ຕົວຢ່າງຄຳຖາມກ່ຽວກັບການສົນທະນາກ່ຽວກັບຄື້ນວິທະຍຸ

ຕົວຢ່າງຄຳຖາມກ່ຽວກັບການສົນທະນາກ່ຽວກັບຄື້ນວິທະຍຸ

ຄື້ນວິທະຍຸແມ່ນຮູບແບບໜຶ່ງຂອງລັງສີແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າທີ່ເຮັດວຽກໃນການສື່ສານແບບໄຮ້ສາຍ. ດ້ວຍຄວາມຖີ່ຕັ້ງແຕ່ສອງສາມກິໂລເຮີດ (kHz) ຈົນເຖິງຫຼາຍກິກະເຮີດ (GHz), ຄື້ນວິທະຍຸຖືກນຳໃຊ້ໃນການນຳໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍ - ຕັ້ງແຕ່ການອອກອາກາດທາງວິທະຍຸ ແລະ ໂທລະພາບ ຈົນເຖິງລະບົບການສື່ສານທາງໂທລະສັບມືຖື. ໃນບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາຈະສົນທະນາກ່ຽວກັບຕົວຢ່າງຂອງຄື້ນວິທະຍຸ ແລະ ຄຳອະທິບາຍຂອງມັນເພື່ອຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາເຂົ້າໃຈຫຼັກການ ແລະ ການນຳໃຊ້ຄື້ນເຫຼົ່ານີ້ໃນຊີວິດປະຈຳວັນ.

ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 1: ຄວາມຖີ່ ແລະ ຄວາມຍາວຄື່ນ

ຄຳຖາມ:
ສະຖານີວິທະຍຸສົ່ງຄື້ນວິທະຍຸດ້ວຍຄວາມຖີ່ 100 MHz. ຈົ່ງຄິດໄລ່ຄວາມຍາວຄື້ນ. (ຄວາມໄວຂອງແສງແມ່ນ 3 x 10^8 m/s.)

ເປບບາຮາຊານ:
ຄວາມຖີ່ (f) ແລະ ຄວາມຍາວຄື້ນ (λ) ຂອງຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມໄວຂອງແສງ (c) ຜ່ານສົມຜົນ:

\[ c = f \ຄູນ \lambda \]

ຢູ່ໃສ:
- \( c \) = ຄວາມໄວຂອງແສງ (3 x 10^8 ແມັດ/ວິນາທີ)
– \( f \) = ຄວາມຖີ່ (100 MHz ຫຼື 100 x 10^6 Hz)
- \( \lambda \) = ຄວາມຍາວຄື້ນ (ຕ້ອງພົບ)

ຈາກສົມຜົນຂ້າງເທິງ, ຄວາມຍາວຄື້ນສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍ:

\[ \lambda = \frac{c}{f} \]

ດັ່ງນັ້ນ:

\[ \lambda = \frac{3 \ຄູນ 10^8}{100 \ຄູນ 10^6} = 3 \ \text{ແມັດ} \]

ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມຍາວຄື່ນຂອງຄວາມຖີ່ 100 MHz ແມ່ນ 3 ແມັດ.

ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 2: ພະລັງງານສົ່ງຕໍ່ ແລະ ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ

ຄຳຖາມ:
ເຄື່ອງສົ່ງວິທະຍຸ 50 ວັດປ່ອຍຄື້ນວິທະຍຸອອກມາເປັນຄື້ນ isotropic (ສະໝໍ່າສະເໝີໃນທຸກທິດທາງ). ຄິດໄລ່ຄວາມເຂັ້ມຂອງຄື້ນວິທະຍຸໃນໄລຍະ 10 ແມັດຈາກເຄື່ອງສົ່ງ.

ເປບບາຮາຊານ:
ຄວາມເຂັ້ມ (I) ຂອງຄື້ນທີ່ປ່ອຍອອກມາແບບໄອໂຊໂທຣປິກສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍ:

\[ I = \frac{P}{A} \]

ຢູ່ໃສ:
– \( P \) = ພະລັງງານສົ່ງສັນຍານ (50 ວັດ)
- \( A \) = ເນື້ອທີ່ຜິວຂອງຮູບຊົງກົມ (4πr^2)

ໃນໄລຍະທາງ (r) = 10 ແມັດ, ພື້ນທີ່ຜິວຂອງລູກບານແມ່ນ:

\[ A = 4\pi (10)^2 = 400\pi \]

ດັ່ງນັ້ນ:

\[ I = \frac{50}{400\pi} = \frac{1}{8\pi} \ \text{ວັດ/ມ}^2 \]

ສະນັ້ນ, ຄວາມເຂັ້ມຂອງຄື້ນວິທະຍຸຢູ່ໄລຍະ 10 ແມັດຈາກເຄື່ອງສົ່ງແມ່ນ \( \frac{1}{8\pi} \) ວັດ/ມ².

ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 3: ແບນວິດ ແລະ ຄວາມຈຸຂອງຊ່ອງ

ຄຳຖາມ:
ຊ່ອງທາງການສື່ສານມີແບນວິດ 20 MHz. ຖ້າໃຊ້ການມອດູເລດ QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), ຄວາມຈຸສູງສຸດຂອງຊ່ອງທາງແມ່ນເທົ່າໃດ?

ເປບບາຮາຊານ:
ການມອດູເລດ QPSK ມີ 4 ໄລຍະທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ສະນັ້ນມັນສາມາດສົ່ງ 2 ບິດຕໍ່ສັນຍາລັກໃນໄລຍະເວລາໜຶ່ງ.

ຈຳນວນສັນຍາລັກຕໍ່ວິນາທີທີ່ແບນວິດ 20 MHz ສາມາດຈັດການໄດ້ແມ່ນ:

\[ \text{ສັນຍາລັກ} = 20 \ຄູນ 10^6 \ \text{ສັນຍາລັກ/ວິນາທີ} \]

ເນື່ອງຈາກ QPSK ສົ່ງ 2 ບິດຕໍ່ສັນຍາລັກ, ຄວາມອາດສາມາດ ຫຼື ຈຳນວນບິດຕໍ່ວິນາທີ (ອັດຕາບິດ) ແມ່ນ:

\[ \text{ບິດເຣດ} = 20 \ຄູນ 10^6 \ຄູນ 2 = 40 \ \text{Mbps} \]

ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມສາມາດສູງສຸດຂອງຊ່ອງທາງແມ່ນ 40 Mbps.

ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 4: ການແຊກແຊງ ແລະ ການລົບກວນ

ຄຳຖາມ:
ເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານວິທະຍຸທີ່ມີຄວາມຖີ່ 101.1 MHz ປະສົບກັບການລົບກວນຈາກເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານອື່ນທີ່ມີຄວາມຖີ່ 101.3 MHz. ຈົ່ງຄິດໄລ່ຄວາມຖີ່ຂອງການຕີທີ່ໄດ້ຮັບ.

ເປບບາຮາຊານ:
ຄວາມຖີ່ຂອງການເຕັ້ນ \( f_{beat} \) ເກີດຂຶ້ນຍ້ອນຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງສອງຄວາມຖີ່ທີ່ໃກ້ຊິດ ແລະ ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍ:

\[ f_{ຈັງຫວະ} = |f_1 – f_2| \]

ຢູ່ໃສ:
– \( f_1 \) = 101.1 MHz
– \( f_2 \) = 101.3 MHz

ດັ່ງນັ້ນ:

\[ f_{beat} = |101.1 – 101.3| = | -0.2 | = 0.2 \ \text{MHz} \]

ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມຖີ່ຂອງຈັງຫວະທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນ 0.2 MHz.

ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 5: ຜົນກະທົບຂອງ Doppler ໃນຄື້ນວິທະຍຸ

ຄຳຖາມ:
ສະຖານີວິທະຍຸສົ່ງສັນຍານດ້ວຍຄວາມຖີ່ 95 MHz. ເຮືອບິນເຂົ້າໃກ້ສະຖານີວິທະຍຸດ້ວຍຄວາມໄວ 340 ແມັດ/ວິນາທີ. ຄິດໄລ່ຄວາມຖີ່ທີ່ເຮືອບິນໄດ້ຮັບຖ້າຄວາມໄວຂອງຄື້ນວິທະຍຸເທົ່າກັບຄວາມໄວແສງ (3 x 10^8 ແມັດ/ວິນາທີ).

ເປບບາຮາຊານ:
ຜົນກະທົບຂອງ Doppler ສຳລັບຄື້ນວິທະຍຸສາມາດສະແດງອອກໄດ້ດັ່ງນີ້:

\[ f_{ຍອມຮັບ} = f_{0} \left(\frac{c + v}{c}\right) \]

ຢູ່ໃສ:
– \( f_0 \) = ຄວາມຖີ່ເດີມ (95 MHz)
– \( v \) = ຄວາມໄວຂອງເຮືອບິນ (340 ແມັດ/ວິນາທີ)
– \( c \) = ຄວາມໄວຂອງຄື້ນ (3 x 10^8 m/s)

ດັ່ງນັ້ນ:

\[ f_{ຍອມຮັບ} = 95 \ຄູນ 10^6 \left(\frac{3 \ຄູນ 10^8 + 340}{3 \ຄູນ 10^8}\right) \]

\[ f_{ຍອມຮັບ} = 95 \ຄູນ 10^6 \left(\frac{3 \times 10^8 + 3.4 \times 10^2}{3 \times 10^8}\right) \]

\[ f_{ຍອມຮັບ} \ປະມານ 95 \ຄູນ 10^6 \left(1 + \frac{3.4 \ຄູນ 10^2}{3 \ຄູນ 10^8}\right) \]

\[ f_{ຍອມຮັບ} \ປະມານ 95 \ຄູນ 10^6 \ຊ້າຍ (1 + 1.1333 \ຄູນ 10^{-6}\ຂວາ) \]

\[ f_{ຍອມຮັບ} \ປະມານ 95 \ຄູນ 10^6 \ຄູນ 1.0000011333 \]

\[ f_{ຍອມຮັບ} \ປະມານ 95.000107 \ \text{MHz} \]

ສະນັ້ນ, ຄວາມຖີ່ທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍເຮືອບິນທີ່ກຳລັງບິນເຂົ້າມາໃກ້ແມ່ນປະມານ 95.000107 MHz.

Penutup

ການເຂົ້າໃຈຫຼັກການພື້ນຖານ ແລະ ຮູບແບບການຄິດໄລ່ຂອງຄື້ນວິທະຍຸແມ່ນມີຄວາມຈຳເປັນໃນຂະແໜງວິສະວະກຳ ແລະ ວິທະຍາສາດຕ່າງໆ. ບັນຫາຂ້າງເທິງນີ້ໃຫ້ຕົວຢ່າງບາງຢ່າງກ່ຽວກັບວິທີການນຳໃຊ້ຟີຊິກຄື້ນວິທະຍຸໃນສະພາບການປະຕິບັດຕ່າງໆ. ເສັ້ນທາງສູ່ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ເລິກເຊິ່ງກວ່ານັ້ນແມ່ນຜ່ານການປະຕິບັດ ແລະ ການສຳຫຼວດການນຳໃຊ້ຄື້ນວິທະຍຸໃນໂລກຕົວຈິງໃນເຕັກໂນໂລຊີການສື່ສານທີ່ພວກເຮົາໃຊ້ທຸກໆມື້.