กำลังขยายของเสาอากาศ (dB) คำนวณอย่างไร ?
 
    ในการติดต่อสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุเสาอากาศถือว่าเป็นส่วนสำคัญที่จะทำให้เราสามารถติดต่อสื่อสารกันได้ไกลและข้อความไม่ขาดหาย  สำหรับการติดต่อสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุนั้นเราจะต้องอาศัยกำลังส่งจากเครื่องวิทยุสื่อสารของเราเป็นตัวส่งให้สัญญาณแพร่กระจายคลื่นออกไปในอากาศให้แรงที่สุด ซึ่งในบางครั้งเครื่องมือหรือวิทยุสื่อสารของเราที่ใช้งานอยู่ก็มีข้อจำกัดทั้งในเรื่องราคาและกำลังส่ง  เช่นถ้าเราใช้เครื่องวิทยุสื่อสารชนิดมือถือก็จะมีกำลังส่งแค่ 5 วัตต์ทำให้ส่งไปได้ไม่ไกล  หรือไม่ถ้าจะซื้อเครื่องชนิดประจำสถานี 10 วัตต์ ( เครื่องโมบายล์ ) ก็ติดที่ราคาอาจจะแพงไปหรือยังไม่พร้อมที่จะซื้อ   ดังนั้นถ้าเราต้องการจะติดต่อสื่อสารกับคู่สถานีของเราให้ได้ไกลๆเราจึงจำเป็นต้องเพิ่มกำลังส่งของสัญญาณให้แรงขึ้น  และวิธีหนึ่งที่จะทำให้กำลังทีส่งออกอากาศของสัญญาณวิทยุเพิ่มแรงขึ้นได้โดยการใช้สายอากาศเป็นตัวขยายกำลัง ดังในรูปภาพที่ 1

รูปภาพที่1 แสดงอัตราการขยายสัญญาณของสายอากาศ ที่ทำให้ความแรงของสัญญาณเพิ่มขึ้น
 
        จากรูปที่1 จะเห็นว่าถ้าเราใช้สายอากาศที่มีเกนขยาย 9 dB เมื่อเราใช้วิทยุสื่อสารที่มีกำลังส่งแค่ 1 วัตต์ ส่งมาผ่านสายอากาศต้นนี้  มันจะทำหน้าที่เพิ่มกำลังส่งหรือขยายกำลังส่งให้เป็น 7.9 วัตต์ ทำให้ได้ความแรงของสัญญาณที่ถูกส่งออกไปในอากาศเพิ่มขึ้นถึง 7.9 เท่า  ดังนั้นถ้าเราใช้เครื่องที่มีกำลังส่ง 5 วัตต์ส่งก็จะได้สัญญาณที่ออกอากาศไปถึง 39.5 วัตต์เลยทีเดียว  ( 5 วัตต์คูณ 7.9 เท่า )  พูดง่ายๆ ว่าเราแค่ใช้เครื่องแฮนดี้ 5 วัตต์คุย  ก็ยังไปแรงกว่า ใช้เครื่องMobile ที่ใช้สายอากาศเกนขยายน้อย ๆ ด้วยซ้ำ 

 
    ฉะนั้นจึงไม่แปลกใจที่หลายๆ ท่านพยายามหาสายอากาศหรือพัฒนาสายอากาศให้มีเกนขยายมากๆ  เพราะจะทำให้ได้กำลังส่งที่ออกอากาศได้แรงขึ้นติดต่อได้ไกลขึ้น..


แล้วอัตราขยายกำลังคำนวณอย่างไร?


อัตราขยายกำลังมีสูตรคำนวณดังนี้    




จากสูตรอัตราขยายกำลัง

  dB = อัตราขยายกำลัง หรือ Gain

Pout = ความแรงของสัญญาณด้านออก

Pin   = ความแรงของสัญญาณด้านเข้า
 
 จากสูตรการคำนวณอัตราขยายกำลังของสายอากาศด้านบนดูแล้วก็คงจะงง และคำนวณยาก ( สำหรับผม )   ผมจึงได้แปลงสูตรให้คำนวณง่ายๆ ขึ้นดังรูปด้านล่าง




 
  หมายเหตุ สูตรนี้ผมแปลงมาใช้เองและได้ผลลัพธ์เท่ากัน 
 
   จากสูตรหาอัตราขยายกำลัง ( สูตรใหม่ )
   
    อัตราขยายกำลัง = 10 ยกกำลัง x
                  เมื่อค่า x =  อัตราขยายของสายอากาศ ( dB ) หารด้วย 10
 


ตัวอย่างการคำนวณหาอัตราการขยายกำลังของสายอากาศ 

    สายอากาศโฟลเด็ดไดโพล 2 สแตกเกนขยาย 3 dBd จะมีอัตราขยายกำลังเป็นกี่เท่า ?  และถ้าเราใช้วิทยุสื่อสารที่มีกำลังส่ง 5 วัตต์ส่งออกอากาศแล้วจะได้สัญญาณวิทยุที่ถูกส่งออกอากาศจริงเป็นกี่วัตต์
 
  1. คำนวณหาอัตราขยายกำลัง
        อัตราขยายกำลัง  = 10 ˟
         หาค่า X  = dB / 10
                    X  = 3 /10 
                     X = 0.3
       อัตราขยายกำลัง = 10 ยกกำลัง 0.3  
                                 = 1.99  เท่า
       ฉะนั้นสายอากาศโฟลเด็ดไดโพล 2 สแตก Gain 3 dB จะมีอัตราขยายกำลังเท่ากับ 1.99 เท่า
 
 
 2. หากำลังส่งที่ออกอากาศจริง
         สายอากาศโฟลเด็ดไดโพล 2 สแตก Gain 3 dB จะมีอัตราขยายกำลังเท่ากับ 1.99 เท่า
          สูตร    Pout  =  Pin x Gain
กำลังส่งที่ออกอากาศจริง = กำลังส่ง คูณด้วย อัตราขยายกำลัง ( เท่า )
                                         =  5 * 1.99
                                         = 9.95 วัตต์
        ฉะนั้นถ้าเราใช้สายอากาศไฟลเด็ดไดโพล2 สแตกที่มีเกนขยาย 3 dB แล้วส่งด้วยเครื่องส่ง 5 วัตต์ จะได้สัญญาณวิทยุที่ออกอากาศจริงเท่ากับ 9.95 วัตต์
 
  ไม่ยากใช่ไหมสำหรับการคำนวณหาอัตราการขยายกำลังของสายอากาศ  แต่ถ้าท่านใดไม่มีเวลาในการคำนวณผมมีตารางแสดงอัตราการขยายกำลังของสายอากาศมาให้เรียบร้อยแล้ว  เทียบดูว่าท่านใช้สายอากาศที่มีอัตราการขยายกำลังเป็นกี่ dB แล้วคูณด้วยกำลังส่งของวิทยุ  แค่นี้ก็จะได้ทราบว่าทุก ๆวันที่ท่านคุยวิทยุกับเพื่อนๆ  ออกอากาศด้วยกำลังส่งกี่วัตต์จริง ๆ  ถ้ามันมากไปก็จะได้ลดกำลังส่งลงบ้าง เพื่อถนอมกำลังเครื่องให้ใช้งานได้น่าน ๆ 


ตารางแสดงอัตราการขยายกำลังของสายอากาศ

วิธีการคำนวณ ให้ท่านดูว่าท่านใช้สายอากาศที่มีเกนขยายเท่าไหร่แล้วมาเทียบในตารางว่าจะทำให้กำลังส่งเพิ่มเป็นกี่เท่า แล้วก็นำไปคูณกับกำลังส่งของวิทยุสื่อสารของท่าน ก็จะได้กำลังส่งที่ออกอากาศจริง ๆ 


E20LFW
18 Aug 2012
www.108ham.com