วันอาทิตย์ที่ 9 ธันวาคม พ.ศ. 2561

เฉลยความลับการทำให้สายอากาศมีเกน


จากบทความของเราคราวที่แล้ว (เกนของสายอากาศคืออะไร) เราได้อธิบายถึงคำว่า “การมีทิศทาง (directivity) ของสายอากาศ” ไป ซึ่งการมีทิศทางของสายอากาศนี้เป็นจุดสำคัญมากที่ทำให้สายอากาศมีอัตราขยายได้  ทีนี้ก็มาถึงคำถามสำคัญที่เพื่อนๆ นักวิทยุสมัครเล่นคงอยากจะทราบ หรือเป็นสิ่งที่เราติดค้างกันไว้ตั้งแต่คราวที่แล้วว่าทำอย่างไรสายอากาศจึงมีทิศทางที่ดี และสุดท้ายจะทำให้มีอัตราขยายหรือเกน (gain) ที่ดีนั่นเอง

การที่สายอากาศจะมีอัตราขยายหรือเกน (gain) ดีจะต้องประกอบไปด้วยของสองอย่าง ข้อแรกคือมี "การมีทิศทาง" หรือ directivity ดี อีกข้อหนึ่งคือการมีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานจากพลังงานไฟฟ้าไปเป็นพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดีซึ่งทำได้โดยพยายามให้มีการสูญเสียในจุดต่อต่างๆ ต่ำที่สุดและใช้โลหะที่ดีมีคุณภาพสูงมีความต้านทาน (ohmic resistance) ต่ำ มาทำสายอากาศ ซึ่งทั้งหมดนี้เราได้คุยกันไปแล้วในเรื่อง เกนของสายอากาศคืออะไร

เราพักเรื่องของประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานไว้ก่อน เพราะมักจะทำอะไรไม่ได้มากนัก รวมทั้งโดยทั่วไปประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานของสายอากาศก็ค่อนข้างสูงอยู่แล้ว (ยกเว้นเมื่อเราทำให้สายอากาศมีขนาดสั้นเกินไป จนความต้านทานการกระจายคลื่นหรือ radiation resistance Rrad มีค่าต่ำ จะทำให้การสูญเสียในความต้านทานของโลหะที่ใช้ทำสายอากาศเริ่มมีสัดส่วนมาก) เราจึงหันมามองอีกหนึ่งส่วนประกอบที่เหลือคือ "การมีทิศทางที่ดี" ซึ่งเราจะค่อยๆ ดูไปด้วยกันนะครับ

Directivity ของสายอากาศไดโพล

อย่าเพิ่งเบื่อเจ้าสายอากาศไดโพลเสียก่อนนะครับ ที่พูดถึงบ่อยเพราะว่ามันเป็นพื้นฐานของสายอากาศทุกอย่าง ไม่ใช่ว่าเมื่อมันอยู่ในหน้าตาของสายอากาศแบบไดโพลจริงๆ (ที่ยาวครึ่งความยาวคลื่น) หรือเมื่อมันสั้นกว่าไดโพลปกติ ซึ่งก็จะได้รูปร่างการแพร่กระจายคลื่น "คล้าย" (คือไม่เหมือน) กับไดโพลครึ่งคลื่น แต่จะป้อมๆ กว่า บีบพลังงานไปด้านข้างๆ ได้น้อยกว่าแค่นั้นเอง  ไดโพลครึ่งคลื่นทั่วไปจะมีรูปร่างการแพร่กระจายคลื่นตามภาพที่ 1

ภาพที่ 1 แพทเทิร์นการแพร่กระจายคลื่น
ของสายอากาศไดโพลแบบครึ่งคลื่น
ซึ่งไม่ได้เท่ากันทุกทิศทาง ก็เรียกได้ว่า
มีทิศทาง (Directivity) กับเขานะ

จะเห็นว่า สายอากาศไดโพลง่ายๆ 1 อัน ก็มีทิศทางกับเขา (คือมี Directivity) เหมือนกันนะครับ (ก็มีทิศทางไปข้างๆ มากกว่าบนกับล่างไงครับ ในทางวิศวกรรมเราจะมอง 3 มิติเสมอ) เพราะสายอากาศที่ไม่มีทิศทางเลยจริงๆ (ในสามมิติ คือขึ้นบน ลงล่าง ซ้าย ขวา หน้า หลัง เท่ากัน) คือสายอากาศแบบไอโซทรอปิคที่ Directivity = 1 แต่มันไม่มีจริงในโลก (สร้างขึ้นก็ไม่ได้)  ถ้าเราคำนวณ Directivity หรือ "การมีทิศทาง" ของสายอากาศไดโพลจะได้ประมาณ 1.63 ซึ่ง 10log(1.64)=2.15 dBi (i = isotropic คือเทียบกับสายอากาศไอโซทรอปิค) ที่เราคุ้นเคยเหลือเกินนั่นเอง


ภาพที่ 2 การแพร่กระจายคลื่นของ
สายอากาศไดโพลในพิกัดทรงกลม (r,θ,φ)
จะสะดวกกว่าในพิกัดฉาก (xyz)

ตามภาพที่ 2 สายอากาศไดโพลมีทิศทางดีที่สุดในมุม elevation θ = 90  โดยมี D(r,90,ϕ)=1.63 นั่นคือไม่ขึ้นกับมุม azimuth ϕ และระยะ r การอ้างอิงด้วยพิกัดทรงกลม (spherical coordinates) แบบนี้จึงสะดวกกว่าพิกัดฉาก (cartesian coordinates - xyz)

หลังจากที่ผมแอบเล่าใฟ้เพื่อนๆ ฟังเพื่อให้เกิดความคุ้นเคยกับ "การมีทิศทาง" หรือ Directivity โดยเริ่มจากของสายอากาศ Dipole เราก็มาว่ากันต่อว่า แล้วเราจะทำอย่างไรให้สายอากาศ (หรือ ระบบของสายอากาศ) มีทิศทางที่ดีขึ้น เพื่อสุดท้าย เราจะได้ระบบสายอากาศที่มี "เกน" ที่ดี

การทำให้มี Directivity ดีขึ้น

การที่สายอากาศจะมีทิศทางดีได้นั้นสิ่งที่สำคัญและมันต้องทำก็คือการบีบเอาพลังงานจากบางทิศทางที่ไม่ต้องการมาอยู่ในทิศทางที่ต้องการ หลักการที่สำคัญก็คือการ ทำให้เฟสของสัญญาณเกิดการหักล้างกันในบางทิศทางและเสริมกันในบางทิศทาง คำถามต่อไปก็คือแล้วทำอย่างไรล่ะที่จะทำให้เฟสของสัญญาณเป็นแบบที่เราต้องการได้

วิธีที่ทำให้เฟสของสัญญาณเสริมหรือหักล้างกันในทิศทางที่ต้องการมีได้สองวิธีวิธีแรกคือ การป้อนสัญญาณที่ขับสายอากาศย่อยแต่ละต้นไม่พร้อมกัน (ให้เกิดการเหลื่อมล้ำ ก่อนหรือหลังกัน)  วิธีที่สองคือ การวางตำแหน่งของสายอากาศย่อย (element)  ให้มีระยะห่างจากกันการทำเช่นนี้จะทำให้คลื่นที่เดินทางในอากาศจากสายอากาศย่อยแต่ละต้นไปถึงจุดใดจุดหนึ่งรอบรอบสายอากาศนั้นมีเฟสไม่เท่ากัน

วิธีแรกนั้นดูเหมือนจะทำได้แต่ก็ไม่มีประสิทธิผลมากเท่ากับเมื่อใช้วิธีที่สองร่วมด้วย เนื่องจากการเสริมกันทางเฟสของสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้ผลจริงๆ นั้น "ต้องใช้ระยะทางเป็นตัวช่วย"  เพื่อนๆ เคยได้ยินหลักการที่ว่า สิ่งที่จำกัดเกนของสายอากาศยากิก็คือความยาวบูมของมัน (คือ เราไม่สามารถทำให้มีเกนสูงในขณะที่บูมสั้นๆ ได้เลย) ไหมล่ะครับ นี่ก็คือผลของ "ระยะทาง" ที่ว่า

เมื่อรวมวิธีการทั้งสองนี้เข้าด้วยกันแล้วจึงเกิดวิธีสร้างสายอากาศให้มีการมีทิศทางที่ดีและมีอัตราขยายที่ต้องการที่เรียกว่าการนำสายอากาศมาอาเรย์กัน

การอาเรย์สายอากาศ

การอาเรย์สายอากาศ หรือเรียกง่ายๆ ตามความหมายก็คือการนำสายอากาศ มาต่อร่วมกันเป็นแผงนั่นเอง แต่ไม่ได้หมายความว่าจะต่ออย่างไรก็ได้แล้วจะได้ผลดีนะครับ (ที่จริง คือ จะต่ออย่างไรก็ได้แหละ แต่จะได้ผลเป็นอย่างไรนี่เป็นอีกเรื่องหนึ่ง)

การ “อาเรย์” ที่ว่านั้นมีชื่อเรียกได้หลายชื่อ ส่วนมากมักจะเรียกตามรูปร่างของระบบสายอากาศทั้งหมดที่ปรากฏหลังจากการต่อร่วมกันนั้น (เช่น คอลลิเนียร์, collinear) หรือเรียกตามทิศทางการแพร่กระจายขึ้นหลังจากการต่อร่วมกัน (เช่น บรอดไซด์อาเรย์ หรือ เอนด์ไฟร์อาเรย์) แต่คำที่เป็นมาตรฐานและ ใช้ได้ทั่วไปก็คือคำว่า “การอาเรย์สายอากาศ” นั่นแหละครับ

อาเรย์อย่างไรให้ Directivity ดี

การนำสายอากาศย่อยๆ มาต่อเข้าด้วยกันโดยหวังว่าจะให้มีการมีทิศทางที่ดีในทิศใดทิศหนึ่งโดยเฉพาะนั้นเกิดจากปัจจัยสำคัญสองประการคือ

(1) ลักษณะการแพร่กระจายคลื่นของสายอากาศย่อยๆ แต่ละอัน เราเรียกว่า Element Factor (ย่อว่า EF) คือผลของสายอากาศย่อย  ตัวสายอากาศย่อยเองก็แพร่กระจายคลื่นไม่เท่ากันไปในทิศทางต่างๆ อยู่แล้ว (ถ้ามันแพร่กระจายคลื่นไปในทุกทิศทางเท่ากัน มันก็จะเป็นสายอากาศแบบ isotropic ซึ่งเราทุกคนรู้กันอยู่แล้วว่าในโลกนี้ไม่มีสายอากาศแบบ isotropic หรอก)
และในเมื่อความเข้มของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายไปในที่ต่างๆรอบรอบตัวของสายอากาศย่อยไม่เท่ากัน เราจึงเขียนความเข้มสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจากฟ้าอากาศย่อยนั้นเป็น

EF(θ,φ)
EF = Element Factor คือผลการกระจายคลื่นของ element 1 ตัว
ซึ่งมีความหมายว่าความเข้มในทิศทางต่างๆ ใน 3 มิติรอบๆ สายอากาศ คือในมุม θ และ φ อาจจะมีค่าใดๆ ไม่เท่ากันได้


ภาพที่ 3 Element Factor EF(θ,φ)
ของสายอากาศไดโพลในสามมิติ จะเห็นว่าเป็น
เหมือนรูปโดนัทไม่มีรูที่คุ้นเคย

(2) ผลของการอาเรย์กัน หรือ Array Factor (AF) การนำสายอากาศย่อยมาต่อร่วมกันทำได้ในหลายลักษณะปกติแล้วก็คือการนำมาไว้ใกล้ๆ หรือไว้ข้างๆ กันนั่นเอง แต่ก็มีรายละเอียดอีก เช่น วางเอาไว้บน-ล่าง หรือ ซ้าย-ขวา, ระยะห่างของสายอากาศย่อยต่างๆนั้นเป็นอย่างไร และรวมถึงว่า เราป้อนสัญญาณให้กับสายอากาศย่อยย่อยอย่างไร (ป้อนสัญญาณเหมือนกันคือเฟสเดียวกัน หรือช้า-เร็วต่างกันกี่องศา) ผลหรืออิทธิพลที่มาจากการอาเรย์กันนี้เราเรียกว่า Array Factor ย่อว่า AF และเขียนแทนเป็น

AF(θ,φ)
AF = Array Factor คือผลจากการนำ element มาต่อร่วมกัน


ภาพที่ 4 ตัวอย่าง Array Factor AF(θ,φ)
จากการนำ element สองตัวมาต่อกัน
ในแบบหนึ่ง (ไม่ได้บอกว่า ระยะห่างกัน
เท่าไรแน่ชัด และ ป้อนเฟสสัญญาณอย่างไร)

ค่าของ Array Factor เองจะเป็น 3 มิติรอบๆ ระบบสายอากาศ (ตอนนี้เรียกว่า ระบบแล้ว เพราะเราเอาสายอากาศย่อยมาต่อกัน) นั้นไม่เท่ากัน  ผลของการอาเรย์อาจจะทำให้ความเข้มในบางทิศทางสูงขึ้นและความเข้มในบางทิศทางลดลง  ค่าของ AF(θ,φ) จะเป็นอย่างไรขึ้นกับ

1) จำนวน element ที่มาต่อกัน
2) ระยะห่างระหว่าง element ที่มาต่อกันนั้น
3) การป้อนสัญญาณให้กับแต่ละ element ว่าเหลื่อมล้ำกันอย่างไร

การจะได้ AF(θ,φ) ที่ดี ตามที่ต้องการ จะค่อนข้างซับซ้อน เพราะมีองค์ประกอบมาก แต่หลักการโดยทั่วไปคือ ถ้าจำนวน element มาก และวางได้ดี ป้อนเฟสได้ถูกต้อง จะทำให้ได้ค่าสูงสุดของ Array Factor สูงมากได้ (แต่ อาจจะยอมแลกด้วยการมี minor lobes ของ Array Factor ด้วย)

การแพร่กระจายคลื่นหลังการอาเรย์

ถ้าเราเข้าใจส่วนประกอบต่างๆที่ได้อธิบายมาด้านบนมาถึงขั้นนี้นับว่าเป็นเรื่องง่ายมากเนื่องจากการแพร่กระจายคลื่นของระบบเสาอากาศหลังจากการอะไรเข้าด้วยกันนั้นก็คือผลคูณของ Element Factor (EF) กับ Array Factor (AF) นั่นเอง คือ

D(θ,φ) = AF(θ,φ)  ×  EF(θ,φ)
D = Directivity จากการ array สายอากาศ

ดังนั้น ถ้าเราเอาสายอากาศไดโพลสองตัวในภาพที่ 3 มาต่อกันแบบอาเรย์กันแบบในภาพที่ 4 แล้วเอาขนาด (คือ ระยะจากจุดศูนย์กลางของแกนพิกัดทรงกลม ไปยังผวของแพทเทิร์นในภาพ) "คูณกัน" (คือ เอารูปขวามือของภาพที่ 3 คูณกับรูปขวามือของภาพที่ 4) เราก็จะได้ Directivity รวม (หรือ pattern รวม) ของสายอากาศอาเรย์แบบง่ายๆ ของเราที่มีรูปคล้ายๆ กับรูปขวามือของภาพที่ 4 แต่ปูดโปนมากขึ้น (มีทิศทางมากขึ้น)

ในการออกแบบสายอากาศแล้ว element factor ไม่ค่อยสร้างความวุ่นวายเท่าไร เพราะทั่วไปแล้วก็มีพื้นฐานและการแพร่กระจายคลื่นแบบสายอากาศไดโพล เหลือความวุ่นวายอย่างเดียวคือ array factor ที่ขึ้นกับทั้งระยะห่างระหว่าง element ต่างๆ และเฟสของสัญญาณที่ป้อนเข้าไปให้กับแต่ละ element ซึ่งที่จริงแล้วสามารถคำนวณได้ทั้งหมด แต่ก็โชคดีที่มีคนใจดีสรุปความไว้ให้เราดูอย่างง่ายๆ เอาไว้บ้าง ดูภาพที่ 5


ภาพที่ 5 ตัวอย่างของ Array Factor ที่ได้จากการ
array สายอากาศที่ระยะ d ในหน่วย (λ) และป้อน
สัญญาณให้แต่ละ element ด้วยเฟสต่างๆ กัน จะเห็น
ว่าได้รูปร่างของ Array Factor ต่างกัน และมีค่า
สูงสุดต่างกัน

จากหลักการการคูณกันทางคณิตศาสตร์ D(θ,φ) = AF(θ,φ)  ×  EF(θ,φ) จะมีค่าสูงก็ต่อเมื่อตัวประกอบในการคูณมีค่ามาก (มากกว่า 1) ทั้งคู่  นั่นคือระบบสายอากาศจะมีการมีทิศทางหรือ directivity ที่ดีได้ก็ต่อเมื่อสายอากาศย่อยมีความเข้มของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสูงในทิศทางที่ตรงกันกับทิศที่ array factor มีค่าสูงพอดี


ภาพที่ 6 ถ้า EF และ AF มีค่าสูงทั้งคู่
ในทิศทางเดียวกันพอดี (ทิศ 1 และ 2)
ผลคูณ (3) จะสูง ทำให้ระบบสายอากาศ
มี Directivity สูงมากในทิศทางนั้น

ในกรณีของสายอากาศแบบใดโพล ที่แทบจะไม่มีการแพร่กระจายขึ้นไปในทิศทางเดียวกันกับแนวของตัวสายอากาศทั้งด้านบนและด้านล่างเลย นั่นคือ Element Factor EF(θ,φ) ในทิศทางที่เป็นแนวเดียวกับสายอากาศแทบจะเป็นศูนย์ จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะทำให้ระบบของสายอากาศที่สร้างจากสายอากาศแบบไดโพลมี “การมีทิศทาง” หรืออัตราขยาย (เกน) สูงในทิศเดียวกันกับแนวของตัวสายอากาศไดโพลนั้น นั่นคือ การพยายามทำให้ AF(θ,φ) ในทิศแนวเดียวกันกับโลหะที่ให้ทำสายอากาศมีค่าสูงก็ไม่เกิดประโยชน์ เพราะไปคูณกับค่าที่แทบจะเป็นศูนย์ในทิศนั้น


ภาพที่ 7 สายอากาศไดโพล มี EF แย่มาก
ในทิศตามความยาวของโลหะ (รูปบน ความแรง
คลื่นในทิศลูกศรสีส้มเป็นศูนย์) ดังนั้น เราไม่
สามารถนำมาจัดเรียงแล้วได้ Directivity (D)
ที่ดีในทิศตามยาวของโลหะได้ (รูปล่างสุด ลูกศร
สีส้ม ความแรงในทิศทางตามแนวโลหะ หลังจาก
การ array เป็นศูนย์ด้วย - เพราะเป็นผลคูณ
อะไรคูณกับศุนย์ก็ได้ศูนย์)

สายอากาศยาวๆ

เราเริ่มอธิบายเรื่องนี้ด้วยการใช้สายอากาศแบบไดโพลมาต่อเข้าด้วยกัน ซึ่งสายอากาศไดโพลมาตรฐานหนึ่งต้น (1 element) ยาวเท่ากับ ½λ  แล้วถ้าสายอากาศไดโพลยาวกว่านั้นล่ะ?  คำตอบคือ ถ้ายาวกว่าก็จะเริ่มเกิดการซ้ำกันของสัญญาณในระยะที่ใกล้ๆ กัน และมีการรวม/หักล้างสัญญาณเกิดขึ้นในบางทิศทาง ดูภาพที่ 8 ซึ่งเป็นไดโพลที่ยาวกว่าปกติ ทำให้ directivity ด้านข้างดีขึ้น แต่มุม lobe ก็แคบลง และเริ่มมี minor lobe เกิดขึ้น

ภาพที่ 8 สายอากาศไดโพลที่ยาวกว่า ½λ 
จะมีการกระจายกระแสบนตัวนำเริ่มซ้ำกัน
เหมือนกับเป็นอาเรย์เล็กๆ อันหนึ่ง อาจจะ
ทำให้ directivity ดีขึ้นบ้างแต่ก็เสีย
ความกว้างของ main lobe ไป และ
เริ่มมี minor lobe เกิดขึ้น


อย่างไรก็ตาม ขึ้นหัวข้อว่า "สายอากาศยาวๆ" นี้ เพื่อนๆ ต้องไปดูโครงสร้างของมันด้วยนะครับว่ามันยาวเพราะอะไร ยาวเพราะตัวมันเองเดี่ยวๆ หรือว่ามียาวเพราะมันเป็นสายอกาศหลายตัวต่ออยู่ด้วยกัน ซึ่งมักมีผลกับ drectivity และ gain ในที่สุดนั่นเอง

สรุป

1. Gain(θ,φ) = Directivity(θ,φ) × ประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของสายอากาศ (Eff.)
โดย Directivity(θ,φ) = Element Factor(θ,φ) × Array Factor(θ,φ)

2. คำว่า Gain ของสายอากาศ สำหรับคนทั่วไปคือค่าของ Gain ที่สูงที่สุดของ (ระบบ) สายอากาศนั้น โดยไม่สนใจว่ามันจะไปทางใด หรือเกิดที่ θ หรือ ϕ มีค่าเท่าใด ซึ่ง ถ้าเกิดที่มุมยิงขึ้นท้องฟ้า แต่คู่สถานีเราอยู่บนพื้นดินในแนวระนาบก็คงไม่เป็นประโยชน์

3. Eff = 100  การสูญเสียกำลังไฟฟ้าเนื่องจากความต้านทานของโลหะที่ใช้ทำสายอากาศ Rohmic (หน่วยเป็น %)  โดยทั่วไป Eff มีค่าเกือบ 100% อยู่แล้ว เพราะ Rrad มีค่าสูงกว่า Rohmic มาก ทำให้สัดส่วนการเสียกำลังใน Rohmic ต่ำมากเมื่อเทียบกับกำลังที่ถูกส่งออกไปผ่าน Rrad

4. เฟสจากแต่ละ element ต้องเสริมกัน ซึ่งเป็นผลจากเฟสที่ป้อนให้แต่ละ element และ การจัดระยะระหว่าง element  เมื่อมีองค์ประกอบที่พอดีสองอย่างนี้พร้อมกัน จะทำให้ได้ AF ในบางทิศทางที่ดี

5. ระบบสายอากาศที่มีเกนในบางทิศทางดี จะต้องมีบางมุมที่ส่ง/รับได้แย่ลง เสมอ (ต้องมีเฟสที่หักล้างกันในบางมุม) จึงจะมีบางทิศทางทีทำให้มีกำลังมากว่าได้ (ไม่มีอะไรได้ฟรี)

6. ดังนั้นการดูว่ามี element ที่เสริมเฟสกันนั้นไม่พอ การเอาสายอากาศหลายๆ element มาออกอากาศที่จุดเดียวกัน (หรือเกือบจะเป็นจุดเดียวกัน คือห่างกัน ×λ  เมื่อ ×  0) ด้วยเฟสเดียวกัน ไม่ทำให้ gain สูงขึ้น ทั้งๆ ที่เฟสมันเสริมกัน (แต่จริงๆ แล้วมันแบ่งกำลังกันไป) ก็เพราะไม่มีระยะระหว่าง element ทีทำให้เกิดการหักล้างกันในบางทิศทาง  การเอาสายอากาศหลายๆ element มาออกอากาศที่จุดเดียวกัน จะทำให้ AF(θ,φ) =1 เสมอในทุกทิศทาง) สายอากาศที่มีเกน (มากไปกว่า element เดียวของมัน) จึงต้องการระยะหรือพื้นที่ และมักมีขนาดใหญ่เสมอ

ค่อนข้างเป็นเรื่องสับสน และซับซ้อน กับเพื่อนๆ นักวิทยุจำนวนมากเสมอมา เมื่อเราพูดถึงเรื่องเกน (ก็วุ่นวายพออยู่แล้ว ไหนจะ dBi dBd และ dB เฉยๆ ที่ชอบเขียนข้างถุงข้างซองสายอากาศ ซึ่งถ้าเป็น dB เฉยๆ นั้นจะไม่มีความหมายเลยเพราะไม่รู้ว่าเทียบกับอะไร) คราวนี้เราได้รู้กันแล้วว่า "การทำให้ให้สายอากาศมีเกน" ทำอย่างไร ในคราวต่อไป ถ้ามีเวลา จะมาเล่าต่อว่า ทำอย่างไรให้สายอากาศมีเกนสูงๆ (คราวนี้ สูงด้วย) แล้วพบกันใหม่นะครับ

73 de HS0DJU (จิตรยุทธ จุณณะภาต)

วันศุกร์ที่ 7 ธันวาคม พ.ศ. 2561

วันวิทยุสมัครเล่น 2561

วันวิทยุสมัครเล่น 2561

อย่างที่ทราบกันดีว่า วิทยุสมัครเล่นเป็นกิจการสากล แทบทุกประเทศในโลกล้วนมีกิจการนี้ทั้งสิ้น (ยกเว้นก็เพียงสองประเทศเท่านั้น คือ เกาหลีเหนือและเยเมน) และด้วยความเป็นกิจการสากล ก็มีการตั้ง "วันวิทยุสมัครเล่นโลก" ขึ้นคือวันที่ 18 เมษายน ซึ่งสำหรับปี 2018 ก็ได้ผ่านพ้นไปแล้ว

และในประเทศไทยเอง เราก็มี "วันวิทยุสมัครเล่น" ซึ่งมีการจัดงาน แต่มักจะเป็นวันที่ตรงกับวันหยุดเพื่อสะดวกที่ผู้สนใจจะเข้ามาชมงาน ซึ่งในปี พ.ศ. 2561 นี้ จะจัดขึ้นที่สำนักงานคณะกรรมการกิจการกระจายเสียง กิจการโทรทัศน์ และกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ ซ.พหลโยธิน 8 (สายลม) ในวันที่ 15 ธันวาคม 2561 ตั้งแต่เวลา 08:00 - 18:00 น. โดยประมาณ

ในงานนี้ ชมรม The DXER Thailand (สัญญาณเรียกขานสากล E20AE) ก็จะนำสิ่งประดิษฐ์ และสถานีวิทยุร่วมออกแสดงให้เพื่อนนักวิทยุสมัครเล่นและประชาชนผู้สนใจทั่วไปได้ชมด้วย โดยเราจะอยู่กับเต๊นท์ของ สมาคมวิทยุสมัครเล่นแห่งประเทศไทยในพระบรมราชูปถัมภ์ แล้วพบกันนะครับ

วันอาทิตย์ที่ 25 พฤศจิกายน พ.ศ. 2561

การใช้งานระบบ DSTAR ผ่านคอมพิวเตอร์ (ตอนที่ 3)

การใช้งานระบบ DSTAR ผ่านคอมพิวเตอร์ (ตอนที่ 3)

จากเรื่องราวของการพยายามเข้าถึงระบบ DSTAR ของเราที่ผ่านมาทั้งสองเรื่องคือ ตอนที่ 1 และ ตอนที่ 2 คราวนี้ก็มาถึง ตอนที่ 3 ที่ว่ากันถึง การใช้งาน BlueDV เชื่อมต่อ DSTAR แบบ AMBE Server (ไม่ใช้สายต่อ OTG และช่อง USB) กันนะครับ
ภาพที่ 1

ในภาพที่ 1 จะเห็นการใช้งานรูปแบบนี้โทรศัพท์มือถือ Smart Phone (ในระบบ Android) หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ลง BlueDV จะเชื่อมต่อผ่าน WiFi ด้วย TCP/IP Protocol โดยการระบบ AMBE Server IP Address ไปยัง Raspberry PI หรือเครื่อง Computer ที่มี ThumbDV ต่อกับ port USB โดยลงโปรแกรมทำหน้าที่เป็น AMBE Server


ภาพที่ 2 การตั้งค่า AMBE Server
บน BlueDV บน Windows
 
ภาพที่ 3 การตั้งค่า BlueDV บน Android
เพื่อเชื่อมต่อ AMBE Server

การติดตั้ง AMBE Server

กรณีใช้งานบน Windows ตั้งแต่ Windows 7 หรือใหม่กว่า ติดตั้งโปรแกรม BlueDVAMBEServer ( Link : http://software.pa7lim.nl/BlueDV-AMBEServer/) แล้วทำการติดตั้ง จากนั้นรันโปรแกรม


ภาพที่ 4

ตั้งค่า COM Port ที่ติดตั้ง ThumbDV , Baud rate และ UDP port (Baud rate , UDP port อาจใช้ค่าที่ Default ก็ได้) จากนั้น Click “Start”


ภาพที่ 5

หาก Hardware ปรากฏ เป็น AMBE3000R ระบบก็พร้อมใช้งาน
จากนั้นอย่าลืมตั้งค่า IP Address ของ AMBE Server บน BlueDV ให้ตรงกับเครื่องที่เราติดตั้ง BlueDVAMBEServer


ภาพที่ 6 การทำงานและการเชื่อมต่อ Internet
ของ BlueDV และ BlueDVAMBEServer

สำหรับการทำ AMBE Server ด้วย Raspberry Pi ค่อนข้างจะซับซ้อน และมีรายละเอียดค่อนข้างมาก ส่วนที่ฃเกินเลยจากจุดนี้ไป ผู้เขียนขอเก็บข้อมูลและทดลองจากต้นแบบเพิ่มเติมก่อน และจะได้นำมานำเสนอในโอกาสต่อไป อย่างไรก็ตามพบว่า การใช้งานในลักษณะนี้ก็จะยังไม่ได้อรรถรสเท่าการใช้เครื่องวิทยุ แต่ก็เป็นอีกทางเลือกหนึ่ง และเป็นแนวทางที่ทำให้เราได้ศึกษาค้นคว้ากัน

สำหรับในตอนนี้ ต้องกล่าวคำว่า สวัสดีก่อน แล้วพบกันในเรื่องต่อไปนะครับ
73 สิปปภาส นิพนธ์กิจ (E24MTA)

วันจันทร์ที่ 12 พฤศจิกายน พ.ศ. 2561

กิจกรรมและประชุมประจำเดือน พฤศจิกายน 2561


ในวันเสาร์ที่ 17 พฤศจิกายน 2561 สมาชิกและเพื่อนนักวิทยุสมัครเล่นได้ให้ความสนใจร่วมทำกิจกรรมและประชุมชมรม The DXer (E20AE) ประจำเดือน พฤศจิกายน ที่บ้านของคุณนพดล เต็มกมลรัตน์ (HS1ZHY) ซอยคลองหลวง 10 (ซอยข้างโรงกษาปณ์) ถ.พหลโยธิน รังสิต ปทุมธานี ซึ่งได้วางแผนกำหนดการดังนี้

กิจกรรม/โครงงาน

1. Digital Radio
- การติดตั้งจอ Nextion ให้กับ Hot spot (HS1ZBT)
- เทคนิคการเพิ่ม SSID ให้กับ Hotspot และ ลง โปรแกรมต่างๆ ที่จำเป็นให้กับ Hot Spot (E24MTA)
- การตั้งช่องความจำ และ เซ็ตค่าต่างๆ ใน Digital Mode ของ Icom  IC2200 (HS1ZHY)
- การใช้ IRCDDB remote บน Smartphone  เพื่อไปเปลี่ยน Reflector บน Hot Spot  (HS1ZHY)
- การใช้งาน Reflector XLX911 ของชมรม The DXER

2. กิจกรรมสายอากาศ/วงจรไฟฟ้า
- ตรวจสอบ/ซ่อม สายอากาศ และอุปกรณ์ในสถานีวิทยุตามอัธยาศัย
- เตรียมและทดลองสร้างสายอากาศต่างๆ เพื่อเตรียมให้เพื่อนๆ ที่เข้าชมเต๊นท์ในงานวันนักวิทยุฯ ได้ทดลองสร้าง (HS1DNG)
- สร้างสายอากาศ 7MHz สำหรับเครื่อง QRP (น้องภูมิ) (HS0DJU/E22MAL)

ประชุมชมรม
โดยมีวาระการประชุมดังนี้
1. สรุปงานช่วยเหลือราชการ อช.แม่วงก์ จ.อุทัยธานี (ติดตั้ง Solar Cell, ระบบประจุไฟฟ้า, แบตเตอรี่ และสายอากาศ Folded Dipole 4-element)
2. สรุปงาน "ชวนเพื่อนเล่น" ในงานอายบอลกับเพื่อนๆ HS7AR
3. ประมูลเครื่องวิทยุสื่อสารเพื่อเป็นทุนทรัพย์ประกอบกิจกรรมของชมรมต่อไป
4. พิจารณาวัตถุประสงค์และทิศทางการทำกิจกรรมของชมรมในปีที่จะถึง
5. ฉลอง
- แสดงความยินดีกับสมาชิกของชมรม ที่ผ่านการสอบพนักงานวิทยุสมัครเล่น ขั้นต้น และ ขั้นสูง
- ฉลองวันเกิดย้อนหลังของเพื่อนสมาชิกหลายๆ ท่าน
6. เตรียมงานออกค่ายพัฒนาร่วมกับ "Camp จิตรอาสา 54" ที่ รร.แม่ระเมิง ต.ท่าสองยาง จ.ตาก
7. เตรียมงานออกบูท ในวันเสาร์ที่ 15 ธันวาคม 2561 ที่ กสทช ซ.พหลโยธิน 8
8. แนวทางงานวันเด็กที่อนุสรณ์สถานฯ (E21WRM กำลังติดต่อเรื่องอยู่)
9. เรื่่อง อื่นๆ

-- สรุปกิจกรรมโดยรวม ---

กิจกรรมเริ่มกันตั้งแต่เช้า นำโดย
อาตุ้ม พลายณรงค์ (HS1DNG) (ยืน)
ของเรา มาจัดเตรียมอุปกรณ์แต่เช้า


พร้อมแล้วก็ไม่พูดมาก หยิบจับอะไร
เผลอนิดเดียว กลายเป็นอลูมิเนียมที่
ได้สัดส่วนรูปร่างขึ้นมาแล้ว

ดัดไป ประกอบไป ดูไม่ทันเลย
ว่าได้สายอากาศอะไรบ้าง ทางขวา
ที่ติดกับรั้วเป็นสายอากาศแบบ
สองย่านความถี่ (UHF/VHF)
 
ฟากดิจิตอลก็ไม่ยอม เริ่มจัดการ
โปรแกรมบรรดา hot spot
ให้รู้จักเครื่องวิทยุที่จะนำมาใช้
ร่วมกัน จะได้คุยกันรู้เรื่อง

"มันคงต้องแบบนั้นแหละพี่หมอ"
คุณจี  จีรพันธ์ ชัยกุล (HS1ZBT) คง
บอกกับพี่หมอ จีรกร (HS0EBS)
ประมาณๆ นั้นล่ะ
 
กองทัพเดินด้วยท้อง เพื่อนๆ พี่ๆ
ในชมรมจะมีแรงก็ต้องด้วยอาหาร
น้องกิ้ก บุษบา (E24YJQ)
จัดแจงเตรียมทำก๋วยเตี๋ยวไว้เลี้ยงพี่ๆ
ได้ยินว่ามีกระเทียมเจียวมาจาก
คุณตี๋ สิปปภาส (E24MTA) ด้วย
 
เปิดเครื่อง ปล่อยไว้แบบนี้ก่อน
 
คุณชิน ธนัช พุทธอรุณ (E23PBE)
กำลังลุ้นการเจาะท่อ PVC ที่คุณเจต
เจตพล ดิษทับ (E22MAL) กำลังเจาะ
ด้วยไขควงไฟฟ้าอันใหม่ของคุณชิน
 
ขอบคุณนะครับ คุณเจต ได้เจ้า
ขดลวดสองตัว ตัวละ 20uH
นี้แล้ว เดี๋ยวจะได้ให้น้องภูมิ
สุธีพุฒิ สถิรวุฒิพงศ์ (E24VRK)
เอาไปประกอบเป็นสายอากาศ
7MHz แบบสั้น ต่อไป
คุณอ๊อด จิตรยุทธ (HS0DJU)
ขอบคุณคุณเจตที่ช่วยพันขดลวดให้
 
ทำสายอากาศเสร็จแล้ว อาตุ้ม
ของเราก็จัดการวัดซะก่อน
เห็นว่าปล้ำอยู่เกือบทั้งวันทีเดียว

ที่เห็นนี้ไม่ใช่การสอยมะม่วงนะจ๊ะ
เขากำลังเอาสายอากาศตั้งให้มัน
ตรงๆ จะได้วัดและทดสอบกัน
 
วันนี้มีวาระพิเศษ คือการแสดงความยินดี
กับเพื่อนๆ ในชมรมที่สอบผ่านและได้รับ
ประกาศนียบัตร "พนักงานวิทยุสมัครเล่น
ขั้นสูง" เลยตัดเค้กกันหน่อย




วันนี้มีแขก (ที่จริงคนไทยเนอะ) มาเยี่ยม
พี่หนุ่ม พิมพ์ชนก ปาลกะวงศ์ ณ อยุธยา
(E23PKO) มาทักทายและพูดคุย
ให้ข่าวเกี่ยวกับโครงการดีๆ ที่
สมาคมวิทยุสมัครเล่นแห่งประเทศไทย
ในพระบรมราชูปถัมภ์ (RAST) จะได้
ดำเนินการเพื่อพัฒนาศักยภาพของนักวิทยุ
สมัครเล่นไทยต่อไป ขอบคุณพี่หนุ่มที่
แวะมาด้วยนะครับ

 ในเวลาประมาณ 19:00-20:00 น. เรามีการทดสอบสัญญาณและทักทายเพื่อนๆ นักวิทยุสมัครเล่นทั่วไปที่ความถี่ 144.9375MHz ตามปกติ และแยกย้ายกลับบ้านกันโดยปลอดภัย แล้วพบกันใหม่ในกิจกรรมต่อๆ ไปนะครับ


วันอังคารที่ 30 ตุลาคม พ.ศ. 2561

ชมรม The DXER ร่วมแสดงการสื่อสาร จ.ราชบุรี

คลิกที่ภาพ เพื่อดูรายละเอียด

ในวันเสาร์ที่ 3 พฤศจิกายน 2561 นี้ เพื่อนๆ ในชมรมวิทยุสมัครเล่น The DXER (สัญญาณเรียกขาน E20AE) จะเดินทางไปร่วมพบปะสังสรรค์ (คิดถึงมากมาย) กับเพื่อนๆ ชาวจังหวัดราชบุรีอีกครั้งหนึ่ง และในงานนี้ก็จะหอบหิ้วเอากิจกรรมดีๆ ไปชวนเพื่อนๆ ทั้งจากตัวจังหวัดเองและจังหวัดใกล้เคียง ให้มาเล่นของเล่นของเราชาววิทยุสมัครเล่นกัน เช่น
  • การสาธิตการตั้งสถานี HF แบบ portable และ ในรถยนต์ะโหมด
  • สายอากาศแบบทำใช้ได้เอง
  • สาธิตการติดต่อย่าน HF ทั้งโหมด Phone (เสียงพูด), CW (รหัสมอร์ส) และ FT8 (หนึ่งในการติดต่อแบบดิจิตอล) 
  • Hotspot พร้อมจอแสดงผลสำหรับการติดต่อผ่านระบบ DSTAR
  • SDR การแสดงผลความถี่วิทยุในแบบ สเปกตรัม (Spectrum)
  • สาธิตการรับ แสดงผลตำแหน่งอากาศยาน ADS B
  • อื่นๆ อีกมากมาย และในงานยังมี hamsale และการแสดงเทคโนโลยีจากห้างร้านต่างๆ ด้วย (ดูรายละเอียดในภาพ)
ขอขอบคุณคณะกรรมการและนายกสมาคมนักวิทยุสมัครเล่น จ.ราชบุรี และเพื่อนๆ ทุกท่านที่ให้เกียรติชมรม The DXER มา ณ ที่นี้ด้วยครับ

--- บรรยากาศของงาน ---


เราไปถึงก่อนเวลา ก็เริ่มจัดโต๊ะ
วางสารพัดอุปกรณ์ให้เป็นระเบียบ
เตรียมไว้รับเพื่อนๆ ที่จะมาคุยกัน

เอาล่ะ น้องโอ๊ต (E24RBU)
ยกนิ้วบอกว่า "พร้อมแล้วครับ"

เพื่อนๆ เริ่มทะยอยมากันในงาน
บางท่านก็หลงเดินมาทางเรา
เลยมีโอกาสได้คุยกัน (ฮา..)

อาตุ้ม พลายณรงค์ (HS1DNG)
เอาอุปกรณ์ต่างๆ ไปทำสายอากาศ
แบบ Folded Dipole ให้เห็น
กันชัดๆ ในงานด้วยเลย เสร็จแล้วก็
ไม่ได้แบกกลับบ้านหรอก เอาไปจับฉลาก
แจกเพื่อนๆ ผู้โชคดีในงานนั่นแหละจ้า

(ซ้าย) พี่ตู่ นพดล (HS1ZHY) กำลัง
ง่วนกับการเตรียมโปรแกรมสำหรับระบบ
DSTAR (ขวา) อาตุ้มกำลังจัดการ
สายอากาศแบบ Yagi-Uda 7-E
จำนวน 2 แผง เห็นเตี้ยๆ แบบนี้ ติดต่อ
ไปได้หลายสิบกิโลเมตรเชียวนะเนี่ย

เพื่อนสมาชิกสนใจสอบถามเกี่ยวกับ
ระบบติดตามเครื่องบิน โดยมี
คุณตี๋ สิปปภาส (E24MTA)
เป็นผู้อธิบาย

ทำสายอากาศเสร็จแล้วก็
วัดคุณสมบัติทางไฟฟ้าแบบ
ง่ายๆ คือค่า VSWR ก่อน


เพื่อนสมาชิกพูดคุยกันอย่างสนุกสนาน

ไหนๆ ขอลองหน่อยซิ เสียงดีไหม
พี่หมอ จีรกร (HS0EBS) กำลัง
ทดลองวิทยุแบบ DSTAR ที่ใช้
ICOM IC-2200 และเพิ่ม
OPTION UT-118 เข้าไป
เพื่อให้ใช้กับ DSTAR ได้

ทางนี้เขากำลังเล่น "ดิจิตอลโบราณ"
ก็คือรหัสมอร์ มีพี่อ๊อด จิตรยุทธ
(HS0DJU) คอยชวนเพื่อนๆ มา
เอียงหูฟัง ก็มีคุณตี๋เล็ก (HS7JEN)
และน้องภูมิ สุธีพุฒิ สถิรวุฒิพงศ์
(E24VRK) มาช่วยกันฟัง
 
เราตั้งสายอากาศแบบ End-Fed สำหรับ
ย่านความถี่ 7, 14, 28 MHz ด้วยความสูง
ที่ปลายยอดเพียง 12-13 เมตร ก็สามารถ
ติดต่อเพื่อนๆ ต่างประเทศได้หลายสถานี
ในโหมด CW (รหัสมอร์ส)

คุณตี๋ สิปปภาส (E24MTA)
กำลังอธิบายการทำงานของระบบ
ติดตามเครื่องบินให้กับเพื่อนนักวิทยุฯ

คุณเจณณ์ (E22UOJ)
กำลังอธิบายการเอาเครื่อง
โทรศัพท์มือถือมาช่วยเล่นวิทยุ

พี่เว้ง จิรัฏฐ์ (E22QNR) กำลังคุย
เรื่องสายอากาศ Folded Dipole

เอ้า ถ่ายภาพกันหน่อย ไม่รู้ใคร
ถ่ายใครซ้อนกันสนุกสนาน

โต๊ะอาหารของเรา
ที่เจ้าภาพจัดเตรียมไว้ให้


บรรยากาศในงานเป้นไปด้วยความสดชื่น เพื่อนๆ หลายจังหวัดได้มาพบปะพูดคุย แลกเปลี่ยนความรู้ในวงการวิทยุสมัครเล่น ทั้งเรื่องของวิชาการและเรื่องสัพเพเหระทั่วไป ต้องขอบคุณเพื่อนๆ ทุกท่าน ที่มาจากทุกจังหวัด สปอนเซอร์ทุกท่านที่มีของรางวัลมาจับฉลากแจกในงาน และเจ้าภาพคือ สมาคมวิทยุสมัครเล่นจังหวัดราชบุรี ที่จัดงานดีๆ เช่นนี้ให้กับนักวิทยุสมัครเล่น แล้วพบกันในคราวหน้านะครับ

BEST 73
DE HS0DJU (จิตรยุทธ จุณณะภาต)