คลื่นวิทยุไม่ได้มีเพียงเจ็ดชนิดตายตัว บทความนี้แบ่งเป็น เจ็ดตัวอย่างการใช้งาน เพื่ออธิบายความสัมพันธ์ระหว่างความถี่ อุปกรณ์ และหน้าที่ การแบ่งเช่นนี้ต่างจากย่านความถี่ และต่างจากการแบ่งสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นเจ็ดกลุ่มในหนังสือเรียน
แยกคลื่น ย่านความถี่ และวิธีใช้งาน
คลื่นวิทยุเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ไมโครเวฟเป็นส่วนหนึ่งของคลื่นวิทยุตามการใช้คำในงานวิศวกรรม ไม่ใช่คลื่นคนละกฎฟิสิกส์ ความถี่วัดเป็นเฮิรตซ์ ส่วนกำลังวัดเป็นวัตต์
ตามชื่อย่านที่ใช้ทั่วไป VHF คือ 30–300 MHz, UHF คือ 300 MHz–3 GHz และ SHF คือ 3–30 GHz จึงไม่ควรแสดงเพียง ELF ถึง HF แล้วเรียกว่าเป็นรายการครบทุกย่าน
ในสุญญากาศทุกย่านเดินทางด้วย c = 299,792,458 m/s และ λ = c/f ที่ 100 MHz มีความยาวคลื่นประมาณ 3 เมตร ส่วน 2.4 GHz ประมาณ 12.5 เซนติเมตร ความถี่สูงกว่าไม่ได้หมายความว่าเดินทางเร็วกว่าในสุญญากาศ
1. การกระจายเสียงและโทรทัศน์
สถานีส่งข้อมูลเสียงหรือภาพด้วยการมอดูเลตสัญญาณ AM และ FM เป็นวิธีมอดูเลต ไม่ใช่ชื่อย่านความถี่ทั้งหมด และการกระจายเสียงยังใช้ระบบดิจิทัลได้ด้วย
ช่วง FM ประมาณ 88–108 MHz เป็นตัวอย่างที่ใช้ในหลายพื้นที่ แต่การจัดสรรจริงขึ้นกับประเทศ ระยะรับสัญญาณขึ้นกับกำลัง สายอากาศ ภูมิประเทศและการรบกวน ไม่ใช่ 50–60 ไมล์เสมอไป
2. Wi-Fi และ Bluetooth
ทั้งสองใช้คลื่นวิทยุในการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ Bluetooth ใช้ย่าน 2.4 GHz ส่วน Wi-Fi มีหลายย่านตามมาตรฐานและข้อกำหนดของพื้นที่
ความถี่พาหะไม่เท่ากับอัตราข้อมูล ตัวเลข 2.4 GHz ไม่ได้แปลว่าได้ 2.4 Gbit/s ความเร็วจริงขึ้นกับช่องสัญญาณ คุณภาพ ลักษณะอุปกรณ์และการแบ่งใช้ทรัพยากร
3. การให้ความร้อนด้วยไมโครเวฟ
เตาไมโครเวฟในบ้านหลายรุ่นทำงานใกล้ 2.45 GHz วัสดุที่มีการสูญเสียดูดกลืนพลังงานและเกิดความร้อน น้ำ เกลือ อุณหภูมิและโครงสร้างอาหารมีผลต่อการดูดกลืน
2.45 GHz ไม่ใช่ความถี่เรโซแนนซ์เพียงค่าเดียวของโมเลกุลน้ำ การสื่อสารกำลังต่ำกับเตาที่ให้ความร้อนก็ไม่เท่ากันเพียงเพราะใช้ความถี่ใกล้กัน ต้องพิจารณากำลัง เวลาและสนามด้วย
4. GPS และการระบุตำแหน่ง
ดาวเทียมส่งสัญญาณเวลาพร้อมข้อมูลที่เครื่องรับใช้คำนวณตำแหน่งและความคลาดเคลื่อนนาฬิกา เครื่องรับทั่วไปไม่ได้ส่งสัญญาณกลับไปยังดาวเทียม GPS เพื่อให้ดาวเทียมหาตำแหน่งให้
อาคาร การสะท้อนและการมองเห็นท้องฟ้ามีผลต่อคุณภาพ ระบบนำทางบนโทรศัพท์อาจใช้เครือข่ายช่วย แต่เครือข่ายนั้นเป็นส่วนประกอบเพิ่มเติม ไม่ใช่หลักการส่งกลับของเครื่องรับ GPS
5. ดาราศาสตร์วิทยุ
กล้องโทรทรรศน์วิทยุรับพลังงานจากแหล่งกำเนิดทางธรรมชาติ เช่น ก๊าซและวัตถุในอวกาศ การสังเกตไม่ได้หมายถึงการส่งสัญญาณออกไปแล้วรอให้วัตถุทุกชนิดสะท้อนกลับ
ขนาดสายอากาศ แบนด์วิดท์ สัญญาณรบกวนและเวลารวมข้อมูลมีผลต่อความไว การรวมหลายสายอากาศช่วยงานบางประเภท แต่ไม่ใช่การเพิ่มกำลังของแหล่งกำเนิดที่สังเกต
6. การสร้างภาพ MRI
MRI ใช้สนามแม่เหล็กและสนามความถี่วิทยุเพื่อกระตุ้นและตรวจจับการตอบสนองที่เกี่ยวข้องกับโปรตอน แล้วใช้ข้อมูลสร้างภาพ คลื่น RF เป็นเพียงส่วนหนึ่งของระบบ ไม่ใช่การถ่ายภาพด้วยสถานีวิทยุทั่วไป
ตามคำอธิบายของ NIBIB การตรวจนี้ต่างจากการสร้างภาพด้วยรังสีเอกซ์ ไม่ควรอธิบายว่าภาพเกิดจากการทำให้น้ำร้อนเหมือนเตาไมโครเวฟ
7. รีโมตคอนโทรลและอุปกรณ์ควบคุม
รีโมตบางชนิดใช้ RF เพื่อส่งคำสั่ง ขณะที่รีโมตโทรทัศน์จำนวนมากใช้อินฟราเรด จึงไม่ใช่ว่ารีโมตทุกชิ้นเป็นตัวอย่างคลื่นวิทยุ
รีโมต RF ต้องใช้ความถี่ การเข้ารหัสและตัวรับที่เข้ากันได้ ระยะทำงานขึ้นกับแบตเตอรี่ สายอากาศ สิ่งกีดขวางและการรบกวน ไม่ได้กำหนดด้วยชื่อรีโมตเพียงอย่างเดียว
แล้วคลื่นใดส่งได้ไกลที่สุด
ไม่มีลำดับระยะทางที่ใช้ได้กับทุกระบบ คลื่น HF อาจใช้เส้นทางไอโอโนสเฟียร์ ส่วนลิงก์ไมโครเวฟอาจใช้สายอากาศทิศทางหรือดาวเทียม เงื่อนไขกำลัง ความไว เส้นทางและความต่อเนื่องที่ต้องการต้องนำมาคำนวณร่วมกัน
แหล่งอ้างอิง: NASA เรื่องคลื่นวิทยุ, ITU-R V.431 เรื่องชื่อย่าน และ NIBIB เรื่อง MRI การเลือกตัวอย่างเจ็ดข้อช่วยจัดเนื้อหา แต่ไม่ได้เปลี่ยนการแบ่งความถี่ตามมาตรฐาน
