MW : Microwave

ไมโครเวฟ (Microwave) เป็นรูปแบบการสื่อสารโดยใช้คลื่นวิทยุความถี่สูง สามารถสื่อสารในระยะทางที่ไกล ๆ ผ่านชั้นบรรยากาศ และอวกาศได้ โดยจะทำการส่งสัญญาณจากสถานีส่งสัญญาณส่วนกลาง ไปยังเสารับสัญญาณในหลาย ๆ พื้นที่ สถานีส่วนกลางจะมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า "จานรับ และจานส่งคลื่นไมโครเวฟ" มีลักษณะเป็นจานโค้งคล้ายพาราโบลา ซึ่งภายในจะบรรจุสายอากาศ ตัวรับสัญญาณ และอุปกรณ์เสริมอื่น ๆที่จำเป็นต่อการสื่อสาร

ลักษณะการส่งคลื่นสัญญาณด้วยระบบไมโครเวฟ จะส่งคลื่นจากจานส่ง พุ่งตรงไปยังจานรับ โดยมีทิศทางในการส่งเป็นแนวระนาบที่เรียกว่า "เส้นสายตา" ที่เปรียบเทียบกับการมองของมนุษย์ ซึ่งจะมองเห็นเป้าหมายในลักษณะเส้นตรง ดังนั้นการติดตั้งจานรับสัญญาณจะต้องหันหน้าจานไปยังจานส่งสัญญาณเสมอ ไม่เช่นนั้นก็ไม่สามารถรับสัญญาณใด ๆ ได้ และต้องไม่มีสิ่งกีดขวางเส้นสายตานี้เด็ดขาด เนื่องจากจะทำให้การสื่อสารไม่ชัดเจนได้ โดยปกติแล้วคลื่นไมโครเวฟจะส่งสัญญาณไปได้ไกล 25 - 30 ไมล์ แต่ถ้าต้องการส่งไปไกลกว่านั้น จะต้องตั้งจานทวนสัญญาณที่รับเข้ามา และส่งต่อไปยังจานรับต่อไป และถ้าติดแนวภูเขาหรืออาคารสูง ก็จะต้องตั้งจานทวนสัญญาณอีกเช่นกัน โดยการติดตั้งจานรับสัญญาณจะตั้งอยู่บนที่สูง ๆ เพื่อไม่ให้มีสิ่งใดมากีดขวางการส่งข้อมูล เช่นบนยอดตึก หรือบนภูเขา

ข้อดี

ประหยัดค่าใช้จ่ายในการเดินสายสัญญาณ
สามารถส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูง
คุณสมบัติการกระจายคลื่นไมโครเวฟคงที่
อัตราขยายสัญญาณของสายอากาศสูงครับ
ทิศทางของสายอากาศเป็นแนวพุ่งตรงไปในทิศทางที่ต้องการครับ สามารถทำให้อัตราส่วนของสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนดีขึ้นครับ คือมีสัญญาณรบกวนเกิดขึ้นน้อย
การก่อสร้างทำได้ง่าย
การรบกวนที่เกิดจากธรรมชาติและมนุษย์ทำขึ้นมีน้อย
สามารถส่งคลื่นได้ในย่านกว้างเพราะคลื่นมีความถี่สูงมาก
เครือข่ายไมโครเวฟมีความเชื่อถือสูงในการใช้งาน
สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างน้อยครับดีนะครับใช้ค่าใช้จ่ายน้อยแต่คุณภาพสูง

ข้อเสีย

1. ต้องไม่มีสิ่งใดมากีดขวางเส้นสายตาของทั้งเครื่องรับและเครื่องส่ง

2. สัญญาณถูกรบกวนหรือแทรกแซงได้ง่าย

3. ถูกดักจับสัญญาณได้ง่าย

4. คลื่นไมโครเวฟไม่สามารถผ่านสิ่งกีดขวางได้และแม้ว่าจะปรับทิศทางการส่งได้อย่างเที่ยงตรงที่จานส่งสัญญาณแล้วก็ตาม สัญญาณไมโครเวฟอาจเกิดการหักเหในระหว่างทาง สัญญาณบางส่วนที่เกิดการหักเหอาจเดินทางมาถึงจานรับสัญญาณช้ากว่าปกติและอาจเกิดการลบล้างกับสัญญาณปกติทำให้สัญญาณในช้วงนั้นถูกลบล้างไป ลักษณะเช่นนี้เรียกว่า "multipath fading"ซึ่งมีสภาพภูมิอากาศและความถี่ของสัญญาณเป็นองค์ประกอบหลัก

ระบบไมโครเวฟ

การประยุกต์ใช้ความถี่ไมโครเวฟในปัจจุบันมีอยู่อย่างแพร่หลายมากเนื่องจากเป็นช่วงความถี่ที่สูงทำให้มีแถบช่องสัญญาณให้ใช้อย่างมาก เหตุที่ถูกเรียกว่าไมโครเวฟเพราะว่าความยาวคลื่นของความถี่ดังกล่าวอยู่ในช่วง 1 มิลลิเมตรถึง1เมตรในขณะที่ความถี่ของคลื่นในย่านดังกล่าวอยู่ในช่วง 0.3 ถึง 300 กิกะเฮิรตซ์ (GHz : 109 ) นั่นคืออยู่ในแถบของความถี่อุลตร้าไฮความถี่ซูเปอร์ไฮและความถี่เอ็กซ์ต้าซูเปอร์ไฮและได้มีการกำหนดตัวอักษรซึ่งเป็นตัวบอกให้ทราบถึงส่วนหนึ่งของความถี่ในย่านไมโครเวฟ เช่น สำหรับความถี่ตั้งแต่ 1 ถึง 40 กิกะเฮิรตซ์ จะถูกแบ่งออกเป็นชื่อดังนี้ พี (P), เอส (S), ซี (C), เอ็กซ์ (X), เคยู (Ku), เค (K) และเคเอ(Ka)

การส่งคลื่นไมโครเวฟ (Terrestrial Microwave) เป็นการส่งคลื่นสัญญาณไมโครเวฟผ่านชั้นบรรยากาศในลักษณะเป็นเส้นตรง (Line of Sight Transmission) หรือส่งคลื่นสัญญาณวิทยุความเร็วสูงระหว่างภาคพื้นบนโลก ต้องไม่มีสิ่งกีดขวาง เช่น ตึก หรือภูเขา สามารถส่งสัญญาณได้ไกลระหว่างสถานีประมาณ 30 ไมล์ ส่วนใหญ่สถานีไมโครเวฟจะตั้งอยู่บนภูเขาสูงหรืออาคารสูง การส่งคลื่นสัญญาณไมโครเวฟที่สามารถพบได้ในปัจจุบันได้แก่ ระบบกระจายเสียงวิทยุคลื่นไมโครเวฟมีความถี่ตั้งแต่ 30 MHz ถึง 30 GHz ส่วนความนิยมในการใช้งานด้านการสื่อสารคอมพิวเตอร์ยังมีอยู่ในระดับกลาง โดยเฉพาะระบบการเชื่อมต่อในเมืองหลวงหรือเมืองใหญ่ (Metropolitan Area Network : MAN)

สำหรับการใช้งานคลื่นไมโครเวฟนั้นจะสามารถแบ่งได้ดังต่อไปนี้
1. ระบบส่งสัญญาณ (Transmission) ในการโทรคมนาคมจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งเช่นสถานีต่อผ่านให้กับโครงข่ายโทรศัพท์ทางไกลโดยทั่วไปมักใช้ในย่านความถี่5.925 ถึง 6.425 กิกะเฮิรตซ์ หรือในระบบโทรทัศน์การถ่ายทอดสัญญาณจากรถถ่ายทอดไปยังห้องส่งจากห้องส่งไปยังเครื่องส่งไมโครเวฟ การเชื่อมต่อจากห้องส่งไปยังเครื่องส่งอาจใช้ความถี่ในช่วง 947 ถึง 952 เมกะเฮิรตซ์เป็นต้น
2. ระบบตรวจจับและวัดระยะด้วยคลื่น หรือที่เรียกว่าเรดาร์ (RADAR : Radio Detection And Ranging) ด้วยการส่งคลื่นวิทยุออกไปในมุมแคบจากสายอากาศเมื่อคลื่นวิทยุกระทบกับวัตถุก็จะสะท้อนกลับมาแล้วนำสัญญาณมาเปรียบเทียบกับสัญญาณเดิมและแปรออกมาป็นข้อมูลที่ต้องการ สำหรับความถี่ที่ใช้ก็ยังอยู่ในช่วง 8.5 ถึง 9.2 กิกะเฮิรตซ์ และ 13.25 ถึง 13.40 กิกะเฮิรตซ์ หรือในการวัดระยะทางในระบบนำร่องของการเดินอากาศอุปกรณ์วัดระยะที่เรียกว่า ดีเอ็มอี (DME : Distance Measuring Equipment) จะใช้ความถี่ที่ 962 ถึง 1,213 เมกะเฮิรตซ

3. เครื่องมือในอุตสาหกรรม เช่น การนำความร้อนด้วยคลื่นไมโครเวฟ การเชื่อมและติดวัตถุหรือในรูปของเครื่องใช้ในครัวเรือนเช่น เตาอบและทำอาหารอย่างเร็วที่ใช้คลื่นไมโครเวฟที่ความถี่ 2.45 กิกะเฮิรตซ์
4. ระบบสื่อสารผ่านดาวเทียมในอวกาศ (Satellite Communication) ซึ่งคลื่นไมโครเวฟเป็นหัวใจสำคัญในระบบดังกล่าว
โครงสร้างของการใช้งานคลื่นไมโครเวฟในระบบส่งสัญญาณ ซึ่งเป็นการใช้งานที่มีอยู่อย่างแพร่หลายมากที่สุดในสาขาโทรคมนาคม โดยสามารถส่งข้อมูลทั้งอะนาลอกและดิจิตอลระหว่างจุดต่อจุดได้เป็นอย่างดี การใช้งานที่มีอยู่มากที่สุดก็คือไมโครเวฟลิงค์ ซึ่งหากมีการเชื่อมโยงกันระหว่างจุดสองจุดจะถูกเรียกว่าหนึ่งฮอป (Hop) องค์ประกอบของระบบเบื้องต้นได้แก่สายอากาศสองชุดซึ่งอาจถูกวางอยู่ห่างกันเพียงสองกิโลเมตร หรือการเชื่อมโยงระหว่างจุดแต่เป็นระยะทางไกลหลายช่วงเป็นหลายฮอป จนสามารถเรียกได้ว่าเป็นแบ็กโบนให้กับระบบโทรคมนาคมได้
ของระบบเบื้องต้นได้แก่สายอากาศสองชุดซึ่งอาจถูกวางอยู่ห่างกันเพียงสองกิโลเมตร หรือการเชื่อมโยงระหว่างจุดแต่เป็นระยะทางไกลหลายช่วงเป็นหลายฮอป จนสามารถเรียกได้ว่าเป็นแบ็กโบนให้กับระบบโทรคมนาคมได้
ของระบบเบื้องต้นได้แก่สายอากาศสองชุดซึ่งอาจถูกวางอยู่ห่างกันเพียงสองกิโลเมตร หรือการเชื่อมโยงระหว่างจุดแต่เป็นระยะทางไกลหลายช่วงเป็นหลายฮอป จนสามารถเรียกได้ว่าเป็นแบ็กโบนให้กับระบบโทรคมนาคมได้ข้อมูลที่จะส่งด้วยไมโครเวฟมักถูกทำการมัลติเพล็กซิ่งก่อน จากนั้นจึงถูกมอดูเลตไปสู่ความถี่กลางค่าหนึ่ง (Intermediate Frequency) และทำการเลื่อนความถี่ (อัพคอนเวิร์ต) ไปยังความถี่ในย่านไมโครเวฟแล้วส่งออกไปในอากาศ ในด้านรับก็จะทำการแปลงกลับมาที่ความถี่กลางและดีมอดูเลตไปเป็นสัญญาณที่ได้รับการมัลติเพล็กซ์เช่นเดียวกับการส่ง สัญญาที่ได้หลังจากการทำมัลติเพล็กซิ่งมักถูกเรียกว่าสัญญาณเบสแบนด์ (BB : BaseBand Signal)
ในหนึ่งฮอปอาจจะสามารถเชื่อมต่อสัญญาณได้ในระยะทางประมาณ 30 ถึง 60 กิโลเมตร และหากนำสายอาาศไปติดตั้งบนยอดเขาก็อาจสามารถติดต่อกับสถานีถัดไปได้ในระะทางถึง 200 กิโลเมตรได้ เนื่องจากระบบไมโครเวฟเป็นการเชื่อมโยงสัญญาณในแบบแนวสายตาหรือที่เรียกว่าไลน์ออฟไซต์ (Line of sight) แต่ในการส่งสัญญสัญญาณระหว่างกันก็ยังมีปัจจัยอื่นที่มีผลต่อการส่งของสัญญาณทำให้แม้จะตั้งสายอากาศให้ตรงกันก็ไม่อาจส่งสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อที่จะให้เข้าใจการทำงานของระบบไมโครเวฟและส่วนประกอบต่าง ๆ ขอให้พิจารณาพื้นฐานการทำงานของอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับคลื่นไมโครเวฟกันก่อน เนื่องจากว่าอุปกรณ์ไมโครเวฟมีความแตกต่างจากอุปกรณ์โดยทั่วไปอย่างมาก เพราะที่ความถี่สูงจะมีการสูญเสียพลังงานจากการแพร่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกจากตัวนำธรรมดามาก

ความถี่ของคลื่นไมโครเวฟ	ระยะห่างระหว่างสถานีทวนสัญญาณ
2 GHz 4 – 6 GHz 11 GHz	80 กม. 50 กม. 30 กม.

วิธีที่นิยมใช้กันมากนะครับก็คือการสื่อสารในระดับสายตาครับ ใช้ในการสื่อสารข้อมูลข่าวสารในปริมาณมากๆ เส้นทางในการสื่อสารนี้จะประมาณ 50-80 กิโลเมตรสัญญาณในระยะทุกๆ 50-80 กม. ครับ ซึ่งสถานีทวนสัญญาณจะทำการถ่ายทอดสัญญาณจากสถานีต้นทางทำการรับสัญญาณมาและทำการขยายสัญญาณ ให้แรงขึ้นแล้วก็ทำการส่งสัญญาณต่อไปจนถึงปลายทาง

1. สถานีทวนสัญญาณข่าวสารข้อมูล จะทำการเปลี่ยนแปลงความถี่ที่รับเข้ามาให้เหลือเพียงความถี่ ข่าวสารข้อมูลก่อนครับ แล้วก็ทำการขยายสัญญาณให้แรงขึ้นอีกทีครับจากนั้นก็นำไปผสมกับความถี่ไมโครเวฟความถี่ใหม่ครับ แล้วทำการส่งออกไปยังไงล่ะครับ
ข้อดีของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้นะครับก็คือว่า สามารถดึงสัญญาณข่าวสารข้อมูลมาใช้ได้ครับและสามารถทำการนำข่าวสารข้อมูลใหม่แทรกเข้าไปได้ด้วยนะครับ
และเมื่อมีข้อดีก็ต้องมีข้อเสียครับและ ข้อเสียของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้นะครับก็คือว่า จะเกิดสัญญาณรบกวนแทรกเข้ามาครับ และอีกอย่างนะครับก็คือ ระดับความแรงของสัญญาณข่าวสารข้อมูลไม่คงที่ครับ

2. สถานีทวนสัญญาณความถี่ IF สถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้นะครับจะทำการเปลี่ยนความถี่ที่รับเข้ามาให้เป็นความถี่ IF ก่อนครับแล้วจึงทำการขยายสัญญาณให้แรงขึ้นอีกทีจากนั้นก็ค่อยทำการผสมกับคลื่นไมโครเวฟ ความถี่ใหม่ครับ แล้วจึงทำการส่งออกไปครับ
ข้อดีของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้นะครับก็คือว่า อัตราส่วนของสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนดีขึ้นครับ ระดับความแรงของสัญญาณข้อมูลข่าวสารคงที่ด้วยครับ
ข้อเสียของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้นะครับก็คือว่า ไม่สามารถดึงสัญญาณข้อมูลข่าวสารมาใช้ได้และไม่สามารถแทรกสัญญาณข้อมูลใหม่เข้าไปได้ครับ

3. สถานีทวนสัญญาณความถี่ RF สถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้นะครับ จะทำการเปลี่ยนความถี่ RF เดิมไปเป็นความถี่ RF ใหม่ โดยตรงก่อนครับแล้วค่อยทำการส่งออกไปครับ
ข้อดีของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้นะครับก็คือว่า มีอัตราส่วนของสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนดีมากครับ สัญญาณข้อมูลข่าวสารมีความคงที่ครับ
ข้อเสียของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้นะครับก็คือว่า มีราคาแพงมากครับ และยังไม่สามารถดึงสัญญาณข้อมูลข่าวสารมาใช้ได้ และยังไม่สามารถนำสัญญาณข้อมูลใหม่แทรกเข้าไปได้ และยังมีความยุ่งยากในการออกแบบวงจรอีกด้วยครับ

ท่อนำคลื่น (Waveguides)

ท่อนำคลื่นไมโครเวฟมีลักษณะเฉพาะคือเป็นโลหะตัวนำกลางสามารถถ่ายทอดพลังงานไมโครเวฟได้เป็นอย่างดีใช้สำหรับเป็นสายส่งสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ไมโครเวฟ หรือเพื่อต่อเชื่อมไปยังสายอากาศของไมโครเวฟเอง โดยมากมักสร้างจากทองแดงหรืออะลูมิเนียมและทำการต่อเชื่อมกันเป็นท่อทรงกลมหรือทรงสี่เหลี่ยมก็ได้ นอกจากนั้นภายในอาจมีการฉาบด้วยเงินเพื่อลดความต้านทานให้เหลือน้อยที่สุดเหตุที่สายส่งสัญญาณไมโครเวฟเช่นสายโคแอกเชียลและสายตัวนำคู่ไม่สามารถนำมาใช้ได้นั้น เนื่องจากมีการสูญเสียพลังงานซึ่งเกิดจากปรากฎการณ์สกินเอฟเฟกต์ในตัวนำ สกินเอฟเฟกต์ (Skin Effect) เป็นสาเหตุทำให้มีกระแสไหลอยู่เฉพาะที่ผิวหรือใกล้ผิวตัวนำซึ่งนำกระแสอยู่เดิมเป็นผลให้มีความต้านทานสูงและเกิดการสูญเสียพลังงานมากการส่งคลื่นเข้าไปในท่อนำคลื่นอาจทำได้โดยใช้สายอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายสายอากาศที่เรียกว่าโพรบ ตัวอุปกรณ์ดังกล่าวจะมีความยาวเท่ากับหนึ่งในสี่ของคลื่นที่จะส่งเข้าไป และต่อเข้าที่ปลายปิดของท่อนำคลื่นโดยอยู่ห่างจากผนังด้านหลังเป็นระยะหนึ่งในสี่ของคลื่นเพื่อให้คลื่นสะท้อนจากด้านปิดไปข้างหน้าได้ ตำแหน่งของโพรบอาจอยู่ในแนวตั้งหรือแนวนอนก็ได้นอกจากนี้การส่งคลื่นเข้าไปอาจทำได้โดยตัวนำต่อเป็นลูปก็ได้เช่นกันสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าจะสะท้อนกลับไปกลับมาอยู่ภายในท่อนำคลื่นตลอดการเดินทางของคลื่นไมโครเวฟในท่อนำดังกล่าวท่อนำคลื่นส่วนมากจะอยู่ในรูปทรงสี่เหลี่ยม ขนาดของท่อนำคลื่นจะขึ้นอยู่กับความถี่ที่ใช้ ความกว้างของท่อนำจะมีความยาวเท่ากับความยาวครึ่งคลื่นของความถี่ต่ำที่สุดที่จะใช้งาน ส่วนความสูงของท่อนำจะมีความยาวเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวด้านกว้าง และความถี่ต่ำสุดที่สามารถใช้งานได้นั้นถูกเรียกว่าความถี่คัตออฟ เห็นได้ว่าท่อนำคลื่นเปรียบเสมือนตัวกรองความถี่สูง สมการหาความถี่คัตออฟจะเป็นดังนี้fc = 300 ส่วน 2.wเมื่อ W คือความกว้างของท่อนำคลื่น
การเดินทางของคลื่นจะสะท้อนกับผนังกำแพงของท่อนำคลื่น มุมตกกระทบและมุมสะท้อนจะขึ้นอยู่กับถี่ที่ใช้งาน ที่ความถี่สูงมุมตกและมุมสะท้อนจะกว้างทำให้คลื่นเดินทางได้ระยะทางไกลกว่าความถี่ที่ต่ำลงมาโหมดของการแพร่สัญญาไมโครเวฟ
สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าจะมีรูปแบบและทิศทางได้หลายแบบในท่อนำคลื่น จากรูปแบบดังกล่าว ทำให้มีการกำหนดโหมดของการทำงานขึ้น สนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้าตัวใดตัวหนึ่งจะต้องตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น

รูปแบบดังกล่าวได้ถูกแบ่งออกเป็นสองชนิดใหญ่ดังต่อไปนี้

1. ทีอีโหมด หรือทรานสเวิร์สอิเล็กทริก (TE : Transverse Electric) สนามไฟฟ้าจะมีอยู่เฉพาะในแนวขวางของท่อนำคลื่นตั้งฉากกับผนังตัวนำเท่านั้น จะไม่มีสนามไฟฟ้าอยู่ตามแนวยาวหรือทิศการแพร่ของท่อนำคลื่นเลย พลังงานจะเคลื่อนที่โดยสนามแม่เหล็กในกรณีนี้
2. ทีเอ็มโหมด หรือทรานเวิร์สแมกเนติก (TM : Transverse Magnetic) สนามแม่เหล็กจะเกิดเป็นลูปในระนาบที่ตั้งฉากกับผนังของท่อนำคลื่น และไม่มีสนามแม่เหล็กใดอยู่ตามความยาวคลื่นส่วนพลังงานจะเคลื่อนที่ด้วยคลื่นไฟฟ้าสำหรับสายส่งธรรมดาที่มีตัวนำคู่จะมีสนามแม่เหล็กทั้งในแบบทรานสเวิร์สอิเล็กทริกและในแบบทรานสเวิร์กแมกเนติกไปด้วยกันจะถูกเรียกว่าทีอีเอ็ม (TEM : Transverse Electric and Magnetic) และในตัวอักษรของทั้งสองโหมดจะมีตัวเลขกำกับสำหรับบอกโดมิแนนต์โหมด และเป็นการแสดงให้ทราบถึงรูปแบบของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า ตัวเลขตัวแรกเป็นตัวแสดงให้ทราบว่ามีจำนวนชุดของการเปลี่ยนแปลงสนามรูปแบบครึ่งคลื่นตามแนวด้านสั้นของท่อนำคลื่นเมื่อพิจารณาในภาคตัดขวางของท่อนำคลื่น ส่วนตัวเลขตัวที่สองจะเป็นตัวบอกจำนวนชุดของการเปลี่ยนแปลงสนามรูปแบบครึ่งคลื่นตามแนวด้านยาวของท่อนำคลื่น ตัวอย่างเช่นทีอีโหมดที่มีสัญลักษณ์เป็น TE01 ตัวเลขกำกับตัวแรกเป็นศูนย์แสดงให้ทราบว่าด้านสั้นไม่มีการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของสนามใด ๆ ส่วนในด้านยาวจะมีการกระจายความหนาแน่นของสนามไฟฟ้าเป็นชุดครึ่งคลื่นหนึ่งชุด แสดงภาคตัดขวางของท่อนำคลื่นชนิดสี่เหลี่ยมที่มีโหมดการทำงานดังต่อไปนี้ TE01 และ TE02 โปรดสังเกตทีอีโหมดจะมีสนามไฟฟ้าตามแนวตัดขวางของท่อนำคลื่น และมีสนามแม่เหล็กในแนวการส่งของคลื่นตามท่อนำคลื่นในการใช้งานทั่วไปท่อนำคลื่นจะต้องมีการต่อเพื่อให้คลื่นเดินทางเลี้ยวไปในทิศทางต่าง ๆ ท่อนำคลื่นจะต้องมีการปรับเป็นรูปโค้งของท่อ ตัวอย่างเช่นการหักมุม 90 องศา รัศมีความโค้งของท่อนำคลื่นจะต้องมีขนาดไม่น้อยกว่าสองเท่าของความยาวคลื่นที่ใช้งาน เพื่อให้มีการสูญเสียพลังงานน้อยที่สุด และที่ปลายทั้งสองข้างของท่อโค้งพิเศษจะมีลักษณะเป็นชอบซึ่งเรียกว่า แฟลนจ์ (Flange) ท่อนำคลื่นเป็นอุปกรณ์พื้นฐานสำหรับคลื่นไมโครเวฟในการเป็นสายส่งสัญญาณ นอกจากนั้นยังมีการใช้งานเป็นส่วนสั้น ๆ สำหรับจุดประสงค์อื่น ๆ เช่นทำเป็นอุปกรณ์ซิมูเลติ้งรีแอกตีฟ อุปกรณ์วงจรเรโซแนนซ์ รวมทั้งเป็นตัวเชื่อมต่ออุปกรณ์และตัวแมตชิ่งอิมพีแดนซ์ไดสายอากาศไมโครเวฟสายอากาศรูปแบบทั่วไปตามที่ได้อธิบายในเนื้อหาบทแรกนั้นสามารถนำมาใช้กับคลื่นไมโครเวฟได้ แต่ขนาดของสายอากาศก็จะมีขนาดเล็กไปตามความยาวของคลื่น เมื่อขนาดของสายอากาศมีขนาดเล็กสายอากาศก็จะแพร่กระจายคลื่นอย่างไม่ค่อยมีประสิทธิภาพ ในระบบไมโครเวฟต้องการสายอากาศพิเศษที่มีกำลังขยายสูงและมีมุมในการส่งหรือรับสัญญาณที่แคบ สายอากาศไมโครเวฟที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือชนิดฮอร์น สายอากาศฮอร์นประกอบด้วยท่อนำคลื่นที่มีปลายเปิดกว้างออกและยังเพิ่มประสิทธิภาพได้ด้วยการติดตั้งจานรูปพาราโบลาร์สำหรับสะท้อนคลื่นซึ่งมักถูกเรียกว่าดิสก์้ระบบสายส่งของไมโครเวฟและดาวเทียวปลายที่เปิดกว้างออกของท่อนำคลื่นจะช่วยในการแมตชิ่งอิมพีแดนซ์และทำให้มีการสูญเสียพลังงานลดน้อยลง ยิ่งปลายเปิดกว้างขึ้นและมีความลาดน้อยลงก็จะทำให้สายอากาศมีอิมพีแดนซ์แมตชิ่งดีขึ้นและมีการสูญเสียพลังงานลดลง และหากตัวฮอร์นมีความยาวขึ้นก็จะทำให้มีกำลังขยายและมุมในการส่งหรือรับสัญญาณแคบมากยิ่งขึ้น สายอากาศฮอร์นที่มีการกว้างออกเพียงด้านเดียวจะถูกเรียกว่าเซ็กเตอรัลฮอร์น (Sectoral Horn)ส่วนสายอากาศที่มีมุมเปิดกว้างออกทั้งสองด้านจะถูกเรียกว่าพีรามิดัลฮอร์น(PyramidalHorn)และสุดท้ายสำหรับท่อนำคลื่นที่เป็นทรงกระบอกก็จะเป็นสายอากาศแบบโคนิคอลฮอร์น(ConicalHorn)กำลังขยายและไดเร็กติวิตี้ของสายอากาศไมโครเวฟชนิดฮอร์นขึ้นอยู่กับขนาดความยาวของฮอร์นพื้นที่ปลายเปิดหรืออะเพอร์เจอร์แดเรีย (Aperture Area) และมุมที่กางออกของฮอร์นที่เรียกว่าแฟร์ (Flare Angle) หากตัวฮอร์นมีความยาวมากก็จะมีกำลังขยายและไดเร็กติวิตี้ที่ดีขึ้นเช่นกัน สำหรับพื้นที่ปลายเปิดของฮอร์นหากยิ่งมากก็ยิ่งได้กำลังขยายและไดเร็กติวิตี้ที่ดีขึ้น ส่วนมุมแฟร์จะมีค่าอยู่ในช่วง 20 ถึง 60 องศา เป็นรูปด้านข้างและด้านหน้าของสายอากาศฮอร์น
เมื่อมีการต่อสายอากาศชนิดฮอร์นเข้ากับตัวสะท้อนคลื่นรูปพาราโบริก (Parabolic Reflector) ซึ่งตัวสะท้อนคลื่นจะทำจากโลหะหรือตะแกรงเหล็กสานที่มีรูปร่างคล้ายจาน โดยติดปลายเปิดของสายอากาศให้อยู่ที่จุดโฟกัสของรูปโค้งพาราโบลาร์ คลื่นไมโครเวฟจะไปตกกระทบกับจานและสะท้อนออกมาเป็นเส้นขนานคล้ายคลึงกับปรากฎการณ์ของลำแสงที่ตกกระทบกระจกโค้ง อีกนัยหนึ่งสัญญาณไมโครเวฟจะถูกส่งออกเป็นลำเส้นตรงไปยังเป้าหมายที่ด้านรับ ซึ่งจานรูปพาราโบลาร์ดังกล่าวช่วยทำให้สายอากาศมีกำลังขยายและไดเร็กติวิตี้หรือมุมในการส่งสัญญาณดีขึ้น สำหรับจานรูปพาราโบลาร์จะมีเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ในช่วง 1 เมตร ถึง 36 เมตร

กำลังขยายของสายอากาศ (Antenna Gain)

สายอากาศในความเป็นจริงแล้วมิได้สามารถขยายสัญญาณได้จริงแต่เป็นเรื่องของความสามารถในการส่งสัญญาณคลื่นไปในทิศทางที่กำหนดได้แทนที่จะเป็นทุกทิศทาง ทิศทางในการส่งหรือรับคลื่นจะถูกเรียกว่า ไดเร็กชั่นนอลลิตี้ (Directionality) โดยปกติสายอากาศที่ส่งสัญญาณออกไปในทุกทิศทางเท่ากันจะถูกเรียกว่าออมนิไดเร็กชั่นนอล (Omnidirectional) หรือ ไอโซทรอปิก (Isotropic) ตามทฤษฎีสายอากาศแบบไอโซทรอปิกจะมีกำลังขยายเป็น 1 หรือ 0 dBกำลังขยายของสายอากาศพาราโบลิกขึ้นอยู่กับพื้นที่วงกลมรอบนอกของจานพาราโบลาร์ และส่วนใหญ่ถูกออกแบบให้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางไม่น้อยกว่าสิบเท่าของความยาวคลื่นความถี่ต่ำสุดที่ใช้งาน สำหรับกำลังขยายนั้นสามารถหาได้จากสมการดังนี้
2G = 6 เมื่อ G = ค่ากำลังขยายที่แสดงเป็นอัตราส่วนของกำลัง
D = ค่าขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของจาน หน่วยเป็นเมตร
L = ค่าความยาวของคลื่นที่ใช้ หน่วยเป็นเมตร
หมายเหตุ กำลังขยายสามารถคิดเป็นเดซิเบลได้ด้วยการแทนค่าดังนี้ dB = 10log(G)ความกว้างของลำคลื่น (Beamwidth)คุณสมบัติของสายอากาศไมโครเวฟอีกอย่างหนึ่งก็คือความกว้างของลำคลื่นค่าไดเร็กติวิตี้ของสายอากาศไมโครเวฟจะสามารถวัดได้ในรูปของความกว้างของลำคลื่นหรือเรียกว่าบีมวิดธ์ โดยบีมวิดธ์จะมีค่าเป็นมุมที่เกิดขึ้นจากการวัดจากจุดกลางสายอากาศออกไปยังรูปกราพของผลตอบสนองสัมผัสกับกราฟที่จุดที่มีพลังงานต่ำจากค่าสูงสุด 3 dB ทั้งสองด้าน สายอากาศชนิดฮอร์นจะมีมุมของบีมวิดธ์อยู่ในช่วง 10 ถึง 60 องศา แสดงให้เห็นถึงการกระจายของพลังงานคลื่นไมโครเวฟจากสายอากาศไมโครเวฟกำลังของการกระจายคลื่นถูกวัดและวาดลงบนกราฟโพล่าพล็อต 360 องศา กำลังส่งที่สูงที่สุดวัดได้ในทิศทางข้างหน้าซึ่งถูกเรียกว่าบอร์ไซต์ (Boresight) โดยสนามพลังด้านหน้านี้ถูกกำหนดให้มีค่าเป็น ๐ dB เป็นสนามพลังอ้างอิงให้กับสนามพลังด้านอื่น ๆ รูปกราฟลูกด้านหน้าสุดจะถูกเรียกว่า เมเจอร์โหลบ (Major Lobes) หรือลำคลื่นหลัก (Main beam) ส่วนรูปกราฟลูกเล็กที่อยู่ถัดไปทางด้านซ้ายและขวาจะถูกเรียกว่าไซด์โหลบ (Side Lobes) และสนามพลังที่อยู่ด้านหลังจะเรียกว่าแบ็คโหลบ (Back Lobes) หรือแบ็คเวิร์ดเรดิเอชั่น (Backward Radiation) ในทางทฤษฎีสัญญาณควรจะอยู่เฉพาะในสนามพลังด้านหน้า (ลำคลื่นหลัก) เท่านั้น คุณสมบัติของสายอากาศอีกอย่างหนึ่งนั่นคืออัตราส่วนพรอนต์ทูแบ็ค (Front to Back Ratio) เป็นอัตราส่วนของกำลังขยายสูงสุดในทิศทางด้านหน้ากับกำลังขยายสูงสุดด้านหลัง หากอัตราส่วนดังกล่าวมีค่าน้อยหมายความว่าสนามพลังในด้านหลังของสายอากาศมีค่ามาก อาจทำให้เกิดการกวนกับสายอากาศอีกชุดที่ใช้ความถี่เดียวกันในระบบทวนสัญญาณได้ นอกจากนั้นยังอาจเกิดสัญญาณรบกวนขึ้นได้
บีมวิดธ์ที่มีขนาดเล็กจะทำให้สามารถลดการรบกวนของสัญญาณกับสายอากาศข้างเคียงด้ การทำให้บีมวิดธ์แคบลงสามารถทำได้ด้วยการใช้จากสะท้อนพาราโบลาร์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น แต่การทำให้บีมวิดธ์แคบลงจะมีปัญหาในการจัดให้สายอากาศทั้งด้านรับและด้านส่งหันให้ตรงกันด้วยความละเอียดมากขึ้นซึ่งทำได้ยากขึ้น หากสายอากาศถูกทำให้เคลื่อนไปเพียงเล็กน้อยก็จะทำให้รับสัญญาณได้ไม่ดีการคำนวณบีมวิดธ์ของสายอากาศที่มีจานสะท้อนรูปพาราโบลาร์หาได้จากสมการดังต่อไปนี้

B = ความกว้างของลำคลื่นเป็นองศา วัดที่จุดที่มีกำลังส่งครึ่งหนึ่งหรือระดับต่ำลงมา 3 dB
L = ความยาวคลื่น มีหน่วยเป็นเมตร
D = เส้นผ่าศูนย์กลางของจานพาราโบลาร์ มีหน่วยเป็นเมตร
หมายเหตุ จานสะท้อนพาราโบลาร์มิใช่สายอากาศ เป็นเพียงส่วนหนึ่งของสายอากาศเท่านั้น

โพลาไรเซชั่น (Polarization)

การจัดวางสายอากาศรูปฮอร์นแบบสี่เหลี่ยมไม่ว่าชนิดใดจะสามารถแบ่งได้เป็นสองชนิดตามปลายเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า หากรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าดังกล่าวอยู่ในแนวตั้งและสนามไฟฟ้าอยู่ในแนวนอนสายอากาศจะถูกเรียกว่าฮอริซอนตอลลี่โพลาไรเซฃั่น (Horizontally pllarization) หากรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าอยู่ในแนวนอนและสนามไฟฟ้าอยู่ในแนวตั้ง สายอากาศจะถูกเรียกว่าเวอติคอลลี่โพลาไรเซชั่น (Vertically polarization) โดยทั่วไปหากสายอากาศอยู่ในโพลาไรเซชั่นแบบใดแบบหนึ่งจะมีสัญญาณที่เป็นในรูปโพลาไรเซชั่นอีกชนิดหนึ่งออกมาด้วย แต่มีกำลังต่ำกว่าสัญญาณแบบแรกประมาณ 30 ถึง 40 dB จะเรียกปรากฎการณ์ดังกล่าวว่าครอสโพลาไรเซชั่นดิสครีมิเนชั่น (XPD : Cross polariztion) ในขณะเดียวกันก็สามารถใช้ประโยชน์จากโพลาไรเซชั่นที่ต่างกันได้ เช่น สายอากาศเดียวกันมีช่องสัญญาณอยู่สองช่องที่ใช้ความถี่เดียวกันแต่ให้สัญญาณมีโพลาไรเซชั่นที่ต่างกันเรียกว่าเป็นการใช้ความถี่ซ้ำ (Frequency Reused) หรือฟรีเควนซี่ไดเวอร์ซิตี้ (Frequency Diversity)NFdB = 10 lob10
เมื่อ T = นอยส์เทมเพอเรเชอร์ (Noise Temperature)
NFdB = นอยส์ฟิกเกอร์ (Noise Figure)

นอยส์เทมเพอเรเชอร์จะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ ดังต่อไปนี้
1. การสูญเสียพลังงานในท่อนำคลื่นระหว่างสายอากาศและเครื่องรับ
2. สัญญาณรบกวนในอากาศที่เกิดจากดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และจักรวาล
3. การดูดซับโดยก๊าซในบรรยากาศและปริมาณฝนหรือหิมะที่ตกลงมา
4. รังสีจากพื้นโลกที่เข้าไปยังแบ็คโลปของสายอากาศ
5. สัญญาณรบกวนจากแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุที่มนุษย์สร้างขึ้น

วิธีการลดสัญญาณรบกวนในสายอากาศอาจทำได้โดยพยายามลดผลตอบสนอง
ของไซด์โหลบลงแม้ว่าผลตอบสนองในลำคลื่นตรงหรือเมนบีมของสายอากาศจะไม่หันเข้าหาด้านที่มีสัญญาณรบกวนมากในอากาศ แต่ไซด์โหลบลูกใดลูกหนึ่งอาจหันไปทางนั้นทำให้สัญญาณรบกวนเข้ามาสู่สายอากาศได้ ทำให้ค่าของนอยส์เทมเพอเรเชอร์มีมากขึ้น วิธีการที่ใช้ในการลดปัญหาของไซด์โหลบคือการติดตั้งตัวปกคลุมหรือชีลด์ (Shield)รอบขอบของจานพาราโบลาร์ซึ่งจะทำให้เกิดขอบโลหะรอบ ๆ วิธีการดังกล่าวจะช่วยเพิ่มอัตราส่วนฟรอนต์ทูแบ็คให้กับสายอากาศได้ทำให้สามารถใช้สายอากาศในระบบทวนสัญญาณที่ความถี่เดียวกันซึ่งต่อแบบหันหลังชนกันได้ เนื่องจากสัญญาณรบกวนถูกลดให้น้อยลงส่วนหนึ่งนอกจากนั้นที่ด้านนอกของสายอากาศอาจมีแผ่นพลาสติกบางซึ่งมีผลลดทอนสัญญาณน้อยมากคลุมตัวชีลด์ไว้อีกชั้นหนึ่งเรียกว่าราโดม (Raome) เพื่อป้องกันอุปกรณ์จากสภาพอากาศเสาติดตั้งสายอากาศในระบบสสื่อสารไมโครเวฟส่วนประกอบที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือเสาสำหรับติดตั้งสายอากาศ หากต้องการให้สัญญาณไมโครเวฟเดินทางได้ระยะทางไกลขึ้นเสาติดตั้งก็ควรจะสูงขึ้น จากการคำนวณปรากฎว่าสำหรับฮอปที่มีระยะทาง 48 กิโลเมตร และภูมิประเทศราบเรียบก็จะต้องใช้เสาที่มีความสูงประมาณ 76 เมตร ถ้าหากว่ามีสิ่งกีดขวางต่าง ๆ เช่นต้นไม้ เนินเขา เป็นต้น เสาติดตั้งก็ต้องเพิ่มความสูงขึ้นไปอีก

ชนิดของเสาติดตั้งที่เป็นที่นิยมมีอยู่สองชนิดดังนี้
1. เสาชนิดเซลฟ์ซัพพอร์ตติ้ง (Self supporting Tower) เป็นเสาติดตั้งที่มีราคาสูงมากขึ้นเป็นทวีคูณหากต้องการเสาที่มีความสูงยิ่งขึ้น เป็นเสาขนาดใหญ่มีภาคตัดขวางของเสาจากล่างขึ้นบนค่อย ๆ เล็กลง เหมาะสำหรับบริเวณที่มีพื้นที่จำกัด เช่น ตัวเมือง และสามารถติดตั้งสายอากาศได้จำนวนมาก เสาเซลฟ์ซับพอร์ตติ้งมีอยู่สองชนิดด้วยกันคือแบบที่ฐานเป็นสามเหลี่ยมและแบบที่มีฐานเป็นรูปสี่เหลี่ยม เสามแบบสามเหลี่ยมต้องการพื้นที่ที่ฐานมากกว่าเสาแบบสี่เหลี่ยม แต่เสาชนิดสี่เหลี่ยมจะได้พื้นที่ติดตั้งสายอากาศมากขึ้น โปรดดูตารางความสูงของเสาอากาศและขนาดความกว้างยาวของฐานในรูปที่ 2 –11

ตารางแสดงความสูงและขนาดฐานของเสาชนิดเซลฟ์ซับพอร์ต

2. เสาชนิดกาย (Guyed Mast) เป็นเสาที่มีราคาของตัวเสาเหมาะสมกับความสูงที่มากขึ้น เป็นเสาที่มีขนาดภาคตัดขวางของเสาเท่ากันตลอดความสูงแต่ต้องการสายรั้งนำให้เสาตั้งขึ้น ความแข็งแรงของเสาจะขึ้นอยู่กับสายที่รั้งอยู่ ความตึงที่เหมาสมของสายเคเบิลเป็นสิ่งที่สำคัญและที่พื้นจะต้องมีสมอปักที่มั่นคงสำหรับยึดสายเคเบิลซึ่งเรียกว่า กายไวร์ (Gry wires) ข้อด้อยของเสาชนิดนี้คือพื้นที่ฐานจะต้องการมากกว่าเสาในแบบแรก และพื้นที่ฐานจะยิ่งมากขึ้นตามความสูงของเสาด้วย ดังนั้นจึงเหมาสำหรับในพื้นที่ชนบทที่ราคาที่ดินไม่แพงนักระยะจากตัวเสากายไปยังสมอบกที่ติดเคเบิลกายไวร์จะมีระยะประมาณเท่ากับ 80เปอร์เซ็นต์ของความสูงของเสาแสดงตารางการใช้พื้นที่ในสองรูปแบบของเสานอกจากการพิจารณาพื้นที่ที่ใช้งานและความสูงของเสา ชนิดของดินที่อยู่ในบริเวณติดตั้งก็ต้องมีความเหมาะสมด้วยไม่แข็งจนเกินไปหรืออ่อนจนเกินไปจนไม่สามารถติดตั้งเสาได้การเสริมฐานรากอาจทำได้ด้วยการปูพื้นคอนกรีตเป็นฐานรองเสาก็ได้ นอกจากนั้นความแรงของลมก็มีส่วนที่จะต้องนำมาคิดในการติดตั้งเสาอากาศ เพราะการเคลื่อนไปเพียงเล็กน้อยของเสาก็จะมีผลต่อสายอากาศที่ติดตั้งอยู่
ผลของบรรยากาศต่อไมโครเวฟบรรยากาศมีผลต่อการสูญเสียพลังงานของคลื่นไมโครเวฟดังต่อไปนี้การดูดซับ (Absorption)
เส้นการเดินทางของไมโครเวฟเหนือพื้นดินก็คือบรรยากาศ ในบรรยากาศจะมีก๊าซออกซิเจนที่ดูดซับพลังงานของไมโครเวฟ แต่ก็เป็นเพียงส่วนน้อยเท่านั้นสำหรับคลื่นในช่วงไมโครเวฟ โดยจะมีค่าประมาณ 0.01 dB ต่อกิโลเมตร ที่ความถี่ 2 กิกะเฮิรตซ์ และเพิ่มขึ้นเป็น 0.02 dB ต่อกิโลเมตร ที่ความถี่ 26 กิกะเฮิรตซ์เท่านั้น ผลกระทบที่มีมากต่อการแพร่ของคลื่นวิทยุไมโครเวฟโดยเฉพาะที่ความถี่สูง ๆ ก็คือเม็ดฝนบริมาณน้ำในบรรยากาศยิ่งมากเท่าใดการสูญเสียพลังงานของคลื่นก็จะมากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่นที่ความถี่ 6 กิกะเฮิรตซ์ การลดทอนของสัญญาณเนื่องจากไอน้ำในบรรยากาศมีค่าเพียง 0.001 dB ต่อกิโลเมตร เมื่อปริมาณน้ำเพิ่มขึ้นเป็นฝนขนาดเบาค่าลดทอนเพิ่มขึ้นเป็น 0.01 dB ต่อกิโลเมตร และที่ฝนตกหนักมากค่าลดทอนสัญญาณจะมีค่าถึง 1 dB ต่อกิโลเมตร มากจนอาจทำให้สัญญาณเคลื่อนที่ไปไม่ถปลายทาง สำหรับความถี่ที่มีค่าสูงมากขึ้นโดยเฉพาะที่เหนือ 10 กิกะเฮิรตซ์ขึ้นไปจะยิ่งมีการลดทอนมากถึงประมาณ 10 dB ต่อกิโลเมตร

การหักเห (Refraction)

ผลของการหักเหของคลื่นไมโครเวฟในอากาศจะทำให้ลำคลื่นของไมโครเวฟเบี่ยงเบียนออกไปจากเส้นทางเดิม ปรากฎการณ์ดังกล่าวอาจมีผลเป็นระยะยาวนานทำให้เกิดความเสียหายกับสายส่งสัญญาณได้มากพอสมควร การหักเหของลำคลื่นเกิดจากคุณสมบัติของบรรยากาศ ได้แก่ อุณหภูมิ ความหนาแน่นบรรยากาศ และความชื้นในบรรยากาศ เมื่อความสูงของผิวโลกเพิ่มขึ้นการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นของบรรยากาศมีผลกับความเร็วของคลื่นไมโครเวฟที่เดินทางในบรรยากาศดังนี้
v = ความเร็วคลื่น
c = ความเร็วแสง
n = ค่าดัชนีการหักเห
การหักเหของคลื่นไมโครเวฟก็มีลักษณะเช่นเดียวกับคลื่นแสงที่เดินทางผ่านตัวกลางที่มีความหนาแน่นไม่เท่ากันดังเช่นแสงเดินทางจากอากาศลงไปในน้ำ หากคลื่นไมโครเวฟเดินทางจากชั้นบรรยากาศที่มีความหนาแน่นอากาศสูงไปยังชั้นที่มีความหนาแน่นอากาศสูงไปยังชั้นที่มีความหนาแน่นอากาศต่ำลำคลื่นไมโครเวฟจะโค้งลงเข้าหาพื้นโลกซึ่งทำให้คลื่นไมโครเวฟถูกส่งไปได้ไกลกว่าเส้นทางที่อยู่ในแนวสายตา ด้วยการปรับมุมเงยของสายอากาศให้สูงขึ้นเล็กน้อยเท่าของรัศมีจริงของโลก ซึ่งจะทำให้ระยะในการเดินทางของคลื่นมากกว่าระยะขจัดในแนวสายตา (Line-of-sight) ประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ การเปลี่ยนแปลงของความโค้งของผิวโลกเนื่องจากการหักเหจะถูกกำหนดโดยค่าเคแฟกเตอร์ (k-factor) ซึ่งอัตราส่วนของรัศมีที่เกิดขึ้นของโลก (Effective earth radius) กับรัศมีจริงของโลก (Tue earth radius) ดังสมการ

k = รัศมีที่เกิดขึ้นของโลกมักจะถูกเข้าใจผิดว่าเป็นรัศมีของลำคลื่นไมโครเวฟที่สภาวะอากาศหนึ่งๆจะเป็นรัศมีของโลกจำลองซึ่งยอมให้ลำคลื่นไมโครเวฟสามารถเขียนเป็นเส้นตรงได้ สำหรับการคำนวณที่แน่นอนของรัศมีที่เกิดขึ้นของโลกคือ
11 dn
a dh
เมื่อ a เป็นรัศมีจริงของโลก
dn/dh เป็นการเปลี่ยนแปลงของดัชนีการหักเห (n) เทียบกับค่าความสูง (h) โดยจะได้ค่า
1
k =1

ค่าโดยปกติมาตรฐานของ k คือ 4/3 การเปลี่ยนแปลงของสภาพบรรยากาศของแต่ละวันและแต่ละชั่วโมงขึ้นอยู่กับสภาพภูมิประเทศด้วย สำหรับในช่วงเวลายาวการเปลี่ยนแปลงฤดูก็จะมีผลต่อสายส่งสัญญาณเช่นกัน ค่าของ k จะมากกว่า 4/3 ในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิอบอุ่น และน้อยกว่า 4/3 ในพื้นที่มีอุณหภูมิเย็น บางครั้งจะอยู่ในช่วง 1.1 ถึง 1.6 ขึ้นอยู่กับความสูงและฤดูกาล
ค่า k สามารถมีค่าต่ำกว่าหนึ่งจนถึงติดลบหรือมีค่าเป็นอนันต์ก็ได้ ตัวอย่างเช่นเมื่ออุณหภูมิมีค่ากลับกันโดยชั้นอากาศอุ่นดักชั้นอากาศเย็น ค่า k แฟกเตอร์ในกรณีนี้จะน้อยกว่า 0 หรือในกรณีอื่นที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของอากาศอย่างรวดเร็วจากพื้นผิวโลกไปยังความสูงที่หลายร้อยเมตรจะทำให้ค่า k เท่ากับอนันต์ กรณีพิเศษดังกล่าวแสดงว่าลำคลื่นไมโครเวฟจะตามเส้นทางเดียวกับผิวโลกหากเกิดเงื่อนไขดังกล่าวรอบผิวโลกทั้งหมด ก็จะทำให้มีความเป็นไปได้ที่จะส่งสัญญาณข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกได้โดยใช้ลิงค์เพียงฮอปเดียว ในทางปฏิบัติเหตุการณ์ดังกล่าวไม่มีทางเกิดขึ้นได้ และแม้ว่าจะเกิดขึ้นสัญญาณที่ได้รับที่ปลายทางก็จะอ่อนมากจนไม่สามารถนำมาใช้งานได้ แต่อย่างไรก็ตามค่า k ที่เป็นอนันต์ก็จะปรากฎในระยะทางสั้น ๆ ภายใต้สภาวะอากาศที่เหมาะสม การโค้งลงยิ่งขึ้นเกินค่า k เท่ากับอนันต์ทำให้เกิดค่า k แฟกเตอร์ที่เป็นลบ
จะแสดงลำคลื่นไมโครเวฟที่เป็นเส้นตรงและผลของรัศมีโลกที่เป็นสาเหตุให้เกิดปรากฎการณ์บัลก์กิ้งเอฟเฟกต์(Bulging)ซึ่งมีผลต่อเส้นการเดินทางของคลื่นว่าจะมีสิ่งกีดขวางหรือไม่ขึ้นอยู่กับค่า k แฟกเตอร์ แสดงสภาพที่แท้จริงของความโค้งของโลกที่แท้จริงและวิถีทางที่ลำคลื่นไมโครเวฟส่งสัญญาณที่มุม 90 องศา เทียบกับแนวโค้งของผิวโลก ซึ่งขึ้นอยู่กับค่า k แฟกเตอร์ แสดงระยะทางถูกเปลี่ยนแปลงไปตามค่า k แฟกเตอร์ที่เปลี่ยนไปข้อสังเกตคือสายอากาศจะถูกปรับไปยังมุมที่แตกต่างกันไปเมื่อเทียบกับพื้นโลกสำหรับค่า k แต่ละค่า เพื่อที่จะให้มีระยะเดินทางมากที่สุดสำหรับค่า k ที่ได้รับ นั่นหมายความว่าถ้าฮอปถูกออกแบบสำหรับค่า k เท่ากับ 4/3 และสายอากาศถูกติดตั้งในวันที่ค่า k = 4/3 ถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนทำให้ค่า k เปลี่ยนไปเป็น 2/3 ลำคลื่นที่สออกมาจะโค้งงอขึ้น (Upward) และพลังงานบางส่วนจะสูญหายไปเพราะการรับสัญญาณจะเลยยอดของเมเจอร์โหลบ ค่าพลังงานที่ได้รับสูงสุดจะเสมือนไม่สามารถรับได้ ถ้าอุณหภูมิทำให้ค่า k เปลี่ยนเป็น 2.0 ในกรณีนี้ลำคลื่นจะโค้งงอลง (Dowawardเมื่อสายอากาศถูกตั้งค่าสำหรับ k = 4/3 สิ่งเหล่านี้เป็นการเปลี่ยนแปลงค่า k อย่างมาก แต่ค่ากำลังสูญเสียจะมีค่าเพียง 1 dB สำหรับระยะทางเชื่อมโยง 50 กิโลเมตร ซึ่งใช้สายอากาศขนาด 3 เมตร สำหรับระยะทางมากกว่าหรือสายอากาศที่ใหญ่ขึ้นการสูญเสียก็จะยิ่งมากขึ้นด้วยในการออกแบบฮอปของไมโครเวฟมักจะมีการพล็อตข้อมูลของเส้นทางซึ่งใช้เป็นเส้นตรงของแนวคลื่นไมโครเวฟมากกว่าพล็อตเป็นเส้นโค้ง ดังนั้เพื่อให้สามารถลากเส้นเป็นเส้นตรงได้ตารางของข้อมูลความโค้งของโลกจะต้องมีการเก็บไว้เป็นแบบ ซึ่งคำนวณได้จากสมการ

h = เป็นระยะทางในแนวตั้ง (หน่วยเป็นเมตร) ระหว่างพื้นโลกที่เรียบ

(K = อนันต์) กับแนวรัศมีโลกที่เกิดขึ้นที่จุดใด
d1* d2 = เป็นระยะ (หน่วยเป็นกิโลเมตร) จากจุดใดไปยังปลายทั้งสองข้าง
ข้อด้อยของวิะการออกแบบฮอปดังกล่าวคือ ถ้าต้องการพิจารณาค่า k หลายค่าจะต้องมีการพล็อตกราฟหลายครั้งบนกระดาษข้อมูลหลายแผ่น แต่ถ้ามีการใช้วิธีการกำหนดให้พื้นโลกแบนราบแล้วจึงพล็อตค่าของคลื่นไมโครเวฟที่ค่า k ต่าง ๆ ก็จะทำให้สามารถวาดลงในกราฟเดียวกันได้

ดักตึ้ง (Ducting)

การหักเหในบรรยากาศสามารถทำให้ลำคลื่นไมโครเวฟถูกกักอยู่ในท่อนำคลื่นที่เป็นชั้นบรรยากาศซึ่งถูกเรียกว่าดักต์ (Duct) หรือท่อน้ำ มีผลทำให้ไม่สามารถส่งสัญญาณไปยังปลายทางได้ การเกิดดักติ้งมักเป็นระยะความสูงไม่มากในชั้นบรรยากาศที่มีความหนาแน่นสูง โดยส่วนมากมักเกิดบ่อยครั้งในบริเวณที่คลื่นมีการข้ามผืนน้ำหรือในที่ซึ่งมีอุณหภูมิและความชื้นต่างกันมากแสดงตัวอย่างของท่อนำคลื่นซึเป็นชั้นของบรรยากาศโดยลำคลื่นไมโครเวฟจะติดอยู่ในนั้น เมื่อลำคลื่นผ่านเข้าไปในดักต์(Duct)และเดินทางผ่านชั้นความหนาแน่นของบรรยากาศที่แตกต่างกันจะเกิดการสะท้อนของคลื่นขึ้นภายในชั้นบรรยากาศทำให้ไม่สามารถรับสัญญาณที่สายอากาศด้านรับได้

ผลของภูมิประเทศต่อไมโครเวฟ
การแพร่ของพลังงานไมโคาเวฟก็ถูกกระทบจากสิ่งกีดขวางตามเส้นทางเดินของคลื่นเช่นกันความโค้งของผิวโลก(Earthcurvature)เป็นปัจจัยหลักในการกำหนดความยาวของฮอปในการสำรวจเส้นทางของคลื่นก็ต้อง

พิจารณาทุกอย่างรวมทั้งสิ่งที่อยู่ใกล้กับแนวของคลื่นด้วย
การสะท้อนของคลื่น (Reflection)
ลำคลื่นไมโครเวฟจะมีลักษณะเป็นลำแคบแม้ว่าจะมีมุมหรือความกว้างของลำคลื่น (บีมวิดธ์) เพียง 1 หรือ 2 องศา ก็จะมีค่าเป็นบริเวณกว้างสำหรับการส่งสัญญาณข้ามระยะทางไกลๆจากการวิเคราะห์ทำให้ทราบว่าลำคลื่นที่มีลักษณะเป็นรูปกรวยที่มีขนาดกำลังส่งครึ่งหนึ่งหรือจุดที่ต่ำกว่ากำลังส่งสูงสุด 3 dB นั้นมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลำคลื่นสำหรับมุม 2 องศา ประมาณ 1.4 กิโลเมตรและสำหรับมุม 1องศา จะมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.7 กิโลเมตร แสดงให้เห็นว่าจะมีคลื่นบางส่วนไปตกกระทบกับวัตถุที่อยู่ใกล้เคียงเช่นพื้นดิน คลื่นไมโครเวฟที่ไปตกกระทบและสะท้อนกับพื้นดินอาจมีเฟสที่เปลี่ยนแปลงไป ที่สายอากาศด้านรับก็จะได้รับสัญญาณสองส่วนคือสัญญาณโดยตรงจากสายอากาศด้านส่งและสัญญาณที่ได้จากการสะท้อนจากวัตถุข้างเคียง หากสัญญาณที่สะท้อนมาที่ด้านรับมีเฟสที่คงเดิมก็จะทำให้สัญญาณที่รับได้มีความแรงมากขึ้นเป็นการเสริมสัญญาณให้กับสัญญาณโดยตรงแต่ถ้าสัญญาณที่สะท้อนมามีเฟสที่ตรงข้างกับสัญญาณโดยตรงสัญญาณทั้งสองก็จะหักล้างกัน ทำให้ข้อมูลที่ได้รับอาจสูญหายไป เฟสที่ตรงข้ามกันจะมีมุมต่างเฟสที่ 180 องศา จะเกิดขึ้นกับคลื่นความถี่ไมดครเวฟที่มีโพลาไรเซชั่นในแนวนอน ส่วนคลื่นที่มีโพลาไรเซชั่นในแนวตั้งก็จะมีมุมต่างเฟสอยู่ในช่วงระหว่าง 0 ถึง 180 องศา ขึ้นอยู่กับพื้นดินที่ตกกระทบและมุมที่ตกกระทบเฟรสเนลโซน (Fresnel Zone)พลังงานคลื่นไมโครเวฟที่เดินทางไปถึงสายอากาศด้านรับที่มีความต่างเฟส 180 องศา หรือกลับเฟส เมื่อเทียบกับลำคลื่นตรงจะเป็นตัวก่อให้เกิดบริเวณขึ้นเรียกว่าเฟรสเนลโซนที่หนึ่งและที่ความถี่ค่าหนึ่งๆจุดทุกจุดภายในลำคลื่นไมโครเวฟซึ่งคลื่นจะถูกสะท้อนทำให้มีระยะการเดินทางของคลื่นเพิ่มขึ้นอีกประมาณครึ่งความยาวคลื่นจะเกิดเป็นวงแหวนชุดแรกซึ่งเรียกว่าเฟรสเนลโซนที่หนึ่งเช่นกัน สำหรับเฟรสเนลโซนที่สองและที่สามจะถูกกำหนดด้วยขอบเขตของจุดทุกจุดซึ่งมีระยะการเดินทางของคลื่นเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าและสามเท่าของความยาวครึ่งคลื่น ที่ทุกจุดใด ๆ ตามแนวการแพร่ของคลื่นจะมีวงกลมซึ่งจุดศูนย์กลางอยู่ที่เส้นตรงจากสายอากาศต้นทางถึงสายอากาศปลายทาง หากมองจากระยะทางที่ออกไปไกลจากสายอากาศต้นทางรัศมีของเฟรสเนลโซนที่หนึ่งก็จะขยายวงกว้างขึ้นเรื่อย ๆ รัศมีของเฟรสเนลโซนมีความสำคัญเมื่อสิ่งกีดขวางเช่นต้นไม้หรือภูเขาเข้ามาภายในรัศมีการเดินทางของคลื่นไมโครเวฟใกล้กับเฟรสเนลโซนชั้นแรก ในการออกแบบฮอปไมโครเวฟจะต้องมีการสำรวจสิ่งกีดขวางต่าง ๆ ตามแนวเส้นทางเดินคลื่นให้ละเอียดระหว่างเครื่องส่งและเครื่องรับ และนำมาวาดเป็นข้อมูลไว้ โปรดพิจารณาจากรูปที่ 2 – 18 แสดงให้เห็นแนวของเฟรสเนลโซนที่หนึ่งสำหรับคลื่นไมโครเวฟที่ความถี่ 100 เมกะเฮิรตซ์ และที่ความถี่ 10 กิกะเฮิรตซ์ โดยเส้นประรูปวงรีแสดงให้เห็นถึงโซนดังกล่าว รัศมีของเฟรสเนลที่ความถี่ 100 เมกกะเฮิรตซ์ จะเป็น 170 เมตร ส่วนรัศมีของเฟรสเนลที่ความถี่ 10 กิกะเฮิรตซ์ จะเป็น 17 เมตร ดังนั้นหากมีภูเขาดังรูปคือยอดเขา C อยู่ในทางเดินของคลื่นถ้าหากมีการใช้ความถี่ต่ำยอดเขาดังกล่าวจะเข้าไปอยู่ในเฟรสเนลโซน อาจมีโอกาสทำให้เกิดการสะท้อนของคลื่นไมโครเวฟกับยอดเขาดังกล่าว ซึ่งจะทำให้ระยะทางเดินของคลื่นเพิ่มขึ้นและทำให้คลื่นที่ไปถึงปลายทางมีการกลับเฟสขึ้น ทำให้มีผลกักล้างกับคลื่นทางตรง สัญญาณที่ได้รับก็จะอ่อนลงหรือรับไม่ได้เลย

การกระเจิงของคลื่น (Diffraction)
แม้ว่าจะมีการพูดถึงพื้นผิวที่มีการสะท้อนของคลื่นอย่างสมบูรณ์แต่ในความเป็นจริงการสะท้อนดังกล่าวจะสามารถใช้ได้กับพื้นที่ที่เป็นทะเลทรายหรือผืนน้ำเท่านั้น พื้นผิวที่มีการสะท้อนได้ดีดังกล่าวมักถูกเรียกว่าแนวการกระเจิงของบรรยากาศที่สงบ (Smooth sphere diffraction path) โดยมากแนวเดินคลื่นไมโครเวฟจะมีสิ่งกีดขวางซึ่งถูกเรียกว่าไนฟ์เอดจ์ดิฟแฟรกชั่น (Dnifeedge diffraction) แนวเดินคลื่นดังกล่าวจะข้ามพื้นที่ค่อนข้างหยาบซึ่งปกคลุ่มด้วยต้นไม้และพุ่มไม้ต่าง ๆ การกระเจิง (Diffraction) เป็นคุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเกิดขึ้นเมื่อลำคลื่นผ่านเข้าไปใกล้สิ่งกีดขวางที่เรียกว่าเกรซซิ่งอินซิเด็นซ์ (Grazing incident) เป็นเพียงการสัมผัสกับสิ่งกีดขวางลำคลื่นจะกระเจิงไปเป็นปริมาณที่ขึ้นอยู่กับขนาดและรูปร่างของวัสดุ และจะมีคำอธิบายถึงการสูญเสียในพื้นด้านหลังของสิ่งกีดขวางเรียกว่า แชโดว์ลอส (Shadow loss) การสูญเสียพลังงานของคลื่นดังกล่าวจะขึ้นอยู่กับความถี่ของคลื่นคลื่นที่ความถี่สูงจะไกระเจิงเข้าไปในพื้นที่เงาด้านหลังของสิ่งกีดขวางและจะเดินทางเป็นเส้นตรงไป สำหรับความถี่ต่ำการกระเจิงจะเกิดขึ้นมากทำให้เกิดแชโดว์ลอสมากขึ้น ถ้าสายอากาศของฮอปไมโครเวฟติดตั้งที่ความสูงต่ำเมื่อเปรียบเทียบกับแนวของเฟรสเนลโซน จะเกิดมุมตกกระทบกับสิ่งกีดขวางใกล้กับทางเดินคลื่นในแนวสายตา และจะเกิดแชโดว์ลอสขึ้นได้เนื่องจากเกรชชิ่งอินซิเด็นซ์

เฟดดึ้ง (Fading)

การเฟดของสัญญาณ หมายถึง การที่สัญญาณถูกลดทอนลงไปทำให้มีความแรงสัญญาณอ่อนลงเฟดดิ้งถูกแบ่งออกเป็นสองชนิดด้วยกันคือแฟลดเฟดดิ้ง(ไม่ขึ้นอยู่กับความถี่) และฟรีเควนซี่ซีเล็กเฟดดิ้งเฟดดิ้งทั้งสองอย่างไม่สามารถจะทำนายได้แน่นอนเพราะเกิดขึ้นจากเงื่อนไขของบรรยากาศขณะนั้นจากสภาพอากาศและภูมิประเทศบางแบบก็ทำให้เกิดการเฟดดิ้งมากกว่าธรรมดา นั่นคือสภาพการทำงานของระบบไมโครเวฟก็จะมีช่วงที่ทำงานได้ไม่ดีขึ้นอยู่กับฤดูเช่นกัน
1. แฟลดเฟดดิ้ง เกิดขึ้นบ่อยครั้งเมื่อลำคลื่นถูกทำให้โค้งไปจากเดิม การลด
ทอนโดยฝนและดักติ้งก็เป็นรูปแบบหนึ่งของแฟลดเฟดดิ้ง ลำคลื่นไมโครเวฟจะถูกอิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงค่าดัชนีการหักเห (Refractive index) ของอากาศ ค่าดังกล่าวเรียกว่าค่า k ปกติค่า k = 4/3 ซึ่งจะเป็นค่ามาตรฐานของบรรยากาศ ซึ่งลำคลื่นไมโครเวฟจะมีขนาดความโค้งเท่ากับหนึ่งในสี่ของความโค้งของโลก สายอากาศด้านส่งและด้านรับจะถูกจัดให้ตามเงื่อนไขมาตรฐาน สัญญาณที่แรงที่สุดจะสามารถรับได้ที่ด้านรับเมื่อความหนาแน่นอากาศเกิดการเปลี่ยนแปลงค่าดัชนีของการหักเหจะแตกต่างไปจากค่ามาตราฐาน ทำให้ลำคลื่นโค้งขึ้นหรือโค้งลงขึ้นอยู่กับค่า k หากค่า k ต่ำกว่า 4/3 จะถูกเรียกว่าซับรีแฟรกตีฟหรือเงื่อนไขซับแสตนดาร์ด ซึ่งจะทำให้ลำคลื่นโค้งขึ้น และเมื่อค่า k มากกว่า 4/3 จะถูกเรียกว่าซูเปอร์รีแฟรกตีฟหรือเงื่อนไขซูเปอร์แสตนดาร์ดซึ่งจะทำให้เกิดการโค้งลง หากมีการโค้งมากจะทำให้สัญญาณที่จะรับได้ขาดหายไป โดยปกติมักจะเกิดการโค้งแบบโค้งขึ้นมากกว่า สำหรับการโค้งลงลำคลื่นจะไม่โค้งมากนัก
2. ฟรีเควนซี่ซีเล็กตีฟเฟดดิ้ง แบ่งออกเป็นสองชนิดดังนี้?

แดตโมสเฟียริกมัลติพาธเฟดดิ้ง (Atmosspheric multipath fading)
เมื่อบรรยากาศมีการเปลี่ยนแปลงโดยแบ่งออกเป็นชั้น ๆ และมีความหนาแน่นต่าง ๆ กัน อาจเกิดการหักเหของคลื่นเป็นวงย้อนกลับและคลื่นถูกดักที่เรียกว่าดักติ้ง ถ้าส่วนประกอบของชั้นบรรยากาศเหล่านั้นไม่ทำให้คลื่นถูกดักไว้แต่เพียงเบี่ยงเบนไปสัญญาณก็อาจไปถึงปลายทางได้ แต่ไม่ได้ใช้เส้นทางโดยตรงเดิม สัญญาณที่มาจากหลาย ๆ เส้นทางเมื่อไปรวมกันที่ปลายทางก็ยากที่จะได้สัญญาณที่มีเฟสตรงกัน ดังนั้นเฟดดิ้งก็จะเกิดขึ้นเพราะสัญญาณอาจหักล้างกันที่ปลายทางจนอาจหายไปได้ถ้ามีเฟสตรงข้ามกัน? กราวน์รีเฟล็กชั่นมัลติพาธเฟดดิ้ง (Ground reflection multipath fading) เป็นผลเนื่องจากการรับสัญญาณที่สะท้อนมาจากพื้นดินหลาย ๆ แห่งซึ่งก็จะกลายเป็นเฟดดิ้งเมื่อสัญญาณที่ได้รับมีเฟสที่ตรงข้ามไป และหากสัญญาณสะท้อนจากพื้นและสัญญามัลติพาธเฟดดิ้งจากบรรยากาศเกิดขึ้นพร้อม ๆ กันสัญญาณอาจถูกลดทอนได้ถึง 40 dB เป็นช่วงสั้น ซึ่งหากไม่มีการแก้ไขก็จะมีผลต่อการทำงานของระบบสื่อสารได้ มัลติพาธเฟดดิ้งเกิดขึ้นเฉพาะความถี่เท่านั้นเพราะว่าการเกิดการหักล้างกันของสัญญาณที่เฟสตรงข้ามกันจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อคลื่นที่ต่างกันเกิดนทางมาถึงเครื่องรับโดยมีความแตกต่างของระยะทางเป็นจำนวนครึ่งคลื่น และเพราะว่าขนาดของความยาวครึ่งคลื่นเปลี่ยนแปลงไปอย่างมากในช่วงความถี่ระหว่าง 1 ถึง 12 กิกะเฮิรตซ์ การเกิดเฟดดิ้งที่ความถี่หนึ่งก็อาจไม่เกิดที่อีกความถี่หนึ่งก็ได้
ปัจจัยต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดมัลติพาธเฟดดิ้งได้แก่ช่วงที่อากาศร้อย มีความชื้นสูงและไม่มีลม ได้มีการค้นพบว่าปรากฎการณ์มัลติพาธเฟดดิ้งจะเกิดขึ้นบ่อยครั้งในเวลาหลังพระอาทิตย์ขึ้นและหลังพระอาทิตย์ตกเพียงเล็กน้อย ในเวลากลางวันอุณหภูมิของกระแสอากาศมักจะรบกวนบรรยากาศ จนทำให้บรรยากาศไม่สามารถจัดเรียงตัวเป็นชั้น ๆ ได้ดังนั้นจึงไม่เกิดปัญหามัลติพาธเฟดดิ้ง สำหรับระยะทางที่มากกว่า 40 กิโลเมตร จะมีโอกาศเกิดมัลติพาธเฟดดิ้งที่ความถี่ใช้งานสูงกว่า 890 เมกะเฮิรตซ์ได้ โดยทั่วไปการเกิดฟรีเควนซี่ซีเล็กตีฟเฟดดิ้งจะถูกเรียกว่าเป็นฟาสต์เฟดดิ้ง (Fast Fading) เป็นช่วงเวลาที่เกิดการเฟดดิ้งที่ 20 dB จะประมาณ 40 วินาที และช่วงเวลาที่เกิดเฟดดิ้งที่ 40 dB จะประมาณ 4 วินาที ซึ่งสั้นมากเมื่อความยาวของฮอปไมโคาเวฟเพิ่มขึ้นจะมีจำนวนเส้นทางที่อ้อมไปยังปลายทางมากขึ้น ซึ่งสัญญาณอาจได้รับจากเส้นทางดังกล่าวมากขึ้น ถ้ามีการใช้งานไมโครเวฟฮอปในทะเลทรายหรือข้ามน้ำก็มักมีการลดระยะทางระหว่างฮอปลงเป็นระยะประมาณ 35 กิโลเตร เพื่อหลีกเลี่ยงผลของการสะท้อนสัญญาณจากพื้นดินที่เป็นมัลติพาธเฟดดิ้ง

ไดเวอร์ซิตี้ (Diversity)

ไดเวอร์ซิตี้เป็นการทำงานของระบบตั้งแต่สองระบบขึ้นไป คล้ายกับมีการใช้อุปกรณ์ชุดที่สองทำงานควบคู่กันไปหรือทำงานซ้ำซ้อนกันไป เป็นวิธีการที่จะพัฒนาระบบให้มีความน่าเชื่อถือขึ้น เส้นทางของคลื่นไมโครเวฟที่มีการออกแบบโดยคำนึงถึงการเฟดดิ้งของสัญญาณที่เรียกว่าค่าเฟดมาจิ้น (Fade Margin) เส้นทางที่ไม่มีสิ่งกีดขวางและการกำจัดการสะท้อนของสัญญาณซึ่งอาจเกิดขึ้นได้แล้วนั้นก็ยังอาจมีประสิทธิ์ภาพที่ไม่ดีอยู่ ผลของมัลติพาธเฟดดิ้งก็ยังสามารถมีผลทำให้สัญญาณสูญหายชั่วคราวในเส้นทางที่ถูกออกแบบไว้อย่างดีแล้ว ผลของมัลติพาธเฟดดิ้งก็ยังสามารถมีผลทำให้สัญญาณสูญหายชั่วคราวในเส้นทางที่ถูกออกแบบไว้อย่างดีแล้ว ในสภาพแวดล้อมที่มีการเกิดมัลติพาธเฟดดิ้งขึ้นก็ได้มีการประยุกต์ใช้ไดเวอร์ซิตี้เขาไปในการออกแบบระบบ (โปรดพึงระลึกไว้ว่าไดเวอร์ซิตี้ไม่สามารถป้องกันการลดทอนสัญญาณเนื่องจากฝนได้) โดยไดเวอร์ซิตี้สองชนิดที่นิยมใช้คือ
1. สเปซไดเวอร์ซิตี้ (Space Diversity) สำหรับวิธีการทำงานนั้นที่เครื่องรับคลื่นไมโครเวฟจะรับสัญญาณจากสายอากาศตั้งแต่สองต้นขึ้นไปซึ่งติดตั้งอยู่ห่างกันเประยะหลายเท่าของความยาวคลื่น โดยสัญญาณที่ได้รับจากแต่ละสายอากาศจะถูกต่อเข้ากับตัวไดเวอร์ซิตี้คอมไบเนอร์ หน้าที่ของตัวคอมไบเนอร์ก็จะทำการเลือกสัญญาณที่ดีที่สุดหรือทำการรวมสัญญาณเข้าด้วยกันแล้วแต่การออกแบบสัญญาณจากด้านส่งจะเดินทางเป็นเส้นตรงสองเส้นทางไปยังสายอากาศด้านรับสองต้น และสัญญาณจากเครื่องส่งอาจจะเดินทางไปในอีกหลายเส้นทางที่แตกต่างกัน และเส้นทางที่สัญญาณเกิดมีความต่างเฟสกับสัญญาณเส้นตรงก็จะทำให้เกิดมัลติพาธเฟดดิ้งขึ้นที่สายอากาศด้านรับ แต่สายอากาศทั้งสองต้นก็จะไม่เกิดมัลติพาธเฟฟดิ้งที่เหมือนกันเพราะระยะทางของสายอากาศทั้งสองต้นแตกต่างกัน นั่นคือ แม้ว่าสัญญาณที่เดินทางในระยะทางจากสายอากาศด้านส่งไปยังสายอากาศด้านรับข้างใดข้างหนึ่งอาจเกิดการหักล้างทางเฟสกัน แต่ในสายอากาศด้านรับอีกข้างหนึ่งก็จะไม่เกิดเหตุการณ์ดังกล่าว จากสถิติพบว่าการใช้สเปซไดเวอร์ซิตี้ทำให้คุณภาพของสัญญาณดีขึ้นหลายร้อยเท่า ซึ่งเป็นที่น่าพอใจมาก และสายอากาศมักติดตั้งห่างกันเป็นระยะทาง 200 เท่า ของความยาวคลื่นที่ใช้จากการค้นพบล่าสุดการจัดสายอากาศไดเวอร์ซิตี้ที่ดีที่สุดจะอยู่ในแนวนอนให้สายอากาศอยู่ข้าง ๆ กัน นอกจากนี้การใช้สเปชไดเวอร์ซิตี้ยังมีประสิทธิภาพดีกว่าฟรีเควนซี่ไดเวอร์ซิตี้ เพราะว่าสเปซไดเวอร์ซิตี้ใช้ความถี่น้อยกว่า และสำหรับช่องสัญญาณเพียงช่องเดียวก็จะประหยัดกว่าด้วย 2. ฟรีเควนซี่ไดเวอร์ซิตี้ (Frequency Diversity) การใช้ไดเวอร์ซิตี้ชนิดนี้จะต้องใช้ความถี่ไมโครเวฟสองช่องระหว่างสายอากาศด้านส่งและด้านรับ ข้อมูลจะถูกส่งโดยเครื่องส่งสองตัวที่ทำงานที่ความถี่แตกต่างกัน ซึ่งสัญญาณทั้งสองจะถูกรวมกันไปสู่ท่อนำคลื่นและสายอากาศตามลำดับสัญญาณจะถูกส่งออกไปในสายอากาศเดียวกัน (แต่อาจมีโพลาไรเซชั่นต่างกัน) ที่ด้านรับสายอากาศจะรับสัญญาณและผ่านท่อนำคลื่นไปยังตัวกรองความถี่แยกความถี่ทั้งสองออกมา เครื่องรับคนละตัวก็จะแยกสัญญาณข้อมูลออกมา ด้วยวิธีการดังกล่าวก็จะทำให้ลดผลของเฟดดิ้งได้ ถ้าหากการแยกกันของความถี่ของเครื่องส่งสัญญาณมีมากเฟดดิ้งซึ่งเกิดเฉพาะที่ความถี่หนึ่ง ๆ จะมีโอกาศน้อยมากที่จะเกิดกับสัญญาณทั้งสองความถี่พร้อมกัน จึงเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพให้ระบบ สำหรับความถี่ที่ห่างกันประมาณ 2 เปอร์เซ็นต์ ถือว่าเพียงพอ และถ้ายิ่งห่างกัน 5 เปอร์เซ็นต์ ก็จะดีมากที่สุด

ข้อเสียของฟรีเควนซี่ไดเวอร์ซิตี้คือ

จะต้องใช้แถบความถี่มากกว่าจึงไม่เหมาะที่จะใช้ในพื้นที่ในเมืองใหญ่ จำนวนช่องสัญญาณจะมีจำกัด การเพิ่มประสิทธิภาพของฟรีเควนซี่ไดเวอร์ซิตี้ถือว่าน้อยเมื่อเทียบกับแบสเปซไดเวอร์ซิตี้ จากการคำนวณพบว่าเพิ่มขึ้นเพียง 10 เท่าเท่านั้น เมื่อเทียบกับระบบที่ไม่มีไดเวอร์ซิตี้

Credit : https://www.google.co.th/Microwave

---------------

เรื่องสัญญาณไมโครเวฟ

ไมโครเวฟ (microwave) เป็นคลื่น ความถี่วิทยุชนิดหนึ่งที่มีความถี่อยู่ระหว่าง 1GHz - 300GHz ส่วนในการใช้งานนั้นส่วนมากนิยมใช้ความถี่ระหว่าง 1GHz - 60GHz เพราะเป็นย่านความถี่ที่สามารถผลิตขึ้นได้ด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

การ ค้นพบ

ในปี ค.ศ.1940 ของสองนักประดิษฐ์ชาวอังกฤษ คือ จอห์น แรนดอลล์และ เอช เอ บู๊ตได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ที่เรียกกันว่า "แม็กนีตรอน" ใช้ผลิตพลังงานไมโครเวฟ ซึ่งเป็นการแผ่รังสีคลื่นสั้นรูปแบบหนึ่ง โดยจุดประสงค์ครั้งแรกคือ ใช้ในการปรับปรุงระบบเรดาร์ที่ใช้ในสงครามโลกครั้งที่ 2เปอร์ซี่ เลอ บารอน สเปนเซอร์ เป็นนักฟิสิกส์ที่ทำงานให้กับ บริษัท เรทีออน ผู้ผลิตอุปกรณ์เรดาร์ เขาพบว่า เมื่อเขาใช้เครื่องแม็กนีตรอน รังสีที่ได้ให้ความร้อนออกมาด้วย เขาจึงหาวิธีที่จะนำเอาความร้อนนี้มาใช้ ในไม่ช้าเขาก็ใช้แม็กนีตรอนละลายช็อกโกเล็ตและทำข้าวโพดคั่วของเขาไมโครเวฟ ทำให้โมเลกุลของอาหารเกิดการสั่นสะเทือน ดังนั้นอาหารจึงร้อนขึ้นและขบวนการนี้เกิดขึ้นเร็วมาก คลื่นนี้ไม่ทำให้สิ่งที่ทำจากกระดาษ กระเบื้องเคลือบ หรือแก้วร้อนขึ้น การใช้ไมโครเวฟในการปรุงอาหารนอกจากจะสะดวก ใช้เวลาสั้นลงแล้วยังประหยัดพลังงานอีกด้วยใน ค.ศ.1945 เริ่มมีการผลิตเตาไมโครเวฟออกจำหน่ายแต่ยังมีขนาดใหญ่ไม่เหมาะกับการใชใน ครัวทั่วไป ต้องใช้เวลาอีกนานกว่าจะสามารถพัฒนาให้มีขนาดเล็กและราคาถูกลงจึงเริ่มเป็น ที่นิยมใช้ตามบ้าน

เนื่องจากความถี่ไมโครเวฟสามารถนำไปใช้งานได้กว้างขวาง แต่ในบทความต่อไปนี้จะกล่าวถึงการนำไปใช้กับวิทยุสื่อสาร

ช่วง ความถี่คลื่นไมโครเวฟในงานวิทยุ

คลื่นความถี่ไมโครเวฟสามารถแบ่งเป็นช่วงย่อยๆ ตามการกำหนดของ Radio Society of Great Britain (RSGB) ดังตารางต่อไปนี้:

Letter Designation	ช่วงความถี่
L band	1 to 2 GHz
S band	2 to 4 GHz
C band	4 to 8 GHz
X band	8 to 12 GHz
Ku band	12 to 18 GHz
K band	18 to 26.5 GHz
Ka band	26.5 to 40 GHz
Q band	30 to 50 GHz
U band	40 to 60 GHz
V band	50 to 75 GHz
E band	60 to 90 GHz
W band	75 to 110 GHz
F band	90 to 140 GHz
D band	110 to 170 GHz (Hot)

ลักษณะ ของคลื่นวิทยุไมโครเวฟ

เช่นเดียวกับลักษณะทั่วไปของคลื่น คลื่นวิทยุไมโครเวฟจะมีลักษณะดังต่อไปนี้

เดินทางเป็นเส้นตรง
สามารถหักเหได้ (Refract)
สามารถสะท้อนได้ (Reflect)
สามารถแตกกระจายได้ (Diffract)
สามารถถูกลดทอนเนื่องจากฝน (Attenuate)
สามารถถูกลดทอนเนื่องจากชั้นบรรยากาศ

การ ใช้งานวิทยุไมโครเวฟ

ในการใช้งานคลื่นไมโครเวฟนั้นก็จะแบ่งการใช้งานได้ดังนี้

ระบบเชื่อมต่อสัญญาณในระดับสายตา ใช้ในงานสื่อสาร โทรคมนาคมระหว่างจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง อย่างเช่น การโทรศัพท์ทางไกล ใช้การส่งผ่านสัญญาณโทรศัพท์จาก จุดหนึ่ง ไปยังสถานีทวนสัญญาณจาก จุดหนึ่งและส่งผ่านสัญญาณไปเรื่อยๆ จนถึงปลายทาง และในการส่งโทรทัศน์ก็จะทำการส่งสัญญาณโทรทัศน์จาก ห้องส่งไปยังเครื่องส่งไมโครเวฟ ส่งไปทางสายอากาศ และแพร่กระจากคลื่นของโทรทัศน์ของสถานีนั้นๆ ระยะห่างของสถานีสัญญาณจะเป็นดัง นี้ ถ้าความถี่สูงระยะห่างก็จะน้อยแต่ถ้า ความถี่ของคลื่นไมโครเวฟต่ำ ระยะห่างของสถานีทวนสัญญาณก็จะมาก
ระบบเหนือขอบฟ้า ซึ่งเป็นระบบสื่อสารไมโครเวฟที่ ใช้ชั้นบรรยากาศห่อหุ้มโลก ชั้นโทรโพสเฟียร์ ช่วยในการสะท้อนและหักเหคลื่นความถี่ไมโครเวฟ ให้ไปถึงปลายทาง ให้ได้ระยะทางมากขึ้น การใช้ในรูปแบบนี้ไม่ค่อยนิยมเท่าไรหรอกจะใช้เฉพาะในกรณีที่จำเป็นเท่านั้น เช่น ในเขตที่ไม่สามารถตั้งสถานีทวนสัญญาณได้ เป็นประการฉะนี้ เนื่องจากการใช้งานรูปแบบนี้สามารถทำได้ในระยะทางที่ไกลมาก ดังนั้นในการส่งคลื่นจึงทำให้คลื่นมีการ กระจัดกระจายได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้เครื่องส่งที่มีกำลังส่งที่สูงและสายอากาศที่รับต้องมีอัตราการขยายสัญญาณที่สูง เช่นเดียวกัน
ระบบดาวเทียม เป็นการใช้สถานีทวนสัญญาณลอยอยู่เหนือพื้นโลกกว่า 30,000 กิโลเมตร โดยการใช้ดาวเทียมทำหน้าที่เป็นสถานีทวนสัญญาณการใช้ระบบนี้ สามารถทำการสื่อสารได้ไกลมากๆ ได้ ซึ่งเป็นระบบที่นิยมใช้ระบบหนึ่งในปัจจุบัน นิยมใช้มาก
ระบบเรดาร์ ระบบนี้จะเป็นการใช้ไมโครเวฟ ในการตรวจจับวัตถุต่างโดยการส่งคลื่นไมโครเวฟออกไป ในมุมแคบ แล้วไปกระทบวัตถุที่อยู่ไกลออกไป และจากนั้นคลื่นก็จะสะท้อนกลับมาแล้วนำสัญญาณที่ได้รับเทียบกับสัญญาณเดิม แล้วเราค่อยนำไปแปรค่าเป็นข้อมูลต่างๆ อีกที
ระบบเตาไมโครเวฟ ระบบนี้เป็นการส่งคลื่นไมโครเวฟ ที่มีกำลังสูงส่งในพื้นที่แคบๆ ที่ทำด้วยโลหะ คลื่นไมโครเวฟนี้ก็จะสะท้อนโลหะนั้นทำให้มีคลื่นไมโครเวฟ กระจัดกระจายอยู่พื้นที่นั้นสามารถ นำไปใช้ในการทำอาหารได้

ข้อ ดีในการใช้วิทยุไมโครเวฟในการสื่อสาร

คุณสมบัติการกระจายคลื่นไมโครเวฟคงที่
ทิศทางของสายอากาศเป็นแนวพุ่งตรงไปในทิศทางที่ต้องการ
อัตราขยายสัญญาณของสายอากาศสูง
สามารถทำให้อัตราส่วนของสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนดีขึ้น คือมีสัญญาณรบกวนเกิดขึ้นน้อย
สามารถส่งคลื่นได้ในย่านกว้างเพราะคลื่นมีความถี่สูงมาก
เครือข่ายมีความน่าเชื่อถือสูงในการใช้งาน
ปลอดภัยจากการเกิดภัยธรรมชาติ เช่น น้ำท่วม แผ่นดินไหว
การรบกวนที่เกิดจากมนุษย์ทำขึ้นมีน้อย เช่น อุบัติเหตุ การก่อสร้าง ไฟไหม้
การก่อสร้างทำได้ง่าย และเร็ว
สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างน้อย ใช้ค่าใช้จ่ายน้อยแต่คุณภาพสูง

การ สื่อสารไมโครเวฟ

การสื่อสารไมโครเวฟ วิธีที่นิยมใช้กันมากก็คือการสื่อสารในระดับสายตา ใช้ในการสื่อสารข้อมูลข่าวสารในปริมาณมากๆ เส้นทางในการสื่อสารนี้จะประมาณ 50-80 กิโลเมตร และไม่มีสิ่งกีดขวาง แต่ถ้าต้องการสื่อสารในระยะไกลกว่านี้ จะต้องมีสถานีทวนสัญญาณเพื่อ ให้รับสัญญาณและทำการขยายแล้วส่งสัญญาณต่อไป จนถึงปลายทางได้

สถานี ทวนสัญญาณไมโครเวฟ

สถานีทวนสัญญาณไมโครเวฟ ใช้ในการสื่อสารไมโครเวฟในระดับสายตา เนื่องจากการสื่อสารในรูปแบบนี้มีผลต่อส่วนโค้งของโลก ดังนั้นในการสื่อสารไมโครเวฟนี้จะต้องมีสถานีทวนสัญญาณในระยะทุกๆ 50-80 กม. ซึ่งสถานีทวนสัญญาณจะทำการถ่ายทอด สัญญาณจากสถานีต้นทางทำการรับสัญญาณมาและทำการขยายสัญญาณ ให้แรงขึ้นแล้วก็ทำการส่งสัญญาณต่อไปจนถึงปลายทาง

สถานีทวนสัญญาณข่าวสารข้อมูล จะทำการเปลี่ยนแปลงความถี่ที่รับเข้ามาให้เหลือเพียงความถี่ ข่าวสารข้อมูลก่อน แล้วก็ทำการขยายสัญญาณให้แรงขึ้นอีกที จากนั้นก็นำไปผสมกับความถี่ไมโครเวฟความถี่ใหม่ แล้วทำการส่งออกไป ข้อดีของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้คือ สามารถดึงสัญญาณข่าวสารข้อมูลมาใช้ได้ และสามารถทำการนำข่าวสารข้อมูลใหม่แทรกเข้าไปได้ด้วย ข้อเสียของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้คือ จะเกิดสัญญาณรบกวนแทรกเข้ามา และระดับความแรงของสัญญาณข่าวสารข้อมูลไม่คงที่
สถานีทวนสัญญาณความถี่ IF สถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้จะทำการเปลี่ยนความถี่ที่รับเข้ามาให้เป็นความถี่ IF ก่อนแล้วจึงทำการขยายสัญญาณให้แรงขึ้นอีกที จากนั้นก็ค่อยทำการผสมกับคลื่นไมโครเวฟ ความถี่ใหม่ แล้วจึงทำการส่งออกไป ข้อดีของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้คือ อัตราส่วนของสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนดีขึ้น ระดับความแรงของสัญญาณข้อมูลข่าวสารคงที่ ข้อเสียของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบคือ ไม่สามารถดึงสัญญาณข้อมูลข่าวสารมาใช้ได้และไม่สามารถแทรกสัญญาณข้อมูลใหม่ เข้าไปได้
สถานีทวนสัญญาณความถี่ RF สถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้ จะทำการเปลี่ยนความถี่ RF เดิมไปเป็นความถี่ RF ใหม่ โดยตรงก่อนแล้วค่อยทำการส่งออกไป ข้อดีของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบคือ มีอัตราส่วนของสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนดีมาก สัญญาณข้อมูลข่าวสารมีความคงที่ ข้อเสียของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้คือ มีราคาแพงมาก และยังไม่สามารถดึงสัญญาณข้อมูลข่าวสารมาใช้ได้ และยังไม่สามารถนำสัญญาณข้อมูลใหม่แทรกเข้าไปได้ และยังมีความยุ่งยากในการออกแบบวงจรอีกด้วย

เวฟ ไกด์

เวฟไกด์ หรือว่าท่อนำคลื่น นี้ เป็นสายส่งสัญญาณชนิดหนึ่ง-ที่ใช้ใน การส่งคลื่นไมโครเวฟ โดยทั่วไปจะมีลักษณะเป็นท่อกลม หรือท่อเหลี่ยม แล้วแต่จะทำมาและก็จะ ทำมาจากทองแดงหรืออะลูมิเนียม ด้านในฉาบด้วยเงินเพื่อให้เป็นตัวนำที่ดี สาเหตุที่สายนำสัญญาณต้องทำเป็นท่อนี้ก็เพราะว่า คลื่นไมโครเวฟมีความถี่สูงมากจะเดินทางได้ดีที่บริเวณผิวของตัวนำถ้าหากใช้สายนำสัญญาณ ทั่วไปจะทำให้เกิดการสูญเสียงพลังงานไปได้ จึงต้องทำเป็นท่อเพื่อป้องกันการสูญเสียพลังงานจากผิวของสายสัญญาณ ความถี่ต่ำสุดที่สามารถใช้งานได้กับเวฟไกด์เรียกว่า ความถี่คัตออฟ ซึ่งถ้าความถี่สูงกว่าความถี่ คัตออฟ จะสามารถเดินทางไปบนเวฟไกด์ได้ ส่วนความถี่ที่ต่ำกว่านี้จะไม่สามารถเดินทางบนเวฟไกด์ได้ ในการเดินทางของคลื่นไมโครเวฟในเวฟไกด์นั้น จะเดินทางโดยการสะท้อนผนังท่อ และเดินทางไปตามความยาวของท่อนำคลื่น และความถี่ที่สูงก็สามารถเดินทางได้ไกลกว่าความถี่ที่ต่ำ

รูปแบบในการเกิดคลื่นในเวฟไกด์ ก็จะมีอยู่ 2 รูปแบบด้วยกัน คือ

รูปแบบสนามไฟฟ้าตัดขวาง ซึ่งเป็นรูปแบบที่ไม่มีส่วนประกอบของสนามไฟฟ้าในทิศทางการแพร่กระจายคลื่น โดยสนามไฟฟ้าจะตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่น
รูปแบบสนามแม่เหล็กตัดขวาง เป็นรูปแบบที่ไม่มีส่วนประกอบของสนามแม่เหล็กในทิศทางการแพร่กระจายคลื่น โดยสนามแม่เหล็กจะตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของคลื่นเสมอ

สาย อากาศแบบฮอร์น

สายอากาศแบบฮอร์นนี้ เป็นสายอากาศที่นิยมใช้กันมากที่สุดเพราะมีกำลังการขยายสูงประกอบด้วยท่อนำ คลื่นตอนปลายเปิดกว้างออกมากกว่าปกติ การที่จะทำให้อัตราการขยายสูงนั้น ทำโดยการเพิ่มจานสะท้อนคลื่นแบบพาลาโบลา เข้าไปด้วย ในการใช้สายอากาศแบบฮอร์นนี้ต้องใช้ร่วมกับจานสะท้อนคลื่นแบบพาลาโบลา ที่เรียกว่า ตัวสะท้อนคลื่นพาลาโบลิก และตำแหน่งของฮอร์น ต้องวางในตำแหน่งโฟกัสของตัวสะท้อนคลื่น เพราะเป็นตำแหน่งรวมคลื่นทั้งหมด

ลักษณะการส่งสัญญาณคลื่นไมโครเวฟ

ส่วนประกอบของระบบการสื่อสารผ่านไมโครเวฟ

ระบบการสื่อสารผ่านคลื่นไมโครเวฟจะมี 2 ส่วนหลัก คือ ส่วนประมวลผล และ ส่วนทำหน้าที่ส่งสัญญาณ

• ส่วนประมวลผล จะทำหน้าที่คำนวณในเรื่องการสื่อสารโดยจะสร้างและแปลสัญญาณสื่อสาร

• ส่วนส่งสัญญาณ จะทำหน้าที่ส่งและรับสัญญาณ อยู่บนอาคาร เช่น จารส่งสัญญาณ โดยไมโครเวฟจะใช้จานขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2 ฟุต

ไมโครเวฟนั้นจะส่งผ่านสัญญาณข้อมูลด้วยคลื่นวิทยุ ( Radio-Frequency : RF ) ซึ่งส่งผ่านระหว่างสองสถานีต้นทางและปลายทาง (แต่ละสถานีจะต้องมีทั้งส่วนประมวลผลและส่วนรับ/ส่งสัญญาณ)

หลักการทำงาน

ระบบไมโครเวฟมีหลักการทำงานคล้ายกับระบบสื่อสารทั่วไป โดยจะรับข้อมูลจากอุปกรณ์อื่น แล้วส่วนประมวลผลจะทำการแปลงข้อมูลนั้นเป็น สัญญาณคลื่นวิทยุ และส่งไปที่ตัวรับ ระบบไมโครเวฟทั่วไปจะถูกกำหนดให้ใช้ความถี่คงที่ (โดยปกติจะใช้ความถี่ประมาณ 300MHz-100GHz ) ขึ้นอยู่กับคณะกรรมการกลางกำกับดูแลกิจการสื่อสาร ( FC : the Federal Communication Commission ) ซึ่งก็เหมือนกับสถานีวิทยุ ที่ต้องขออนุญาตในการใช้คลื่นความถี่นั้นๆ ก่อน เพื่อจะได้ไม่ไปรบกวนสัญญาณอื่นๆ เช่น การสื่อสารกับเครื่องบิน และระบบไมโครเวฟอื่น เป็นต้น

ในบรรดาคลื่นความถี่วิทยุที่ใช้กัน เริ่มจาก 300 กิโลเฮิร์ทซ์ขึ้นไป ถ้าจาก 30 เมกะเฮิร์ทซ์ ถึง 300 เมกะเฮิร์ทซ์ ก็เรียกว่า วีเฮชเอฟ ( VHF) จาก 300 เมกะเฮิร์ทซ์ ถึง 30 จิกะเฮิร์ทซ์ ก็เรียกว่า ยูเฮชเอฟ ( UHF)

• ระบบ VHF (Very High Frequency)

ระบบ VHF เป็นระบบคลื่นความถี่ที่ใช้ในกิจการวิทยุกระจายเสียง แพร่ภาพโทรทัศน์ การสื่อสารระยะใกล้ ด้วยความถี่ 30 - 300 MHz นับเป็นระบบแรกที่นำมาใช้ในประเทศไทย โดยสถานีโทรทัศน์ช่อง 4 บางขุนพรหม สัญญาณที่ส่งเป็นสัญญาณ Analog ส่งสัญญาณจากสถานีภาคพื้นดิน ( Terestrial Station) ไปได้ไกลหลายร้อยกิโลเมตร รับสัญญาณด้วยเสาอากาศทั่วๆ ไป จัดเป็นระบบเปิดสาธารณะ หรือเรียกว่า ฟรีทีวี ( Free TV) เช่น ช่อง 3, 5, 7, 9 และ 11

• ระบบ UHF (Ultra High Frequency)

ระบบ UHF เป็นระบบที่พบได้กับช่อง ITV รวมทั้งการสื่อสารการบิน การสื่อสารระยะใกล้อื่นๆ ด้วยสัญญาณ Analog ในย่านความถี่ 300 MHz ถึง 3 GHz เนื่องจากสัญญาณมีย่านความถี่สูงมาก ทำให้ไม่สามารถส่งสัญญาณได้ไกล จึงต้องมีสถานีเครือข่าย การรับสัญญาณสามารถใช้เสาอากาศทั่วไปได้เช่นกัน

ขอบเขตการใช้งาน

ระบบไมโครเวฟสามารถใช้ได้ในระยะต่างๆ ขึ้นอยู่กับกำลังส่ง และความถี่ของสัญญาณ และสภาพแวดล้อมด้วย เช่น สภาพอากาศ ฝน หิมะ หรือแม้กระทั้งหมอก สามารถทำให้ประสิทธิของการสื่อสารที่ส่งถูกลดทอนไปได้ ระยะทำการปกติของไมโครเวฟจะมีประสิทธิภาพมากที่สุดประมาณ 15- 20 ไมล์ (ประมาณ 30 กิโลเมตร ) สำหรับไมโครเวฟที่ไกลกว่านี้จะต้องใช้สถานีไมโครเวฟระดับกลาง ( Towers ) ซึ่งสถานีรับจะต้องไม่มีอะไรขวางระหว่างทางเพื่อให้การสื่อสารไม่ผิดเพี้ยน หรือถูกลดทอนลงไป ระบบไมโครเวฟปกติจะถูกติดตั้งที่ยอดหรือด้านข้างอาคารให้อยู่เหนือต้นไม้ หรือสิ่งก่อสร้างต่างๆ เพื่อจะได้ใช้ประโยชน์ของไมโครเวฟได้อย่างเต็มที่ ซึ่งจะแสดงให้เห็นถึงปัญหาในการการออกแบบว่า ไมโครเวฟโดยมากจะต้องการการติดตั้งที่มากกว่าระบบทั่วไป

ชนิดของไมโครเวฟ

ไมโครเวฟชนิดตั้งบนพื้นดิน (Terrestrial Microwave)

ภาพที่ 4 แสดงการสื่อสารไมโครเวฟชนิดตั้งบนพื้นดิน ( http://school.obec.go.th )

การส่งสัญญาณข้อมูลไปกลับ คลื่นไมโครเวฟเป็นการส่งสัญญาณข้อมูลแบบรับช่วงต่อๆ กันจากหอ(สถานี) ส่ง-รับสัญญาณหนึ่งไปยังอีกหอหนึ่ง การส่งสัญญาณข้อมูลไมโครเวฟ มักใช้กันในกรณีที่การติดตั้งสายเคเบิลทำได้ไม่สะดวก เช่น ในเขตเมืองใหญ่ ๆ หรือในเขตที่ป่าเขา แต่ละสถานีไมโครเวฟจะติดตั้งจานส่ง-รับสัญญาณข้อมูล ซึ่งมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 10 ฟุต สัญญาณไมโครเวฟเป็นคลื่นย่านความถี่สูง ( 2-10 จิกะเฮิรตซ์) เพื่อป้องกันการแทรกหรือรบกวนจากสัญญาณอื่น ๆ แต่สัญญาณอาจจะอ่อนลง หรือหักเหได้ในที่มีอากาศร้อนจัด พายุหรือฝน ดังนั้นการติดตั้งจาน ส่ง-รับสัญญาณจึงต้องให้หันหน้าของจานตรงกัน และหอยิ่งสูงยิ่งส่งสัญญาณได้ไกล ปัจจุบันมีการใช้การส่งสัญญาณข้อมูลทางไมโครเวฟกันอย่างแพร่หลาย สำหรับการสื่อสารข้อมูลในระยะทางไกล ๆ หรือระหว่างอาคาร โดยเฉพาะในกรณีที่ไม่สะดวกที่จะใช้สายไฟเบอร์ออปติก หรือการสื่อสารดาวเทียม อีกทั้งไมโครเวฟยังมีราคาถูกกว่า และติดตั้งได้ง่ายกว่า และสามารถส่งข้อมูลได้คราวละมาก ๆ ด้วย อย่างไรก็ตามปัจจัยสำคัญที่ทำให้สื่อกลางไมโครเวฟเป็นที่นิยม คือราคาที่ถูกกว่า

ข้อดีและข้อเสียของ ไมโครเวฟชนิดตั้งบนพื้นดิน

ข้อดี

ข้อ เสีย

1. ใช้ในพื้นที่ซึ่งการเดินสายกระทำได้ไม่สะดวก

2. ราคาถูกกว่าสายใยแก้วนำแสงและดาวเทียม

3. ติดตั้งง่ายกว่าสายใยแก้วนำแสงและดาวเทียม

4. อัตราการส่งข้อมูลสูง

1. สัญญาณจะถูกรบกวนได้ง่ายจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จากธรรมชาติ เช่น พายุ หรือฟ้าผ่า

2. ถูกดักจับสัญญาณได้ง่าย

ไมโครเวฟดาวเทียม (Satellite Microwave)

ภาพที่ 5 แสดงการสื่อสารไมโครเวฟดาวเทียม ( http://school.obec.go.th )

ที่จริงดาวเทียมก็คือสถานีไมโครเวฟลอยฟ้านั่นเอง ซึ่งทำหน้าที่ขยายและทบทวนสัญญาณข้อมูล รับและส่งสัญญาณข้อมูลกับสถานีดาวเทียมที่อยู่บนพื้นโลก สถานีดาวเทียมภาคพื้นจะทำการส่งสัญญาณข้อมูล ไปยังดาวเทียมซึ่งจะหมุนไปตามการหมุนของโลกซึ่งมีตำแหน่งคงที่เมื่อเทียมกับ ตำแหน่งบนพื้นโลก ดาวเทียมจะถูกส่งขึ้นไปให้ลอยอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 23,300ไมล์ เครื่องทบทวนสัญญาณของดาวเทียม ( Transponder) จะรับสัญญาณข้อมูลจากสถานีภาคพื้นซึ่งมีกำลังอ่อนลงมากแล้วมาขยาย จากนั้นจะทำการทบทวนสัญญาณ และตรวจสอบตำแหน่งของสถานีปลายทาง แล้วจึงส่งสัญญาณข้อมูลไปด้วยความถี่ในอีกความถี่หนึ่งลงไปยังสถานีปลายทาง ขั้นตอนในการส่งสัญญาณมี ทั้งหมด 3 ขั้นตอนคือ

• สถานีต้นทางจะส่งสัญญาณขึ้นไปยังดาวเทียม เรียกว่าสัญญาณเชื่อมต่อขาขึ้น (Up-Link)

• ดาวเทียมจะตรวจสอบตำแหน่งสถานีปลายทาง หากอยู่นอกเหนือขอบเขตสัญญาณจะส่งต่อไปยังดาวเทียมที่ครอบคลุมสถานีปลายทาง นั้น

• หากยู่ในขอบเขตพื้นที่ที่ครอบคลุมจะทำการส่งสัญญาณไปยังสถานีลายทาง เรียกว่าสัญญาณเชื่อมต่อขาลง ( Down-Link) อัตราเร็วในการส่ง 1-2 Mbps

ลักษณะของการรับส่งสัญญาณข้อมูลอาจจะเป็นแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point) หรือแบบแพร่สัญญาณ ( Broadcast) สถานีดาวเทียม 1 ดวง สามารถมีเครื่องทบทวนสัญญาณดาวเทียมได้ถึง 25 เครื่อง และสามารถครอบคลุมพื้นที่การส่งสัญญาณได้ถึง 1 ใน 3 ของพื้นผิวโลก ดังนั้นถ้าจะส่งสัญญาณข้อมูลให้ได้รอบโลกสามารถทำได้โดยการส่งสัญญาณผ่าน สถานีดาวเทียมเพียง 3 ดวงเท่านั้น

ข้อดีและข้อเสียของ ไมโครเวฟดาวเทียม

ข้อดี

ข้อ เสีย

1. ส่งสัญญาณครอบคลุมไปยังทุกจุดของโลกได้

2. ค่าใช้จ่ายในการให้บริการส่งข้อมูล ของระบบดาวเทียมไม่ขึ้นอยู่กับ ระยะทางที่ห่างกันของสถานีพื้นดิน

1. สัญญาณข้อมูลสามารถถูกรบกวนจากสัญญาณภาคพื้นอื่น ๆ ได้

2. มีเวลาหน่วง (Delay Time) ในการส่งสัญญาณ

3. ค่าบริการสูง

ตัวเชื่อมต่อในระบบการสื่อสารผ่านไมโครเวฟ

ความน่าเชื่อถือของไมโครเวฟนั้นขึ้นอยู่กับสัญญาณวิทยุระหว่างหอส่งสัญญาณ โดยจะต้องมีมาตรฐานระหว่างส่วนประมวลผลและส่วนส่งสัญญาณ สัญญาณเหล่านี้ปกติจะเคลื่อนที่ผ่านสายโคแอกเชียลใน ซึ่งสายโคแอกเชียลนี้จะใช้ทั้งใน ระบบ CATV และระบบแถบกว้าง ( Broadband ) ทำให้มีความหลากหลายของสายที่ใช้เปลี่ยนไปตามผู้จำหน่ายแต่ละราย และปัญหาที่เกิดขึ้นก็คือยังไม่มีมาตรฐานของสายและหัวต่อของไมโครเวฟที่แน่ นอน มาตรฐานมรการกำหนดแตกต่างกันไปตามที่ต่างๆ เช่น the United Department of Defense (MIL) หรือ Electronic Industries Association (EIA) เป็นต้น ซึ่งเปรียบเทียบเสมือนว่าไม่มีมาตรฐานที่แท้จริงให้ผู้ผลิตอุปกรณ์

ตัวเชื่อมต่อ (Connector) ที่ใช้กันทุกวันนี้จะเป็นหัวต่อชนิดอนุกรม -N และตัวต่อ EIA 7/8 นิ้ว ซึ่งในระบบไมโครเวฟนั้นคำนึงถึงปัจจัยเรื่องการห่อหุ้มสาย ( Shield ) มากกว่าสายโคแอกเชียลในระบบแลน ( LAN ) มาก การพัฒนาเรื่องมาตรฐานสากลนั้นยังอยู่ในการดำเนินการของสถาบันมาตรฐานแห่ง ชาติของสหรัฐอเมริกา ( American National Standards Institute - ANSI ) ซึ่งการดำเนินการจะสร้างมาตรฐานในระบบอุตสาหกรรมในช่วงกลางปีทศวรรษที่ 90

สำหรับสายสัญญาณต่างๆ ที่ใช้ภายนอกที่ขั้วต่อหรือ ส่วนเชื่อมต่ออุปกรณ์นั้นจำเป็นต้องมีเจลเพื่อป้องกันความชื้นที่จะทำความ เสียหายแก่แกนตัวนำภายใน

วิธีการลดสัญญาณรบกวนในสายอากาศอาจทำได้ โดยพยายามลดผลตอบสนอง

ของไซด์โหลบลงแม้ว่าผลตอบสนองในลำคลื่นตรง หรือเมนบีมของสายอากาศ จะไม่หันเข้าหาด้านที่มีสัญญาณรบกวนมากในอากาศ แต่ไซด์โหลบลูกใดลูกหนึ่งอาจหันไปทางนั้นทำให้สัญญาณรบกวนเข้ามาสู่สายอากาศ ได้ ทำให้ค่าของนอยส์เทมเพอเรเชอร์มีมากขึ้น วิธีการที่ใช้ในการลดปัญหาของไซด์โหลบคือการติดตั้งตัวปกคลุมหรือชีลด์ (Shield) รอบขอบของจานพาราโบลาร์ซึ่งจะทำให้เกิดขอบโลหะรอบ ๆ วิธีการดังกล่าว จะช่วยเพิ่มอัตราส่วนฟรอนต์ทูแบ็คให้กับสายอากาศได ้ทำให้สามารถใช้สายอากาศในระบบทวนสัญญาณที่ความถี่เดียวกันซึ่งต่อแบบหัน หลังชนกันได้ เนื่องจากสัญญาณรบกวนถูกลดให้น้อยลงส่วนหนึ่ง นอกจากนั้นที่ด้านนอกของสายอากาศอาจมีแผ่นพลาสติกบาง ซึ่งมีผลลดทอนสัญญาณน้อยมากคลุมตัวชีลด์ไว้อีกชั้นหนึ่งเรียกว่าราโดม (Raome) เพื่อป้องกันอุปกรณ์จากสภาพอากาศเสาติดตั้งสายอากาศในระบบสสื่อสารไมโครเวฟ ส่วนประกอบที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือเสาสำหรับติดตั้งสายอากาศ หากต้องการให้สัญญาณไมโครเวฟเดินทางได้ระยะทางไกลขึ้นเสาติดตั้งก็ควรจะสูง ขึ้น จากการคำนวณปรากฎว่าสำหรับฮอปที่มีระยะทาง 48 กิโลเมตร และภูมิประเทศราบเรียบก็จะต้องใช้เสาที่มีความสูงประมาณ 76 เมตร ถ้าหากว่ามีสิ่งกีดขวางต่าง ๆ เช่นต้นไม้ เนินเขา เป็นต้น เสาติดตั้งก็ต้องเพิ่มความสูงขึ้นไปอีก

การประยุกต์ใช้งานระบบการสื่อสารผ่านไมโครเวฟ

ไมโครเวฟสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้หลายอย่าง ตั้งแต่เรื่องการทหารไปจนถึงการค้า เพื่อใช้กับเครือข่ายทั้งระยะใกล้และระยะไกล โดยจะมีหน้าที่ดังต่อไปนี้

• การเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายระบบ LAN จะใช้เพื่อเชื่อจุดต่อจุด ระหว่างระบบเครือข่าย 2 วง ที่อยู่ต่างที่กัน ซึ่งไมโครเวฟนั้นมีข้อดีที่จะให้แบนด์วิดท์ที่กว้าง โดยจะพัฒนาในช่วง 800-1000 MHz สำหรับระบบเครือข่ายแลนไร้สาย ( Wireless LAN ) ซึ่งใช้เชื่อมต่อระหว่างจุดต่อจุด หรือจุด-หลายจุดเพื่อจะรวมเครือข่ายต่างๆ เข้าสู้ฮับ ( Hub ) ตัวเดียวกัน ในทุกวันนี้จะมีระบบที่ใช้ตามแต่ช่วงของความถี่ซึ่งรู้จักในชื่อ Spread Spectrum ในกรณีที่ใช้ความถี่คงที่นั้นจะทำให้ระบบนั้นๆ ไม่ต้องขออนุญาตจากคณะกรรมการกลางกำกับดูแลกิจการสื่อสาร ( FCC ) ในการใช้งาน

ภาพที่ 6 แสดงการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายระบบ LAN ( www.cits-bg.net )

• ข่ายงานเสียง ( Voice Networking ) จะใช้ในการเชื่อมต่อตู้สาขา ( Private Branch Exchange - PBX ) ระหว่างตึก ซึ่งการใช้สายเป็นเรื่องยุ่งยากและไม่คุ้มค่า

ภาพที่ 7 แสดงข่ายงานเสียง ( www.tlcthai.com )

• ข่ายงานข้อมูล ( Data Networking ) จะใช้เพื่อเชื่อมต่อส่วนประมวลผลที่อยู่ต่างสถานที่เข้าไว้ด้วยกัน

ภาพที่ 8 แสดงข่ายงานข้อมูล ( wireless.sys-con.com )

• ข่ายงานสื่อสารส่วนบุคคล ( Personal Communications Networking ) ระบบไมโครเวฟถูกใช้ในระบบเซลลูล่าร์ด้วยเพื่อช่วยเรื่องความสามารถในการ ติดต่อสื่อสาร โดยจะไม่ถูกจำกัดด้วยสิ่งกีดขวางระหว่างทาง

ภาพที่ 9 แสดงข่ายงานสื่อสารส่วนบุคคล ( http://cordis.europa.eu )

• การสื่อสารสำรอง ( Backup Communications ) จะใช้ในการถ่ายโอนข้อมูลที่มีมากขึ้นทุกวัน โดยจะถ่ายข้อมูลระหว่างสิงจุด โดยเฉพาะข้อมูลที่มีความสำคัญ เช่น ข้อมูลในธนาคาร หรือสถาบันการเงินต่างๆ

ภาพที่ 10 แสดงการสื่อสารสำรอง ( www.cits-bg.net )

Microwave Communications ในประเทศไทย

การสื่อสารแห่งประเทศไทยไดจัดสร้างระบบสื่อสารไมโครเวฟ ( Microwave Communication ) เพื่อเป็นข่ายเชื่องโยงภายใน ( Terrestriral Link ) ระหว่างสถานีดาวเทียมศรีราชากับสถานีไมโครเวฟ กรุงเทพฯ หน้าที่หลักของข่ายการสื่อสารนี้ ได้แก่การถ่ายทอดข่าวสารระหว่างสถานีดาวเทียมภาคพื้นดินศรีราชา กับสถานีไมโครเวฟ กรุงเทพฯ ข่างสารเหล่านี้ได้แก่ ข้อมูลต่างๆ ภาพซึ่งมีทั้งนิ่งและเคลื่อนไหว เสียงซึ่งบางครั้งส่งไปพร้อมกับภาพ เป็นต้น สถานีดวงเทียมภาคพื้นดินศรีราชานั้นเปรียบเสมือนประตูสู่การติดต่อต่าง ประเทศ ส่วนสถานีไมโครเวฟ กรุงเทพฯ เป็นประตูติดต่อกับการสื่อสารภายในประเทศ

ข่ายงานของไมโครเวฟ ข่ายนี้ประกอบด้วยสถานีรับ – ส่งไมโครเวฟ 3 สถานี ได้แก่

• สถานีไมโครเวฟกรุงเทพฯ

• สถานีทบทวนสัญญาณบางปลา

• สถานีไมโครเวฟศรีราชา

เหตุที่ต้องใช้สถานีไมโครเวฟ 3 สถานี เพราะว่าระยะทางที่สั้นที่สุดระหว่างสถานีไมโครเวฟกรุงเทพฯ กับศรีราชา นั้นยังห่างไกลกันเกินไป ทำให้โครงของโลกมากีดขวางเส้นทางของคลื่นไมโครเวฟ หรือพูดอีกนัยหนึ่งคือ สถานีไมโครเวฟทั้งสองไม่ได้อยู่ในเส้นทางไม่ได้อยู่ในเส้นระดับสายตาอัน เดียวกัน ฉะนั้นความจำเป็นที่จะต้องตั้งสถานีที่ 3 ระหว่างกรุงเทพฯ กับศรีราชา ให้สามารถติดต่อโดยตรงกับสถานีไมโครเวฟทั้งสองจึงบังเกิดขึ้น เพื่อเป็นสถานีทบทวนสัญญาณ และสถานีที่เหมาะสมได้แก่ ที่ตั้งปัจจุบันของสถานีทบทวนสัญญาณบางปลา สถานีไมโครเวฟกรุงเทพฯ จะทำหน้าที่ถ่ายทอดสัญญาณระหว่างศรีราชากับในประเทศ

อุปกรณ์หลักโดยสังเขปสำหรับสถานีไมโครเวฟทั้งสาม ได้แก่

• อุปกรณ์รับ – ส่งไมโครเวฟ

• อุปกรณ์มัลติเพลกซ์ ( MULTIPLEX )

ในแต่ละสถานีจะประกอบด้วยอุปกรณ์ไมโครเวฟสองชุด ชุดหนึ่งจะใช้สำหรับการสื่อสารปกติ ส่วนอีกชุดหนึ่งมีสำรองไว้เพื่อทดแทน ในขณะที่ชุดที่ใช้งานประจำอยู่เกิดการขัดข้องขึ้น

อุปกรณ์รับ – ส่งไมโครเวฟที่ใช่อยู่ประกอบด้วย สายอากาศแบบ Parabolic Transmission Line , อุปกรณ์ Up และ Down Converter ซึ่งทำหน้าทีเปลี่ยนสัญญาณในย่าน Baseband Frequency ให้เป็นสัญญาณไมโครเวฟหรือในทางกลับกัน ส่วนอุปกรณ์ MUX จะทำหน้าที่รวมสัญญาณเสียง ( Voice signal ) หลยวงจรให้เป็น Baseband Frequency หรือทำการแยก Baseband Frequency ให้ได้วงจรเสียงที่ต้องการ นี่คือหลักการทำงานโดยทั่วไปของระบบไมโครเวฟที่มีอยู่

ในปัจจุบันนี้ข่ายงานไมโครเวฟนี้ สามารถจะให้บริการการสื่อสารระหว่างประเทศกับต่างประเทศได้ถึง 300 วงจรโทรศัพท์ และจะมีการเพิ่มขยายวงจรอีกในอนาคตอันใกล้นี้

ข้อได้เปรียบของไมโครเวฟ

ในหลายๆ สถานการณ์ไมโครเวฟทำได้เหมือนกับการส่งข้อมูลอย่างอุคติไม่ว่าจะเรื่องเสียง หรือข้อมูล ปัจจัยที่ใช้ตัดสินใจประเมิลผลระหว่างไมโครเวฟกับสายทองแดงนั้นคือ ราคาของระบบ, สายหาได้สะดวกหรือไม่ และความเหมาะสมของการประยุกต์ใช้

• สามารถติดต่อได้สะดวกกว่าการใช้สายซึ่งจะเหมาะกับการใช้ในเมืองใหญ่ๆ ที่ไม่สามารถใช้ระบบไร้สายได้

• สามารถติดตั้งได้ทุกที่โดยไม่ต้องมีการใช้สาย

• ระบบไมโครเวฟสามารถติดตั้งได้อย่างรวดเร็ว ( 2-3 ชั่วโมงเท่านั้น) และต้องการเพียงแค่ให้สถานีส่ง-รับเห็นกันได้อย่างสะดวก ( LOS )

ข้อเสียเปรียบของไมโครเวฟ

ไมโครเวฟเหมาะสมกับการใช้งานบางประเภทเท่านั้น และไม่ใช่ทางเลือกที่ดีที่สุดในการใช้เป็นเครือข่าย โดยมีข้อเสียเปรียบหลักๆ ดังนี้

• ค่าใช่จ่ายค่อนข้างมาก

• ขนาดของระบบ : ทั้งส่วนประมวลผลและส่วนส่งสัญญาณมีขนาดค่อนข้างใหญ่

• มีความไวต่อสิ่งรอบข้าง ( Susceptibility to Interference ) : ไมโครเวฟนั้นจะมีความรู้สึกไวต่อสิ่งรอบข้าง ทำให้อาจส่งผลเมื่อสภาพแวดล้อมแตกต่างกันออกไป

• จำเป็นต้อตั้งให้เห็นกันทั้งสองฝ่ายส่งและฝ่ายรับ ( LOS )

เมื่อนึกถึงการใช้เครือข่ายของไมโครเวฟจะต้องเลือกสิ่งที่เหมาะสม ที่สุด แต่อย่างไรก็ดีไมโครเวฟอาจจะไม่ใช่ทางเลือกที่ดีที่สุดก็ได้

อ้างอิงมาจาก

• Microwave Communications – History จาก http://www.shomepower.com/dict/m/microwave_communications_histor.htm

• ระบบโทรทัศน์ในประเทศไทย จาก http://www.nectec.or.th/courseware/multimedia/0012.html#top

• มารู้จักกับการสื่อสารไมโครเวฟ สืบค้นเมื่อวันที่ 27 มีนาคม - 2 เมษายน 2543 จาก http://www.ku.ac.th/magazine_online/satt.html

• รศ.ดร.ประสิทธิ์ ทีฆพุฒิ. ( 2549 ). การออกแบบระบบสื่อสาร . กรุงเทพฯ : สำนักพิมพ์ดอกหญ้ากรุ๊ป .

• การสื่อสารแห่งประเทศไทย. ( 2526 ). 100 ปีการโทรคมนาค พ.ศ. 2426-2526 . กรุงเทพฯ : ประยูรวงศ์

• เครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Network) จาก http://mail.cm.edu/~thanapun/network.doc

• ระบบการสื่อสารข้อมูล จาก http://school.obec.go.th/mo/e-book.html

Credit : https://docs.google.com/document/Microwave

TELECOM10 : คำศัพท์โทรคมนาคม

4.01.2558

MW