Antenna Tuner จำเป็นแค่ไหน

 

เครื่องวิทยุรับส่งส่วนใหญ่จะต้องการสายอากาศที่มีค่า impedance เท่ากับ 50 โอห์ม ถ้าค่า impedance เปลี่ยนไปจากค่านี้เราจะเรียกสถาวะนี้ว่า mismatch เมื่อสายอากาศและเครื่องส่งอยู่ในสภาวะ mismatch กำลังงานวิทยุที่ส่งออกอากาศส่วนหนึ่งจะสะท้อนกลับมา (reflected) ยังเครื่องส่ง เหมือนกับ เราส่องไฟไปยังกระจกเงา กำลังงานที่สะท้อนกลับมาจะรวมตัวกับคลื่นที่ส่งออกไป (forward power) จะก่อให้เกิดคลื่นนิ่ง (standing waves) อัตราส่วนของคลื่นนิ่ง เราจะเรียกว่า SWR (Standing wave ratio) สามารถคำนวณได้จากกำลังงานที่ส่งออกไปและกำลังงานที่สะท้อนกลับมา ถ้าอัตราส่วน SWR เท่ากับ 1:1 หมายความว่า ไม่มีกำลังงานสะท้อนกลับมายังเครื่องส่ง ซึ่งเป็นสิ่งที่ดี ในทางกลับกันถ้าค่า SWR เท่ากับ 3 :1 หรือมากกว่า จะมีกำลังส่วนหนึ่งสะท้อนกลับมา ยิ่งค่าตัวนี้มากขึ้น ก็ยิ่งสะท้อนกลับมามากตามไปด้วย สำหรับเครื่องวิทยุรับส่งรุ่นใหม่ ๆ มักจะมีการลดกำลังส่ง หรือหยุดการทำงานของเครื่องส่งโดยอัตโนมัติ ถ้าค่า SWR เกินกำหนด ทางออกของเราก็คือใช้ Antenna Tuner เข้ามาช่วย

วงจรป้องกันการเสียหายของภาค PA (power amplifier) เสียหายจากสภาพ mismatched ของสายอากาศ ของวิทยุ ICOM IC - 2200H

วงจรป้องกันการเสียหายของภาค PA (power amplifier) เสียหายจากสภาพ mismatched ของสายอากาศ ของวิทยุ ICOM IC - 2200H โดยที่ D14 จะตรวจสอบสัญญาณ forward D17 จะตรวจสอบสัญญาณ reflection แรงดันทั้งสองเมื่อรวมกันจะมีค่าน้อยในสภาะที่สายอากาศมีค่า impedance เท่ากับ 50 โอห์ม แต่ถ้าสายอากาศเกิด mismatched ขึ้นมา แรงดันตรงนี้จะมีค่ามากขึ้น ส่งผลไปยังวงจรขยายความแตกต่าง (differential amplifier) เพื่อลดกำลังส่งลงโดยอัตโนมัติ

เครื่องวิทยุรับส่งส่วนใหญ่จะต้องการสายอากาศที่มีค่า impedance เท่ากับ 50 โอห์ม

เครื่องวิทยุรับส่งส่วนใหญ่จะต้องการสายอากาศที่มีค่า impedance เท่ากับ 50 โอห์ม ถ้าค่า impedance เปลี่ยนไปจากค่านี้มาก ๆ กำลังส่งจะเกิดการสะท้อนกลับมายังเครื่องส่ง ถ้าค่า SWR เกิน 3 :1 ก็จะเป็นอันตรายต่อเครื่องส่ง

เมื่อเราใช้ Antenna Tuner เราสามารถปรับค่า impedance ของระบบสายอากาศให้มีค่าเท่ากับ 50 โอห์ม ตัว Antenna Tuner จะป้องกันความเสียหายของเครื่องส่ง และสามารถส่งออกอากาศด้วยกำลังส่งสูงสุด

เมื่อเราใช้ Antenna Tuner เราสามารถปรับค่า impedance ของระบบสายอากาศให้มีค่าเท่ากับ 50 โอห์ม ตัว Antenna Tuner จะป้องกันความเสียหายของเครื่องส่ง และสามารถส่งออกอากาศด้วยกำลังส่งสูงสุด

Antenna Tuner ทำงานได้ยังไง

Antenna Tuner โดยพื้นฐานแล้วจะประกอบด้วย ขดลวด (Coils) และ คาปาซิเตอร์ (Capacitor) แบบปรับค่าได้ เวลาจะใช้งาน เราสามารถปรับค่าของอุปกรณ์ทั้งสอง หรืออย่างใดอย่างหนึ่ง แล้วแต่การออกแบบวงจร Antenna Tuner จะทำหน้าทีหลอกเครื่องส่งว่า โหลดมีค่า impedance เท่ากับ 50 โอห์ม คลื่นสะท้อนกลับจะยังเกิดขึ้นในระบบแต่ว่า จะเกิดขึ้นระหว่าง Antenna Tuner กับ สายอากาศ (เราป้องกันไม่ให้คลื่นสะท้อนมาถึงเครื่องส่ง)

ขดลวด (Coils) แบบปรับค่าได้

ขดลวด (Coils) แบบปรับค่าได้

คาปาซิเตอร์ (Capacitor) แบบปรับค่าได้

คาปาซิเตอร์ (Capacitor) แบบปรับค่าได้

จะใช้ Antenna Tuner เมื่อ ..

สายนำสัญญาณแบบ Open wire (Ladded line)

สายนำสัญญาณแบบ Open wire (Ladded line)

อย่ากังวลเรื่อง Antenna Tuner ถ้า ..

ถ้าเราจะมองหา Antenna Tuner ที่ดี ..

สายนำสัญญาณแบบ Open wire (Ladded line)

ขดลวด (Coils) แบบ Trap

ตัวอย่าง Antenna Tuner ที่มีจุดต่อสายอากาศหลายตัว (หลายแบบ)

ตัวอย่าง Antenna Tuner ที่มีจุดต่อสายอากาศหลายตัว (หลายแบบ)

Antenna Tuner แบบ อัตโนมัติ

Antenna Tuner แบบ อัตโนมัติ

Power rateing มันคืออะไรกัน

ถ้าเครื่องส่งของเรามีกำลังส่ง 50 - 100 วัตต์ การเลือกใช้ Antenna Tuner ขนาด 200-300 วัตต์เป็นเรื่องที่ถูกต้องและเหมาะสม เวลาที่ระบบของเราอยู่ในสภาวะ mismatches จะเกิดแรงดันของ RF สูง อาจจะเป็นสาเหตุให้เกิดการ arcing ในส่วนของช่องว่างระหว่างแผ่น plates ของคาปาซิเตอร์ หรือ ระหว่าง รอบของขดลวด ได้ อาจจะเป็นสาเหตุทำให้เกิดสัญญาณรบกวน ไปรบกวนทีวี หรือ อุปกรณ์อื่น ๆ ได้ ทางออกที่เราสามารถทำได้ก็คือ ลดกำลังส่งลง หรือไม่ก็หา Antenna Tuner ตัวที่ใหญ่กว่าเดิม (Higher power rateing)สำหรับ Antenna Tuner ตัวใหญ่ ๆ จะใช้คาปาซิเตอร์และขดลวดขนาดใหญ่กว่า สามารถใช้ได้ยาวนาน และมีความทนทาน

จะทำเองหรือชื้อดี (ฺBuy or Build ?)

ข้อนี้ตอบเองแล้วกันนะครับ ...

บทความที่เกี่ยวข้อง

 

HS8JYX ตั้งอยู่บ้านเลขที่ 99/31 ถ.เจริญสุข ต.ปากน้ำ อ.เมือง จ.กระบี่ 81000