พฤติกรรมของคลื่นความถี่วิทยุ (Radio Frequency Behaviour)

Absorption

คือ ถ้าสัญญาณ RF ไม่เด้งออก เคลื่อนที่ข้าม หรือ ผ่าน วัตถุ คลื่น RF นั้นจะถูกดูดซับไว้ทั้งหมด โดยวัตถุส่วนใหญ่จะมีการดูดซับคลื่นเอาไว้ไม่มากก็น้อยแตกต่างกันออกไป

น้ำก็เป็นอีกสาเหตหนึ่งที่ดูดซับสัญญาณไว้ได้มาก ถึงแม้จะเป็นตู้ปลาก็ตาม และในบางกรณี ใบของต้นไม้บางประเภทก็สามารถดูดซับคลื่นเอาไว้ได้เช่น

ใบต้นสนจะดูดซับคลื่นวิทยุในย่าน 2.4 GHZ ได้เพราะคาวมยายของใบ มีขนาดใกล้เคียงกับความยาวคลื่น

Absorbtion เป็นสาเหตุหนึ่งของ Attenuation

Reflection

คือ เมื่อคลื่นกระทบกับวัตถุผิวเรียบที่มีขนาดใหญ่กว่าตัวคลื่นเอง (ขึ้นกับประเภทด้วย) คลื่นบางส่วนจะสะท้อนกลับออกมา

โดยสามารถแบ่ง reflection ออกได้เป็นสองแบบคือ Sky wave กับ microwave โดย Sky wave จะเกิดขึ้นกับคลื่นที่มีความถี่ตำกว่า 30MHZ หรือน้อยกว่า VHF  โดยจะเกิดการสะท้อนกับชั้นบรรยากาศ แต่ถ้าเป็น Microwave คลื่นจะสะท้อน วัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าเช่นประตูเหล็ก นอกจากเหล็กแล้ว แก้ว หรือ คอนกรึต ก็เป็นสาเหตุของการสะท้อนด้วยเช่นกัน

Reflection ก่อนให้เกิด Multi-path Propagation ซึ่งเป็นปัญหากับประสิทธิภาพของระบบ wireless แต่ก็มี MIMO ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ประโยชน์จาก Reflected Signal

Scattering

คือ การกระจัดกระจายของคลื่นเกิดได้สองแบบคือ 1. คลื่นเคลื่อนที่ผ่านสสารทำให้ em wave กระจัดกระจายออกไป เกิดจาก Sandstorm หรือ Smog

2. คลื่นเคลื่อนที่ไปกระทบกับพื้นผิวที่ไม่เรียบ ทำให้เกิด การสะท้อนออกไปหลายทิศทาง

Refraction

คือ การเคลื่อนที่ของคลื่นโค้งออกไปออกจากแนวเดิม เมื่อไปเจอกับสื่อกลางที่มีความหนาแน่นต่างกัน เช่น Water Vapor หรือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ของชั้นบรรยากาศ ซึ่งเหตการณ์เหล่านี้อาจะทำให้คลื่นเคลื่อนที่ออกไป จากชั้นบรรยากาศได้ (งง ?? EM wave ใช้ตัวกลางด้วย ? แต่ก็ออกแนวเข้าใจเหมือนกันนะ -*- เอ๊ะยังไง)

Diffraction

คือ อีกสาเหตหนึ่งที่ทำให้คลื่น RF โค้งออกไปจากแนวเดิมได้ อาจจะเกิดจากการขวางทางของวัตถุในเส้นทางการเคลื่อนที่ของคลื่น เช่น ตึก หรือ เนินเขา ซึ่งการอยู่หลังเขา หรือหลังตึก จุดเหล่านี้เรียกว่า RF shadow ซึ่งจะไม่มีสัญญาณ หรือ รับสัญญาณได้น้อยกว่าปกติ

Loss หรือ Attenuation

การลดทอนของสัญญาณ(ความสูงของ Amplitude หรือความแรงนั่นแหละ) สัญญาณสามารถลดทอนได้ทั้งในอากาศและในสาย (Free space path loss) ซึ่งการลดทอนขึ้นกับระยะทาง

Free Space Path Loss

คือการลดทอนของสัญญาณที่เกิดจากเหตุการณ์ทางธรรมชาติ ที่ได้กล่าวมาข้างต้นโดยการลดทอนนั้นเป็นในลักษณะของ Logarithmic ไม่ใช่แบบ linear

FSPL = 32.44 + (20log(f)) + (20log(D))

f = freq. D = Distance ระหว่าง antenna (Kilo Meter)

ความสำคัญของ FSPL ก็คือ โดยปกติสัญญาณจะต้องเหนือกว่า Noise Floor เมื่อสัญญาณถูกลดทอนไปจนน้อยกว่า background noise หรือ noise floor เครื่องรับก็จะไม่สามารถแยกแยะสัญญาณที่ส่งมากับ noise ได้

Multi-path

คือการเคลื่อนที่ของสัญญาณที่มาจากเส้นทางที่แตกต่างกัน(เกิดจากการ Reflection, scattering, diffraction, refraction) มาถึงที่เครื่องรับสัญญาณในเวลาที่ต่างกัน(Delay Spread) ทำให้เกิดปัญหากับสัญญาณ

ดังต่อไปนี้

Downfade, Upfade, Nulling, Data corruption

การแก้ไขก็สามารถทำได้โดยการใช้ Directional Antenna (ลด Reflection) หรือการลดกำลังส่ง ก็ช่วยได้เช่นกัน

Gain (Amplification)

Passive:ใช้เสาอากาศที่ไม่ต้องใช้ไฟฟ้า

Active: ใช้เครื่องขยายบนสายซึ่งต้องใช้ไฟฟ้า