ในคราวที่แล้วเราพูดเรื่องการต่อสายนำสัญญาณที่ไม่มีการสูญเสียเข้ากับโหลดไป อาจจะมีคำถามหนึ่งที่เราสนใจก็คือ สุดท้ายแล้วการส่งผ่านกำลังจากแหล่งกำเนิดสัญญาณ (เช่น เครื่องส่งวิทยุ) ไปยังโหลด (เช่น สายอากาศ) ที่มีอิมพิแดนซ์ไม่แมทช์กับสายนำสัญญาณ จะมีการส่งผ่านกำลังไปมากน้อยเพียงใด คำตอบนั้นน่าสนใจมากคือ กำลังก็จะถูกส่งออกไปยังโหลดจนได้เท่าๆ กับที่เครื่องส่งมันส่งออกมานั่นเอง งงไหมครับ ถ้างงเล็กน้อยถึงปานกลางก็ดูรูปที่ 1 ก่อน
ภาพที่ 1 การสะท้อนกลับไปมาของกำลังในสายนำสัญญาณแบบไม่มีการสูญเสีย
จะเห็นว่าสุดท้ายแล้วกำลังทั้งหมดจะถูกส่งไปยังโหลดจนครบถ้วน
เหตุผลก็คือเมื่อเกิดการสะท้อนกลับจากโหลด กำลังของคลื่นก็จะเดินทางกลับมายังเครื่องส่ง (อย่างไม่เกิดการสูญเสียระหว่างทาง เพราะสายนำสัญญาณที่ใช้ไม่มีการสูญเสีย) และเมื่อถึงเครื่องส่ง ก็จะสะท้อนกำลังกลับไปยังโหลดอีกครั้งหนึ่ง กลับไปกลับมาเช่นนี้จนสุดท้ายแล้วคลื่นที่ไม่มีทางหนีไปไหนได้ ไม่มีการสูญเสียไปเป็นพลังงานในรูปแบบอื่นได้ ก็จะถูกบีบคั้นให้ออกไปยังโหลดได้ทั้งหมดในที่สุด (ตามหลักของการสงวนพลังงาน - conservation of energy)
แต่ในความเป็นจริงนั้นน่าเสียดายที่สายนำสัญญาณที่เราใช้งานกันนั้นไม่ได้เป็นแบบในอุดมคติ คือมีการสูญเสียพลังงานในระหว่างการเดินทางของคลื่นสมมติว่าเราใช้สายนำสัญญาณขนาด 50 โอห์มเส้นหนึ่งที่มีการสูญเสีย 3dB (คือ กำลังงานจะหายไปเป็นพลังงานรูปแบบอื่นเช่นความร้อนในสายนำสัญญาณประมาณครึ่งหนึ่ง) ต่อกับโหลดที่มีอิมพิแดนซ์ 50 โอห์ม (แมทช์) จะเห็นว่าถ้าเราส่งกำลังจากเครื่องส่งวิทยุด้วยกำลัง 10 W กำลังงานที่ไปถึงสายอากาศจะเป็น 5 W ซึ่งเข้าใจได้ไม่ยาก ดูภาพที่ 2
ภาพที 2 กำลังงานที่ส่งผ่านไปยังสายอากาศ (แมทช์)
บนสายนำสัญญาณที่สูญเสีย 3dB จะเป็น 50% หรือครึ่งหนึ่ง
คราวนี้มาดูกันว่า ถ้าสายนำสัญญาณก็มีการสูญเสีย และโหลดที่นำมาต่อก็ไม่แมทช์ จะเกิดอะไรขึ้น สิ่งที่เกิดขึ้นคือมีการสูญเสียกับคลื่นทั้งที่เดินทางไปข้างหน้าหรือเดินทางกลับไปข้างหลัง รวมทั้งกลับไปกลับมาเมื่อเกิดการสะท้อนไปมาทั้งหมดอีก ทำให้พลังงานที่สามารถส่งผ่านไปยังโหลดหรือสายอากาศลดน้อยต่ำลงไปอีกในกรณีไม่แมทช์ ส่วนจะเป็นเท่าไรมากน้อยแค่ไหนนั้นสามารถคำนวณได้ แต่สำหรับพวกเราแล้วไม่ต้องจิ้มเครื่องคิดเลขตรงนี้ให้เวียนหัว โดยหันไปดูตารางในภาพที่ 3 ที่จะบอกเราว่านอกจากการสูญเสียตามปกติในสายนำสัญญาณแล้ว จะมีการสูญเสีย "ภาคพิเศษ" เพิ่มขึ้นอีกเท่าไรในกรณีที่โหลดไม่แมทช์กับสายนำสัญญาณนั้น
ภาพที่ 3 แสดงการสูญเสียเพิ่มขึ้นจากการไม่แมทช์ ในสายนำสัญญาณที่เราใช้ในชีวิตจริง
มีการสูญเสียภายใน และหากเกิดการไม่แมทช์ขึ้นด้วยจะมีการสูญเสียเพิ่มเป็นพิเศษเข้ามาอีก
เช่น ถ้าเราต่อสายอากาศที่มีอิมพิแดนซ์ 100 โอห์ม (ไม่แมทช์) จะเห็นว่ามีค่า VSWR เป็น 2:1 ถ้าเราย้อนกลับไปดูภาพที่ 3 จะเห็นว่าถ้าเราในสายนำสัญญาณที่มีการสูญเสีย 3dB (ดูแกนนอน) กับโหลดที่มี VSWR เป็น 2:1 จะทำให้เกิด "การสูญเสียเพิ่มเติม" ขึ้นไปอีก 0.35dB (ดูแกนตั้ง กับเส้น VSWR = 2 ตัดกับเส้นการสูญเสียในสายนำสัญญาณ 3dB ในแกนนอน) และกรณีนี้จะทำให้กำลังที่ส่งไปถึงโหลดในที่สุดเหลือเพียง 4.6 W (แทนที่จะเป็น 5 W ถ้าโหลดแมทช์กับสายนำสัญญาณ) ดูภาพที่ 4
ภาพที่ 4 การสูญเสียรวมที่เกิดขึ้นเมื่อต่อโหลดที่มี VSWR เป็น 2:1 เข้ากับ
สายนำสัญญาณที่มีการสูญเสียเมื่อแมทช์เป็น 3dB จะกลายเป็น 54%
นี่ก็จะเป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้เราทราบถึงการสูญเสียในสายนำสัญญาณว่าจะมีการสูญเสีย "เพิ่มเติม" เนื่องมาจากค่า VSWR ที่สูง แม้ไม่ได้มากมายอะไร แต่ก็ทำให้สายนำสัญญาณร้อนขึ้น (ก็เพราะมันสูญเสียเป็นความร้อนมากขึ้น - เกร็ดความรู้เรื่องค่าสูงสุดของโวลเตจในสายนำสัญญาณ) และในฐานะนักวิทยุสมัครเล่นที่มีคุณภาพก็ถือว่าเราจำเป็นต้องรู้ว่ามันมีอยู่ และทำให้เข้าใจว่าเรื่องของการแมทช์นั้นเป็นสิ่งสำคัญ แต่ก็ไม่ได้สำคัญมากที่สุดเท่ากับการติดตั้งสายอากาศให้ถูกตำแหน่ง การสร้างสายอากาศให้ถูกขนาด และอื่นๆ ซึ่งเราจะคุยกันในภายหลังครับ
สำหรับคราวนี้ QRU 73 de HS0DJU/KG5BEJ (จิตรยุทธ จุณณะภาต)
