1. ลักษณะพื้นฐานของคลื่นวิทยุ WWW.WHWIRELESS.COM เวลาอ่านโดยประมาณ: 15 นาที 1.1 นิยามของคลื่นวิทยุ คลื่นวิทยุทำหน้าที่เป็นตัวนำสัญญาณและพลังงาน ซึ่งเกิดจากการจับคู่กันของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่สั่นไหว โดยเป็นไปตามกฎการจับคู่แบบสลับกันที่ว่า "ไฟฟ้าก่อให้เกิดแม่เหล็ก และแม่เหล็กก่อให้เกิดไฟฟ้า" ในระหว่างการแพร่กระจาย สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กจะตั้งฉากกันเสมอ และทั้งสองสนามจะตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่น ทำให้คลื่นเหล่านี้เป็น **คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตามขวาง (TEM waves)** คลื่นวิทยุเกิดขึ้นจากวงจรการสั่นความถี่สูง: เมื่อกระแสในวงจรเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วตามเวลา จะเกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับขึ้นในบริเวณโดยรอบ เมื่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้านี้แยกตัวออกจากแหล่งกำเนิดคลื่น มันจะแพร่กระจายไปในอวกาศในรูปของคลื่นวิทยุ โดยไม่ต้องอาศัยตัวกลางใดๆ แม้แต่ในสุญญากาศก็สามารถส่งผ่านได้ 1.2 ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่น ความถี่ และความเร็วในการแพร่กระจาย สูตรหลักที่ควบคุมความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่น (λ) ความถี่ (f) ของคลื่นวิทยุและความเร็วในการแพร่กระจาย (ความเร็วแสง \( C \) ในสุญญากาศ ประมาณ \( 3×10^8 \, \text{m/s} \)) คือ: [ แลมบ์ดา = C/f ] **ข้อสรุปสำคัญ**: ในตัวกลางเดียวกัน ความถี่และความยาวคลื่นมีความสัมพันธ์ผกผันกันอย่างเคร่งครัด กล่าวคือ ความถี่สูง ความยาวคลื่นยิ่งสั้น ความสัมพันธ์นี้ส่งผลโดยตรงต่อขนาดการออกแบบของเสาอากาศ ตัวอย่างเช่น ความยาวคลื่นของ... Wi-Fi 2.4GHz สัญญาณมีความยาวประมาณ 12.5 ซม. ซึ่งสอดคล้องกับความยาวของเสาอากาศไดโพลครึ่งคลื่นประมาณ 6.25 ซม. สำหรับ 700MHz สัญญาณสื่อสารความถี่ต่ำ มีความยาวคลื่นประมาณ 42.8 เซนติเมตร ซึ่งต้องใช้เสาอากาศไดโพลครึ่งคลื่นที่มีความยาว 21.4 เซนติเมตร นอกจากนี้ ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของเสาอากาศ (เช่น ประสิทธิภาพการแผ่รังสี อัตราขยาย และอิมพีแดนซ์) ยังสัมพันธ์โดยตรงกับ **ความยาวทางไฟฟ้า** (อัตราส่วนของความยาวทางกายภาพต่อความยาวคลื่น) ในทางวิศวกรรมภาคปฏิบัติ ความยาวทางไฟฟ้าที่ต้องการจะต้องถูกแปลงเป็นความยาวทางกายภาพที่เฉพาะเจาะจงเพื่อให้แน่ใจว่าเสาอากาศทำงานได้อย่างถูกต้อง 1.3 การโพลาไรซ์ของคลื่นวิทยุ การโพลาไรเซชันหมายถึงกฎการเปลี่ยนแปลงของทิศทางสนามไฟฟ้าเมื่อคลื่นวิทยุแพร่กระจาย โดยกำหนดจากวิถีการเคลื่อนที่เชิงพื้นที่ของเวกเตอร์สนามไฟฟ้า ทำให้เกิดสเปกตรัมที่สมบูรณ์: **โพลาไรเซชันแบบวงกลม ← โพลาไรเซชันแบบวงรี → โพลาไรเซชันแบบเส้นตรง** คุณลักษณะหลักและสถานการณ์การใช้งานของทั้งสามแบบมีดังต่อไปนี้: - **การโพลาไรซ์เชิงเส้น**: ทิศทางของสนามไฟฟ้าคงที่ เป็นรูปแบบการโพลาไรซ์ที่ใช้กันมากที่สุด คลื่นที่มีสนามไฟฟ้าตั้งฉากกับพื้นเรียกว่า **คลื่นโพลาไรซ์แนวตั้ง** ซึ่งมีความต้านทานต่อการสะท้อนจากพื้นสูงและเหมาะสำหรับการสื่อสารเคลื่อนที่ภาคพื้นดิน (เช่น สถานีฐาน 2G/3G แบบดั้งเดิม) ส่วนคลื่นที่มีสนามไฟฟ้าขนานกับพื้นเรียกว่า **คลื่นโพลาไรซ์แนวนอน** ซึ่งใช้กันทั่วไปในการส่งสัญญาณวิทยุและโทรทัศน์ การสื่อสารแบบถ่ายทอดคลื่นไมโครเวฟ และสถานการณ์อื่นๆ - **การโพลาไรซ์แบบวงกลม**: วิถีการเคลื่อนที่ของเวกเตอร์สนามไฟฟ้าเป็นวงกลม แบ่งออกเป็น **การโพลาไรซ์แบบวงกลมซ้าย** และ **การโพลาไรซ์แบบวงกลมขวา** ซึ่งไม่สามารถเกิดขึ้นพร้อมกันได้ (เสาอากาศซ้ายสามารถรับคลื่นโพลาไรซ์แบบวงกลมซ้ายได้เท่านั้น และในทางกลับกัน) ข้อได้เปรียบหลักคือมีความต้านทานสูงต่อการรบกวนจากหลายเส้นทางและการบิดเบี้ยวของโพลาไรซ์ ทำให้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการสื่อสารผ่านดาวเทียม (เ...

การจำแนกประเภทของอาร์เรย์ เสาอากาศ - WWW.WHWIRELESS.COM เวลาอ่านโดยประมาณ: 15 นาที โดยทั่วไปแล้ว เสาอากาศแบบอาร์เรย์จะถูกแบ่งประเภทตามการจัดเรียงของแต่ละหน่วย อาร์เรย์เชิงเส้น: อาร์เรย์ขององค์ประกอบเสาอากาศที่จัดเรียงตามแนวเส้นตรง โดยมีระยะห่างระหว่างหน่วยซึ่งอาจเท่ากันหรือไม่เท่ากันก็ได้ สามารถแบ่งย่อยออกเป็นอาร์เรย์ที่รับแสงจากขอบและอาร์เรย์ที่รับแสงจากปลาย โดยพิจารณาจากทิศทางของพลังงานการแผ่รังสีที่เข้มข้น อาร์เรย์ระนาบ: อาร์เรย์ขององค์ประกอบเสาอากาศที่จัดเรียงอยู่ตรงจุดศูนย์กลางของระนาบเดียวกัน หากองค์ประกอบทั้งหมดในอาร์เรย์ระนาบจัดเรียงเป็นตารางสี่เหลี่ยมผืนผ้า จะเรียกว่าอาร์เรย์สี่เหลี่ยมผืนผ้า หากจุดศูนย์กลางขององค์ประกอบทั้งหมดอยู่บนวงกลมหรือวงแหวนวงรีที่มีจุดศูนย์กลางร่วมกัน จะเรียกว่าอาร์เรย์วงกลม อาร์เรย์ระนาบยังสามารถมีระยะห่างเท่ากันหรือไม่เท่ากันก็ได้ อาร์เรย์แบบคอนฟอร์มอล: อาร์เรย์ของเสาอากาศที่ยึดติดและปรับให้เข้ากับรูปทรงของตัวพา ตัวอย่างของอาร์เรย์แบบคอนฟอร์มอล ได้แก่ อาร์เรย์แบบพื้นผิวทรงกระบอก อาร์เรย์แบบพื้นผิวทรงกลม และอาร์เรย์แบบพื้นผิวทรงกรวย เสาอากาศแบบอาร์เรย์ การกำหนดค่าหน่วย เสาอากาศเชิงเส้น องค์ประกอบของอาร์เรย์: แบบไดโพล แบบโมโนโพล องค์ประกอบรูปวงแหวน (เช่น เสาอากาศแบบช่อง) และองค์ประกอบแบบเกลียว ส่วนประกอบแบบไดอะแฟรม: ส่วนประกอบเสาอากาศแบบฮอร์น, ส่วนประกอบท่อนำคลื่นแบบช่องเปิด, ส่วนประกอบแผ่นไมโครสตริป องค์ประกอบแบบผสมผสานและเฉพาะทาง: หน่วย Yagi-Uda, หน่วยอาร์เรย์ไดโพลแบบลอการิทึม, หน่วยเสาอากาศเรโซแนนซ์ปานกลาง, หน่วยเมตาเซอร์เฟซ/เมตามาเทเรียล หลักการทางทฤษฎีของเสาอากาศแบบอาร์เรย์ ① หลักการแทรกสอดและการซ้อนทับของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า: เสาอากาศแบบอาร์เรย์สามารถสร้างลักษณะการแผ่รังสีที่แตกต่างจากเสาอากาศเดี่ยวแบบดั้งเดิม เหตุผลหลักประการหนึ่งคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากหน่วยแผ่รังสีที่สอดคล้องกันหลายหน่วยจะแทรกสอดและซ้อนทับกันในอวกาศ ทำให้บางพื้นที่ได้รับรังสีเพิ่มขึ้นและบางพื้นที่ได้รับรังสีลดลง ส่งผลให้พลังงานรังสีรวมคงที่ถูกกระจายไปยังบริเวณต่างๆ ในอวกาศ ② ทฤษฎีบทผลคูณของแผนภาพทิศทาง: ภายใต้สภาวะระยะไกล ฟังก์ชันทิศทางปกติโดยรวมของ เสาอากาศ อาร์เรย์ที่ประกอบด้วยองค์ประกอบที่เหมือนกันหลายตัว ซึ่งถูกกระตุ้นด้วยแอมพลิจูดและเฟสคงที่ และจัดเรียงอยู่ในตำแหน่งทางเรขาคณิตคงที่ สามารถแยกย่อยได้ดังนี้: ปัจจัยหลัก F( θ - φ ): ทิศทางของหน่วยเดียวในพื้นที่ว่าง (รวมถึงหน่วยนั้นด้วย) - (การโพลาไรเซชันและการวางแนว) อาร์เรย์แฟกเตอร์ AF( θ - φ ): ค่านี้ถูกกำหนดโดยรูปแบบทางเรขาคณิต ระยะห่าง แอมพลิจูดการกระตุ้น และเฟสของอาร์เรย์เท่านั้น และไม่ขึ้นอยู่กับรูปร่างเฉพาะขององค์ประกอบ นั่นคือ แผนภาพทิศทางโดยรวมแบบผสม D( θ - φ ) = F( θ - φ - - AF( θ - φ - การวิเคราะห์อาร์เรย์ เสาอากาศ - การวิเคราะห์เสาอากาศแบบอาร์เรย์เกี่ยวข้องกับการกำหนดลักษณะการแผ่รังสีภายใต้สมมติฐานว่าทราบพารามิเตอร์สี่ตัว (จำนวนองค์ประกอบทั้งหมด การกระจายตัวขององค์ประกอบในพื้นที่ การกระจายตัวของแอมพลิจูดการกระตุ้นสำหรับแต่ละองค์ประกอบ และการกระจายตัวของเฟสการกระตุ้นสำหรับแต่ละองค์ประกอบ) ลักษณะเหล่านี้รวมถึงคุณสมบัติของเสาอากาศแบบอาร์เรย์ - แผนภาพแสดงทิศทาง, ความกว้างของลำแสงครึ่งกำลัง, สัมประสิทธิ์การกำหนดทิศทาง, ระดับกลีบข้าง และอื่นๆ อาร์เรย์ เสาอากาศ การบูรณาการ การสังเคราะห์เสาอากาศแบบอาร์เรย์เป็นปัญหาตรงกันข้ามกับการวิเคราะห์ กล่าวคือ การสังเคราะห์พารามิเตอร์ท...

อะไรคือ เสาอากาศ - หนึ่ง เสาอากาศ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการ ส่งและรับคลื่นวิทยุ เป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบการสื่อสารไร้สาย ที่สามารถแปลง กระแสไฟฟ้าความถี่สูง (ซึ่งไหลในสายส่ง) เข้าไป คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (ซึ่งแพร่กระจายผ่านอวกาศว่าง) และในทางกลับกัน เสาอากาศถูกใช้กันอย่างแพร่หลายใน การออกอากาศทางวิทยุ, โทรทัศน์, การสื่อสารเคลื่อนที่, การสื่อสารผ่านดาวเทียม ระบบเรดาร์ และสาขาอื่นๆอีกมากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งหน้าที่ของเสาอากาศมีดังนี้: คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกมา: ด้านส่งสัญญาณ เสาอากาศจะแปลงพลังงานไฟฟ้าความถี่สูงที่สร้างโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้เป็นคลื่นวิทยุและแผ่ออกไปสู่พื้นที่โดยรอบเพื่อการส่งสัญญาณระยะไกล การรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า: ในด้านรับสัญญาณ เสาอากาศจะจับคลื่นวิทยุจากอวกาศและแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าความถี่สูง จากนั้นสัญญาณเหล่านี้สามารถนำไปประมวลผลได้ เช่น การดีมอดูเลต การขยายสัญญาณ และการถอดรหัส เพื่อกู้คืนข้อมูลหรือข้อมูลต้นฉบับ การแปลงพลังงาน: เสาอากาศทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำหรับ การแปลงพลังงาน ถ่ายโอนพลังงานระหว่างคลื่นนำทาง (ในสายส่ง) และคลื่นอวกาศอิสระ (คลื่นวิทยุ) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การกำหนดทิศทางและโพลาไรเซชัน: เสาอากาศหลายตัวมีคุณลักษณะเฉพาะ การกำหนดทิศทาง และ การแบ่งขั้ว ลักษณะเฉพาะ. การกำหนดทิศทาง หมายถึงความสามารถของเสาอากาศในการแผ่หรือรับพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าในทิศทางบางทิศทางมากกว่าทิศทางอื่น โพลาไรเซชัน อธิบายทิศทางของสนามไฟฟ้าของคลื่นวิทยุที่ส่งออกหรือรับโดยเสาอากาศ คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสื่อสาร ลดการรบกวน และขยายระยะทางการสื่อสาร การจับคู่ค่าอิมพีแดนซ์: เพื่อให้แน่ใจว่ามีการสะท้อนสัญญาณและการสูญเสียพลังงานน้อยที่สุดในระหว่างการส่งสัญญาณ เสาอากาศจะต้อง อิมพีแดนซ์ที่ตรงกัน ด้วยสายส่ง (สายป้อน) ซึ่งหมายความว่าค่าอิมพีแดนซ์อินพุตของเสาอากาศควรตรงกับค่าอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะของสายส่ง เพื่อให้ถ่ายโอนพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเพิ่มสัญญาณและการครอบคลุม: ในบางระบบ เสาอากาศจะถูกใช้เพื่อ เพิ่มความแรงของสัญญาณ หรือ ขยายความครอบคลุม . ตัวอย่างเช่น: ใน สถานีฐานเคลื่อนที่ เสาอากาศรับสัญญาณสูงสามารถขยายพื้นที่ครอบคลุมสัญญาณได้ ใน การสื่อสารผ่านดาวเทียม เสาอากาศทิศทางเดียวและรับสัญญาณสูงช่วยปรับปรุงคุณภาพและความน่าเชื่อถือในการรับสัญญาณ...

เหตุใดการจับคู่อิมพีแดนซ์จึงมีความจำเป็น www.whwireless.com เวลาอ่านโดยประมาณ: 15 นาที ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดระหว่าง ความถี่วิทยุ (RF) และฮาร์ดแวร์นั้นขึ้นอยู่กับการจับคู่อิมพีแดนซ์ และเหตุผลของการจับคู่อิมพีแดนซ์ก็คือการส่งผ่านสนามแม่เหล็กไฟฟ้า อย่างที่ทราบกันดีว่า สนามแม่เหล็กไฟฟ้าคือปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก การสูญเสียในสื่อกลางในการส่งสัญญาณเกิดขึ้นเนื่องจากสนามไฟฟ้าทำให้เกิดการสั่นของผลกระทบต่ออิเล็กตรอน ยิ่งค่าสูง ความถี่ ยิ่งมีวงจรคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสายส่งที่มีความยาวเท่ากันมากเท่าใด ความถี่ของการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ส่งผลให้การสูญเสียความร้อนที่เกิดจากการสั่นเพิ่มขึ้น ส่งผลให้การสูญเสียความร้อนในสายส่งเพิ่มมากขึ้น ที่ความถี่ต่ำ เนื่องจากความยาวคลื่นยาวกว่าสายส่งมาก แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าบนสายส่งในวงจรจึงแทบไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นการสูญเสียของสายส่งจึงน้อยมาก ในขณะเดียวกัน หากเกิดการสะท้อนระหว่างการส่งออกคลื่น การซ้อนทับของคลื่นสะท้อนกับคลื่นอินพุตเดิมอาจทำให้คุณภาพสัญญาณลดลงและยังลดประสิทธิภาพของ การส่งสัญญาณ - ไม่ว่าจะทำงานบนฮาร์ดแวร์หรือ ระบบ RF , เป้าหมายคือการบรรลุผลที่ดีขึ้น การส่งสัญญาณ และไม่มีใครอยากให้พลังงานสูญหายไปในวงจร เมื่อความต้านทานโหลดเท่ากับความต้านทานภายในของแหล่งสัญญาณ โหลดจะสามารถรับกำลังเอาต์พุตสูงสุดได้ ซึ่งมักเรียกว่าการจับคู่อิมพีแดนซ์ สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคือการจับคู่คอนจูเกตนั้นมีไว้สำหรับการส่งกำลังสูงสุด ตามสูตรค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนของแรงดันไฟฟ้า \( \Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0} \), \( \Gamma \) ไม่เท่ากับ 0 ในขณะนี้ หมายความว่ามีการสะท้อนของแรงดันไฟฟ้า สำหรับการจับคู่แบบไร้ความผิดเพี้ยน อิมพีแดนซ์จะเท่ากันอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นจึงไม่มีการสะท้อนแรงดันไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม กำลังโหลดจะไม่สูงสุดในกรณีนี้ การสูญเสียกลับ (RL) = \( -20\log|\Gamma| \) อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าคลื่นนิ่ง (VSWR) = \( \frac{1 + |\Gamma|}{1 - |\Gamma|} \) ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราส่วนคลื่นนิ่งและ ประสิทธิภาพการส่งผ่าน ดังแสดงในตารางด้านล่างนี้: การจับคู่อิมพีแดนซ์เกี่ยวข้องกับกระบวนการคำนวณที่ค่อนข้างน่าเบื่อ โชคดีที่เรามี Smith Chart ซึ่งเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการจับคู่อิมพีแดนซ์ Smith Chart เป็นแผนภาพที่ประกอบด้วยวงกลมหลายวงที่ตัดกัน เมื่อใช้อย่างถูกต้อง จะช่วยให้เราสามารถหาค่าอิมพีแดนซ์ที่จับคู่ของระบบที่ดูเหมือนจะซับซ้อนได้โดยไม่ต้องคำนวณใดๆ สิ่งเดียวที่เราต้องทำคืออ่านและติดตามข้อมูลตามเส้นวงกลม ## วิธีแผนภูมิสมิธ 1. หลังจากเชื่อมต่อส่วนประกอบตัวเก็บประจุแบบอนุกรมแล้ว จุดอิมพีแดนซ์จะเคลื่อนที่ทวนเข็มนาฬิกาไปตามวงจรความต้านทานคงที่ที่อยู่นั้น 2. หลังจากเชื่อมต่อส่วนประกอบตัวเก็บประจุชันท์แล้ว จุดอิมพีแดนซ์จะเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกาไปตามวงจรการนำคงที่ที่อยู่นั้น 3. หลังจากเชื่อมต่อส่วนประกอบตัวเหนี่ยวนำแบบอนุกรมแล้ว จุดอิมพีแดนซ์จะเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกาไปตามวงกลมความต้านทานคงที่ที่อยู่นั้น 4. หลังจากเชื่อมต่อส่วนประกอบตัวเหนี่ยวนำชันท์แล้ว จุดอิมพีแดนซ์จะเคลื่อนที่ทวนเข็มนาฬิกาไปตามวงจรการนำคงที่ที่อยู่นั้น 5. หลังจากเชื่อมต่อส่วนประกอบสตั๊บเปิดชันท์แล้ว จุดอิมพีแดนซ์จะเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกาไปตามวงจรการนำคงที่ที่อยู่นั้น 6. หลังจากเชื่อมต่อส่วนประกอบสตับสั้นของชันท์แล้ว จุดอิมพีแดนซ์จะเคลื่อนที่ทวนเข็มนาฬิกาไปตามวงจรการนำคงที่ที่มันอยู่ 7. หลังจากเชื่อมต่อส่วนประกอบสายส่งแบบอนุกรมแล้ว จุดอิ...