เสาอากาศไมโครเวฟแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (และในทางกลับกัน) โดยใช้โครงสร้างที่ได้รับการออกแบบอย่างแม่นยำ การทำงานของเสาอากาศเหล่านี้ขึ้นอยู่กับหลักการพื้นฐานสามประการ:
1. การแปลงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
โหมดการส่งสัญญาณ:
สัญญาณ RF จากเครื่องส่งสัญญาณเดินทางผ่านขั้วต่อเสาอากาศชนิดต่างๆ (เช่น SMA, N-type) ไปยังจุดป้อนสัญญาณ ส่วนประกอบนำไฟฟ้าของเสาอากาศ (ฮอร์น/ไดโพล) จะปรับรูปร่างคลื่นให้เป็นลำแสงที่มีทิศทาง
โหมดรับสัญญาณ:
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตกกระทบจะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในเสาอากาศ ซึ่งจะถูกแปลงกลับเป็นสัญญาณไฟฟ้าสำหรับตัวรับสัญญาณ
2. ทิศทางและการควบคุมการแผ่รังสี
ทิศทางการรับส่งสัญญาณของเสาอากาศบ่งบอกถึงจุดโฟกัสของลำแสง เสาอากาศที่มีทิศทางการรับส่งสัญญาณสูง (เช่น เสาอากาศแบบฮอร์น) จะรวมพลังงานไว้ในลำแสงแคบๆ ซึ่งควบคุมโดย:
ทิศทาง (dBi) ≈ 10 log₁₀(4πA/λ²)
โดยที่ A = พื้นที่หน้าตัดของช่องรับแสง, λ = ความยาวคลื่น
ผลิตภัณฑ์เสาอากาศไมโครเวฟ เช่น จานรับสัญญาณแบบพาราโบลา สามารถรับส่งสัญญาณได้ตรงทิศทางมากกว่า 30 dBi สำหรับการเชื่อมต่อผ่านดาวเทียม
3. ส่วนประกอบหลักและบทบาทของแต่ละส่วนประกอบ
| ส่วนประกอบ | การทำงาน | ตัวอย่าง |
|---|---|---|
| องค์ประกอบการแผ่รังสี | แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า | แพทช์ ไดโพล สล็อต |
| เครือข่ายฟีด | นำทางคลื่นโดยมีการสูญเสียน้อยที่สุด | สายนำคลื่น, สายไมโครสตริป |
| ส่วนประกอบแบบพาสซีฟ | ปรับปรุงความสมบูรณ์ของสัญญาณ | ตัวเปลี่ยนเฟส, ตัวโพลาไรเซอร์ |
| ตัวเชื่อมต่อ | การเชื่อมต่อกับสายส่ง | 2.92 มม. (40GHz), 7/16 (กำลังสูง) |
4. การออกแบบเฉพาะความถี่
< 6 GHz: เสาอากาศแบบไมโครสตริปเป็นที่นิยมเนื่องจากมีขนาดกะทัดรัด
> 18 GHz: ฮอร์นแบบเวฟไกด์มีประสิทธิภาพยอดเยี่ยมในด้านการสูญเสียต่ำ
ปัจจัยสำคัญ: การจับคู่ความต้านทานที่ขั้วต่อเสาอากาศช่วยป้องกันการสะท้อน (VSWR <1.5)
การประยุกต์ใช้ในโลกแห่งความเป็นจริง:
5G Massive MIMO: แผงไมโครสตริปพร้อมส่วนประกอบแบบพาสซีฟสำหรับควบคุมทิศทางลำแสง
ระบบเรดาร์: เสาอากาศที่มีทิศทางการรับส่งสัญญาณสูง ช่วยให้สามารถติดตามเป้าหมายได้อย่างแม่นยำ
การสื่อสารผ่านดาวเทียม: ตัวสะท้อนแสงแบบพาราโบลาให้ประสิทธิภาพการรับแสงสูงถึง 99%
สรุป: เสาอากาศไมโครเวฟอาศัยการสั่นพ้องทางแม่เหล็กไฟฟ้า ชนิดของขั้วต่อเสาอากาศที่แม่นยำ และทิศทางของเสาอากาศที่เหมาะสมที่สุดในการส่ง/รับสัญญาณ ผลิตภัณฑ์เสาอากาศไมโครเวฟขั้นสูงได้รวมส่วนประกอบแบบพาสซีฟเพื่อลดการสูญเสียและเพิ่มระยะการส่งสัญญาณให้สูงสุด
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเสาอากาศ โปรดไปที่:
วันที่เผยแพร่: 15 สิงหาคม 2568
