาณ