គោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃអង់តែន និងការសាយភាយ
អង់តែន និងការសាយភាយ គឺជាគោលគំនិតស្នូលពីរនៅក្នុងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងឥតខ្សែ។ អង់តែនដើរតួជា "ស្ពាន" ដែលបំប្លែងសញ្ញាអគ្គិសនីនៅក្នុងសៀគ្វីទៅជារលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចដែលសាយភាយក្នុងលំហទំនេរ និងច្រាសមកវិញ។ ទន្ទឹមនឹងនេះ ការសាយភាយ ពិនិត្យមើលពីរបៀបដែលរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចទាំងនេះធ្វើដំណើរពីឧបករណ៍បញ្ជូនទៅឧបករណ៍ទទួល រួមទាំងកត្តាបរិស្ថានដែលប៉ះពាល់ដល់កម្លាំង និងគុណភាពសញ្ញា។ ការយល់ដឹងអំពីគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃអង់តែន និងការសាយភាយ គឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការរចនាបណ្តាញទូរស័ព្ទចល័ត វិទ្យុផ្សាយ វ៉ាយហ្វាយ ផ្កាយរណប រ៉ាដា និងសូម្បីតែទំនាក់ទំនងអ៊ីនធឺណិតនៃវត្ថុ (IoT)។
១. ការយល់ដឹងអំពីអង់តែន និងមុខងាររបស់វា
និយាយឲ្យសាមញ្ញទៅ អង់តែនគឺជាឧបករណ៍អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចដែលបញ្ជូន ឬទទួលថាមពលរលកវិទ្យុ។ នៅចុងឧបករណ៍បញ្ជូន អង់តែនបម្លែងចរន្ត និងវ៉ុលប្រេកង់ខ្ពស់ (RF) ទៅជារលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចដែលសាយភាយតាមខ្យល់ ឬឧបករណ៍ផ្ទុកផ្សេងទៀត។ នៅចុងឧបករណ៍ទទួល អង់តែនធ្វើផ្ទុយពីនេះ៖ វាចាប់រលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ហើយបម្លែងវាទៅជាសញ្ញាអគ្គិសនី ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានដំណើរការដោយឧបករណ៍ទទួល។
មុខងារសំខាន់ៗរបស់អង់តែនរួមមាន៖
១. វិទ្យុសកម្ម៖ បញ្ចេញថាមពល RF ទៅក្នុងលំហរទំនេរ។
2. ការទទួល៖ ចាប់យកថាមពល RF ពីបរិស្ថាន។
៣. ទិសដៅ៖ ដឹកនាំថាមពលក្នុងទិសដៅជាក់លាក់មួយ ដើម្បីបង្កើនជួរ ឬគុណភាពនៃការទទួល។
៤. ការផ្គូផ្គងភាពធន់៖ ជួយផ្ទេរថាមពលអតិបរមាពីឧបករណ៍បញ្ជូនទៅអង់តែន ឬពីអង់តែនទៅឧបករណ៍ទទួល។
2. ប៉ារ៉ាម៉ែត្រអង់តែនសំខាន់ៗ
ការអនុវត្តអង់តែនត្រូវបានកំណត់មិនត្រឹមតែដោយទម្រង់រូបវន្តរបស់វាប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងដោយប៉ារ៉ាម៉ែត្របច្ចេកទេសសំខាន់ៗមួយចំនួនផងដែរ។
ក. ប្រេកង់ និងរលក
អង់តែនដំណើរការល្អបំផុតនៅប្រេកង់ជាក់លាក់។ ប្រេកង់ (f) មានទំនាក់ទំនងទៅនឹងរលកប្រវែង (λ) តាមរយៈទំនាក់ទំនង៖
λ = គ / f
ដែល c ជាល្បឿនពន្លឺ (ប្រហែល 3 × 10⁸ ម៉ែត្រ/វិនាទី)។ អង់តែនបុរាណជាច្រើនត្រូវបានផលិតឡើងជាមួយនឹងរលកពន្លឺប្រភាគ ឧទាហរណ៍ អង់តែនពាក់កណ្តាលរលក (λ/2) ឬអង់តែនរលកមួយភាគបួនរលក (λ/4) ពីព្រោះវាផលិតប្រសិទ្ធភាពល្អ។
ខ. លំនាំវិទ្យុសកម្ម
លំនាំវិទ្យុសកម្មពិពណ៌នាអំពីរបៀបដែលថាមពលវិទ្យុសកម្មរបស់អង់តែនត្រូវបានចែកចាយក្នុងទិសដៅផ្សេងៗ។ មានប្រភេទទូទៅពីរគឺ៖
– ពហុទិស៖ បញ្ចេញពន្លឺស្មើៗគ្នានៅក្នុងប្លង់ផ្ដេក (ឧទាហរណ៍៖ អង់តែនម៉ូណូប៉ូលនៅលើរ៉ោតទ័រវ៉ាយហ្វាយ)។
– ទិសដៅ៖ ផ្តោតធ្នឹមក្នុងទិសដៅជាក់លាក់មួយ (ឧទាហរណ៍៖ អង់តែនយ៉ាហ្គី អង់តែនប៉ារ៉ាបូល និងអង់តែនបន្ទះ)។
លំនាំវិទ្យុសកម្មអាចមើលឃើញក្នុងទម្រង់ជាដ្យាក្រាម 2D ឬ 3D ហើយវាមានប្រយោជន៍ខ្លាំងណាស់សម្រាប់កំណត់ទីតាំង និងទិសដៅរបស់អង់តែន។
គ. ការទទួលបានអង់តែន
កម្រិតពង្រីកថាមពល គឺជារង្វាស់មួយនៃប្រសិទ្ធភាពនៃការផ្តោតថាមពលរបស់អង់តែនបើធៀបនឹងអង់តែនយោង។ កម្រិតពង្រីកថាមពលជាធម្មតាត្រូវបានបង្ហាញជា dBi (បើធៀបនឹងអង់តែនអ៊ីសូត្រូពិច) ឬ dBd (បើធៀបនឹងឌីប៉ូលពាក់កណ្តាលរលក)។ កម្រិតពង្រីកថាមពលខ្ពស់ជាទូទៅមានន័យថាចម្ងាយវែងជាងក្នុងទិសដៅដែលបានផ្តល់ឱ្យ ប៉ុន្តែជារឿយៗមកជាមួយមុំធ្នឹមតូចចង្អៀតជាង។
ឃ. កម្រិតបញ្ជូន
កម្រិតបញ្ជូន (Bandwidth) គឺជាជួរប្រេកង់ដែលអង់តែននៅតែដំណើរការបានល្អ (ឧទាហរណ៍ VSWR ទាប ឬការបាត់បង់ការត្រឡប់មកវិញល្អ)។ កម្មវិធីទំនើបៗដូចជា LTE, 5G និង Wi-Fi តម្រូវឱ្យមានកម្រិតបញ្ជូនធំទូលាយដើម្បីផ្ទុកទិន្នន័យល្បឿនលឿន។
ង. ប៉ូឡារីសាស្យុង
ប៉ូឡារីសាស្យុង គឺជាទិសដៅនៃដែនអគ្គិសនីនៃរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ ប៉ូឡារីសាស្យុងទូទៅរួមមាន៖
- លីនេអ៊ែរផ្ដេក/បញ្ឈរ
– រង្វង់ (RHCP/LHCP)
ការផ្គូផ្គងប៉ូឡារីសាស្យុងរវាងឧបករណ៍បញ្ជូន និងឧបករណ៍ទទួលគឺមានសារៈសំខាន់ ពីព្រោះភាពមិនស៊ីគ្នាអាចបណ្តាលឱ្យបាត់បង់ថាមពលយ៉ាងសំខាន់។
ច. អ៊ីមប៉េដង់ និង VSWR
អង់តែនមានអ៊ីមផេដង់លក្ខណៈ (ជារឿយៗផ្តោតលើ 50 Ω)។ នៅពេលដែលអ៊ីមផេដង់អង់តែនមិនត្រូវគ្នានឹងខ្សែបញ្ជូន ថាមពលមួយចំនួនត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងត្រឡប់ទៅឧបករណ៍បញ្ជូនវិញ។ នេះត្រូវបានវាស់ដោយ VSWR (សមាមាត្ររលកឈរវ៉ុល) ឬការខាតបង់ត្រឡប់មកវិញ។ VSWR កាន់តែទាប ការផ្ទេរថាមពលកាន់តែល្អ។
៣. ប្រភេទអង់តែនទូទៅ
អង់តែនមួយចំនួនដែលតែងតែជួបប្រទះរួមមាន៖
ឌីប៉ូល៖ សាមញ្ញ ត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់នៅក្នុងវិទ្យុ។
– ម៉ូណូប៉ូល/វីប៖ ប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧបករណ៍ចល័ត និងស្ថានីយ៍មូលដ្ឋាន។
– យ៉ាហ្គី-អ៊ូដា៖ ទិសដៅ ពេញនិយមសម្រាប់ទូរទស្សន៍ និងវិទ្យុស្ម័គ្រចិត្ត។
- ចានប៉ារ៉ាបូល៖ កម្រិតបញ្ជូនខ្ពស់សម្រាប់ការតភ្ជាប់ផ្កាយរណប និងចម្ងាយឆ្ងាយ។
– បំណះ/មីក្រូស្ទ្រីប៖ តូច និងងាយស្រួលបញ្ចូល ជារឿងធម្មតានៅក្នុងឧបករណ៍ GPS និងទូរស័ព្ទចល័ត។
– អារេ/MIMO៖ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃធាតុជាច្រើនសម្រាប់ beamforming ដែលមានសារៈសំខាន់នៅក្នុង 5G។
ជម្រើសនៃប្រភេទអង់តែនអាស្រ័យលើតម្រូវការប្រេកង់ កម្រិតបញ្ជូន ទំហំ ទិសដៅបញ្ជូន និងបរិស្ថានដំឡើង។
៤. មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃការសាយភាយរលកវិទ្យុ
ការសាយភាយគឺជាដំណើរការដែលរលកវិទ្យុធ្វើដំណើរពីឧបករណ៍បញ្ជូនទៅឧបករណ៍ទទួល។ នៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង រលកមិនតែងតែធ្វើដំណើរជាបន្ទាត់ត្រង់ដោយគ្មានការជ្រៀតជ្រែកនោះទេ។ កត្តាជាច្រើន ដូចជាដី អគារ អាកាសធាតុ និងស្រទាប់បរិយាកាស អាចពង្រីក ឬចុះខ្សោយសញ្ញា។
ក. បន្ទាត់នៃការមើលឃើញ (LOS) និងមិនមែន Los
– LOS (បន្ទាត់នៃការមើលឃើញ)៖ ឧបករណ៍បញ្ជូន និងឧបករណ៍ទទួល «មើលឃើញ» គ្នាទៅវិញទៅមកដោយគ្មានឧបសគ្គធំដុំអ្វីឡើយ។ ជាធម្មតាស្ថានភាពនេះផ្តល់នូវគុណភាពសញ្ញាល្អបំផុត។
– NLOS (មិនមែនបន្ទាត់មើលឃើញ)៖ មានឧបសគ្គដូចជាអគារ ភ្នំ ឬដើមឈើ។ សញ្ញានៅតែអាចទៅដល់ឧបករណ៍ទទួលតាមរយៈការឆ្លុះបញ្ចាំង ការឌីផ្រាក់ស្យុង ឬការខ្ចាត់ខ្ចាយ ប៉ុន្តែជាធម្មតាជួបប្រទះនឹងការចុះខ្សោយ និងការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយ។
ខ. យន្តការបន្តពូជសំខាន់
១. ការឆ្លុះបញ្ចាំង
រឿងនេះកើតឡើងនៅពេលដែលរលកលោតចេញពីផ្ទៃធំៗដូចជាអគារ ឬដី។ ការឆ្លុះបញ្ចាំងអាចជួយឱ្យសញ្ញាទៅដល់តំបន់ដែលមើលមិនឃើញភ្លាមៗ ប៉ុន្តែវាក៏អាចបណ្តាលឱ្យមានការជ្រៀតជ្រែកផងដែរ។
២. ការឌីផ្រាក់ស្យុង
រលកអាច "ពត់" ជុំវិញគែមនៃវត្ថុដូចជាភ្នំ ឬអគារ។ ការឌីផ្រាក់ស្យុងអនុញ្ញាតឱ្យមានការទំនាក់ទំនងនៅក្នុងតំបន់ដែលមានស្រមោល ប៉ុន្តែថាមពលសញ្ញាជាធម្មតាត្រូវបានកាត់បន្ថយ។
៣. ការខ្ចាត់ខ្ចាយ
វាកើតឡើងនៅពេលដែលរលកប៉ះនឹងវត្ថុតូចៗ ឬផ្ទៃរដុបដូចជាស្លឹកឈើ បង្គោល ឬផ្ទៃមិនស្មើគ្នា។ ការខ្ចាត់ខ្ចាយច្រើនតែលេចធ្លោនៅប្រេកង់ខ្ពស់ និងនៅក្នុងបរិស្ថានទីក្រុង។
៤. ការស្រូបយក
សម្ភារៈមួយចំនួនស្រូបយកថាមពលរលក ដូចជាជញ្ជាំងបេតុង ទឹក និងរាងកាយមនុស្ស។ នៅប្រេកង់ខ្ពស់ជាង (ឧ. mmWave) ការស្រូបយកដោយភ្លៀង និងបរិយាកាសកាន់តែមានសារៈសំខាន់។
គ. ពហុផ្លូវ និងការរសាត់បាត់
នៅក្នុងបរិយាកាសពិត សញ្ញាច្រើនតែមកដល់ឧបករណ៍ទទួលតាមរយៈផ្លូវច្រើន (multipath)។ ផ្លូវទាំងនេះមានពេលវេលាធ្វើដំណើរ និងដំណាក់កាលផ្សេងៗគ្នា ហើយដូច្នេះអាចពង្រឹង ឬចុះខ្សោយគ្នាទៅវិញទៅមក។ បាតុភូតនៃការប្រែប្រួលកម្រិតសញ្ញាយ៉ាងឆាប់រហ័សនេះត្រូវបានគេហៅថា ការរសាត់បាត់ (fading)។ ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ ប្រព័ន្ធទំនើបៗប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសដូចជា៖
– ភាពចម្រុះ (ភាពចម្រុះអង់តែន)
– មីម៉ូ
– OFDM
– ការធ្វើឲ្យស្មើគ្នា
៥. គំរូបាត់បង់ការសាយភាយ (ការបាត់បង់ផ្លូវ)
នៅពេលដែលចម្ងាយកើនឡើង ថាមពលសញ្ញាដែលទទួលបានថយចុះ។ នៅក្នុងលំហទំនេរ ការខាតបង់អាចត្រូវបានប៉ាន់ស្មានដោយប្រើគំរូ Free Space Path Loss (FSPL) ដែលបង្ហាញថាការខាតបង់កើនឡើងតាមចម្ងាយ និងភាពញឹកញាប់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងបរិស្ថានទីក្រុង ឬក្នុងផ្ទះ គំរូនេះកាន់តែស្មុគស្មាញដោយសារតែការឆ្លុះបញ្ចាំង និងការរាំងស្ទះ។
នៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង អ្នករចនាបណ្តាញប្រើប្រាស់ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃការវាស់វែងវាល និងគំរូជាក់ស្តែង (ឧទាហរណ៍ Okumura-Hata, COST-231 ឬគំរូក្នុងផ្ទះ) ដើម្បីប៉ាន់ប្រមាណការគ្របដណ្តប់។
៦. កត្តាបរិស្ថានដែលប៉ះពាល់ដល់ការបន្តពូជ
កត្តាសំខាន់ៗមួយចំនួនដែលជះឥទ្ធិពលដល់ការរីករាលដាលរួមមាន៖
– សណ្ឋានដី៖ ភ្នំ ជ្រលងភ្នំ និងខ្សែបន្ទាត់ដីប៉ះពាល់ដល់ LOS និងឌីផ្រាក់ស្យុង។
– ដង់ស៊ីតេអគារ៖ បរិស្ថានទីក្រុងបង្កើនពហុផ្លូវ និងស្រមោល។
– រុក្ខជាតិ៖ ដើមឈើស្រូបយក និងខ្ចាត់ខ្ចាយសញ្ញា ជាពិសេសនៅពេលសើម។
– អាកាសធាតុ៖ ភ្លៀងធ្លាក់ខ្លាំងអាចធ្វើឱ្យសញ្ញានៅលើប្រេកង់ខ្ពស់ចុះខ្សោយ ជាពិសេសតំណភ្ជាប់ផ្កាយរណប និង mmWave។
– កម្ពស់អង់តែន៖ កាន់តែខ្ពស់ ការគ្របដណ្តប់ LOS កាន់តែល្អ ជាពិសេសសម្រាប់បណ្តាញទូរស័ព្ទចល័ត និងវិទ្យុ។
៧. ទំនាក់ទំនងរវាងអង់តែន និងការសាយភាយ
អង់តែន និងការសាយភាយគឺមិនអាចញែកដាច់ពីគ្នាបានទេ។ អង់តែនដែលមានកម្រិតបញ្ជូនខ្ពស់អាចបង្កើនជួរក្នុងទិសដៅជាក់លាក់មួយ ប៉ុន្តែប្រសិនបើបរិស្ថានបង្កើតការឆ្លុះបញ្ចាំងច្រើន អង់តែនដែលមានទិសដៅខ្ពស់អាចបាត់បង់សញ្ញានៅក្នុងផ្លូវឆ្លុះបញ្ចាំង ដែលបើមិនដូច្នោះទេនឹងមានប្រយោជន៍។ ផ្ទុយទៅវិញ អង់តែនពហុទិសមានភាពបត់បែនជាងនៅក្នុងតំបន់ពហុផ្លូវ ប៉ុន្តែជាធម្មតាមានជួរខ្លីជាង។ ដូច្នេះ ការរចនាទំនាក់ទំនងឥតខ្សែតែងតែពិចារណាទាំងលក្ខណៈអង់តែន (លំនាំ ប៉ូលនីយកម្ម កម្រិតបញ្ជូន) និងលក្ខខណ្ឌសាយភាយ (LOS/NLOS ពហុផ្លូវ ឧបសគ្គ)។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
គោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃអង់តែន និងការសាយភាយគឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃបច្ចេកវិទ្យាទំនាក់ទំនងឥតខ្សែទាំងអស់។ អង់តែនកំណត់ពីរបៀបដែលថាមពល RF ត្រូវបានបញ្ចេញ ឬទទួលតាមរយៈប៉ារ៉ាម៉ែត្រដូចជាលំនាំវិទ្យុសកម្ម ការទទួលបាន កម្រិតបញ្ជូន និងប៉ូលនីយកម្ម។ ទន្ទឹមនឹងនេះ ការសាយភាយពិពណ៌នាអំពីដំណើររបស់រលកតាមរយៈបរិស្ថានដែលប្រឈមដូចជាការឆ្លុះបញ្ចាំង ការឌីផ្រាក់ស្យុង ការខ្ចាត់ខ្ចាយ និងការស្រូបយក។ ដោយការយល់ដឹងទាំងពីរ យើងអាចរចនាប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងដែលអាចទុកចិត្តបាន មានប្រសិទ្ធភាព និងសមស្របជាងមុន - ចាប់ពីបណ្តាញផ្ទះសាមញ្ញរហូតដល់ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធទូរគមនាគមន៍ទ្រង់ទ្រាយជាតិ។
ប្រសិនបើអ្នកចង់បាន ខ្ញុំអាចកែសម្រួលអត្ថបទនេះឱ្យមានលក្ខណៈបច្ចេកទេសជាងមុន (ជាមួយរូបមន្ត និងឧទាហរណ៍នៃការគណនា) ឬជាក់ស្តែងជាងមុន (ជាមួយឧទាហរណ៍នៃកម្មវិធីចំពោះ Wi-Fi ស្ថានីយ៍មូលដ្ឋានកោសិកា ឬការទំនាក់ទំនងតាមផ្កាយរណប)។
