ไมโครเวฟพื้นฐานและการประยุกต์ใช้งาน

ไมโครเวฟพื้นฐานและการประยุกต์ใช้งาน

หนังสือเล่มนี้ได้เรียบเรียงขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเผยแพร่ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับหลักการของระบบสื่อสารไมโครเวฟ อุปกรณ์ไมโครเวฟ และการประยุกต์ใช้งาน ด้วยในระบบสื่อสารย่านความถี่ไมโครเวฟ  ในปัจจุบันมีการใช้งานอย่างกว้างขวางไม่ว่าในเครื่องมือสื่อสารพื้นฐาน ไปจนถึงระบบสื่อสารระหว่างโลกและสถานีอวกาศ เนื้อหาของหนังสือเล่มนี้ได้วางขอบเขตของเนื้อหาให้เหมาะสำหรับผู้ที่เริ่มสนใจในเทคโนโลยีการสื่อสารโดยเฉพาะในย่านความถี่ไมโครเวฟ ถึงแม้ว่าจะไม่มีความรู้พื้นฐานทางด้านระบบสื่อสารมาก่อนก็สามารถศึกษาได้เพราะเนื้อหาส่วนใหญ่จะอธิบายถึงหลักการและการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบสื่อสารไมโครเวฟ หนังสือเล่มนี้มีเนื้อหาประกอบด้วย พื้นฐานเกี่ยวกับระบบสื่อสารไมโครเวฟ หลักการของสายนำสัญญาณและท่อนำคลื่น อุปกรณ์ไมโครเวฟแบบแพสซีฟ เรโซเนเตอร์แบบโพรง อุปกรณ์ไมโครเวฟประเภทสารกึ่งตัวนำ หลอดสุญญากาศที่ใช้ในย่านความถี่ไมโครเวฟสายอากาศในระบบไมโครเวฟ การส่งผ่านคลื่นไมโครเวฟและการกำหนดที่ตั้งสถานี เครื่องรับและเครื่องส่งวิทยุในระบบสื่อสารไมโครเวฟรวมถึงหลักการเบื้องต้นของเรดาร์
 
สารบัญ - ไมโครเวฟพื้นฐานและการประยุกต์ใช้งาน
         
บทที่ 1   บทนำ      
1.1 สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก
1.2 คลื่นวิทยุ
1.3 ความถี่ และความยาวคลื่น 
1.4 สเปรคตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
1.5 หลักการเบื้องต้นของระบบสื่อสาร 
1.6 คุณลักษณะเฉพาะและประโยชน์ของคลื่นไมโครเวฟ 
1.7 อันตรายจากคลื่นไมโครเวฟหรือคลื่นวิทยุความถี่สูง 
      1.7.1 ผลของคลื่นวิทยุที่มีต่อร่างกายมนุษย์  
       1.7.2 มาตรฐานความปลอดภัย  

บทที่ 2   ระบบการสื่อสารไมโครเวฟและการรับส่งคลื่นไมโครเวฟ 
 2.1 หลักการระบบสื่อสารไมโครเวฟเบื้องต้น 
  2.2 การมัลติเพล็กซิ่ง      
        2.2.1 การมัลติเพล็กซ์โดยการแบ่งความถี่   
        2.2.2 การมัลติเพล็กซ์โดยการแบ่งเวลา   
  2.3 ลักษณะการเดินทางของคลื่นวิทยุ               
        2.3.1 คลื่นยาว   
        2.3.2  คลื่นสั้น   
        2.3.3  คลื่นในย่านความถี่สูงมากขึ้นไป 
  2.4 ประเภทของระบบการสื่อสารไมโครเวฟ 

บทที่ 3   หลักการของสายนำสัญญาณและท่อนำคลื่น  
  3.1 หลักการของสายนำสัญญาณ  
  3.2 สายยาวอนันต์    
  3.3 อิมพีแดนซ์คุณลักษณะ       
  3.4 สัมประสิทธิ์การสะท้อนและอัตราส่วนคลื่นนิ่งของแรงดัน
        3.4.1 สัมประสิทธิ์การสะท้อน   
        3.4.2 อัตราส่วนคลื่นนิ่งของแรงดัน   
  3.5 สายส่งสัญญาณชนิดสายโคแอกเชียล 
  3.5.1 ระบบสายส่งสัญญาณชนิดสายโคแอกเชียล 
        3.5.2  การใช้สายโคแอกเชียลในย่านความถี่ ไมโครเวฟ 
        3.5.3 ลักษณะสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กในสายโคแอกเชียล
 3.6 ไมโครสตริป    
 3.7 ท่อนำคลื่น      
  3.7.1 โครงสร้างและคุณสมบัติของท่อนำคลื่น  
       3.7.2 ท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยมผืนผ้า     

บทที่ 4   อุปกรณ์ไมโครเวฟแบบแพสซีฟ    
4.1 ไอริสหรือวินด์และการปรับด้วยสกูร
       4.1.1 ไอริสหรือวินด์
        4.1.2 การปรับด้วยสกูร 
 4.2 ข้อต่อรูปตัวที 
        4.2.1  ตัวทีแบบอนุกรม     
   4.2.2  ตัวทีแบบขนาน     
        4.2.3  ไฮบริดที      
 4.3 ตัวบิดและข้องอ      
       4.3.1  ตัวบิด  (Twist)     
       4.3.2  ข้องอ  (BEND)
 4.4 ข้อต่อ  
       4.4.1  ครีบ  
       4.4.2  ครีบโช้ก 
      4.4.3  ข้อต่อหมุนรอบ  
  4.5 ตัวลดทอนและเทอร์มิเนเตอร์ 
        4.5.1 ตัวลดทอนแบบปรับใบพัดลาดเอียง 
        4.5.2 ตัวลดทอนแบบปีก   
        4.5.3 สาเหตุการเกิดลดทอนกำลังงานในท่อนำคลื่น 
  4.6 ไอโซเลเตอร์และเซอร์กูเลเตอร์   
        4.6.1 ไอโซเลเตอร์    
        4.6.2  เซอร์กูเลเตอร์  (Circulator)   
 4.7 สล็อตเต็ดไลน์     
 4.8 สตับ      
 4.9 ตัวกรองความถี่     
      
  บทที่ 5  เรโซเนเตอร์แบบโพรง     
           5.1 หลักการเบื้องต้นของเรโซเนเตอร์แบบโพรง 
  5.2 เรโซเนเตอร์แบบโพรงที่เกิดจากวงจรลัมป์รีโซแนนซ์ 
                    5.3  เรโซเนเตอร์รูปโพรง ชนิดรูปทรงสี่เหลี่ยม 
           5.4 เรโซเนเตอร์แบบโพรง ชนิดรูปทรงกระบอก 
  5.5 เรโซเนเตอร์แบบโพรงชนิดอื่น ๆ 
  5.6 การปรับแต่งเรโซเนเตอร์แบบโพรง     
  5.7 การเชื่อมต่อกำลังงานเข้าเรโซเนเตอร์แบบโพรง
       5.7.1. แบบโพรบคลับปลิง 
        5.7.2  แบบลูปคลับปลิง 
        5.7.3  แบบสลอตคลับปลิง 
  5.8 มิเตอร์วัดคลื่น  
        5.8.1 มิเตอร์วัดคลื่นแบบปรับจูนคาวิตี  
  5.8.2  มิเตอร์วัดคลื่นแบบดูดกลืน 

บทที่ 6   อุปกรณ์ไมโครเวฟประเภทสารกึ่งตัวนำ  
6.1 ไดโอดแบบจุดต่อพีเอ็น 
 6.2 พินไดโอด   
 6.3 สเต็ปรีคอฟเวอร์รีไดโอด 
 6.4 เอซากิไดโอดหรือทันแนลไดโอด 
 6.5 กันน์ไดโอด    
 6.6 อิมแพตต์ไดโอด   
 6.7 ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์    
 6.7 ทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้า

บทที่ 7   หลอดสุญญากาศที่ใช้ในย่านความถี่ไมโครเวฟ 
 7.1 ค่าจำกัดทางความถี่สูงของหลอดสุญญากาศ  
       7.1.1 ค่าจำกัดมาตรฐาน    
       7.1.2  การสูญเสียทางไดอิเล็กตริก
 7.2 ผลของอิเล็กตรอนทรานสิตไทม์   
 7.3 หลอดสุญญากาศไตรโอดที่ใช้ในวงจรย่านความถี่สูง 
7.4 หลอดไคลสตรอน     
      7.4.1  หลอดไคลสตรอนออสซิลเลเตอร์ชนิด 2  คาวิตี 
      7.4.2 หลอดขยายไคลสตรอนหลายคาวิตี้   
7.5 หลอดไคลสตรอนแบบสะท้อนกลับ    
       7.5.1 หลักการทำงานของหลอดไคลสตรอนแบบสะท้อนกลับ 
       7.5.2  อิเล็กตรอนทรานสิตไทม์ 
       7.5.3 โหมดการทำงาน  
       7.5.4  การปรับเปลี่ยนความถี่ 
       7.5.5 ระบบการป้องกันรีเพลเลอร์ 
       7.5.6  การใช้งานหลอดไคลสตรอนแบบสะท้อนกลับ
 7.6 หลอดคลื่นจร                        
       7.6.1 โครงสร้างและการทำงานของหลอดคลื่นจร  
       7.6.2 ทฤษฎีการทำงานของหลอดคลื่นจร   
       7.6.3 การขยายสัญญาณของหลอดคลื่นจร   
       7.6.4 การพิจารณาในทางปฏิบัติของหลอดคลื่นจร  
       7.6.5 ประเภทของหลอดคลื่นจร    
       7.6.6  การใช้งานหลอดคลื่นจร    
 7.7 หลอดแมกนีตรอน      
       7.7.1 โครงสร้างของหลอดแมกนีตรอน   
       7.7.2 หลักการทำงานของหลอดแมกนีตรอน 

บทที่ 8   สายอากาศในระบบไมโครเวฟ    
  8.1 การแพร่กระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากสายอากาศ     
  8.2 พารามิเตอร์ของสายอากาศ              
        8.2.1  ความต้านทานการแพร่กระจายคลื่น   
       8.2.2  อิมพีแดนซ์ของสายอากาศ    
       8.2.3  รูปแบบการแพร่กระจายคลื่น  และไดเร็คติวิตี้  
       8.2.4  บีมวิดท์  (Beamwidth)    
       8.2.5  อัตราขยายของสายอากาศ    
       8.2.6  กำลังส่งประสิทธิผล     
8.3 คุณสมบัติของสายอากาศในย่านไมโครเวฟ   
 8.4 ตัวสะท้อนแบบพาราโบลิก     
       8.4.1 โครงสร้างทางเรขาคณิตของพาราโบลา  
       8.4.2.  คุณสมบัติของตัวสะท้อนพาราโบลอยด์  
 8.5 วิธีป้อนพลังงานให้กับตัวสะท้อนรูปพาราโบลิก  
8.6 ตัวสะท้อนรูปพาราโบลิกแบบอื่น ๆ    
          8.7 สายอากาศแบบปากแตร     
       8.7.1 ทฤษฎีเบื้องต้นของสายอากาศแบบปากแตร  
       8.7.2  สายอากาศแบบปากแตรชนิดพิเศษ   
 8.8 สายอากาศแบบเลนส์     
       8.8.1 ทฤษฎีเบื้องต้นของสายอากาศแบบเลนส์  
       8.8.2 ข้อพิจารณาในทางปฏิบัติ

บทที่ 9   การส่งผ่านคลื่นไมโครเวฟและการกำหนดที่ตั้งสถานี  
 9.1 การคำนวณหาระยะทางแนวเส้นสายตา   
 9.2 การลดทอนของคลื่นวิทยุ     
 9.3 การจางหายของการรับส่งคลื่นวิทยุในแบบแนวเส้นสายตา 
           9.3.1  การกระจายของกำลังงานที่รับได้จากการจางหาย    
           9.3.2  ลักษณะทั่วๆ ไปของการจางหาย        
 9.4 ค่าระดับสัญญาณในเส้นทางเดินของคลื่น 
     9.4.1 หลักการทั่วไปในการออกแบบระบบไมโครเวฟ  
           9.4.2  การคำนวณงบประมาณด้านกำลังของไมโครเวฟลิงก์
9.5 การกำหนดตำแหน่งที่ตั้งสถานีไมโครเวฟ    
            9.5.1 การศึกษาจากแผนที่      
            9.5.2  การสำรวจเส้นทาง     
9.6 การพิจารณาในเรื่องระยะปลอดภัยและการจัดทำเส้นทางคลื่นบนกระดาษโครงร่าง
      9.6.1 การพิจารณาในเรื่องคลื่นสะท้อน      
      9.6.2 เฟสเนลโซนอันดับที่หนึ่ง       
 9.7  การสูญเสียเนื่องจากสิ่งกีดขวาง  
 
บทที่ 10   เครื่องรับและเครื่องส่งวิทยุในระบบสื่อสารไมโครเวฟ 
  10.1 เครื่องส่งวิทยุสื่อสารไมโครเวฟแบบอนาลอก  
         10.1.1 เครื่องส่งวิทยุย่านไมโครเวฟแบบไดเร็คเอฟเอ็ม
         10.1.2 ภาคกำเนิดความถี่ ไมโครเวฟ แบบภาคเดียว 
         10.1.3 ภาคขยายกำลังของเครื่องส่งวิทยุสื่อสารในย่านความถี่ ไมโครเวฟ
  10.2 เครื่องรับวิทยุสื่อสารไมโครเวฟแบบอนาลอก 
                            10.2.1 การทำงานของภาคต่าง ๆ ในเครื่องรับวิทยุสื่อสารในย่านความถี่ไมโครเวฟ
                            10.2.2 วงจรเครื่องรับวิทยุในย่านความถี่ ไมโครเวฟ 
          10.2.3 หน้าที่ของส่วนต่าง ๆ ในเครื่องรับวิทยุย่านความถี่ ไมโครเวฟ
  10.3 วิทยุสื่อสารไมโครเวฟแบบดิจิทัล    
          10.3.1 ข้อได้เปรียบของระบบสื่อสารดิจิทัล   
          10.3.2 การเชื่อมโยงสัญญาณดิจิทัล   
          10.3.3 เครื่องรับและเครื่องส่งวิทยุสื่อสารไมโครเวฟแบบดิจิทัล
 บทที่ 11   เรดาร์       
  11.1 ประโยชน์ของเรดาร์
  11.2 หลักการเบื้องต้นของเรดาร์   
  11.3 ส่วนประกอบของเรดาร์   
  11.4 การหาขอบเขตของระยะทาง  
  11.5 การวัดความเร็วและการแยกแยะ  
  11.6 เรดาร์ตรวจอากาศ  
       11.6.1 ส่วนประกอบที่สำคัญของเรดาร์ตรวจอากาศ 
         11.6.2 ชนิดของเรดาร์ตรวจอากาศ 

ภาคผนวก ก. ค่าคงตัวทางฟิสิกส์   
ภาคผนวก ข. คำนำหน้าหน่วย    
ภาคผนวก ค. เดซิเบล     
ภาคผนวก ง. ค่าความนำของวัสดุ   
ภาคผนวก จ. ค่าคงตัวไดอิเล็กทริกของวัสดุ  
ดัชนีคำศัพท์      
บรรณนานุกรม