Transcript เครื่องส่งวิทยุและสายอากาศ(หน่วยที่2)

กฎ ข้อตกลงในการเรี ยน
- ไม่ส่งงาน ตัดครั้งละ 2 คะแนน
- เข้าห้องสาย 2 ครั้ง(25 นาที) เท่ากับขาดเรี ยน 1 ครั้ง
- ขาดเรี ยน 1 ครั้ง หักครั้งละ 2.5 คะแนน
- ขาดเรี ยน 2-3 ครั้ง เรี ยกพบผูป้ กครอง
-ขาดเรี ยน 4 ครั้ง หมดสิ ทธิ์ สอบ
หน่ วยที่ 2 ย่านความถี่และคุณสมบัติของ
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ า
ผูส้ อน นายสายยันต์ กันอินทร์
หัวข้อที่เรี ยน
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
คลื่น (Wave)
คลื่นเสี ยง(Audio Wave)
คลื่นวิทยุ (Radio Wave)
ชั้นบรรยากาศ (Atmosphere)
การแพร่ กระจายคลื่น
2.1 คลื่น (Wave)
คลื่น คือพลังงานรู ปหนึ่ง ที่เกิดขึ้นจากแหล่งกาเนิดต่างกัน และ
จะแพร่ กระจายออกไปในทุกทิศทางโดยที่คลื่นจะเคลื่อนทีไ่ ปได้น้ นั
ต้องอาศัยพาหะพาไป
แอมปลิจูด(Amplitude)
คือ ความสูงของคลื่น
ความยาวคลื่น(Wave Langth) คือ ระยะห่างจากยอด
คลื่นหนึ่งไปยังอีกยอดคลื่นหนึ่ง
2.2 คลื่นเสี ยง (Audio Wave)
ความถี่เสี ยงที่มนุษย์รับฟังได้จะอยูใ่ นย่าน 20 – 20,000 Hz เป็ น
คลื่นความถี่ที่ไม่สามารถที่จะเดินไปได้ในระยะที่ไกล เพราะเป็ นย่าน
ความถี่ต่า จะทาให้เกิดการจางหายได้ง่าย โดยคลื่นเสี ยงที่มนุษย์
พูดและฟังกันรู้เรื่ องจะอยูท่ ี่
ความถี่ประมาณ 20 – 3,400Hz
ซึ่งเสี ยงที่หูของมนุษย์ได้ยนิ ดี
ที่สุดคือ 2,000 Hz
2.3 คลื่นวิทยุ (Radio Wave)
คลื่นวิทยุเป็ นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ าที่มนุษย์สร้างขึ้น ซึ่ งจะมี
ความเร็ วคงที่อยูใ่ นย่านความถี่10 KHz ถึง 300 GHz และ
8
เคลื่อนที่ดว้ ยความเร็ ว 186,000 ไมล์ต่อวินาทีหรื อ 3 x 10 เมตร
ต่อวินาที
f = c/λ
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ าเกิดขึ้นจากแรงดันไฟฟ้ าที่ไหลเข้าไปในสาย
อากาศวิทยุ จึงทาให้เกิดสนามไฟฟ้ าเกิดขึ้นที่ปลายทั้งสองของสายอากาศ
ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ าจะเดินทางไปในอากาศเรื่ อยๆถึงแม้จะไม่มีกระแส
แรงดันป้ อนให้กบั สายอากาศก็ตาม
กฎมือขวา
คุณสมบัติของคลื่นวิทยุ
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
2.3.6
การสะท้ อน (Reflection)
การหักเห (Refraction)
การเบี่ยงเบน (Difraction)
การถูกดูดกลืน (Absorption)
การกระจัดกระจาย (Scattaring)
การลดทอนพลังงาน(Attenuation)
2.3.1 การสะท้อน (Reflection)
การสะท้อน คือการที่คลื่นวิทยุเกิดการเปลี่ยนแปลงทิศทางทันที
ทันใด เมื่อคลื่นเดินทางไปตกกระทบตัวกลางใดๆ
มุมตกกระทบจะเท่ากับมุมสะท้อน
2.3.2 การหักเห (Refraction)
การหักเห คือ คลื่นเมื่อเดินทางจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง
หนึ่งที่มีความหนาแน่นต่างกันคลื่นจะเกิดการหักเห
2.3.3 การเบี่ยงเบน (Diflection)
การเบี่ยงเบน คือ คลื่นที่ไม่สามารถเดินทางผ่านสิ่ งกีดขวางได้
เมื่อคลื่นผ่านขอบหรื อ
มุมของสิ่ งกีดขวางทา
ให้เกิดการเบี่ยงเบนออก
ด้านข้าง
2.3.4 การถูกดูดกลืน (Absorption)
คลื่นต้องอาศัยตัวกลางในการเดินทาง ซึ่งตัวกลางจะมีคุณสมบัติ
แตกต่างกันออกไปทาให้พลังงานส่ วนหนึ่งจะสูญเสี ยไปกับ
ตัวกลาง เช่น อากาศ อาคาร ต้นไม้ สิ่ งก่อสร้างต่างๆบนโลกก็จะ
ดูดกลืนคลื่นวิทยุดว้ ย
2.3.5 การกระจัดกระจาย (Scattaring)
เมื่อคลื่นวิทยุเดินทางไปกระทบกับตัวกลางที่รวมกันเป็ นกลุ่ม
ก้อน พลังงานบางส่ วนจะสะท้อนกลับ บางส่ วนจะหักเห จะถูก
ดูดกลืน และบางส่ วนจะกระจัดกระจายกันออกไป
โทรโพสเฟี ยร์ ริกสแก็ตเตอร์ (Tropospheric Scatter)
2.3.6 การลดทอนพลังงาน (Attenuation)
การลดทอนพลังงาน คือ การกระจัดกระจายออกเป็ นวงกว้าง
ของคลื่นวิทยุจะทาให้ความเข้มของคลื่นวิทยุลดน้อยลงไปเรื่ อยๆ
ยิง่ ห่างจากแหล่งกาเนิดมากเท่าไร ความหนาแน่นพลังงานก็จะลด
น้อยลงไปเรื่ อยๆ และจะหมดไปในที่สุด เช่น เสี ยงที่ออกจาก
ลาโพงถ้าอยูใ่ กล้จะได้ยนิ เสี ยงดังแต่ถา้ อยูไ่ กลออกไปเสี ยงที่ได้ยนิ
จะลดลงตามเรื่ อยๆ
2.4 ชั้นบรรยายกาศ (Atmosphere)
2.4.1 ชั้นโทรโพสเฟี ยร์ (Troposphere)
2.4.2 ชั้นสตาร์โทสเฟี ยร์ (Startosphere)
2.4.3 ชั้นไอโอโนสเฟี ยร์ (Ionosphere)
2.4.1 ชั้นโทรโพสเฟี ยร์ (Troposphere)
อยูส่ ูงขึ้นจากผิวโลกไปถึง 15 กิโลเมตร บรรยากาศชั้นนี้จะมี
การเปลี่ยนแปลงสภาพอยูต่ ลอดเวลาจึงทาให้เกิดการ
เปลี่ยนแปลงทางด้านอุณหภูมิ แรงกดดัน ความชื้นเป็ นต้น
2.4.2 ชั้นสตาร์โทสเฟี ยร์ (Startosphere)
ชั้นบรรยากาศชั้นนี้จะอยูส่ ูงขึ้นไปจากชั้นโทรโพสเฟี ยร์ คือ
จะอยูห่ ่างจากพื้นดิน 15 – 50 กิโลเมตรบรรยากาศชั้นนี้อุณหภูมิจะ
ไม่เปลี่ยนแปลง เครื่ องบินจะบินในชั้นนี้ เพราะมีอากาศเบาบาง เมฆ
น้อยมาก เนื่องจากปริ มาณไอน้ าน้อย อากาศไม่แปรปรวน มีแก๊ส
โอโซนมาก
2.4.3 ชั้นไอโอโนสเฟี ยร์ (Ionosphere)
อยูห่ ่างจากพื้นผิวโลก50 – 500 กิโลเมตร แบ่งออกได้หลายชั้น การ
สะท้อนของคลื่นวิทยุในชั้นนี้จะขึ้นอยูก่ บั ช่วงเวลา กลางวันกลางคืน
ชั้น D 50 – 90 km สะท้อนคลื่นความถี่สูง ดูดกลืนความถี่ต่า
ชั้น E 90 – 130 km เหมาะที่จะส่ งคลื่นวิทยุระยะไกล
ชั้น F1 130 – 250 km มีการดูดกลืนคลื่นเล็กน้อย
ชั้น F2 (140 – 300 km ฤดูหนาว ) 250 -350 km ฤดูร้อน ชั้นนี้มีการ
เปลี่ยนแปลงมากที่สุด เพราะใกล้ดวงอาทิตย์ ใช้ในการสื่ อสาร
คลื่นวิทยุยา่ น HF
F2
ไอไอโนเฟี ยร์ F1
50 – 500 km
E
D
15 – 50 km
สตาร์โทสเฟี ยร์
0 – 15 km
โทรโพสเฟี ยร์
2.5 การแพร่ กระจายคลื่น
2.5.1 คลื่นดิน (Ground Wave)
2.5.2 คลื่นฟ้ า (Sky Wave)
2.5.3 คลื่นอากาศ (Space Wave)หรื อคลื่นตรง(Direct Wave)
2.5.1 คลื่นดิน (Ground Wave)
คลื่นดินจะใช้ในการติดต่อสื่ อสารเฉพาะความถี่ในย่าน VLF ,
LF และ MF โดยอาศัยพื้นดินเป็ นสื่ อ ความแรงของสัญญาณจะถูก
งดทอนลงเรื่ อยๆ เมื่อระยะทางเพิ่มขึ้น และขึ้นอยูก่ บั ภูมิประเทศ
สถานีสง่
สถานีรบั
2.5.2 คลื่นฟ้ า (Sky Wave)
อาศัยคุณสมบัติของคลื่นคือ การหักเหของคลื่นย่าน HF โดย
ส่ งคลื่นวิทยุข้ ึนไปบนชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟี ยร์ และชั้น
บรรยากาศไอโอโนสเฟี ยร์ จะทาการหักเหคลื่นวิทยุกลับลงมายัง
พื้นดิน
สถานีสง่
สถานีรบั
2.5.3 คลื่นอากาศ (Space Wave)
หรื อคลื่นตรง(Direct Wave)
เรี ยกว่า การแพร่ กระจายคลื่นระดับสายตา โดยส่ งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ า
จากเครื่ องส่ งไปยังเครื่ องรับโดยตรง จะใช้คลื่นในย่าน VHF (วิทยุ
FM โทรทัศน์) คลื่นสามารถเดินทางไปได้ไกลมาก ประมาณ
80 – 100 km
แบบทดสอบหลังเรี ยน
1. คลื่นสามารถเคลื่อนที่ได้โดยอาศัยอะไร
ก. มนุษย์พาไป
ข. พาหะพาไป
ค. เดินทางไปเอง
ง. การหมุนของโลก
2. ความถี่ที่มนุษย์ได้ยนิ อยูใ่ นความถี่ใด
ก. ทุกความถี่
ข. 1-2,000 Hz
ค. 20-20,000 Hz
ง. 20,000 KHz ขึ้นไป
3. ความถี่ที่มนุษย์พดู และฟังกันรู้เรื่ องอยูท่ ี่ความถี่เท่าใด
ก. 20-3,400 Hz
ข. 20-20,000 Hz
ค. 20-15,000 Hz
ง.ทุกๆความถี่
4.
5.
6.
7.
เสี ยงที่หูมนุษย์ได้ยนิ ดีที่สุดอยูท่ ี่ประมาณเท่าใด
ก. 20 Hz
ข. 2,000 Hz
ค. 3,400 Hz
ง. 20,000 Hz
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ าเคลื่อนที่ดว้ ยความเร็ วเท่าไร
ก. 3,000 m/s
ข. 3,000,000 m/s
ค. 300,000,000 m/s
ง. 30,000,000,000 m/s
วิทยุกระจายเสี ยง AM ใช้ในย่านความถี่ใด
ก. VLF
ข. LF
ค. MF
ง. VHF
วิทยุกระจายเสี ยง FM ใช้ในย่านความถี่ใด
ก. LF
ข. MF
ค. HF
ง. VHF
ชั้นบรรยากาศของโลกที่อยูห่ ่างจากพื้นผิวโลกที่สุดคือชั้นอะไร
ก. ชั้นโทรโพสเฟี ยร์
ข. ชั้นสตาร์ โทสเฟี ยร์
ค. ชั้นไอโอโนสเฟี ยร์
ง. ชั้น D- Layer
9. ชั้นบรรยากาศชั้นใดที่เหมาะสมที่สุดในการส่ งคลื่นความถี่ HF
ก. ชั้น D
ข. ชั้น E
ค. ชั้น F1
ง. ชั้น F2
10. การแพร่ กระจายคลื่นออกไปในอากาศของแถบคลื่นในย่าน
ต่างๆได้กี่ประเภท
ก. 1 ประเภท ข. 2 ประเภท ค. 3 ประเภท ง. 4 ประเภท
11. คลื่นดินจะใช้ติดต่อสื่ อสารเฉพาะความถี่ในย่านใด
ก. ทุกย่านความถี่
ข. UHF
ค. VHF
ง. VHF , LF และ MF
8.
12. สภาพภูมิประเทศที่คลื่นดินสามารถเดินทางได้ดีคือ
ก. ทุกสภาพภูมิประเทศ
ข. สภาพชุ่มชื่นและเป็ นน้ า
ค. สภาพภูมิประเทศแห้งแล้ง ง. สภาพภูมิประเทศเป็ นภูเขา
13. คลื่นฟ้ าใช้ในการแพร่ กระจายคลื่นวิทยุในย่านใด
ก. VLF
ข. LF
ค. MF
ง. HF
14. การส่ งคลื่นวิทยุ FM จะใช้การแพร่ กระจายคลื่นวิทยุประเภทใด
ก. คลื่นดิน
ข. คลื่นตรง ค. คลื่นฟ้ า ง.ทุกประเภทคลื่น
15. ระยะทางในการสื่ อสารบนพื้นผิวโลกของคลื่นตรงจะได้ระยะ
ทางประมาณเท่าใด
ก. 10 km
ข. 50 km
ค. 80 – 100 km
ง. 500 km