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
อัตราขยายกำลังของ
สายอากาศ ( dB )
|
กำลังส่งออกอากาศ
เพิ่มขึ้น( เท่า )
|
เกนขยายสายอากาศ |
ออกอากาศจริงเพิ่ม ( เท่า ) |
1.0 |
1.25 |
1.5 |
1.41 |
2.0 |
1.58 |
2.2 |
1.64 |
2.5 |
1.77 |
3.0 |
1.99 |
3.1 |
2.04 |
3.5 |
2.23 |
3.7 |
2.34 |
3.8 |
2.39 |
4.0 |
2.51 |
4.1 |
2.57 |
4.5 |
2.81 |
5.0 |
3.16 |
5.2 |
3.31 |
5.5 |
3.54 |
6.0 |
3.98 |
6.5 |
4.46 |
7.0 |
5.01 |
7.5 |
5.62 |
8.0 |
6.30 |
8.5 |
7.07 |
9.0 |
7.94 |
9.5 |
8.91 |
11.0 |
12.58 |
11.5 |
14.12 |
12.0 |
15.84 |
12.5 |
17.78 |
13.0 |
19.95 |
13.5 |
22.38 |
14.0 |
25.11 |
14.5 |
28.18 |
15.0 |
31.62 |
15.5 |
35.48 |
16.0 |
39.81 |
16.5 |
44.66 |
17.0 |
50.11 |
17.5 |
56.23 |
18.0 |
63.09 |
18.5 |
70.79 |
19.0 |
79.43 |
19.5 |
89.12 |
20.0 |
100.00 |
|
|
วิธีการคำนวณ ให้ท่านดูว่าท่านใช้สายอากาศที่มีเกนขยายเท่าไหร่แล้วมาเทียบในตารางว่าจะทำให้กำลังส่งเพิ่มเป็นกี่เท่า แล้วก็นำไปคูณกับกำลังส่งของวิทยุสื่อสารของท่าน ก็จะได้กำลังส่งที่ออกอากาศจริง ๆ
E20LFW
18 Aug 2012
www.108ham.com