เสาอากาศเลือกความถี่ที่เหมาะสมได้อย่างไร?

เสาอากาศเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการรับและส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มันใช้กระแสการสั่นเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแล้วปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา เมื่อรับสัญญาณ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้รับจากเสาอากาศจะทำให้กระแสสั่นในเสาอากาศ จึงแปลงสัญญาณเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อให้สามารถส่งและรับสัญญาณไร้สายได้ โดยมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรม การสื่อสาร การดูแลสุขภาพด้านการบินและอวกาศ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

เมื่อเลือกเสาอากาศ ข้อพิจารณาอันดับแรกคือช่วงความถี่เพื่อให้แน่ใจว่าเสาอากาศที่เลือกตรงกับช่วงความถี่ของการใช้งาน เสาอากาศจะเลือกความถี่ที่เหมาะสมได้อย่างไร? กระบวนการเลือกความถี่ที่เหมาะสมสำหรับเสาอากาศเกี่ยวข้องกับหลายปัจจัย และนี่คือประเด็นสำคัญบางประการ:

1. รู้ความถี่ของการทดสอบที่คาดหวัง:ขั้นแรกคุณต้องทราบความถี่ในการทดสอบที่คาดไว้ จากนั้นเลือกเสาอากาศที่ตรงกัน รูปแบบเสาอากาศที่แตกต่างกันจะทำงานแตกต่างกันที่ความถี่ที่ต่างกัน และบางรูปแบบก็ทำงานได้ดีกว่าในบางความถี่

2. ช่วงความถี่และความยาวคลื่น:สำหรับเสาอากาศความถี่ต่ำ (เช่น ช่วง kHz) คลื่นลูกเดียวอาจยาวได้หลายไมล์ ดังนั้นแม้แต่เสาอากาศหนึ่งในสี่คลื่นก็ยังยาวประมาณ 10,000 ฟุต ซึ่งทำไม่ได้ในทางปฏิบัติ องค์ประกอบของเสาอากาศที่ความถี่สูง (เช่น GHz) อาจมีขนาดเล็กมาก แต่สัญญาณจะแพร่กระจายเหมือนแสงมากกว่า มีทิศทางที่ชัดเจน และไม่ไปรอบๆ หรือผ่านวัตถุ ดังนั้น สัญญาณความถี่ต่ำผ่านจะมีทิศทางมากกว่าโดยธรรมชาติ ในขณะที่สัญญาณผ่านความถี่สูงจะมีทิศทางมากกว่า

3. การพึ่งพาแบนด์วิธและความถี่:ปัจจัยการออกแบบเสาอากาศอื่นๆ เช่น แบนด์วิธ ก็ขึ้นอยู่กับความถี่เช่นกัน ความถี่สูงต้องใช้องค์ประกอบความยาวที่แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งทำให้ยากต่อการสร้างเสาอากาศบรอดแบนด์ความถี่สูง แต่มีการออกแบบที่สามารถบรรลุเป้าหมายนี้ได้

4. แอคทีฟและพาสซีฟ:การรับและส่งสัญญาณ RF แม้ว่าจะเกี่ยวข้องกัน แต่มีข้อกำหนดเสาอากาศที่แตกต่างกัน เครื่องรับต้องใช้เสาอากาศที่ได้รับการปรับแต่งมาอย่างดีและไวต่อการรับสัญญาณที่มีขนาดเล็กมาก เพื่อช่วยให้สัญญาณอ่อนลง เสาอากาศหรือเครื่องรับบางตัวจะใช้วงจรแอกทีฟเพื่อเพิ่มสัญญาณขาเข้า แอมพลิฟายเออร์เหล่านี้ควรวางไว้ใกล้เสาอากาศหรือบนเสาอากาศจะดีกว่า เพื่อลดโอกาสที่สัญญาณรบกวนจะเพิ่มขึ้น แต่ในทางที่ดีควรเพิ่มสัญญาณอ่อน เมื่อใช้กับเครื่องรับ จะต้องเปิดเครื่องขยายสัญญาณเหล่านี้เมื่อรับและปิดใช้งานเมื่อส่งสัญญาณ

5. ความกว้างของลำแสงและอัตราขยายของเสาอากาศ:ปัจจัยอีกประการหนึ่งในการเลือกเสาอากาศคือความกว้างของลำแสงหรืออัตราขยายสัญญาณและทิศทาง เสาอากาศแบบทิศทางมีความกว้างของลำแสงแคบในทิศทางที่ต้องการ ในขณะที่เสาอากาศแบบรอบทิศทางมีการกระจายตัวเป็นทรงกลมมากกว่า เสาอากาศอื่นๆ เช่น ทรงโดนัท มีพวงมาลัยบ้าง ในกรณีนี้ สัญญาณไม่กระจายขึ้นหรือลงมากนัก แต่ครอบคลุม 360° ในระนาบเดียวจริงๆ

6. ซ้ำแล้วซ้ำเล่า ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีสิ่งกีดขวางไม่มีการจำกัดจำนวนองค์ประกอบและรังสีอิสระที่สามารถใช้ได้กับแต่ละบุคคล หรือระดับที่สามารถย้อนกลับความถี่ซ้ำๆ ได้ นอกจากนี้ ครึ่งหนึ่งของลำแสงสามารถโพลาไรซ์ได้ในลักษณะเดียว เช่น ลำแสงเป็นวงกลมด้านขวาหรือแนวนอน และอีกครึ่งหนึ่งสามารถโพลาไรซ์แบบตั้งฉากได้ ซึ่งเพิ่มจำนวนผู้ใช้ที่เป็นไปได้เป็นสองเท่าอีกครั้งโดยใช้ความถี่เดียวกัน