การจางหายของคลื่นวิทยุ
การลดทอนขนาดหรือแอมปลิจูดของสัญญาณคลื่นวิทยุที่สายอากาศรับได้
มีรูปแบบ อยู่ 2 ชนิด
คือ
- การจางหายแบบคงที่
หมายถึง
สัญญาณคลื่นทั้งหมดจางหายไปในขนาดที่คงที่ในทุกความถี่
- การจางหายแบบเฉพาะ
หมายถึง ในเวลาเดียวกัน
ความถี่ค่าหนึ่งสัญญาณถูกลดทอน
แต่ในอีกค่าหนึ่งสัญญาณถูกเพิ่ม
(ทางแอมปลิจูด )
อธิบายแต่ละแบบได้ดังนี้
1.
การจางหายแบบคงที่
เมื่อคลื่นถูกส่งผ่านชั้นไอโอโนสเฟียร์
จะถูกลดทอนเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของฟลั๊กซ์แม่เหล็กภายในชั้นนี้
มีผลให้ระดับแอมปลิจูดของสัญญาณลดลงในปริมาณที่ค่อนข้างแน่นอน
เราสามารถแก้ปัญหาการจางหายของสัญญาณลักษณะนี้โดยใช้วงจรควบคุมอัตราขยายอัตโนมัติ
( Automatic Gain Control : AGC
)
ในเครื่องรับเพื่อชดเชยระดับแอมปลิจูดที่สูญเสียไป
2.
การจางหายแบบเฉพาะ
คลื่นวิทยุที่เดินทางถึงด้านรับ(ในแบบคลื่นฟ้า)
พบว่า
มีเส้นทางไปถึงมากกว่าสองทางขึ้นไป
(ผ่านชั้นไอโอโนสเฟียร์)
เรียกลักษณะนี้ว่าการเดินทางแบบมัลติพาธ
(Multi path) ดังรูปที่ 1
(a)
รูปที่ 1
แสดงการเดินทางแบบมัลติพาธของคลื่นวิทยุ
ผลรวมของความเข้มสนามที่สายอากาศรับ
เป็นการรวมทางเฟสของคลื่นแต่ละเส้นทาง
และเนื่องจากชั้นไอโอโนสเฟียร์มีการเปลี่ยนในปริมาณไอโอไนซ์อยู่ตลอดเวลา
สิ่งนี้เองที่เป็นส่วนทำให้เกิดความแตกต่างด้านระยะทางของเส้นทางที่
1 และที่ 2
ทำให้เกิดผลเปลี่ยนค่าความเข้มสนามทั้งหมดที่เครื่องรับได้
ยกตัวอย่างเช่น กรณีที่เส้นทางที่ 2
มีขนาดระยะทางมากกว่าเส้นทางที่
1 อยู่ 1 ความยาวคลื่น
ทำให้ค่าความเข้มสนามของคลื่นแต่ละเส้นทางมีลักษณะเสริมกัน
(in phase)
และผลรวมทั้งหมดที่สายอากาศรับคิดจากผลบวกของค่าความเข้มสนาม
แต่กรณีที่ชั้นไอโอโนสเฟียร์เกิดการแปรปรวนในการไอโอไนซ์ขึ้น
ทำให้ส่วนแตกต่างของระยะทางในเส้นทางที่
2 กับเส้นทางที่ 1
มีค่าครึ่งความยาวคลื่น
แล้วทำให้ความเข้มสนามของคลื่นหักล้างกัน
(in antiphase) และผลรวมที่ด้านรับ
คิดจากผลลบของค่าความเข้มสนาม
การที่เฟสมีค่าแตกต่างกันในความเข้มสนามของคลื่นทั้งสองมีส่วนสัมพันธ์กับความถี่ของคลื่นด้วย
กล่าวคือ
ผลรวมของความเข้มสนามที่ด้านรับจะ
มีค่าเปลี่ยนไป เมื่อความถี่ของคลื่นเปลี่ยนไปด้วย
อย่างเช่น ในบางความถี่คลื่นถูกลดทอนไป
แต่ในอีกความถี่คลื่นถูกเสริมให้มากขึ้น
เห็นได้ชัดในระบบ DSB (Double -
sideband amplitude - modulated system)
ที่ความถี่บางค่าของคลื่นพาหะ (carrier)
ถูกลดทอนลงทำให้เกิดการสูญเสียสัญญาณอย่างมาก
วิธีแก้ไขปัญหาการจางหายแบบเฉพาะนี้ไม่สามารถนำวงจร
AGC
มาช่วยได้เรามีอยู่หลายวิธีที่ใช้แก้จุดเสียนี้
ได้แก่
- ใช้ค่าความถี่ให้ใกล้เคียงกับค่า MUF
- ใช้สายอากาศด้านส่งที่มีการแพร่กระจ่ายคลื่นได้เพียงหนึ่งวิธีเท่านี้
- ใช้ระบบ SSB (Single -
sideband )อ หรือ FM (Frequency - modulated
system) แทนระบบ DSB
- ใช้อุปกรณ์พิเศษที่เรียกว่า
Lincompex
นอกจากนี้ผลของการจางหายแบบนี้
ยังเกิดขึ้นกับระบบที่มีคลื่นดินและคลื่นฟ้าได้
ซึ่งเวลากลางวันระดับชั้น D
ในไอโอโนเฟียร์สามารถดูดกลืนคลื่นที่ส่งขึ้นมาโดยใช้สายอากาศสำหรับความถี่ย่าน
MF แต่เวลากลางคืนชั้น D
หายไป
ทำให้คลื่นที่ส่งขึ้นไปถูกสะท้อนกลับมารบกวนกับคลี่นดิน
ดังแสดงในรูป 1 (b)
พบว่าบริเวณที่คลี่นฟ้าและคลื่นดินเจอกันในเวลากลางคืนเกิดการจางหายอย่างรวดเร็ว
แสดงให้เห็นถึงการแพร่กระจายคลื่นย่าน
MF
ในเวลากลางวันให้ผลดีกว่าเวลากลางคืนมาก
และอาจแก้ปัญหาโดยใช้สายอากาศส่งที่มีอัตราขยายค่ามากที่สุดในการส่งคลื่นดินและส่งคลื่นฟ้า
ด้วยกำลังต่ำที่สุด
ส่วนรูป 1 (
C )
แสดงการเดินทางแบบมัลติพาธของคลื่นย่าน
VHF พลังงานที่มาถึงสายอากาศรับ
มีจากทิศทางตรงและการสะท้อนจากวัตถุขนาดใหญ่
เช่น ยอดเขา หรือบอลลูน
เครื่องบิน ก็เป็นไปไ ด ้
ซึ่งถ้าวัตถุนี้ไม่อยู่กับที่
ทำให้ความแตกต่างทางเฟสเกิดขึ้นได้
(อย่างเร็วมาก)
มีผลการจางหายอย่างรวดเร็วขึ้น