อัตราการขยายของสายอากาศ (gain) กับลูกโป่ง
เจอหลายครั้ง ทั้งในเว็บบอร์ดและในความถี่ เรื่องของอัตราการขยายของสายอากาศ หรือที่เรียกว่า Gain อัตราการขยายของสายอากาศ เป็นการเปรียบเทียบ สายอากาศต้นหนึ่งกับสายอากาศอีกต้นหนึ่ง โดยเรามักจะใช้สายอากาศ Isotropic ซึ่งเป็นสายอากาศในอุดมคติ คุณสมบัติคือสามารถแพร่กระจายคลื่นวิทยุ ออกรอบตัว ได้ทุกทิศทุกทาง เท่ากันหมด แต่เนื่องจากสายอากาศ Isotropic ไม่มีอยู่จริง เพื่อความสะดวกบางครั้งเราจึงเปรียบเทียบกับสายอากาศ Dipole 1/2 lambda
- ถ้าเทียบกับสายอากาศ Isotropic หน่วยจะเป็น dBi (decibel over isotropic)
- ถ้าเทียบกับสายอากาศ Dipole หน่วยจะเป็น dBd (decibel over dipole)
- dBd จะมากกว่า dBi อยู่ 2.15
ต่อไปจะพูดถึงเรื่องของลูกโป่ง สมมุติว่าลูกโป่งเราเป็นลูกกลม ๆ เป่าลมเข้าไปจำนวนหนึ่งพอประมาณ จำนวนลมที่เป่าเข้าไปในลูกโป่ง ก็เทียบเท่ากับ จำนวนพลังงานที่ป้อนให้กับสายอากาศ ลูกโป่งลอยอยู่เฉย ๆ ก็เทียบกับสายอากาศแบบ Isotropic
แต่เมื่อเราเอามือไปบีบตรงกลางของลูกโป่ง ลักษณะของลูกโป่งก็เปลี่ยนไป ดังตัวอย่างในรูป (B) คล้าย ๆ กับเลข 8 ถ้าเปรียบเทียบกับสายอากาศ ก็คือสายอากาศแบบ Dipole มีการแพร่กระจายคลื่นออกเป็นสองทิศทาง คราวนี้ อัตราการขยายก็เริ่มปรากฏขึ้นมา เพราะเรานำสายอากาศ Dipole มาเทียบกับสายอากาศ Isotropic ส่วนที่เพิ่มขึ้นมาจากสายอากาศ Isotropic ก็คือส่วนที่อยู่ด้านบนและด้านล่างของรูปมือ ค่าที่เราได้ถ้าเปลี่ยนเป็นหน่วยเดซิเบล แล้วเราจะเรียกว่า dBi (decibel over isotropic) ซึ่งสายอากาศไดโพลแบบ 1/2 lambda จะมีอัตราการขยายมากว่า isotropic อยู่ 2.15 dbi ถ้าเราลองคิดตามไปว่าพลังงาน (หรือลมในลูกโป่ง) ยังเท่าเดิมหรือไม่ คำตอบคือมันก็ยังเท่าเดิม เพียง แค่ลดพลังงานจากจุดหนึ่ง เพื่อนำไปเพิ่มอีกจุดหนึ่ง
ถ้าเราเอามือไปบีบลูกโป่งตรงปลาย (แทนที่จะเป็นตรงกลาง) อากาศที่อยู่ด้านในก็จะเปลี่ยนรูปร่างไป จะพุ่งออกไปในทิศทางเดียว (ด้านบนของมือ) อาจจะมีออกมาด้านหลังบ้างแต่ก็น้อยมาก ถ้าเปรียบเทียบกับสายอากาศ ก็คือสายอากาศแบบทิศทาง (Beam) การที่พลังงานออกมาทิศทางเดียว แน่นอนมันต้อง มีอัตราการขยายมากกว่าแบบอื่น ๆ ที่กล่าวมาข้างต้น แต่ถ้าสังเกตอากาศที่อยู่ใน ลูกโป่งก็ยังเท่าเดิม
สมมุติว่าเราส่งออกอากาศ 1 วัตต์ พลังงานทั้งหมดก็ยังเท่าเดิม คือ 1 วัตต์ แต่เราบังคับให้พลังงาน 1 วัตต์นั้นรวมตัวกันไปในทิศทางเดียวทำให้เราได้ความเข้มของสัญญาณสูงขึ้น (power density) ถ้ายังไม่ชัดเจนให้เราลองดูพลังงานจากหลอดไฟฉาย หลอดไฟมีกำลังงาน 1 วัตต์ ถ้าไม่มีแผ่นสะท้อนแสง ความสว่างก็แพร่กระจายไปรอบ ๆ หลอดไฟ (รอบตัว) แต่เมื่อไร เราใส่แผ่นสะท้อนแสงเข้าไป แสงก็จะไปในทิศทางเดียว แต่สามารถไปได้ไกลกว่าเดิม (หลายเท่าตัว) ถามว่าการ ที่แสงไปได้ไกลขึ้น เราเพิ่มกำลังวัตต์หรือไม่ คำตอบคือไม่ได้เพิ่ม ยังใช้ไฟ 1วัตต์เท่าเดิม เพียงแต่จัดรูปแบบการแพร่กระจายของแสงเท่านั้น
การที่นักวิทยุสมัครเล่นขั้นต้นของไทย สามารถใช้กำลังส่งได้ 10 วัตต์ ถ้าเรามองในแง่ดีก็คือ เราจะได้ฝึกเรื่องสายอากาศ นำพลังงาน 10 วัตต์นี้มาใช้ให้คุ้มค่ามากที่สุด ดีกว่าการนำเครื่องไปเพิ่มกำลังส่ง เป็น 50 วัตต์ 100 วัตต์ (สุดจะบรรยาย) เครื่องวิทยุรับส่งตัวโปรดก็จะได้อยู่กะเราไปนาน ๆ
บทความที่เกี่ยวข้อง
ความเห็น (0)
ไม่มีความเห็น