ทฤษฎีเสาอากาศ - ประเภทของการขยายพันธุ์

ในบทนี้ให้เราพูดถึงหัวข้อที่น่าสนใจต่างๆเช่นคุณสมบัติของคลื่นวิทยุการแพร่กระจายของคลื่นวิทยุและประเภทของคลื่น

คลื่นวิทยุ

คลื่นวิทยุสร้างได้ง่ายและใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการสื่อสารทั้งในร่มและกลางแจ้งเนื่องจากความสามารถในการผ่านอาคารและเดินทางเป็นระยะทางไกล

คุณสมบัติที่สำคัญคือ -

• เนื่องจากการส่งสัญญาณวิทยุนั้น Omni directional โดยธรรมชาติแล้วความจำเป็นในการจัดตำแหน่งเครื่องส่งและตัวรับจะไม่เกิดขึ้น

• ความถี่ของคลื่นวิทยุกำหนดลักษณะของการส่งสัญญาณหลายประการ

• ที่ความถี่ต่ำคลื่นสามารถผ่านสิ่งกีดขวางได้อย่างง่ายดาย อย่างไรก็ตามพลังของพวกเขาลดลงโดยมีความสัมพันธ์แบบผกผันกำลังสองตามระยะทาง

• คลื่นความถี่ที่สูงกว่ามีแนวโน้มที่จะดูดซับโดยหยดฝนและสะท้อนจากสิ่งกีดขวาง

• เนื่องจากช่วงการส่งสัญญาณที่ยาวนานของคลื่นวิทยุการรบกวนระหว่างการส่งสัญญาณจึงเป็นปัญหาที่ต้องได้รับการแก้ไข

ในแถบ VLF, LF และ MF การแพร่กระจายของคลื่นเรียกอีกอย่างว่า ground wavesตามความโค้งของโลก ช่วงการส่งสูงสุดของคลื่นเหล่านี้อยู่ในลำดับสองสามร้อยกิโลเมตร ใช้สำหรับการส่งสัญญาณแบนด์วิดท์ต่ำเช่นการกระจายเสียงวิทยุ Amplitude Modulation (AM)

การส่งคลื่นความถี่ HF และ VHF ถูกดูดซับโดยชั้นบรรยากาศใกล้พื้นผิวโลก อย่างไรก็ตามส่วนหนึ่งของรังสีที่เรียกว่าsky waveถูกแผ่ออกไปด้านนอกและด้านบนไปยังชั้นบรรยากาศชั้นบรรยากาศชั้นบน ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ประกอบด้วยอนุภาคไอออไนซ์ที่เกิดจากการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ อนุภาคที่แตกตัวเป็นไอออนเหล่านี้สะท้อนคลื่นท้องฟ้ากลับมายังโลก คลื่นท้องฟ้าที่ทรงพลังอาจสะท้อนหลายครั้งระหว่างโลกและชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ คลื่นท้องฟ้าถูกใช้โดยพนักงานวิทยุสมัครเล่นและสำหรับการสื่อสารทางทหาร

การแพร่กระจายคลื่นวิทยุ

ใน Radio communication systemsเราใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไร้สายเป็นช่องสัญญาณ เสาอากาศที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันสามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ได้ ขนาดของเสาอากาศเหล่านี้ขึ้นอยู่กับแบนด์วิดท์และความถี่ของสัญญาณที่จะส่ง

โหมดการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในบรรยากาศและในพื้นที่ว่างอาจแบ่งออกเป็นสามประเภทต่อไปนี้ -

• การแพร่กระจายของเส้นสายตา (LOS)
• การแพร่กระจายของคลื่นพื้นดิน
• การแพร่กระจายของคลื่นท้องฟ้า

ในแถบความถี่ ELF (ความถี่ต่ำมาก) และ VLF (ความถี่ต่ำมาก) โลกและไอโอโนสเฟียร์ทำหน้าที่เป็นตัวนำคลื่นสำหรับการแพร่กระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ในช่วงความถี่เหล่านี้สัญญาณการสื่อสารแพร่กระจายไปทั่วโลก ความกว้างของแถบช่องมีขนาดเล็ก ดังนั้นข้อมูลที่ส่งผ่านช่องทางเหล่านี้จึงมีความเร็วช้าและ จำกัด เฉพาะการส่งแบบดิจิทัล

Line of Sight (LOS) การขยายพันธุ์

ในรูปแบบของการขยายพันธุ์การแพร่กระจายแบบเส้นสายตานี้เป็นรูปแบบที่เราสังเกตเห็นได้ทั่วไป ในline-of-sight communicationคลื่นเคลื่อนที่เป็นระยะทางต่ำสุดตามชื่อ ซึ่งหมายความว่ามันเดินทางไปในระยะที่ตาเปล่าสามารถมองเห็นได้ แล้วจะเกิดอะไรขึ้นหลังจากนั้น? เราจำเป็นต้องใช้เครื่องส่งสัญญาณพร้อมเครื่องขยายเสียงที่นี่เพื่อขยายสัญญาณและส่งอีกครั้ง

สิ่งนี้เข้าใจได้ดีขึ้นด้วยความช่วยเหลือของแผนภาพต่อไปนี้

รูปนี้แสดงให้เห็นถึงโหมดการขยายพันธุ์นี้อย่างชัดเจน การแพร่กระจายแบบเส้นสายตาจะไม่ราบรื่นหากเกิดสิ่งกีดขวางใด ๆ ในเส้นทางการส่งสัญญาณ เนื่องจากสัญญาณสามารถเดินทางได้ในระยะทางที่น้อยกว่าเท่านั้นในโหมดนี้การส่งสัญญาณนี้จึงใช้สำหรับinfrared หรือ microwave transmissions.

การแพร่กระจายคลื่นพื้นดิน

การแพร่กระจายของคลื่นพื้นดินของคลื่นเป็นไปตามรูปร่างของโลก คลื่นดังกล่าวเรียกว่าdirect wave. บางครั้งคลื่นก็โค้งงอเนื่องจากสนามแม่เหล็กโลกและสะท้อนไปยังเครื่องรับ คลื่นดังกล่าวสามารถเรียกได้ว่าเป็นreflected wave.

รูปด้านบนแสดงการแพร่กระจายของคลื่นพื้น คลื่นเมื่อแพร่กระจายผ่านชั้นบรรยากาศของโลกเรียกว่าground wave. คลื่นตรงและคลื่นสะท้อนร่วมกันส่งสัญญาณที่สถานีรับ เมื่อคลื่นมาถึงเครื่องรับสัญญาณล่าช้าจะถูกยกเลิก นอกจากนี้สัญญาณยังถูกกรองเพื่อหลีกเลี่ยงความผิดเพี้ยนและขยายสัญญาณเพื่อให้ได้เอาต์พุตที่ชัดเจน

การขยายพันธุ์ของ Sky Wave

การแพร่กระจายของคลื่นท้องฟ้าเป็นที่ต้องการเมื่อคลื่นต้องเดินทางเป็นระยะทางไกลขึ้น คลื่นถูกฉายขึ้นบนท้องฟ้าและสะท้อนกลับสู่พื้นโลกอีกครั้ง

sky wave propagationแสดงได้ดีในภาพด้านบน ที่นี่คลื่นจะถูกส่งมาจากที่เดียวและที่ที่รับจากเครื่องรับจำนวนมาก ดังนั้นจึงเป็นตัวอย่างของการแพร่ภาพ

คลื่นซึ่งส่งมาจากเสาอากาศของเครื่องส่งสัญญาณจะสะท้อนจากชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าหลายชั้นในระดับความสูง 30-250 ไมล์เหนือพื้นผิวโลก การเดินทางของคลื่นดังกล่าวจากเครื่องส่งไปยังชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์และจากที่นั่นไปยังเครื่องรับบนโลกเรียกว่าSky Wave Propagation. ไอโอโนสเฟียร์เป็นชั้นไอออไนซ์รอบชั้นบรรยากาศของโลกซึ่งเหมาะสำหรับการแพร่กระจายคลื่นท้องฟ้า