Transmission line หรือสายส่งหรือสายนำสัญญาณ เป็นอุปกรณ์ประเภทที่เป็นตัวนำและถ่ายทอดสัญญาณไปสู่อุปกรณ์ปลายทาง แต่ในทางด้านวิทยุสมัครเล่นของเรา จะใช้สายนำสัญญาณ เป็นตัวกลางนำสัญญาณความถี่วิทยุจากตัวเครื่องรับส่ง ไปสู่สายอากาศ และนำสัญญาณจากสายอากาศมาสู่เครื่องรับส่ง และจะต้องมีการสูญเสียกำลังงานในตัวสายให้น้อยที่สุดด้วยจึงจะเรียกได้ว่าสายส่งมีประสิทธิภาพ เห็นอย่างงี้แล้วแสดงว่าสายนำสัญญาณต้องมีความสำคัญในส่วนของกำลังงานและประสิทธิภาพการรับส่งด้วยอย่างแน่นอน
สายนำสัญญาณสามารถแบ่งได้หลายขนิดตามคุณสมบัติ หรือ วัสดุ ซึ่งบอแบ่งออกได้ใหญ่ๆ 2 ชนิดคือ
          1.สายนำสัญญาณแบบบาลานซ์ balanc เป็นสายนำสัญญาณประเภทที่มีตัวนำสองเส้นวางคู่ขนานกันไป โดยที่มีฉนวน หรือ ไดอิเล็กทริกเป็นตัวขั้นกลาง สัญญาณในตัวนำทั้งสองจะมีค่ากระแสเท่ากันทั้ง 2 เส้น แต่มีเฟสต่างกัน 180 องศาและไม่มีส่วนใดต่อลงกราวน์ของระบบ ส่วนใหญ่ที่เราเห็นและมักคุ้นเคยกัน ก็คือสายนำสัญญาณชนิดแบน 300 โอมห์ ที่นิยมใช้ติดตั้งกับระบบโทรทัศน์ สายนำสัญญาณประเภทนี้มีการรบกวนจากสัญญาณอื่นได้ง่าย เพราะไม่มีส่วนในการห่อหุ้มที่เป็นส่วนป้องการการรบกวน หรือการแพร่กระจายคลื่นออก

2.สายนำสัญญาณแบบอันบาลานซ์ เป็นสายนำสัญญาณที่เป็นส่วนของ สัญญาณ และส่วนของกราวด์ ที่พบเห็นและเกี่ยวข้องกับวิทยุสมัครเล่นก็คือ สายโคแอคเชียล คือสายนำสัญญาณ ที่เป็นตัวนำอยู่ตรงกลาง และมีส่วนของชีลด์เป็นตัวนำห่อหุ้มอยู่ในลักษณะทรงกระบอก โดยมีฉนวนหรือไดอิเล็กทริก ระหว่างกลางตัวนำทั้งสอง คุณสมบัติของสายนำสัญญาณประเภทนี้ คือ ในส่วนของ ชีลด์สามารถป้องกันสัญญาณรบกวนที่จะเข้ารบกวนในส่วนสัญญาณได้ และสามารถป้องกันการแพร่กระจายคลื่นที่เล็ดลอดออกมาจากสายนำสัญญาณได้

            ข้อพิจราณาการเลือกใช้สาย
1. การสูญเสียในสายภายในสายต่ำถือว่ามีคุณภาพดี มีข้อสังเกตุว่าถ้าใช้โฟมเป็นไดอิเล็กทริกจะลดการสุญเสียได้มาก
2. การโค้งงอในสาย ในงานที่ถูกโค้งงอบ่อยเราควรใช้สายที่มีลวดตัวนำตรงกลางจำนวนหลายเส้นจะได้ไม่ขาดเร็วเกินไป
3. สายชีลด์ ป้องกันไม่ให้เกิดสัญญาณรบกวน

              เจาะลึกสายนำสัญญาณที่เกี่ยวข้องกับนักวิทยุสมัครเล่น
                  สายนำสัญญาณที่ใช้กับนักวิทยุสมัครเป็นสายนำสัญญาณชนิด โคแอ็กเชียล คือ สายนำสัญญาณ ที่เป็นตัวนำอยู่ตรงกลาง และมีส่วนของชีลด์เป็นตัวนำห่อหุ้มอยู่ในลักษณะทรงกระบอก โดยมีฉนวนหรือไดอิเล็กทริก ระหว่างกลางตัวนำทั้งสอง คุณสมบัติของสายนำสัญญาณประเภทนี้ คือ ในส่วนของ ชีลด์สามารถป้องกันสัญญาณรบกวนที่จะเข้ารบกวนในส่วนสัญญาณได้ และสามารถป้องกันการแพร่กระจายคลื่นที่เล็ดลอดออกมาจากสายนำสัญญาณได้
ซึ่งคุณสมบัติต่างๆของสายนำสัญญาณประเภทนี้

ส่วนประกอบของสายโคแอกเชียล

1.ส่วนฉนวนชั้นนอกสุด เป็นส่วนที่ใช้ห่อหุ่มสายเพื่อป้องกันการถูกกระแทก ฉีกขาด ของสายภายใน
2. ส่วนชีลด์ เป็นโลหะ อาจเป็นแผ่นหรือใช้การถักให้เป็นแผง ห่อหุ้มอยู่ชั้นนอก ทำหน้าที่ป้องกันสัญญาณรบกวน และป้องกันการแพร่กระจายคลื่นของสัญญาณออกมาภายนอก
3.ส่วนไดอิเล็กทริก เป็นตัวขั้นกลางระหว่างส่วนของ อินเนอร์ และ ชีลด์ ฉนวนนี้มีความสำคัญในส่วนของการลดทอนสัญญาณด้วย มักเป็น โพลิเอธิลีน(PE) หรือโฟม
4.ส่วนนำสัญญาณ หรืออินเนอร์ เป็นตัวนำอยู่ภายในสุด ทำหน้าที่นำสัญญาณจาก อุปกรณ์ต้นทางไปยังปลายทาง

มาตรฐานของสายนำสัญญาณ
         สายนำสัญญาณทุกแบบถูกผลิตตามมาตรฐาน MIL - C -17 ในกิจการทางด้านทหารของสหรัฐอเมริกา และ JIS C 3501 ของประเทศญี่ปุ่น ซึ่งบริษัทผู้ผลิตต่างๆ จะนำมาผลิตสายนำสัญญาณยี่ห้อของตนตามมาตรฐานจำพวกนี้ และกำหนดเบอร์ของสายออกมา ซึ่งจะบอกคุณลักษณะของสายนำสัญญาณ เช่น

มาตรฐาน MIL- C -17 RG-58 A/U
              RG ย่อมาจาก Radio Guide ก็คือสายนำสัญญาณวิทยุนั่นเอง
              58 เป็นเบอร์ของสาย
              อักษรตัวแรก อาจมีหรือไม่มีก็ได้แสดงการเพิ่มเติมหรือเปลี่ยนแปลงวัสดุ เช่น เปลือกหุ้ม จำนวนลวดตัวนำ อิมพีแดนซ์เปลี่ยนแปลงเล็กน้อย การสูญเสียต่างกันเล็กน้อย
              /U หมายถึง Utility หรือ Universal คือการใช้งานทั่วไป

มาตรฐาน JIS C 3501 5D-FB
              ตัวเลขตัวแรก คือ ขนาดเส็นผ่าศูนย์กลางภายนอก โดยประมาณ ของไดอิเล็กทริก
              อักษรหลังตัวเลข คือ ค่าอิมพีแดนซ์ C = 75 โอมห์ D = 50 โอมห์
              อักษรหลังขีด แสดงวัสดุที่ทำไดอิเล็กทริก F คือ โฟม ถ้าเป็นเลข 2 คือ PE
              อักษรตัวสุดท้าย แสดงลักษณะของชิลด์ และเปลือกหุ้มสาย

 B = ชิลด์ทองแดง + ชิดล์ อะลูมิเนียม + PVC
              E = ชีลด์ทองแดง + PE
              L = ชีลด์อะลูมิเนียม + PVC
              N = ชิลด์ทองแดง + ไนล่อนถัก
              V = ชีลด์ทองแดง + PVC
              W = ชิลด์ทองแดงทักสองชั้น + PVC

ตัวอย่างแสดงการคำนวน เกี่ยวกับการสูญเสีย
ใช้สาย RG-8A/U ยาว 30 เมตร จะมีค่าการสูญเสียภายในสายนำสัญญาณ เท่าไร

จาก การสูญเสียที่ 100 เมตร สูญเสีย 8.8 dB
ดังนั้นที่ 30 เมตร สุญเสีย = (30/100) x 8.8 = 2.64 dB
และหาก ใช้เครื่องรับส่ง กำลัง 5 วัตต์ จะไปออกที่ปลายสายนำสัญญาณ เท่าใด
จาก dB ที่สูญเสีย = 10 log (Po/Pi) ; Po คือกำลังส่งที่ปลายสาย , Pi คือ กำลัง ที่ส่งเข้าไปในสาย
-2.64dB = 10 log (Po/5)
(Po/5) = 10^(-2.64/10)
(Po/5) = 0.5445
Po = 0.5445 x 5 = 2.72 วัตต์

                 อุปกรณ์ที่สำคัญอย่างหนึ่งของการติดต่อสื่อสาร คือสายอากาศ และสายนำสัญญาณ ซึ่งจะถือได้ว่าเป็นส่วนที่สำคัญที่สุด เพราะการติดต่อสื่อสารนั้นจะสามารถติดต่อระยะทางได้ไกลๆมากเท่าไหร่นั้น สายอากาศจะถือเป็นหัวใจหลักอย่างหนึ่ง ถ้าเครื่องส่งมีประสิทธิภาพสูง แต่สายอากาศคุณภาพแย่ หรือไม่เหมาะสมกับความถี่ที่ใช้งานย่อมจะเป็นตัวลดทอนสัญญาณที่จะถูกส่งออกไป เรามาทำความรู้จัก สายส่งกำลัง และสายอากาศกันดีกว่าครับ

            สายนําสัญญาณ (Transmission Line) คือสายตัวนำสัญญาณที่เราต่อระหว่างเครื่องส่งวิทยุไปยัง สายอากาศ ซึ่งสายนำสัญญาณจะใช้กรณีที่เราต้องการต่อใช้สายอากาศภายนอก ซึ่งสายนำสัญญาณจะเป็นตัวนำ สัญญาณจากเครื่องส่งวิทยุไปยังสายอากาศ และเป็นตัวนำพาสัญญาณวิทยุจากสายอากาศมายังเครื่องรับเช่นกัน ส่วนใหญ่สายนำสัญญาณที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารทางวิทยุจะเป็นชนิด "โคแอกเซียล" ซึ่งจะมีลักษณะเป็นโลหะ เช่น ทองแดง เป็นตัวนำสัญญาณตรงกลางของสาย (บางยี่ห้อมีการจัดทําเป็นแกนสายทองแดงหลายๆ เส้นตีเกลียวซึ่งมักจะนิยมใช้กับสายอากาศประเภทที่มีโรเตอร์หมุนเพื่อลดปัญหาแกนในขาดกลาง) แล้วจะมีฉนวนเป็นตัวหุ้ม หรือเรียกว่าไดอิเล็กตริก ซึ่งอาจจะเป็นพลาสติก หรือโฟม (หากเป็นสายโฟมมักจะมีฟลอย์ประเภทอลูมิเนียมพันทับอยู่บนแกนโฟมเพื่อเป็นการแบ่งแยกสัญญาณไม่ให้สัญญาณมารบกวน) แล้วจะมีซีลด์ ซึ่งจะเป็นตัวป้องกันสัญญาณรบกวน โดยซีลด์ส่วนใหญ่จะถักเป็นตาข่ายห่อหุ้มอิเล็กตริก ซึ่งมักจะถูกจัดทําด้วยวัสดุประเภททองแดงหรือเงิน และซีลด์นี้ก็ถือว่าเป็นส่วนที่เดินทางครบวงจรของสัญญาณวิทยุด้วย ถัดจากส่วนของสายซีลด์จะถูกห่อหุ้มด้วยพลาสติกอีกชั้นที่เป็นปลอกหุ้มสีดำ  

** โฟม หมายถึง ชนิดของไดอิเล็กตริกมีลักษณะเป็นรูพรุน  โดยมากสายประเภทที่เป็นโฟมมักจะมีชีลด์เป็นตัวกันคลื่นมิให้เกิดการกวนกับสัญญาณจากภายนอก โดยมากนักวิทยุสมัครเล่นในเมืองไทยนิยมใช้แต่มีข้อควรระวังมาก ตัวอย่างดังที่เคยปรากฎมาแล้วกับนักวิทยุสมัครเล่นหลายๆท่าน

ตารางคุณสมบัติของสายนำสัญญาณชนิดต่างๆ เฉพาะค่า อิมพีแดนช์ประมาณ 50 โอห์ม ซึ่งเป็นสายที่ใช้ต่อจากเครื่องวิทยุสื่อสารไปสู่สายอากาศ

การเลือกใช้สายนำสัญญาณ ตอนที่ 1

                ในระบบการรับส่งสัญญาณวิทยุนั้น สายนำสัญญาณ (transmission line) ก็มีความสำคัญไม่น้อยไปกว่า สายอากาศเลย การเลือกใช้สายนำสัญญาณให้เหมาะสมกับงาน ก็สามารถเพิ่มประสิทธิภาพ
การรับส่งสัญญาณได้มาก สายนำสัญญาณสามารถส่งผ่านกำลังของคลื่นวิทยุ จากเครื่องส่งไปยังสายอากาศ และนำสัญญาณที่รับได้จากสายอากาศ กลับมาที่เครื่องรับวิทยุ ดังนั้น สายอากาศจึงเป็นตัวกลาง
ในการเชื่อมต่อเครื่องรับ - ส่งวิทยุ กับสายอากาศสายนำสัญญาณสามารถแบ่งได้ 2 ประเภท คือ

 1.บาลานซ์ไลน์ (Balance line) คือ สานนำสัญญาณที่มีตัวนำ 2 เส้น ที่มีลักษณะเหมือนกัน วางขนานกัน โดยมีตัวกลางหรือ ไดอิเล็กทริก กั้นกลาง อาจจะเป็นอากาศก็ได้ เช่นสายแบบ โอเพ่นไวร์ (Open wire)
ซึ่งจะมีฉนวนต่อขั้นเป็นระยะเพื่อเพิ่มความแข็งแรง และคงลักษณะของการขนานไว้ อีกแบบ คือ สายริบบอน หรือ ทวินลีด ซึ่งมีอิมพีเดนซ์ 300 โอมห์ ที่เรานำมาใช้ต่อสายอากาศโทรทัศน์ ในสมัยก่อน
เปลือกหุ้มของสายอากาศแบบนี้ จะเป็นไดอิเล็กทริกไปในตัวด้วย

  2.อันบาลานซ์ไลน์ (Unbalance line) คือ สายนำสัญญาณที่ตัวนำสองเส้นมีลักษณะต่างกัน หรือที่รู้จักกันดีในนาม สายโคแอกเชียล (coaxial cable) นั่นเอง สายแบบนี้สร้างขึ้นมาเพื่อทดแทน
สายแบบบาลานซ์ไลน์ ด้วยคุณสมบัติที่ดีกว่า เช่น ป้องกันคลื่นวิทยุอื่นๆ แทรกเข้ามาได้ดีกว่า ติดตั้งใกล้ๆ โลหะได้โดยไม่มีผลการสูญเสียคลื่นออกจากสาย

ค่าความเร็วของคลื่นวิทยุในสายนำสัญญาณ (Velocity Factor)
         การเดินทางของคลื่นวิทยุในสายนำสัญญาณนั้น เดินทางได้ช้ากว่าในบรรยากาศและช้ากว่าความเร็วแสงในบรรยากาศ ซึ่งค่าความเร็วของคลื่นวิทยุ ในสายนำสัญญาณมีค่าสัมพันธ์กับค่าคงที่ของวัสดุ
ที่นำมาทำเป็นไดอิเล็กทริก ของสาย (dielectric constant) ค่าความเร็วนี้ได้มาจากอัตราส่วนของความเร็วคลื่นในสายต่อความเร็วคลื่นในบรรยากาศ ซึ่งบอกเป็นเปอร์เซ็นต์ ของความเร็วแสง โดยทั่วไปแล้ว
ค่าความเร็วของคลื่นในสายเราจะเรียกว่า ตัวคูณความเร็วของสาย เช่น สายนำสัญญาณเบอร์ RG - 58A/U มีค่าตัวคูณความเร็ว 0.66 ซึ่งรายละเอียดของสายนำสัญญาณเบอร์ต่างๆ แสดงอยู่ในตารางที่ 1

ในตอนแรกนี้เราเรียนรู้พื้นฐานของสายนำสัญญาณ และชนิดของสายนำสัญญาณมาพอสมควรแล้ว ตอนต่อไปจะเป็นการนำสายนำสัญญาณมาประยุกต์ใช้งาน การตัดสายนำสัญญาณให้ลงแลมด้า
ตามความถี่ที่ใช้งาน และการตัดสายนำสัญญาณเพื่อทำเฟสชิ่งไลน์

ตารางคุณสมบัติสายโคแอกเชียลที่นิยมใช้งาน

ความหมายของตัวย่อของสารที่ทำเป็นไดอิเล็กทริก

การเลือกใช้สายนำสัญญาณ ตอนที่ 2

การตัดสายนำสัญญาณให้ลงแลมด้าเพื่อทำเฟสชิ้งไลน์
        โดยปรกติเมื่อนำสายนำสัญญาณมาใช้งานตามปรกติ ค่าตัวคูณความเร็วของสายนำสัญญาณก็แทบ ไม่ต้องสนใจ แต่ถ้าใช้สายนำสัญญาณมาต่อเพื่อขนานสายอากาศหลายๆ ต้นเข้าด้วยกัน เช่น สายอากาศแบบยากิหลายๆ แสต็ก หรือ สายอากาศไดโพลหลายๆ ห่วง สายนำสัญญาณที่ถูกนำมาใช้งานในลักษณะนี้เรียกว่า "เฟสชิ่งไลน์ (phasing line)" ซึ่งจะต้องคำนวนความยาวสายอากาศเทียบกับความยาวคลื่น โดยความยาวคลื่นหาได้จากสูตร

                ค่าความยาวคลื่นที่ได้ออกมานี้ เมื่อนำมาใช้กับสายนำสัญญาณ หรือ สายเฟสชิ่งไลน์ จะเรียกว่าความยาวทางไฟฟ้า (electrical length) ซึ่งเมื่อต้องการตัดสายสายนำสัญญาณมาใช้งานจริงๆ จะต้องคูนค่าตัวคูณความเร็วของสายนำสัยญาณกับค่าความยาวทางไฟฟ้าก่อน ค่าที่ได้ออกมาจึงคือค่าความยาวจริงที่ใช้ในทางปฎิบัติ

 ตัวอย่าง เช่น ใช้สายนำสัยญาณเบอร์ RG-8 แบบโฟม มีค่าตังคูณความเร็ว 0.8 มาทำเฟสชิ่งไลน์ ยาวครึ่งความยาวคลื่นของความถี่ 145 MHz จะได้ความยาวทางไฟฟ้าเท่ากับ 

(300/145) X (1/2) = 1.0344 เมตร

                 ก่อนจะตัดสินใจนำสายนำสัญญาณเบอร์ใดมาใช้งาน ก็จำเป็นต้องทราบค่าตัวคูณความเร็วของ สายนำสัญญาณเบอร์นั้นๆ ด้วย ลองมาดูตัวอย่างการใช้งานจริงกันบ้าง เช่น ถ้าต้องการนำสายอากาศ ยากิ แบบ 5 อี 2 ต้น มาแสต็กเข้าด้วยกันจะต้องใช้สายเฟสชิ่งไลน์อิมพีแดนซ์ 75 โอมห์ ยาว 3/4 แลมด้า ในทางไฟฟ้า ต่อจากสายอากาศแต่ละต้นและนำปลายสายอีกด้านหนึ่งมาต่อขนานกัน อิมพีแดนซ์รวมที่จุดนี้ จะเป็น 50 โอมห์ และต่อสายนำสัญญาณ 50 โอมห์ จากจุดนี้ ไปยังเครื่อง รับ-ส่ง วิทยุ ซึ่งการต่อใช้งานสาย ในลักษณะนี้เพื่อจัดเฟสในระบบสายอากาศรวมหลายๆ ต้น หรือ เรียกว่า ควอเตอร์เวฟทรานสฟอร์เมอร์ (quarter wave transformer) เราจะต้องกำหนดความยาวของสายเฟสชิ่งไลน์เป็นเศษส่วนของความ ยาวคลื่น แต่เศษต้องเป็นเลขคี่ เช่น 3/4 , 5/4 , 7/4 , 9/4 ส่วนจะเป็นเท่าไรขึ้นอยู่กับแบบของสายอากาศ ที่จะนำมาแสต็กกัน วิธีการนี้มีหลักการมาจากสูตร 

         ดังที่กล่าวมาแล้ว เราจะต้องทำสายอากาศแต่ละต้นให้มีอิมพีแดนซ์ 100 โอมห์ ก่อน เมื่อนำสองต้นมาต่อขนานกับอิมพีแดนซ์ก็จะลดลงเหลือ 50 โอมห์ พอดี เมื่อลองแทนค่า อิมพีแดนซ์ของสาย 75 โอมห์ ค่าอิมพีแดนซ์ที่ต้องการ คือ 100 โอมห์ เราจะได้ค่าอิมพีแดนซ์ของสายอากาศแต่ละต้นประมาณ 56 โอมห์ เมื่อต่อสายเฟสชิ่งไลน์เข้าไปจะได้อิมพีเแดน์รวมที่ปลายสายอีกด้านหนึ่งจะได้อิมพีแดนซ์ 100 โอมห์ทันที เมื่อนำสายอากาศที่ต่อสายเฟสชิ่งไลน์แล้วสองต้นมาขนานกันก็จะได้ ค่าอิมพีแดนซ์ 50 โอมห์ เพื่อต่อสายนำสัญญาณเข้า เครื่องวิทยุ รับ-ส่ง แต่ก่อนที่จะตัดสายนำสัญญาณจะต้องไม่ลืมคูณค่าความเร็วของสายนำสัญญาณเข้าไปก่อน

การเลือกใช้สายนำสัญญาณ

    สำหรับทาวเออร์แล้วควรใช้สายนำสัญญาณเส้นใหญ่ๆ และค่าการสูญเสียต่ำ เพื่อให้ความสูงของสายอากาศเกิดประโยชน์เต็มที่ และการสูญเสียน้อยที่สุด ถ้าใช้สายนำสัญญาณเล็กๆ บางครั้ง สายอากาศที่อยู่ต่ำกว่าแต่การสูญเสียน้อยจะรับส่งได้ดีกว่าเสียอีก

    สายอากาศทิศทางที่ต้องใช้โรเตอร์ช่วยหมุนหาทิศทาง ควรใช้สายนำสัญญาณแบบที่มีตัวนำตรงกลางหลายๆ เส้น จะได้ไม่ขาดเร็วเกินไป แต่ก็ไม่ควรใช้สายโฟม เพราะไดอิเล็กทริกนิ่มและมีรูพรุนเมื่อถูโค้งงอบ่อยๆ ตัวนำตรงกลางอาจเบียดออกด้านข้างไม่อยู่ในแนวกลางเหมือนเดิม อิมพีแดนซ์ของสายอากาศจะเปลี่ยนไปทำให้ค่าการสูญเสียเพิ่มขึ้น

     สายโฟมและสายที่มีตัวนำตรงกลางเส้นเดียวมีการสูญเสียน้อย เหมาะสำหรับการใช้งานตายตัว เช่น ใช้กับสายอากาศแบบรอบตัว

   สายอากาศที่ต้องตากแดดตาดฝนอยู่ตลอดปี ควรเลือกใช้สายนำสัญญาณแบบที่เปลือกหุ้มทำจากสาร NMV แทน PVC เช่น สายเบอร์ RG-58 C/U แทน RG-58 A/U

                มาถึงตอนนี้หวังว่าเพื่อนๆ ผู้ที่กำลังจะพัฒนาสถานีของตนเอง คงจะมีความรู้เพิ่มขึ้นในการเลือกใช้สายนำสัญญาณ จากที่อาจจะไม่ค่อยให้ความสำคัญของสายนำสัญญาณเลยหรือให้ความสำคัญน้อยมาก หลายคนอาจจะให้ความสำคัญกับสายอากาศมากกว่า แต่แท้ที่จริงการเลือกใช้สายนำสัญญาณให้ เหมาะสมกับลักษณะการใช้งานมีผลต่อระบบการสื่อสารมากไม่แพ้สายอากาศทีเดียว ฉะนั้นเรามาใช้งานสายนำสัญญาณแบบผู้รู้ ซึ่งจะทำให้เราประหยัดและสถานีมีคุณภาพ    ....QRU 73  by HS3PMT  26/08/2004

โคแอกเชียลสวิตช์ 3 ทาง Hand make

              ก่อนอื่นเรามาทำความรู้จักโคแอกเชียลสวิตช์กันก่อน " โคแอกเชียลสวิตช์ " ก็คือสวิตช์ที่เราใช้เลือกสายอากาศ สำหรับใครที่มีสายอากาศหลายต้น แต่ต่อกับเครื่องรับ-ส่ง เพียงเครื่องเดียว ก็ไม่ต้องเสียเวลาในการถอดเปลี่ยนสายนำสัญญาณ เพิ่มความสะดวกรวดเร็วในการใช้งาน งบประมาณจะอยู่ที่ 200 บาท เท่านั้นเอง
         มาว่ากันถึงวัสดุอุปกรณ์ที่ต้องเตรียมกันเลยก็แล้วกัน
       1. แผ่นวงจร ขนาด 30 x 30 ซม. (แบบหน้าเดียวหรือ 2 หน้าก็ได้) 1 แผ่น ราคา 45 - 70 บาท
       2. สวิตช์แบนด์/สวิตช์แก็ก/สวิตช์โรตารี่ 1 ชั้น 2 ขั้น (แล้วแต่จะเรียกกัน) 1 ตัว ราคา 20 บาท
       3. ลูกบิดสวิตช์ 1 ตัว ราคา 2 บาท (หรือเลือกตามชอบ)
       4. ขั้วต่อสาย SO-239 จำนวน 4 ตัวๆ ละ 20 บาท
       5. สายไฟหรือสายนำสัญญาณ RG-8 ใช้เฉพาะแกนสายใน(Inner)
       6. อุปกรณ์อื่นๆ เช่น เลื่อย ตะไบกลม-แบน กระดาษทราย สว่านพร้อมดอกสว่าน สีสเปรย์ หัวแร้ง ตะกั่ว

 ขั้นตอนการทำ
       1. นำแผ่นวงจรมาวัดและตัดตามแบบและให้เจาะรูตามจำนวน จะได้ 6 ชิ้น แต่งให้ผิวขอบเรียบโดยใช้กระดาษทราย ส่วนการเจาะรูใครไม่มีสว่านก็ใช้เลื่อยฉลูตัดเอาก็ได้ แล้วใช้ตะไบกลมแต่งอีกทีหนึ่ง

        2. นำแผ่นวงจรทั้งสามแผ่นทางซ้ายมือ มาใส่ ขั้วต่อ SO-239 และสวิตช์ ในส่วนของสวิตช์จะมีเดือยอยู่อันหนึ่ง ให้เราเจาะรูเล็กอันหนึ่ง เพื่อล็อคไม่ให้สวิตช์เคลื่อนตอนที่เราบิดสวิตซ์ไป-มา

 3. ทำการประกอบโดยใช้ตะกั่วเป็นตัวเชื่อม โดยเริ่มที่แผ่นที่มีสวิตช์กับแผ่นที่มีขั้วต่อ SO-239 อันเดียว จะสะดวกกว่าครับ แล้วตามด้วยแผ่นที่มีขั้วต่อ SO-239 3 อัน และสุดท้าย เป็นแผ่นขนาด 40 x 50 มม. เพื่อปิดด้านข้าง จะได้เป็นรูปกล่องขึ้นมาแล้ว

        4. นำสายไฟหรือสายใน RG-8 มาบัดกรีจาก Inner ของขั้วกับขาของสวิตช์ อย่าลืมตรวจสอบความถูกต้องของขาสวิตช์ด้วย ลองบิดสวิตช์เลือกไป-มา ดูว่าถูกต้องเป็นใช้ได้แล้ว ไม่มีการช็อตกัน ก็ถือว่าโครงงานเราเสร็จเกือบ 100 % แล้ว

         5. ทำการตรวจวัดด้วย Dummy Load จากโครงการก่อน เพื่อดูว่ามีผลต่อค่า SWR หรือไม่ ลองดูแล้วไม่มีครับ จากนั้นก็บัดกรีแผ่นสุดท้ายได้เลย นำไปใช้งานได้เลย หากต้องการความสวยงามก็พ่นด้วยสีสเปรย์ตามชอบใจแล้วพ่นทับด้วยแล็คเกอร์ งานจะได้ออกมาดูสวยงามขึ้น

       นี่แหล่ะครับงานฝีมือของเรา ได้อุปกรณ์ไว้ใช้งานอีกหนึ่งตัวเป็นฝีมือของเราอีกต่างหาก ราคาถูกแถมถูกใจชาววิทยุสมัครเล่นจริงๆ เงินตราไม่รั่วไหลไปต่างประเทศ ลองทำกันดูครับ การทำอุปกรณ์ต่างๆ ไว้ใช้เอง นอกจากจะทำให้เกิดทักษะการใช้เครื่องมือช่างและความชำนาญในการทำงานฝีมืออีกด้วย

ความสำคัญของ SWR SWR ย่อมาจากคำว่า Standing wave ratio เป็นผลรวมของ Travclling กับ Reflected wave โดยไม่คิดค่าเวลา โดยค่าของ SWR สัมพันธ์กับค่า VSWR ดังนี้ SWR แบ่งออกเป็น 2 กรณี     1.Voltage standing wave ratio (VSWR)     2.Current standing wave ratio (ISWR)     โดยปกติแล้วเราจะวัด ค่า VSWR และ ISWR ที่จุดเดียวกัน จึงนิยมใช้ค่า VSWR ในการวิเคราะห์ และ VSWR = ISWR = SWR โดยที่ค่า SWR นิยมวัดออกมาโดยการใช้เครื่องมือวัดที่นักวิทยุสมัครเล่นคุ้นเคยกันดี คือ SWR meter โดยค่าที่ออกมาได้นั้น จะเป็นอัตราส่วนระหว่าง แรงดันสูงสุด ต่อ แรงดันต่ำสุดภายในระบบ นั้นๆ โดยการวัดค่า SWR จะเป็นการวัดประสิทธิภาพการส่งกำลังของเครื่องส่งผ่านสายนำสัญญาณ ไปยังสายอากาศในระบบเดียวกัน โดยในที่นี้ ตามที่ทราบกันดีว่า out put ที่จุดต่อสายอากาศของเครื่องรับส่ง และ เครื่องมือสื่อสารทั่วไปนิยมทำให้มีค่าอิมพิแดนซ์ 50 โอห์ม ดังนั้น หากต้องการถ่ายถอดกำลังส่งสูงสุดออกไป เราจะต้องใช้ สายนำสัญญาณ และสายอากาศที่มีค่าอิมพิแดนซ์ เท่ากับ 50 โอมห์ด้วย ค่า SWR เท่าใดจึงถือว่าปกติ นักวิทยุสมัครเล่นบางท่าน ไปกังวลกับค่า SWR มากไปทำให้พยายามปรับแต่งค่า SWR ให้ใกล้เคียง 1 มากที่สุด อันที่จริง ค่า SWR ที่แตกต่างกันเพียงเล็กน้อย จาก 1:1 - 1:1.5 ก็ไม่ได้ทำให้ การติดต่อสื่อสารลดประสิทธิภาพลงไปมากนัก แต่หากมองในแง่ของพลังที่สูญเสียไปโดยเปล่าประโยชน์ นั้นก็น่าคิด อยู่ ดังนั้น ตามการวิเคราะห์เบื้องต้นแล้ว การทำให้การสูญเสียอันเนื่องมาจากค่า SWR ต่ำกว่า 1 dB ก็เพียงพอ เพราะการที่ การสูญเสียหรือเพิ่มขึ้น มากกว่าหรือน้อยกว่า 1dB เราแทบแยกไม่ออกเลยว่ามีการเปลี่ยนแปลง ดังนั้นจึงเปรียบเทียบได้กับ ค่า SWR 1:2 ก็ทำงานได้ ไม่ต่างกันมากนักกับ 1:1 เพราะการสุญเสียที่เพิ่มขึ้นมีค่า ไม่เกินไปกว่า 0.5 dB แม้ว่า ที่สายนำสัญญาณ RG-8A/U จะยาวถึง 90 เมตร ก็ตาม ก็ไม่สามารถแยกความแตกต่างออกได้ ผลกระทบจากการเกิดค่า SWR ความจริงแล้วนักวิทยุสมัครเล่นยังมีความเข้าใจผิดกันอยู่มากเกี่ยวกับค่า SWR เช่น เข้าใจว่า ค่า SWR สูงการรับส่ง จะไม่ดี และ ค่า SWR ต่ำๆการรับส่งจะดี จริงๆแล้วความเชื่อดังกล่าวก็เป็นสิ่งที่ถูก เพียงแต่ว่า การรับส่งดีหรือไม่ เป็นเพียงผลตามมาของค่า SWR เท่านั้น ไม่ใช่ผลโดยตรงนักโดยที่การแปลความหมายของ ค่า SWR ที่นำมาใช้ในการวิเคราห์ระบบต่างๆในการถ่ายทอดกำลังนั้น ค่า SWR จะบอกถึง การส่งถ่ายกำลังสูงสุดหรือไม่ภายในระบบ เช่น ค่า SWR 1:1 ก็หมายถึง ต้นทาง และ ปลายทางมีการ ถ่ายเทพลังงาน ได้ โดยที่ไม่มีการลดทอนของกำลังเลย แต่ในทางปฏิบัติ ค่า SWR 1:1 จะไม่เกิดขึ้น เพราะการต่อหรือสายนำสัญญาณ จะต้องมีการลดทอนอยู่แล้ว ดังนั้นผลโดยตรงที่ทำให้การรับส่งดี ก็คือ รูปแบบการแพร่กระจายคลื่นและอัตราขยายสายอากาศ โดยมี อัตตราการลดทอนหรือการสูญเสีย การส่งสัญญาณ ก็คือ ค่า SWR เป็นปัจจัยรองนั่นเอง การใช้งาน การใช้ SWR Meter โดยต่ออนุกรมกับสายนำสัญญาณระหว่างเครื่องส่งกับสายอากาศ เริ่มแรกให้ปรับกำลังส่งของเครื่องส่งให้ออกมากที่สุดและปรับ Calibrate โดยปรับความไวของ SWR Meter ให้อ่านเต็มสเกลแล้วบิดสวิทช์อ่านค่า VSWR ได้เลย

ค่า SWR เมื่อวัดที่ปลายสายนําสัญญาณด้านเครื่องส่งนั้น จะแสดงค่า SWR ที่ปลายด้ายสายอากาศต่อเมื่อสายนําสัญญาณนั้นไม่มีการสูญเสียสัญญาณใด ๆ เลย เมื่อมีการสูญเสียสัญญาณขึ้นมาในสาย ( สายทุกสายต้องมีการสูญเสียสัญญาณอยู่บ้างทั้งนั้น ) ค่า SWR จะถูกบิดเบือนไปที่ปลายสายด้านเครื่องส่ง จะยิ่งเพี้ยนไปมากขึ้นเมื่ออัตราการสูญเสียสัญญาณของสายในหน่วยเดซิเบลมีค่ามากขึ้น

     ตัวอย่างเช่น สมมุติว่าสถานีแห่งหนึ่งมีการรับ / ส่ง ข่าวสารข้อมูลที่ความถี่ 145.0000 MHz และใช้สายนําสัญญาณเบอร์ RG - 58 / U ความยาว 100 ฟุต ( 30.4 เมตร ) มาต่อเข้ากับเครื่องวิทยุรับ / ส่ง เพื่อเป็นตัวนําสัญญาณมการออกอากาศผ่านสายอากาศย่านความยาวคลื่น 2 เมตร จากสเปกของสายนําสัญญาณเบอร์นี้บอกไว้ว่า อัตราการลดทอนของสัญญาณตามปกติจะเป็น 6 dB ที่ความถี่ในย่านนี้ ถ้าค่า SWR ที่อ่านได้ตรงปลายสายนําสัญญาณด้านเครื่องส่งเป็น 1.25 : 1 ค่า SWR จริงจะเป็น 2.6 : 1 ซึ่งค่านี้สามารถหาได้จากกราฟซึ่งนํามาแสดงในที่นี้

     จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่ายิ่งอัตราการสูญเสียสัญญาณในสายนําสัญญาณมีน้อยเท่าไร ค่า SWR ที่ด้านเครื่องส่งจะยิ่งใกล้เคียงกับค่าที่แท้จริง ถ้าสรุปอย่างที่หลาย ๆ คนเคยบอกไว้ว่าสายโคแอคเชียลที่มีค่าสูญเสียมาก ๆ ก็เหมือนกับเป็น " ดัมมี่โหลด " นั้นก็เห็นจะไม่ผิดเท่าไหร่นัก ทีนี้ถ้าหากสายนําสัญญารของสถานีนั้นมีอัตราการสูญเสียปกติเป็น 1 dB ต่อความยาว 100 ฟุต และถ้าอ่านค่า SWR ที่โต๊ะวิทยุได้ 1.25 : 1 ค่า SWR ที่แท้จริงจะเป็น 1.3 : 1 ซึ่งใกล้เคียงกับค่าที่อ่านได้มากขึ้น เมื่อไรก็ตาม ที่รู้อัตราการสูญเสียของสายนําสัญญาณ และรู้ค่า SWRin จาก เครื่อง VSWR มิเตอร์ที่ต่ออยู่กับปลายด้านเครื่องส่งเราก็จะสามารถหาค่า SWR ที่ตัวสายอากาศได้จากสูตรต่อไปนี้

SWRant=A+B
                 A - B

        โดยที่ A     =   SWRin + 1
                     SWRin - 1

             dB
             10
และ B   =   10

ซึ่ง dB อัตราการสุญเสียของสายนําสัญญาณที่ใช้ ที่ความถี่ใช้งาน และที่ความยาวใช้งานจริง บางท่านเคยลองใช้งานสายนําสัญญาณซึ่งพอใช้ไปนาน ๆ ค่า SWR ที่อ่านได้ก็ค่อย ๆ ดีขึ้นเรื่อย ๆ โดยไม่ทราบสาเหต จากปรากฎการณ์ที่ว่ามีนักวิทยุสมัครเล่นต่างประเทศหลายๆคน กล่าวถึงปรากฎการณ์ดังกล่าวสามารถบอกได้ว่า สายนําสัญญาณเก่าและเสื่อม จะมีอัตราการสูญเสียมากขึ้น และพลอยทําให้ค่า SWR ลดตํ่าลง คําแนะนําคือให้เปลี่ยนสายนําสัญญาณนั้นโดยเร็ว และควรจําไว้เสมอว่า การสูญเสียในสายนําสัญญาณ 3 dB ในสายนําสัญญาณนั้นเท่ากับกําลังส่งจะสูณเสียไปถึงครึ่งหนึ่ง ขณะเดียวกันก็ยิ่งทําให้ค่า SWR ที่อ่านปลายสายด้านเครื่องส่งผิดเพี้ยนไปจากที่ควรเป็นมากขึ้น

Attenuator