ในการสนทนาบนความถี่วิทยุเกี่ยวกับเรื่องของสายอากาศส่วนมาก นักวิทยุสมัครเล่นมักจะพูดคุยกันแต่เรื่องของคุณสมบัติทางไฟฟ้าของสายอากาศ เช่น SWR, ประสิทธิภาพ, การแผ่คลื่น, แถบความถี่ใช้งาน ฯลฯ ไม่ค่อยจะมีใครพูดถึงคุณสมบัติทางกายภาพ คือ ด้านโครงสร้างและวัสดุที่ใช้ประกอบเป็นสายอากาศซึ่งมีความสำคัญมากเพราะเป็นตัวแปรสำคัญที่บ่งบอกถึงความคงเส้นคงวาของคุณสมบัติทางไฟฟ้าและอายุการใช้งานของระบบสายอากาศนั้นๆ

                สายอากาศสองชุดที่ออกแบบมาเหมือนๆ กัน แต่ใช้วัสดุในการสร้างที่มีคุณภาพหรือความเหมาะสมต่างกัน จะให้ผลการใช้งานได้ดีพอๆ กันในระยะแรก แต่พอใช้งานจริงๆ จังๆ ไปสักระยะก็จะพบความแตกต่างที่มากขึ้น จะเกิดปัญหาต่างๆ ขึ้นกับสายอากาศชุดที่ใช้วัสดุและอุปกรณ์ที่ไม่มีคุณภาพพอหรือไม่เหมาะสม เช่น SWR สูงขึ้น, เกิดสัญญาณขยะหรือสัญญาณรบกวนมากขึ้น, อัตราขยายลดต่ำลงหรือเกิดความผิดปกติต่างๆ เกิดขึ้นที่ตัวสายอากาศ

                สายอากาศที่นำเข้ามาจากต่างประเทศส่วนมากจะสามารถใช้งานได้นานมากกว่า 5 ปี ในสภาวะการใช้งานปกติ

                แต่สายอากาศแบบเดียวกันที่ผลิตในบ้านเรา เท่าที่พบมา บางครั้งใช้งานได้ไม่ถึง 2 ปี ก็มีปัญหาจนทนใช้ไม่ไหว หรือถ้าจะอดทนใช้ต่อไป ก็ต้องคอยตามแก้ปัญหาสารพัดที่จะเข้าแถวมารอ ทั้งนี้เพราะวัสดุและอุปกรณ์ที่นำมาใช้สร้างสายอากาศและวิธีการผลิตที่แตกต่างกัน

                แต่จะโทษผู้ผลิตสายอากาศในบ้านเราก็ไม่ได้ เพราะว่าวัสดุดีๆ อุปกรณ์ดีๆ และเทคโนโลยีการผลิตที่ทันสมัยและให้ประสิทธิภาพสูงๆ หลายอย่างไม่สามารถหาได้ในบ้านเราหรือถ้าหาได้ก็จะต้องเสียค่าใช้จ่ายสูงมาก

                สำหรับวัสดุหลักๆ ที่นิยมใช้ในการสร้างสายอากาศ ก็มี อะลูมิเนียม ทองแดง ทองเหลืองและเหล็กสเตนเลส สำหรับวัสดุอื่นๆ ก็พอมีบ้างแต่น้อยมาก

                ฉบับนี้ เราจะเขียนถึงอะลูมิเนียมเท่านั้นเพราะเป็นวัสดุที่นิยมนำมาใช้สร้างสายอากาศมากที่สุด ผมจะไม่เขียนถึงทฤษฎีมากนัก เอากันแบบลูกทุ่งๆ ดีกว่า

                สิ่งที่เราต้องให้ความสำคัญมากที่สุดในการเลือกวัสดุที่จะนำมาสร้างสายอากาศ ก็คือค่า Conductivity หรือความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าของวัสดุนั้นๆ

                ค่า Conductivity มีผลต่อประสิทธิภาพของสายอากาศมาก เพราะถ้าหากสายอากาศทำจากวัสดุที่ไม่สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ดี สายอากาศชุดนั้นก็จะมีประสิทธิภาพต่ำตามไปด้วย

                คลื่นสัญญาณไฟฟ้าที่วิทยุส่งมายังสายอากาศเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ

                ความสามารถในการนำไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ของอะลูมิเนียม เมื่อปรียบเทียบกับวัสดุชนิดอื่นๆ จะพบว่าเป็นรองทั้งเงิน ทองแดง ทองคำ และโครเมียมอยู่หลายเปอร์เซ็นต์ แต่เมื่อนำมาทดลองกับ ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ความถี่สูงๆ พบว่านำได้ดีเป็นอันดับสอง รองจาก เงิน ซึ่งเป็นโลหะที่นำไฟฟ้าได้ดีที่สุดอยู่ไม่มากนัก

                ทั้งนี้เพราะที่กระแสไฟฟ้าความถี่สูงๆ (AC) กระแสไฟฟ้าจะไหลเฉพาะที่บริเวณผิวของวัตถุตัวนำเท่านั้น จะลึกลงไปมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับชนิดของวัตถุตัวนำนั้นๆ

                ความได้เปรียบของอะลูมิเนียมอีกอย่างหนึ่งคือ เมื่อนำมาใช้งานกับไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ความถี่สูงๆ กระแสจะไหลลึกลงไปในเนื้อโลหะได้ลึกกว่าเงิน ทำให้เมื่อใช้งานกับความถี่สูงๆ ประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าโดยรวมของอะลูมิเนียมแทบจะไม่เป็นรองเงินเลย เมื่อนำอะลูมิเนียมและเงินมาสร้างสายอากาศชนิดเดียวกัน ก็แทบจะไม่พบข้อแตกต่างของประสิทธิภาพการใช้งาน นี่เป็นเหตุผลประการที่หนึ่ง

                ประการที่สอง คือ น้ำหนักเบา, ทนทานต่อการเกิดสนิมและการผุกร่อน, และที่สำคัญคือราคาไม่แพง ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของสายอากาศได้โดยการเพิ่มพื้นที่การไหลของกระแส ซึ่งก็คือการเพิ่มขนาดให้ใหญ่ขึ้นนั่นเอง

                เมื่อความเสียเปรียบในด้านการนำกระแสเพียงเล็กน้อย แต่มีข้อได้เปรียบด้านอื่นๆ มาก จึงทำให้อะลูมิเนียมเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมเป็นอันดับหนึ่งในการสร้างสายอากาศ

                ส่วนความแข็งแรงนั้น ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบหลายๆ อย่าง ทั้งส่วนผสมของเนื้ออะลูมิเนียม, กรรมวิธีการผลิตและลักษณะทางกายภาพ

                อะลูมิเนียมมีหลายชนิดและหลายระดับราคา ทั้งชนิดธรรมดาสำหรับการใช้งานทั่วๆ ไป จนถึงอะลูมิเนียมชนิดพิเศษสำหรับงานเฉพาะอย่าง เช่น สำหรับงานด้านอากาศยาน ซึ่งจะแตกต่างกันทั้งทางด้านส่วนผสมและกรรมวิธีการผลิต ความแข็งแรง น้ำหนัก และราคา

                สำหรับอะลูมิเนียมที่มีขายในเมืองไทยจะเป็นอะลูมิเนียมผสมเบอร์ 6063 T5 ซึ่งจะทนแรงดึงได้ 15.5 kg / mm² ซึ่งดูก็น่าจะแข็งแรงเพียงพอสำหรับการสร้างสายอากาศ

                แต่สำหรับสายอากาศที่นำเข้ามาจากต่างประเทศ มักจะใช้อะลูมิเนียมผสมเบอร์ 6061 T6 ที่สามารถทนแรงดึงได้ 31 kg / mm² เป็นวัสดุในการสร้างสายอากาศ ยังมีเบอร์อื่นๆ ที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันไปอีก

                อย่างไรก็ตาม อะลูมิเนียมผสมเบอร์ 6063 T5 ที่มีขายตามร้านค้าอะลูมิเนียมในไทย ก็ไม่ใช่ว่าจะมีคุณภาพเหมือนกันหมด ทั้งนี้เพราะมีโรงงานผลิตหลายแห่ง แต่ละแห่งก็จะมีมาตรฐานการผลิตและความละเอียด พิถีพิถันในการผลิตแตกต่างกันไป ซึ่งเราจะพูดถึงต่อไป

                การเลือกท่ออะลูมิเนียมมาใช้สร้างสายอากาศ อันดับแรกเราคงต้องอาศัยสายตาในการพิจารณา ให้ดู ผิว ของอะลูมิเนียม จากที่เคยทดลองใช้พบว่า ท่ออะลูมิเนียมที่มีผิวเรียบๆ ไม่มีรอยเส้นตามยาว และเนื้อเงามันกว่า เมื่อนำมาปัดเงาก็จะเงากว่า การเจาะรูก็ทำได้เรียบร้อย จุดยึดก็ดูเรียบร้อย มั่นคงกว่า ต่างกับชนิดที่มีเส้นตามทางยาวและผิวดูด้านๆ เมื่อนำมาปัดเงาก็ดูเหมือนจะไม่เงาหรือเงาได้ไม่นาน ซ้ำร้ายยังเกิดคราบออกไซด์ขาวๆ ที่ผิวได้ในเวลาอันรวดเร็วเมื่อนำมาสร้างสายอากาศก็จะมีผลเสียต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าของสายอากาศนั้น ๆ  เช่น SWR สูงความสามารถในการรับส่งต่ำ เกิดสัญญาณรบกวนฯลฯ

                การเคลือบผิวของท่ออะลูมิเนียมก็คงจะต้องให้ความสำคัญเหมือนกัน เพราะอะลูมิเนียมในท้องตลาดจะมีทั้งแบบไม่ชุบและแบบชุบอโนไดซ์

                ชนิดที่ชุบมีข้อดีคือ ทนทานต่อการผุกร่อนและการเกิดคราบออกไซด์ได้ดีมากแต่การอโนไดซ์ทำให้ส่วนที่เคลือบนั้นมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า ถ้านำมาสร้างสายอากาศแบบยากิหลายอีลีเมนต์แล้ว อาจจะเกิดปัญหาด้านการสัมผัสทางไฟฟ้าได้

                อีกเรื่องเป็นปัญหาในการใช้ท่ออะลูมิเนียมสร้างสายอากาศอย่างที่ไม่น่าจะเป็นเลย นั่นคือ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อเพราะเท่าที่ได้พบมาการผลิตที่มีความคลาดเคลื่อนมาก เช่น ท่ออะลูมิเนียมขนาด 10 mm. (3 หุน) ขนาดอาจคลาดเคลื่อนได้ถึง 8-10% คือในเส้นเดียวกัน อาจมีบางช่วงที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 11 mm. และอาจจะมีบางช่วงที่เหลือ 9mm. ระยะที่คลาดเคลื่อนเหล่านี้จะก่อปัญหาในการสวมต่อหรือการเจาะรู การสอดลอดรูต่างๆ

                อะลูมิเนียมไม่สามารถบัดกรีได้ จะใช้วิธีการเชื่อมอะลูมิเนียมก็มีค่าใช้จ่ายสูง ทางออกคือวิธีใช้น็อต-สกรู ยึดระหว่างจุดต่อต่างๆ ซึ่งทำให้เกิดจุดบกพร่องของสายอากาศได้ เช่นความผิดพลาดของระยะ ความไม่แน่นอนของจุดสัมผัสทางไฟฟ้า การผุกร่อนกัลวานิค (เกิดจากการนำโลหะที่มีอัตราไฟฟ้าแตกต่างกันมากมาใช้งานร่วมกัน) น็อต- สกรูชนิดที่เหมาะสมในการใช้ประกอบสายอากาศร่วมกับอะลูมิเนียม คงจะไม่มีอะไรเหมาะสมมากไปกว่าน็อต-สกรู ชนิดเหล็กสเตนเลส ซึ่งปัจจุบันก็สามารถหาซื้อได้ไม่ยากนัก

                ส่วนน็อตสกรูชนิดอื่น ไม่เหมาะสมนักในการใช้ประกอบสายอากาศที่ใช้งานจริงๆ จังๆ เพราะในระยะยาวมักจะเกิดปัญหาเรื่องสนิมหรือการผุกร่อนกัลวานิคตามคุณสมบัติของวัสดุที่ผลิตน็อต-สกรูนั้นๆ

                ละเอียดรอบคอบสักนิดในการพิจารณาเลือกวัสดุที่ใช้ประกอบสายอากาศไม่ว่าท่านจะซื้อจากผู้ผลิตหรือว่านิยมที่จะพัฒนาความสามารถของตัวเอง โดยการสร้างสายอากาศใช้เอง เพราะถ้าหากว่าสายอากาศของท่านขึ้นไปอยู่ที่ความสูงมากกว่า 30 เมตร แล้วเกิดปัญหาขึ้นมา มันคงจะไม่สนุกแน่กับการตามขึ้นไปแก้ไข

                บางครั้งงบประมาณในการจ้างปีนเสาเพื่อขึ้นไปแก้ไขปัญหาของสายอากาศ มันอาจจะมากพอที่จะซื้อสายอากาศชนิดเดียวกันได้อีกหนึ่งชุด