จากที่ได้กล่าวไปในหัวข้อก่อนหน้านี้ แม้ว่าเสาอากาศจะมีรูปทรงและขนาดที่หลากหลาย แต่ก็สามารถแบ่งประเภทโดยรวมได้ตามความคล้ายคลึงกัน
จำแนกตามความยาวคลื่น: เสาอากาศคลื่นกลาง, เสาอากาศคลื่นสั้น, เสาอากาศคลื่นสั้นมาก, เสาอากาศไมโครเวฟ...
จำแนกตามประสิทธิภาพ: เสาอากาศกำลังขยายสูง, เสาอากาศกำลังขยายปานกลาง...
จำแนกตามทิศทางการรับสัญญาณ: เสาอากาศแบบรอบทิศทาง, เสาอากาศแบบทิศทางเดียว, เสาอากาศแบบภาคส่วน...
จำแนกตามการใช้งาน: เสาอากาศสถานีฐาน, เสาอากาศโทรทัศน์, เสาอากาศเรดาร์, เสาอากาศวิทยุ...
ตามโครงสร้าง: เสาอากาศแบบลวดเสาอากาศแบบระนาบ...
จำแนกตามประเภทระบบ: เสาอากาศแบบองค์ประกอบเดี่ยว, ชุดเสาอากาศ...
วันนี้เราจะมาพูดคุยเกี่ยวกับเสาอากาศสถานีฐานกันครับ
เสาอากาศสถานีฐานเป็นส่วนประกอบหนึ่งของระบบเสาอากาศสถานีฐานและเป็นส่วนสำคัญของระบบสื่อสารเคลื่อนที่ โดยทั่วไปแล้วเสาอากาศสถานีฐานจะแบ่งออกเป็นเสาอากาศภายในอาคารและเสาอากาศภายนอกอาคาร เสาอากาศภายในอาคารมักประกอบด้วยเสาอากาศแบบรอบทิศทางติดเพดานและเสาอากาศแบบทิศทางติดผนัง เราจะเน้นที่เสาอากาศภายนอกอาคาร ซึ่งก็แบ่งออกเป็นแบบรอบทิศทางและแบบทิศทางเช่นกัน เสาอากาศแบบทิศทางยังแบ่งย่อยออกเป็นเสาอากาศแบบทิศทางโพลาไรซ์เดี่ยวและเสาอากาศแบบทิศทางโพลาไรซ์คู่ โพลาไรเซชันคืออะไร? ไม่ต้องกังวล เราจะพูดถึงเรื่องนั้นในภายหลัง ก่อนอื่นมาพูดถึงเสาอากาศแบบรอบทิศทางและแบบทิศทางกันก่อน อย่างที่ชื่อบอก เสาอากาศแบบรอบทิศทางจะส่งและรับสัญญาณในทุกทิศทาง ในขณะที่เสาอากาศแบบทิศทางจะส่งและรับสัญญาณในทิศทางที่กำหนด
เสาอากาศแบบรับส่งสัญญาณรอบทิศทางสำหรับใช้งานภายนอกอาคารมีลักษณะดังนี้:
มันก็คือแท่งไม้ชนิดหนึ่ง บางอันก็หนา บางอันก็บาง
เมื่อเปรียบเทียบกับเสาอากาศแบบรับเสียงรอบทิศทาง เสาอากาศแบบรับเสียงทิศทางเดียวเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันในโลกแห่งความเป็นจริง
โดยส่วนใหญ่แล้ว เสาอากาศชนิดนี้จะมีลักษณะเป็นแผ่นเรียบ จึงเรียกว่าเสาอากาศแบบแผ่น (panel antenna)
เสาอากาศแบบระนาบส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้:
องค์ประกอบการแผ่รังสี (ไดโพล)
แผ่นสะท้อนแสง (แผ่นฐาน)
เครือข่ายจ่ายไฟฟ้า (เครือข่ายป้อนไฟ)
การห่อหุ้มและการป้องกัน (เรโดมเสาอากาศ)
ก่อนหน้านี้ เราได้เห็นส่วนประกอบที่แผ่รังสีรูปทรงแปลก ๆ เหล่านั้น ซึ่งแท้จริงแล้วคือส่วนประกอบที่แผ่รังสีของเสาอากาศสถานีฐาน คุณสังเกตไหมว่ามุมของส่วนประกอบที่แผ่รังสีเหล่านี้เป็นไปตามรูปแบบบางอย่าง คือจะเป็นรูปทรง "+" หรือรูปทรง "×"
นี่คือสิ่งที่เรากล่าวถึงไปก่อนหน้านี้ในชื่อ "การแบ่งขั้ว"
เมื่อคลื่นวิทยุแพร่กระจายในอวกาศ ทิศทางของสนามไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงไปตามรูปแบบที่แน่นอน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การโพลาไรซ์ของคลื่นวิทยุ
ถ้าทิศทางของสนามไฟฟ้าของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตั้งฉากกับพื้น เราเรียกว่าคลื่นโพลาไรซ์แนวตั้ง ในทำนองเดียวกัน ถ้ามันขนานกับพื้น มันจะเป็นคลื่นโพลาไรซ์แนวนอน นอกจากนี้ยังมีโพลาไรซ์ ±45° อีกด้วย
นอกจากนี้ ทิศทางของสนามไฟฟ้ายังสามารถหมุนเป็นเกลียวได้ ซึ่งเรียกว่าคลื่นโพลาไรซ์แบบวงรี
การโพลาไรซ์แบบคู่หมายความว่ามีการรวมองค์ประกอบเสาอากาศสองชิ้นไว้ในหน่วยเดียว ทำให้เกิดคลื่นอิสระสองคลื่น
การใช้เสาอากาศแบบสองขั้วสามารถลดจำนวนเสาอากาศที่จำเป็นสำหรับการครอบคลุมสัญญาณโทรศัพท์มือถือ ลดข้อกำหนดในการติดตั้งเสาอากาศ และลดต้นทุนการลงทุน ในขณะที่ยังคงรับประกันการครอบคลุมสัญญาณที่มีประสิทธิภาพ กล่าวโดยสรุปคือ มีข้อดีหลายประการ
เราจะมาพูดคุยกันต่อเกี่ยวกับเสาอากาศแบบรอบทิศทางและเสาอากาศแบบทิศทางเดียว
เหตุใดเสาอากาศแบบกำหนดทิศทางจึงสามารถควบคุมทิศทางการแผ่รังสีของสัญญาณได้?
มาดูแผนภาพกันก่อน:
แผนภาพประเภทนี้เรียกว่า รูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศ
เนื่องจากอวกาศมีสามมิติ มุมมองจากด้านบนและจากด้านหน้าไปด้านหลังจึงให้วิธีการสังเกตการกระจายความเข้มของการแผ่รังสีของเสาอากาศที่ชัดเจนและเข้าใจง่ายยิ่งขึ้น
ภาพด้านบนเป็นรูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศที่เกิดจากไดโพลสมมาตรครึ่งคลื่นคู่หนึ่ง ซึ่งมีลักษณะคล้ายยางรถยนต์ที่แบนราบอยู่
เมื่อพูดถึงเรื่องนี้ หนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของเสาอากาศก็คือ ระยะการแผ่รังสีของมัน
เราจะทำให้เสาอากาศนี้ส่งสัญญาณได้ไกลขึ้นได้อย่างไร?
คำตอบคือ—โดยการตีมัน!
ตอนนี้ระยะการแผ่รังสีจะไกลขึ้นมาก...
ปัญหาคือ รังสีนั้นมองไม่เห็นและจับต้องไม่ได้ คุณไม่สามารถมองเห็นหรือสัมผัสได้ และคุณก็ไม่สามารถถ่ายภาพมันได้เช่นกัน
ในทฤษฎีเสาอากาศ หากต้องการ "เพิ่มประสิทธิภาพ" เสาอากาศ วิธีที่ถูกต้องคือการเพิ่มจำนวนองค์ประกอบที่แผ่รังสี
ยิ่งมีองค์ประกอบที่แผ่รังสีมากเท่าไร รูปแบบการแผ่รังสีก็จะยิ่งแบนราบมากขึ้นเท่านั้น...
โอเค ยางรถยนต์ถูกบีบให้แบนเป็นแผ่นกลม ทำให้ระยะการรับสัญญาณกว้างขึ้น และส่งสัญญาณไปทุกทิศทาง 360 องศา มันคือเสาอากาศแบบรอบทิศทาง เสาอากาศประเภทนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในพื้นที่ห่างไกลและโล่ง แต่ในเมือง เสาอากาศประเภทนี้ใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพได้ยาก
ในเมืองที่มีประชากรหนาแน่นและอาคารจำนวนมาก มักจำเป็นต้องใช้เสาอากาศแบบกำหนดทิศทางเพื่อให้ครอบคลุมสัญญาณในพื้นที่เฉพาะ
ดังนั้น เราจึงจำเป็นต้อง "ปรับเปลี่ยน" เสาอากาศแบบรอบทิศทาง
ขั้นแรก เราต้องหาวิธี "บีบอัด" ด้านใดด้านหนึ่งของมันก่อน:
เราจะบีบอัดเสียงได้อย่างไร? เราเพิ่มแผ่นสะท้อนเสียงและวางไว้ด้านใดด้านหนึ่ง จากนั้น เราใช้ตัวแปลงสัญญาณหลายตัวเพื่อ "รวม" คลื่นเสียง
สุดท้ายแล้ว รูปแบบการแผ่รังสีที่เราได้มานั้นมีลักษณะดังนี้:
ในแผนภาพ ส่วนที่มีความเข้มของการแผ่รังสีสูงสุดเรียกว่าส่วนหลัก ส่วนส่วนที่เหลือเรียกว่าส่วนข้างหรือส่วนรอง และยังมีส่วนหางเล็กๆ อยู่ด้านหลังเรียกว่าส่วนหลัง
เอ่อ รูปร่างนี้ดูคล้าย...มะเขือม่วงนะ?
เกี่ยวกับ "มะเขือม่วง" นี้ คุณจะเพิ่มประสิทธิภาพการครอบคลุมสัญญาณให้สูงสุดได้อย่างไร?
การถืออุปกรณ์นั้นขณะยืนอยู่บนถนนนั้นทำไม่ได้แน่นอน เพราะมีสิ่งกีดขวางมากเกินไป
ยิ่งยืนสูงเท่าไหร่ ก็ยิ่งมองเห็นได้ไกลมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องมุ่งเป้าไปยังพื้นที่ที่สูงขึ้นอย่างแน่นอน
เมื่อคุณอยู่บนที่สูง คุณจะหันเสาอากาศลงด้านล่างได้อย่างไร? มันง่ายมาก แค่เอียงเสาอากาศลงด้านล่างก็พอแล้วไม่ใช่เหรอ?
ใช่แล้ว การเอียงเสาอากาศโดยตรงระหว่างการติดตั้งเป็นวิธีหนึ่ง ซึ่งเราเรียกว่า "การเอียงลงเชิงกล"
เสาอากาศสมัยใหม่ทั้งหมดมีคุณสมบัตินี้ในระหว่างการติดตั้ง โดยแขนกลจะทำหน้าที่นี้
อย่างไรก็ตาม การเอียงลงด้วยกลไกก็ก่อให้เกิดปัญหาเช่นกัน—
เมื่อใช้การปรับเอียงลงด้วยกลไก แอมพลิจูดของส่วนประกอบแนวตั้งและแนวนอนของเสาอากาศจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ส่งผลให้รูปแบบการรับสัญญาณของเสาอากาศบิดเบี้ยวอย่างรุนแรง
วิธีนี้ใช้ไม่ได้ผลอย่างแน่นอน เพราะจะส่งผลกระทบต่อความครอบคลุมของสัญญาณ ดังนั้นเราจึงใช้วิธีอื่น ซึ่งก็คือการปรับมุมเสาอากาศด้วยไฟฟ้า หรือเรียกสั้น ๆ ว่า e-downtilting
กล่าวโดยสรุป การปรับมุมเสาอากาศด้วยไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับการรักษามุมทางกายภาพของตัวเสาอากาศให้คงที่ และปรับเฟสขององค์ประกอบเสาอากาศเพื่อเปลี่ยนความแรงของสนามแม่เหล็ก
เมื่อเปรียบเทียบกับเสาอากาศแบบปรับมุมลงด้วยกลไก เสาอากาศแบบปรับมุมลงด้วยไฟฟ้าจะมีการเปลี่ยนแปลงรูปแบบการแผ่รังสีน้อยกว่า สามารถปรับมุมลงได้มากขึ้น และทั้งลำแสงหลักและลำแสงรองจะพุ่งลงด้านล่าง
แน่นอนว่า ในทางปฏิบัติ การปรับมุมเงยแบบกลไกและการปรับมุมเงยแบบไฟฟ้า มักจะใช้ร่วมกัน
หลังจากปรับมุมเอียงลงแล้ว จะได้ภาพแบบนี้:
ในสถานการณ์นี้ ระยะการแผ่รังสีหลักของเสาอากาศถูกใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก
อย่างไรก็ตาม ปัญหายังคงมีอยู่:
1. มีจุดที่ไม่มีสัญญาณในรูปแบบการแผ่รังสีระหว่างกลีบหลักและกลีบข้างด้านล่าง ทำให้เกิดจุดบอดของสัญญาณในบริเวณนั้น ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า "ปรากฏการณ์เงา"
2. กลีบด้านบนมีมุมสูง ส่งผลกระทบต่อพื้นที่ในระยะไกลและทำให้เกิดการรบกวนระหว่างเซลล์ได้ง่าย ซึ่งหมายความว่าสัญญาณจะส่งผลกระทบต่อเซลล์อื่นๆ
ดังนั้น เราจึงต้องพยายามเติมเต็มช่องว่างใน "ระดับความลึกศูนย์ล่าง" และลดความเข้มของ "ส่วนข้างบน"
วิธีการเฉพาะนั้นเกี่ยวข้องกับการปรับระดับไซด์โลบและการใช้เทคนิคต่างๆ เช่น การสร้างลำแสง รายละเอียดทางเทคนิคค่อนข้างซับซ้อน หากคุณสนใจ คุณสามารถค้นหาข้อมูลที่เกี่ยวข้องได้ด้วยตนเอง
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเสาอากาศ โปรดไปที่:
วันที่โพสต์: 4 ธันวาคม 2025
