1. นำำเสนอ อำจำรย์ ปิยวรรณ

2. ควำมสำำคัญ
เป็นคลื่นควำมถี่วิทยุชนิด หนึ่งที่มีควำมถีอยู่ระหว่ำง
่
0.3GHz - 300GHz ส่วนในกำรใช้งำนนั้นส่วนมำกนิยมใช้
ควำมถีระหว่ำง 1GHz - 60GHz เพรำะเป็นย่ำนควำมถี่ที่
่
สำมำรถผลิตขึ้นได้ด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

3. กำรค้นพบ
ในปี ค.ศ.1940 ของสองนักประดิษฐ์ชำวอังกฤษ คือ จอห์น
แรนดอลล์และ เอช เอ บู๊ตได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ที่เรียกกันว่ำ "แม็
กนีตรอน" ใช้ผลิตพลังงำนไมโครเวฟ ซึ่งเป็นกำรแผ่รังสีคลืนสัน ่ ้
รูปแบบหนึ่ง โดยจุดประสงค์ครั้งแรกคือ ใช้ในกำรปรับปรุงระบบ
เรดำร์ที่ใช้ในสงครำมโลกครั้งที่ 2เปอร์ซี่ เลอ บำรอน สเปนเซอร์
เป็นนักฟิสิกส์ที่ทำำงำนให้กบ บริษัท เรทีออน ผู้ผลิตอุปกรณ์
ั
เรดำร์ เขำพบว่ำ เมื่อเขำใช้เครื่องแม็กนีตรอน รังสีที่ได้ให้ควำม
ร้อนออกมำด้วย เขำจึงหำวิธีที่จะนำำเอำควำมร้อนนี้มำใช้ ในไม่
ช้ำเขำก็ใช้แม็กนีตรอนละลำยช็อกโกเล็ตและทำำข้ำวโพดคั่วของ
เขำไมโครเวฟ ทำำให้โมเลกุลของอำหำรเกิดกำรสั่นสะเทือน ดัง
นั้นอำหำรจึงร้อนขึ้นและขบวนกำรนี้เกิดขึ้นเร็วมำก คลืนนี้ไม่
่
ทำำให้สิ่งที่ทำำจำกกระดำษ กระเบื้องเคลือบ หรือแก้วร้อนขึ้น กำร
ใช้ไมโครเวฟในกำรปรุงอำหำรนอกจำกจะสะดวก ใช้เวลำสั้นลง
แล้วยังประหยัดพลังงำนอีกด้วยใน ค.ศ.1945 เริ่มมีกำรผลิตเตำ
ไมโครเวฟออกจำำหน่ำยแต่ยังมีขนำดใหญ่ไม่เหมำะกับกำรใชใน
ครัวทั่วไป ต้องใช้เวลำอีกนำนกว่ำจะสำมำรถพัฒนำให้มีขนำด

4. ลักษณะของคลื่นไมโครเวฟ
เช่นเดียวกับลักษณะทั่วไปของคลืน คลื่นวิทยุไมโครเวฟจะ
่
มีลักษณะดังต่อไปนี้
เดินทางเป็นเส้นตรง
สามารถหักเหได้ (Refract)
สามารถสะท้อนได้ (Reflect)
สามารถแตกกระจายได้ (Diffract)
สามารถถูกลดทอนเนื่องจากฝน (Attenuate)
สามารถถูกลดทอนเนื่องจากชั้นบรรยากาศ

5. ข้อ ดีใ นการใช้ว ท ยุไ มโครเวฟ
ิ
ในการสือ สาร
่
คุณสมบัติการกระจายคลืนไมโครเวฟคงที่
่
ทิศทางของสายอากาศเป็นแนวพุ่งตรงไปในทิศทางที่ต้องการ
อัตราขยายสัญญาณของสายอากาศสูง
สามารถทำาให้อตราส่วนของสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนดีขึ้น
ั
คือมีสัญญาณรบกวนเกิดขึ้นน้อย
สามารถส่งคลื่นได้ในย่านกว้างเพราะคลื่นมีความถี่สูงมาก
เครือข่ายมีความน่าเชื่อถือสูงในการใช้งาน
ปลอดภัยจากการเกิดภัยธรรมชาติ เช่น นำ้าท่วม แผ่นดินไหว
การรบกวนที่เกิดจากมนุษย์ทำาขึ้นมีน้อย เช่น อุบัติเหตุ การ
ก่อสร้าง ไฟไหม้
การก่อสร้างทำาได้ง่าย และเร็ว
สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างน้อย ใช้ค่าใช้จ่ายน้อยแต่

6. ข้อเสียคลื่นไมโครเวฟ
 มีค่าใช้จ่ายสูงกว่าคลื่นอื่นๆ
อาจมีผลค้างเคียงในการใช้งาน เช่น ทำาให้เป็นหมัน
มีอัตราโอนข้อมูลช้ากว่าคลื่นชนิดอื่น
มีผลต่อสิ่งแวดล้อม
เป็นคลืนที่ต้องขออนุญาตการใช้งาน
่

7. การสือ สารไมโครเวฟ
่
การสื่อสารไมโครเวฟ วิธที่นิยมใช้กนมากก็คือการสื่อสาร
ี ั
ในระดับสายตา ใช้ในการสื่อสารข้อมูลข่าวสารในปริมาณ
มากๆ เส้นทางในการสื่อสารนี้จะประมาณ 50-80 กิโลเมตร
และไม่มีสิ่งกีดขวาง แต่ถ้าต้องการสื่อสารในระยะไกลกว่านี้
จะต้องมีสถานีทวนสัญญาณเพื่อ ให้รับสัญญาณและทำาการ
ขยายแล้วส่งสัญญาณต่อไป จนถึงปลายทางได้

8. สถานีท วนสัญ ญาณไมโครเวฟ
 สถานีทวนสัญญาณไมโครเวฟ ใช้ในการสือสารไมโครเวฟในระดับสายตา เนื่องจากการสือสาร
่ ่
ในรูปแบบนี้มผลต่อส่วนโค้งของโลก ดังนั้นในการสือสารไมโครเวฟนี้จะต้องมีสถานีทวนสัญญาณ
ี ่
ในระยะทุกๆ 50-80 กม. ซึ่งสถานีทวนสัญญาณจะทำาการถ่ายทอด สัญญาณจากสถานีต้นทาง
ทำาการรับสัญญาณมาและทำาการขยายสัญญาณ ให้แรงขึนแล้วก็ทำาการส่งสัญญาณต่อไปจนถึง
้
ปลายทาง
 สถานีทวนสัญญาณข่าวสารข้อมูล จะทำาการเปลี่ยนแปลงความถี่ทรับเข้ามาให้เหลือเพียงความถี่
ี่
ข่าวสารข้อมูลก่อน แล้วก็ทำาการขยายสัญญาณให้แรงขึนอีกที จากนั้นก็นำาไปผสมกับความถี่
้
ไมโครเวฟความถี่ใหม่ แล้วทำาการส่งออกไป ข้อดีของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้คือ สามารถดึง
สัญญาณข่าวสารข้อมูลมาใช้ได้ และสามารถทำาการนำาข่าวสารข้อมูลใหม่แทรกเข้าไปได้ด้วย ข้อ
เสียของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้คือ จะเกิดสัญญาณรบกวนแทรกเข้ามา และระดับความแรง
ของสัญญาณข่าวสารข้อมูลไม่คงที่
 สถานีทวนสัญญาณความถี่ IF สถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้จะทำาการเปลี่ยนความถี่ทรับเข้ามาให้
ี่
เป็นความถี่ IF ก่อนแล้วจึงทำาการขยายสัญญาณให้แรงขึนอีกที จากนั้นก็ค่อยทำาการผสมกับคลื่น
้
ไมโครเวฟ ความถีใหม่ แล้วจึงทำาการส่งออกไป ข้อดีของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้คือ
่
อัตราส่วนของสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนดีขน ระดับความแรงของสัญญาณข้อมูลข่าวสารคงที่
ึ้
ข้อเสียของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบคือ ไม่สามารถดึงสัญญาณข้อมูลข่าวสารมาใช้ได้และไม่
สามารถแทรกสัญญาณข้อมูลใหม่ เข้าไปได้
 สถานีทวนสัญญาณความถี่ RF สถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้ จะทำาการเปลี่ยนความถี่ RF เดิมไป
เป็นความถี่ RF ใหม่ โดยตรงก่อนแล้วค่อยทำาการส่งออกไป ข้อดีของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบ
คือ มีอตราส่วนของสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนดีมาก สัญญาณข้อมูลข่าวสารมีความคงที่ ข้อเสีย
ั
ของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้คือ มีราคาแพงมาก และยังไม่สามารถดึงสัญญาณข้อมูลข่าวสาร
มาใช้ได้ และยังไม่สามารถนำาสัญญาณข้อมูลใหม่แทรกเข้าไปได้ และยังมีความยุงยากในการ
่
ออกแบบวงจรอีกด้วย

9. เวฟไกด์ หรือ ท่อ นำา คลืน คือ
่
อะไร ???
เวฟไกด์ (Waveguide) หรือว่าท่อนำาคลื่น นี้ เป็นสายส่งสัญญาณชนิด
หนึ่ง-ที่ใช้ใน การส่งคลื่นไมโครเวฟ โดยทั่วไปจะมีลักษณะเป็นท่อกลม
หรือท่อเหลียม แล้วแต่จะทำามาและก็จะ ทำามาจากทองแดงหรือ
่
อะลูมเนียม ด้านในฉาบด้วยเงินเพื่อให้เป็นตัวนำาที่ดี สาเหตุที่สายนำา
ิ
สัญญาณต้องทำาเป็นท่อนี้ก็เพราะว่า คลื่นไมโครเวฟมีความถี่สูงมากจะ
เดินทางได้ดที่บริเวณผิวของตัวนำาถ้าหากใช้สายนำาสัญญาณทั่วไปจะ
ี
ทำาให้เกิดการสูญเสียงพลังงานไปได้ จึงต้องทำาเป็นท่อเพื่อป้องกันการ
สูญเสียพลังงานจากผิวของสายสัญญาณ ความถี่ตำ่าสุดทีสามารถใช้
่
งานได้กับเวฟไกด์เรียกว่า ความถีคตออฟ ซึ่งถ้าความถี่สูงกว่าความถี่
่ ั
คัตออฟ จะสามารถเดินทางไปบนเวฟไกด์ได้ ส่วนความถี่ทตำ่ากว่านี้จะ
ี่
ไม่สามารถเดินทางบนเวฟไกด์ได้ ในการเดินทางของคลื่นไมโครเวฟ
ในเวฟไกด์นั้น จะเดินทางโดยการสะท้อนผนังท่อ และเดินทางไปตาม
ความยาวของท่อนำาคลื่น และความถี่ทสูงก็สามารถเดินทางได้ไกลกว่า
ี่
ความถี่ที่ตำ่า
รูปแบบในการเกิดคลื่นในเวฟไกด์ ก็จะมีอยู่ 2 รูปแบบด้วยกัน คือ
รูปแบบสนามไฟฟ้าตัดขวาง ซึ่งเป็นรูปแบบที่ไม่มส่วนประกอบของ
ี
สนามไฟฟ้าในทิศทางการแพร่กระจายคลื่น โดยสนามไฟฟ้าจะตั้งฉาก

10. สายอากาศแบบฮอร์น
สายอากาศแบบฮอร์นนี้ เป็นสายอากาศที่นิยมใช้กันมากที่สุด
เพราะมีกำาลังการขยายสูงประกอบด้วยท่อนำา คลืนตอน
่
ปลายเปิดกว้างออกมากกว่าปกติ การที่จะทำาให้อัตราการ
ขยายสูงนั้น ทำาโดยการเพิ่มจานสะท้อนคลื่นแบบพาลาโบ
ลา (Parabola) เข้าไปด้วย ในการใช้สายอากาศแบบฮอร์น
นี้ต้องใช้ร่วมกับจานสะท้อนคลื่นแบบพาลาโบลา ที่เรียกว่า
ตัวสะท้อนคลื่นพาลาโบลิก และตำาแหน่งของฮอร์น ต้องวาง
ในตำาแหน่งโฟกัสของตัวสะท้อนคลืน เพราะเป็นตำาแหน่ง
่
รวมคลืนทั้งหมด
่