คลื่นไมโครเวฟ (Microwave)

เป็นคลื่นความถี่วิทยุชนิดหนึ่งที่มีความถี่อยู่ระหว่าง 0.3GHz – 300GHz ส่วนในการใช้งานนั้นส่วนมากนิยมใช้ความถี่ระหว่าง 1GHz – 60GHz เพราะเป็นย่านความถี่ที่สามารถผลิตขึ้นได้ด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นสื่อกลางในการสื่อสารที่มีความเร็วสูงในระดับกิกะเฮิรตซ์  (GHz) และเนื่องจากความของคลื่นมีหน่วยวัดเป็นไมโครเมตร จึงเรียกชื่อว่า “ไมโครเวฟ”  การส่งข้อมูลโดยอาศัยสัญญาณไมโครเวฟซึ่งเป็นสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศพร้อมกับข้อมูลที่ต้องการส่ง และจะต้องมีสถานที่ทำหน้าที่ส่งและรับข้อมูล และเนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดินทางเป็นเส้นตรงในระดับสายตา (Line of sight transmission) ไม่สามารถเลี้ยวหรือโค้งตามขอบโลกที่มีความโค้งได้ จึงต้องมีการตั้งสถานีรับ-ส่งข้อมูลเป็นระยะๆ และส่งข้อมูลต่อกันเป็นทอดๆ ระหว่างสถานีต่อสถานีจนกว่าจะถึงสถานีปลายทาง  หากลักษณะภูมิประเทศ มีภูเขาหรือตึกสูงบดบังคลื่นแล้ว ก็จะทำให้ไม่สามารถส่งสัญญาณไปยังเป้าหมายได้ ดังนั้นแต่ละสถานีจึงจำเป็นตั้งอยู่ในที่สูง เช่น ดาดฟ้า ตึกสูง หรือยอดดอยเพื่อหลีกเลี่ยงการชนเนื่องจากแนวการเดินทางที่เป็นเส้นตรงของสัญญาณดังที่กล่าวมาแล้ว การส่งข้อมูลด้วยสื่อกลางชนิดนี้เหมาะกับการส่งข้อมูลในพื้นที่ห่างไกลมากๆ และทุรกันดาร

การใช้งานคลื่นไมโครเวฟ

คลื่นไมโครเวฟมีย่านความถี่กว้างมากจึงถูกนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลายชนิด เป็นที่นิยมอย่างแพร่หลาย ทั้งงานในด้านสื่อสาร งานด้านตรวจจับวัตถุเคลื่อนที่ และงานด้านอุตสาหกรรม เป็นต้น การใช้งานคลื่นไมโครเวฟแบ่งออกได้ดังนี้

           1. ระบบเชื่อมต่อสัญญาณในระดับ สายตา ใช้ในงานสื่อสาร โทรคมนาคมระหว่างงจุดหนึ่งไปอีก จุดหนึ่ง เช่นการสื่อสารโทรศัพท์ ทางไกล ใช้การส่งผ่านสัญญาณ โทรศัพท์จากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งไป ยังสถานีทวนสัญญาณอีกจุดหนึ่ง
           2. ระบบเหนือขอบฟ้า (Over the Horison) เป็ นระบบสื่อสารไมโครเวฟที่ใช้ชั้นบรรยากาศห่อหุ้มโลก ชั้นโทรโพสเฟียร์ (Troposphere) ช่วยในการสะท้อนและการหักเหคลื่น ความถี่ไมโครเวฟ ให้ถึงปลายทางใน ระยะทางที่ไกลขึ้น การสื่อสารไมโครเวฟ ระบบนี้ไม่ค่อยนิยมใช้งาน ใช้เฉพาะใน กรณีจําเป็นหรือฉุกเฉิน เช่นภูมิประเทศ ที่แห้งแล้งกันดาร เป็นป่าดงดิบ เป็นนํ้ำ ขวางกันและเป็ นอันตราย 
           3. ระบบดาวเทียม เป็นระบบสื่อสารไมโครเวฟที่ใช้สถานีทวนสัญญาณลอยอยู่ในอวกาศเหนือพื้นโลกกว่า 30,000 กิโลเมตร โดยใช้ดาวเทียมทำหน้าที่เป็นสถานีทวนสัญญาณ ทำให้สามารถสื่อสารด้วยคลื่นไมโครเวฟได้ระยะทางไกลมาก ๆ นิยมใช้งานในระบบสื่อสารข้ามประเทศข้ามทวีป เป็นระบบสื่อสารที่นิยมใช้งานมากอีกระบบหนึ่ง

ระบบดาวเทียม

          

          4. ระบบเรดาร์ (RADAR System) เรดาร์ (RADAR) ย่อมาจากคำเต็มว่า Radio Detection And Ranging เป็นการใช้คลื่นความถี่ไมโครเวฟช่วยในการตรวจจับและวัดระยะทางของวัตถุต่าง ๆ ที่อยู่ห่างไกล ตลอดจนวัตถุเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ หลักการของเรดาร์คือการส่งคลื่นไมโครเวฟออกไปจากสายอากาศในมุมแคบ ๆ เมื่อคลื่นไมโครเวฟกระทบกับวัตถุจะสะท้อนกลับมาเข้าสายอากาศอีกครั้ง นำสัญญาณที่รับเทียบกับสัญญาณเดิมและแปรค่าออกมาเป็นข้อมูลต่าง ๆ ที่ต้องการ

ระบบเรดาร์

          

           5. ระบบเตาไมโครเวฟ (Microwave Over) การใช้คลื่นไมโครเวฟที่กําลังส่งสูง ๆ ส่งผ่านเข้าไปในบริเวณพื้นที่แคบ ๆ ที่ทําด้วยโลหะ คลื่นไมโครเวฟสามารถสะท้อนกําแพงโลหะเหล่านั้น เกิดเป็นคลื่นไมโครเวฟกระจัดกระจายอยู่ใน พื้นที่แคบๆ นั้นสามารถนําไปใช้ในการอุ่นอาหารหรือทําอาหารสุกได้

ระบบไมโครเวฟ

ข้อดีและข้อเสียของระบบไมโครเวฟ

ข้อดีของคลื่นไมโครเวฟ

         1. ใช้ในพื้นที่ซึ่งการเดินสายกระทำได้ไม่สะดวก
         2. ราคาถูกกว่าสายใยแก้วนำแสงและดาวเทียม
         3. ติดตั้งง่ายกว่าสายใยแก้วนำแสงและดาวเทียม
         4. อัตราการส่งข้อมูลสูง

ข้อเสียของคลื่นไมโครเวฟ

         สัญญาณจะถูกรบกวนได้ง่ายจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จากธรรมชาติ เช่น พายุ หรือฟ้าผ่า

ประโยชน์ของคลื่นไมโครเวฟ

         ได้มีการนำคลื่นไมโครเวฟมาใช้เพื่อการตรวจหาตำแหน่ง โดยในช่วงความยาวคลื่นประมาณ 0.5 เซนติเมตร ถึง 1 เมตร เป็นเรดาร์สำหรับตรวจจับวัตถุที่เคลื่อนไหว เช่น เครื่องบินหรือวัตถุอื่นๆ ในบรรยากาศ รวมทั้งเตาไมโครเวฟ   นอกจากนี้ยังมีการนำคลื่นไมโครเวฟมาใช้ประโยชน์ในการวิจัยศึกษาโครงสร้างโมเลกุลและโครงสร้างนิวเคลียส  ในบางครั้งสามารถนำมาใช้ในการสื่อสารและการบันเทิง เช่น คลื่นโทรทัศน์สามารถส่งข้ามทวีปได้ เพราะคลื่นนี้มีความถี่สูงจึงสามารถผ่านชั้นไอโอโนสเฟีนร์ออกไปได้ แล้วใช้ดาวเทียมเป็นตัวสะท้อนคลื่นกลับมายังปลายทางบนโลก