RF เดินทางอย่างไร?

 

คลื่นความถี่วิทยุ (RF) เป็นชนิดของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและการแพร่กระจายของพวกเขาเป็นไปตามหลักการพื้นฐานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า . นี่คือการวิเคราะห์โดยละเอียดว่าคลื่น RF แพร่กระจายอย่างไร:

 

1. ธรรมชาติของคลื่น RF

คลื่น RF เป็นส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีช่วงความถี่ประมาณ 3 กิโลเฮิร์ตซ์ (khz) ถึง 300 gigahertz (ghz) . เช่นคลื่นแม่เหล็กไฟ

 

2. โหมดหลักของการแพร่กระจาย RF

การแพร่กระจายของคลื่น RF ขึ้นอยู่กับความถี่ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและระยะห่างระหว่างเครื่องส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณ . โหมดการแพร่กระจายหลัก ได้แก่ ::

A . การแพร่กระจายของ line-of-sight (LOS)

หลักการ: คลื่น RF เดินทางเป็นเส้นตรงคล้ายกับแสงที่มองเห็นได้ซึ่งต้องการเส้นทางที่ไม่มีสิ่งกีดขวางระหว่างเครื่องส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณ .

ช่วงความถี่: โดยทั่วไปจะใช้สำหรับความถี่ที่สูงขึ้น .

ตัวอย่าง: ลิงก์ดาวเทียม, หอคอยไมโครเวฟ, Wi-Fi ระยะสั้นและระบบเรดาร์ .

ข้อ จำกัด: ถูกบล็อกโดยอาคารภูเขาหรือความโค้งของโลก . ดังนั้นการเชื่อมโยง LOS ทางไกลมักจะพึ่งพาหอคอยหรือดาวเทียมเพื่อให้ได้ "การมองเห็นซึ่งกันและกัน ."

b . การแพร่กระจายคลื่นพื้นดิน

หลักการ: คลื่น RF เดินทางไปตามพื้นผิวโลกนำโดยพื้นดินและบรรยากาศที่ต่ำกว่า . คลื่นทำให้เกิดกระแสในพื้นดินทำให้พวกมันช้าลงและโค้งงอ (ตามความโค้งของโลก) .}}}}}}

ช่วงความถี่: ความถี่ต่ำ (LF, 30–300 kHz) และความถี่กลาง (MF, 300 kHz - 3 MHz) เช่นการมอดูเลตแอมพลิจูด (AM) วิทยุ (535–1605 kHz) .}

ข้อได้เปรียบ: สามารถแพร่กระจายในระยะทางไกลเหนือพื้นดินหรือน้ำด้วยพื้นดินให้เส้นทางที่มั่นคง .

ข้อ จำกัด: ขึ้นอยู่กับการลดทอน (ลดลงของพลังงาน) โดยพื้นดินโดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิประเทศที่ขรุขระหรือเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสูง (e . g ., พื้นที่ชุ่มน้ำ) .}

C . การแพร่กระจายคลื่นท้องฟ้า (ไอโอโนสเฟียร์)

หลักการ: คลื่น RF สะท้อนหรือหักเหโดยชั้นไอโอโนสเฟียร์-ชั้นของอนุภาคที่มีประจุ (ไอออน) ในบรรยากาศส่วนบนของโลกตั้งอยู่เหนือพื้นดิน 60–1000 กิโลเมตรจากพื้นดิน . คลื่นกระเด้งระหว่างอิออสเฟียร์และพื้นดิน

ช่วงความถี่: ความถี่สูง (HF, 3–30 MHz), ใช้สำหรับวิทยุคลื่นสั้น, วิทยุสมัครเล่นและการสื่อสารการบินระยะยาว/การเดินเรือ .}

 

3. ปัจจัยที่มีผลต่อการแพร่กระจายของคลื่น:

มุมส่ง: มุมล่างช่วยให้ "ฮ็อพอีกต่อไป ."

d . การเลี้ยวเบน

หลักการ: เมื่อเผชิญหน้ากับขอบหรือรูรับแสงคลื่น RF โค้งงอไปรอบ ๆ สิ่งกีดขวาง (เช่นอาคารหรือเนินเขา) . สิ่งนี้จะช่วยให้สัญญาณไปถึงพื้นที่ด้านหลังสิ่งกีดขวางแม้ไม่มีเส้นตรงตรง .}}

e . การสะท้อนกลับ

หลักการ: คลื่น RF สะท้อนพื้นผิวเช่นอาคารน้ำวัตถุโลหะหรือพื้นดิน . คลื่นที่สะท้อนสามารถไปถึงตัวรับสัญญาณทางอ้อม แต่อาจทำให้เกิดการรบกวนหลายครั้ง (เมื่อคลื่นตรงและสะท้อนออกจากเฟสลดลงหรือบิดเบือนสัญญาณ)

f . การหักเห

หลักการ: คลื่น RF โค้งงอเมื่อผ่านสื่อของความหนาแน่นที่แตกต่างกัน (e . g . ชั้นบรรยากาศที่มีอุณหภูมิที่แตกต่างกันความชื้นหรือความหนาแน่นของไอออน) ซึ่งอาจทำให้เกิดการโก่งตัวขึ้นหรือลง .}}}}

4. การลดทอนและการสูญเสีย

คลื่น RF สูญเสียพลังงาน (การลดทอน) ในระหว่างการแพร่กระจายเนื่องจากเหตุผลดังต่อไปนี้:

การสูญเสียเส้นทางพื้นที่ว่าง: การแพร่กระจายของคลื่นตามธรรมชาติขณะที่พวกเขาเดินทางออกจากเครื่องส่งสัญญาณ (ความแรงของสัญญาณลดลงตามสี่เหลี่ยมของระยะทาง) .

การดูดซึม: สารต่าง ๆ เช่นไอน้ำฝนหรือใบไม้ดูดซับพลังงาน RF .

การกระจัดกระจาย: คลื่นถูกกระจายไปโดยอนุภาคขนาดเล็กหรือพื้นผิวขรุขระลดความแรงของสัญญาณ .

 

สรุป

คลื่น RF แพร่กระจายเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและโหมดการแพร่กระจายของพวกเขาจะถูกกำหนดโดยความถี่และสภาพแวดล้อม: ความถี่ที่สูงขึ้นใช้การแพร่กระจายของการมองเห็นในระดับสูงเป็นหลักความถี่ที่ต่ำกว่านั้นขึ้นอยู่กับคลื่นพื้นดิน โหมดเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับการออกแบบระบบการสื่อสาร (e . g ., เครือข่ายเซลลูลาร์, วิทยุ, ดาวเทียม) เพื่อให้แน่ใจว่าการส่งที่เชื่อถือได้ .}