Table of Contents
ประเภทเสาอากาศพื้นฐาน
เสาอากาศวิทยุมีหลายรูปทรงและขนาด แต่ละชนิดออกแบบมาสำหรับ ช่วงความถี่, ระดับพลังงาน, และการใช้งานที่เฉพาะเจาะจง. ประเภทที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่ เสาอากาศไดโพล, โมโนโพล, ลูป, แพตช์, และยากิ พร้อมด้วยรูปแบบที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับ ประสิทธิภาพ, ต้นทุน, และความแรงของสัญญาณ. ตัวอย่างเช่น ไดโพลแบบครึ่งคลื่นที่เรียบง่ายทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ ความต้านทาน 50-75 โอห์ม ครอบคลุมความถี่ตั้งแต่ 3 MHz ถึง 300 MHz ในขณะที่ เสาอากาศโมโนโพล (มักใช้ในวิทยุรถยนต์) ต้องมีระนาบพื้นและโดยทั่วไปแล้วมี เกนต่ำกว่าไดโพล 5-10 dB.
เสาอากาศลูป ซึ่งมักใช้ใน วิทยุ AM (530–1700 kHz) มี ค่า Q แฟกเตอร์สูง ทำให้มีความเฉพาะเจาะจงแต่มีแถบความถี่แคบ ในทางกลับกัน เสาอากาศแพตช์ ที่พบได้ทั่วไปใน Wi-Fi (2.4 GHz และ 5 GHz) และ GPS (1.575 GHz) มีขนาดกะทัดรัด (มักจะ 10×10 ซม. หรือเล็กกว่า) และมีต้นทุนต่ำ พร้อม เกน 5-8 dBi. เสาอากาศยากิ ที่ได้รับความนิยมใน การรับสัญญาณทีวี (470–862 MHz) สามารถให้ เกน 10-15 dBi แต่ต้องใช้ ระยะห่างขององค์ประกอบที่แม่นยำ (0.15–0.25 ความยาวคลื่น) เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด
รูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศจะเป็นตัวกำหนดว่ามันกระจายพลังงานอย่างไร ไดโพลมี รูปแบบรูปเลข 8 ในขณะที่ โมโนโพลเป็นแบบรอบทิศทางแต่สูญเสีย ประสิทธิภาพ 3 dB เนื่องจากการพึ่งพิงพื้น เสาอากาศแพตช์เป็นแบบมีทิศทาง พร้อม ความกว้างของลำคลื่น 60–80° ทำให้เหมาะสำหรับ การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด. เสาอากาศลูปสามารถมีขนาด เล็ก (λ/10) หรือใหญ่ (λ/2) โดยลูปที่ใหญ่กว่าจะให้ ประสิทธิภาพที่ดีกว่า (สูงสุด 90%) แต่ต้องใช้พื้นที่มากขึ้น
การเลือกวัสดุยังมีผลต่อประสิทธิภาพ ทองแดงและอลูมิเนียม เป็นที่นิยมเนื่องจาก ความต้านทานต่ำ (1.68×10⁻⁸ Ω·m สำหรับทองแดง) ในขณะที่ ไฟเบอร์กลาสหรือพลาสติก อาจใช้สำหรับรองรับโครงสร้าง ประสิทธิภาพของเสาอากาศ โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 50% ถึง 95% โดยการสูญเสียจะมาจาก ความไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์, ความต้านทานของตัวนำ, และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ความชื้น (ซึ่งสามารถเพิ่มการสูญเสียได้ 2-5%).
สำหรับการ ใช้งานกำลังไฟต่ำ (ต่ำกว่า 1W) เช่น บลูทูธหรือ ZigBee (2.4 GHz) เสาอากาศรอยต่อ PCB ขนาดเล็ก (เพียงแค่ ยาว 5-30 มม.) มีต้นทุนต่ำแต่มี เกนต่ำ (0-3 dBi). ในทางตรงกันข้าม เสาอากาศกระจายเสียงกำลังสูง (1 kW+) ใช้ องค์ประกอบอลูมิเนียมที่หนา เพื่อรองรับ แรงดันไฟฟ้าสูง (สูงสุด 50 kV ในหอคอย AM) โดยไม่มีการอาร์ค
การออกแบบเสาอากาศไดโพล
เสาอากาศไดโพลเป็นหนึ่งในการออกแบบที่ง่ายและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ให้ ประสิทธิภาพที่ดี (70-90%) ใน ช่วงความถี่กว้าง (3 MHz ถึง 3 GHz). ไดโพลแบบครึ่งคลื่นแบบคลาสสิกมีความยาว λ/2 ซึ่งหมายความว่า ไดโพล 146 MHz (ย่านความถี่ 2 เมตร) จะมีความยาวประมาณ 1 เมตร (0.5 × ความยาวคลื่น 2 ม.). อิมพีแดนซ์ของมันอยู่ที่ประมาณ 73 โอห์ม ทำให้เข้ากันได้ดีกับ สายโคแอกเชียล 50 โอห์ม โดยมี SWR (Standing Wave Ratio) น้อยที่สุดที่ ต่ำกว่า 1.5:1 เมื่อปรับจูนอย่างเหมาะสม
”ประสิทธิภาพของไดโพลจะลดลงอย่างรวดเร็วหากสั้นกว่าความยาวที่เหมาะสมถึง 90%—การลดความยาว 10% สามารถเพิ่ม SWR จาก 1.5:1 เป็นมากกว่า 3:1 ทำให้สิ้นเปลืองพลังงานที่ส่งไป 25%”
รูปแบบการแผ่รังสีของไดโพลเป็น รูปเลข 8 โดยมี เกนสูงสุด (2.15 dBi) ตั้งฉากกับสายไฟและมี ค่าศูนย์ (nulls) ที่ปลาย. สำหรับ การครอบคลุมรอบทิศทาง มักใช้ ไดโพลแนวตั้ง แม้ว่าจะสูญเสีย เกน 3 dB เมื่อเทียบกับการติดตั้งแนวนอน ไดโพลแบบหลายย่านความถี่ เช่น แบบพัดลมหรือแบบดัก สามารถทำงานบน 2-4 ความถี่ (เช่น 7 MHz และ 14 MHz) โดยการเพิ่ม LC traps (วงจรตัวเหนี่ยวนำ-ตัวเก็บประจุ) ที่แยกส่วนต่างๆ ที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน
ความหนาของวัสดุ มีความสำคัญ—ตัวนำที่หนาขึ้น (เช่น ท่อทองแดง 3-6 มม.) จะช่วยปรับปรุง แบนด์วิดท์ (กว้างกว่าสายไฟบางๆ ถึง 15%) และรองรับ กำลังไฟสูงขึ้น (1 kW+) โดยไม่มีความร้อน ไดโพลสายบาง (เส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม.) อาจรองรับได้เพียง 100W ที่ 14 MHz ก่อนที่จะเสี่ยงต่อ การสูญเสียความต้านทาน (ประสิทธิภาพลดลง 5-10%). ความสูงเหนือพื้นดิน ก็ส่งผลต่อประสิทธิภาพเช่นกัน: การติดตั้งที่ λ/2 (10 ม. สำหรับ 14 MHz) ช่วยลดการสะท้อนจากพื้นดิน เพิ่ม เกน 3-6 dB เมื่อเทียบกับการติดตั้ง λ/4 (5 ม.).
สำหรับ การติดตั้งแบบพกพาหรือชั่วคราว ไดโพลไฟเบอร์กลาสแบบพับได้ (น้ำหนัก ต่ำกว่า 500 กรัม) เป็นที่นิยม แม้ว่าจะต้องแลกกับ ประสิทธิภาพที่ลดลง 5-10% เมื่อเทียบกับโลหะแข็ง การป้อนสายไฟเข้าสู่ไดโพล ต้องใช้ความระมัดระวัง—บาลัน (หม้อแปลงแบบสมดุลเป็นไม่สมดุล) ป้องกันการแผ่รังสีของสายเคเบิล โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความถี่ สูงกว่า 30 MHz ซึ่ง กระแสโหมดทั่วไป สามารถบิดเบือนรูปแบบได้ บาลันกระแส 1:1 โดยทั่วไปมีราคา 20-50 และช่วยลด RFI (Radio Frequency Interference) ได้ 10-20 dB.
การใช้งานเสาอากาศยากิ
เสาอากาศยากิเป็น เสาอากาศแบบมีทิศทางที่มีเกนสูง ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายใน การรับสัญญาณทีวี (470–862 MHz), วิทยุสมัครเล่น (14–440 MHz), และการเชื่อมต่อไร้สายแบบจุดต่อจุด (900 MHz–5.8 GHz). ยากิ 3-องค์ประกอบ ทั่วไปให้ เกน 8–10 dBi ในขณะที่การออกแบบที่มีขนาดใหญ่ขึ้น 10–15 องค์ประกอบ สามารถเข้าถึง 14–18 dBi เพิ่มช่วงได้ 2–4 เท่า เมื่อเทียบกับไดโพล ความกว้างของลำคลื่นไปข้างหน้าของพวกมันนั้นแคบ (30–60°) ทำให้เหมาะสำหรับการ สื่อสารทางไกล แต่ต้องใช้ การจัดตำแหน่งที่แม่นยำภายใน ±5° เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด
| การใช้งาน | ความถี่ | องค์ประกอบ | เกน (dBi) | ความกว้างของลำคลื่น | ช่วงปกติ |
|---|---|---|---|---|---|
| การรับสัญญาณทีวี | 470–862 MHz | 5–10 | 10–14 | 40–60° | 30–80 กม. |
| วิทยุสมัครเล่น (HF) | 14–30 MHz | 3–6 | 6–9 | 60–90° | 500–1500 กม. |
| Wi-Fi (PtP) | 2.4–5.8 GHz | 8–16 | 12–18 | 20–40° | 5–20 กม. |
| การติดตาม RFID | 865–928 MHz | 4–8 | 8–12 | 50–70° | 10–50 ม. |
องค์ประกอบตัวสะท้อนและตัวนำในยากิมีความยาว สั้น/ยาวกว่าองค์ประกอบขับเคลื่อน 10–20% สร้าง การรบกวนของเฟส ที่ทำให้พลังงานพุ่งไปข้างหน้า ตัวอย่างเช่น ยากิ 5-องค์ประกอบ 144 MHz มี ตัวสะท้อน (~1.05 × ความยาวขับเคลื่อน) และตัวนำ (~0.9 × ความยาวขับเคลื่อน) เว้นระยะห่างที่ 0.15–0.25 ความยาวคลื่น (30–50 ซม.). การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องเพียง 10% ของระยะห่าง สามารถ ลดเกนลง 2–3 dB และเพิ่ม กลีบข้างขึ้น 5 dB ทำให้เกิดการรบกวน
การเลือกวัสดุ ส่งผลต่อความทนทานและประสิทธิภาพ องค์ประกอบอลูมิเนียม (หนา 3–6 มม.) รองรับ กำลังส่ง 100W+ โดยมี การสูญเสีย <1 dB ในขณะที่ ยากิที่หุ้มด้วยไฟเบอร์กลาส (ที่ใช้กันทั่วไปในการ ใช้งานทางทะเล/การบิน) สามารถทนทานต่อ ลม 150+ กม./ชม. แต่ก็มี การสูญเสียสูงกว่า 0.5–1 dB. สำหรับ การติดตั้งที่มีต้นทุนต่ำ ยากิทีวี 5-10 องค์ประกอบ ทำงานได้ดี แต่ รุ่นประสิทธิภาพสูง (เช่น 300–600 สำหรับ 15-องค์ประกอบ 432 MHz) ให้ เกนดีกว่า 3–5 dB และ ความกว้างของลำคลื่นที่แคบกว่า.
ความสูงในการติดตั้ง เป็นสิ่งสำคัญ เสา 6 ม. ช่วยเพิ่ม ระยะสายตาได้ 30% เมื่อเทียบกับการติดตั้ง 3 ม. เนื่องจากลดการดูดซับของพื้นดิน สำหรับ UHF (400+ MHz) การเปลี่ยนแปลงความสูงเพียง 1 ม. ก็สามารถเปลี่ยน ความแรงของสัญญาณได้ 2–3 dB. ใน พื้นที่ในเมือง ยากิมักจะเผชิญกับการ รบกวนแบบหลายเส้นทาง แต่การ ปรับเอียง 10° สามารถ ลดการขาดหายของสัญญาณได้ 20%.
คุณสมบัติของเสาอากาศลูป
เสาอากาศลูปเป็นเสาอากาศขนาดกะทัดรัดและใช้งานได้หลากหลาย ซึ่งเหมาะกับการ ใช้งานในพื้นที่จำกัด (วิทยุพกพา, RFID, การรับสัญญาณ HF) พร้อมด้วย ค่าศูนย์ทิศทางที่เป็นเอกลักษณ์ สำหรับการปฏิเสธการรบกวน ต่างจากไดโพล รูปทรงวงกลม/สี่เหลี่ยม ของพวกมันสร้าง สนามแม่เหล็กที่โดดเด่น ทำให้มีความ ไวต่อตัวนำที่อยู่ใกล้เคียงน้อยกว่าเสาอากาศแบบสายถึง 3-5 เท่า. ลูปที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 เมตร ที่ปรับจูนเป็น 7 MHz มี ประสิทธิภาพการแผ่รังสี 70-80% ซึ่งเทียบเท่ากับไดโพลแต่ใช้พื้นที่เพียง 1/10 ของพื้นที่.
| พารามิเตอร์ | ลูปขนาดเล็ก (λ/10) | ลูปขนาดใหญ่ (λ/2) | ลูปเฟอร์ไรต์ (วิทยุ AM) |
|---|---|---|---|
| ขนาดปกติ | เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1-0.3 ม. | เส้นผ่านศูนย์กลาง 1-3 ม. | 0.05-0.1 ม. (ก้าน) |
| ช่วงความถี่ | 3-30 MHz | 1-30 MHz | 0.5-1.7 MHz |
| ประสิทธิภาพ | 10-30% | 70-90% | 5-15% |
| ค่า Q แฟกเตอร์ | 100-300 | 50-150 | 200-500 |
| เกน | -10 ถึง -5 dBi | 0-2 dBi | -20 ถึง -15 dBi |
ลูปขนาดเล็ก (λ/10 หรือเล็กกว่า) แลก ประสิทธิภาพกับการพกพา—ลูปทองแดง 0.5 ม. ที่ 14 MHz แผ่รังสีเพียง 15% ของกำลังไฟเข้า แต่สามารถใส่ในกระเป๋าเป้ได้ ในขณะที่ ลูปอลูมิเนียม 2 ม. ที่ความถี่เดียวกันมี ประสิทธิภาพ 85%. ค่า Q แฟกเตอร์ (คุณภาพ) กำหนดแบนด์วิดท์; ลูปที่มีค่า Q สูง (300+) อาจครอบคลุม เพียง 10 kHz ที่ 7 MHz ต้องใช้ ตัวเก็บประจุแบบปรับจูนที่แม่นยำ (ความคลาดเคลื่อน ±1 pF) เพื่อรักษา SWR <2:1. สิ่งนี้ทำให้พวกมันเหมาะสำหรับการ ใช้งานแบบแถบความถี่แคบ เช่น วิทยุสมัครเล่น HF ซึ่ง แบนด์วิดท์ 10 kHz ก็เพียงพอแล้ว
ค่าศูนย์ทิศทาง เป็นคุณสมบัติที่สำคัญของลูป การหมุน ลูปที่โพลาไรซ์ในแนวตั้ง จะสร้าง ค่าศูนย์ 20-30 dB ที่ 90° จากระนาบ ทำให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถ ปฏิเสธการรบกวน จากทิศทางที่เฉพาะเจาะจงได้—ซึ่งสำคัญสำหรับ การรับสัญญาณ MW (530-1700 kHz) DXing. ลูปที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 ม. สามารถทำได้ ความไว 5 μV/m ที่ 1 MHz ซึ่งดีกว่า เสาอากาศแอคทีฟ ส่วนใหญ่ในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงรบกวนสูงในเมือง อย่างไรก็ตาม ลูปแบบก้านเฟอร์ไรต์ (ที่ใช้กันทั่วไปในวิทยุ AM) เสียสละ เกน (-20 dBi) เพื่อ ขนาด (ก้าน 10 ซม.) ต้องใช้ สายไฟ 50+ รอบ เพื่อชดเชยค่า ความซึมซับต่ำ (μ=100-400).
วัสดุก่อสร้าง ส่งผลต่อประสิทธิภาพอย่างมาก ท่อทองแดง 1/4″ ให้ ประสิทธิภาพดีกว่า 0.5 dB เมื่อเทียบกับ ลวด 12 AWG ที่ 30 MHz เนื่องจาก การสูญเสียจากปรากฏการณ์สกินเอฟเฟกต์ที่ต่ำกว่า (อัตราส่วน Rac/Rdc <1.1). สำหรับ การใช้งานแบบพกพา ลูปอลูมิเนียมเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. มีน้ำหนัก 300-500 กรัม และรองรับ 100W PEP เมื่อใช้ ตัวเก็บประจุแบบสุญญากาศแบบปรับค่าได้ (200-500 หน่วย). การสร้างแบบประหยัดด้วย โครง PVC และลูปโคแอกเชียล RG-58 ทำงานได้ แต่มีการสูญเสีย เพิ่มขึ้น 3-5 dB ที่ความถี่ สูงกว่า 10 MHz.
การใช้งานเสาอากาศแพตช์
เสาอากาศแพตช์ หรือที่เรียกว่าเสาอากาศไมโครสตริป มีความโดดเด่นในระบบไร้สายสมัยใหม่ที่ ต้องการรูปทรงต่ำ (หนา 5-10 มม.), น้ำหนักเบา (50-200 กรัม), และการผลิตจำนวนมาก (ต้นทุนต่อหน่วย <$5) เป็นสิ่งสำคัญ เสาอากาศแบบเรียบสไตล์ PCB เหล่านี้ให้ เกน 5-8 dBi พร้อม ความกว้างของลำคลื่น 60-80° ทำให้เหมาะสำหรับ เราเตอร์ Wi-Fi (2.4/5 GHz), โมดูล GPS (1.575 GHz), และ 5G small cells (3.5-28 GHz). แพตช์ขนาด 40×40 มม. ทั่วไปบน พื้นผิว FR4 (εr=4.3) มี ประสิทธิภาพการแผ่รังสี 85% ที่ 2.4 GHz ในขณะที่ แพตช์ที่บรรจุเซรามิกขั้นสูง (εr=10-20) ลดขนาดลงเหลือ 15×15 มม. สำหรับ อุปกรณ์ IoT แบบสวมใส่ได้.
ความถี่เรโซแนนซ์ ขึ้นอยู่กับ ความยาวของแพตช์ (≈λ/2 ในไดอิเล็กทริก) โดย ความคลาดเคลื่อนของมิติ 1% ทำให้เกิด การเลื่อน 5-10 MHz ที่ 5 GHz. สำหรับ การทำงานแบบสองย่านความถี่ แพตช์ซ้อนกันหรือช่องที่ตัดออกจะช่วยเพิ่ม แบนด์วิดท์ 15-20% (เช่น 2.4-2.5 GHz + 5.15-5.85 GHz) แต่เพิ่ม การสูญเสียการแทรก 0.5-1 dB. ใน การติดตั้ง 5G ในเมือง อาเรย์แพตช์ 8×8 (รวม 256 องค์ประกอบ) สร้าง เกน 24 dBi พร้อม การบังคับทิศทางลำคลื่นแบบอิเล็กทรอนิกส์ ±15° ทำให้สามารถ รับส่งข้อมูลได้ 1 Gbps ที่ ระยะ 500 ม. แม้จะมีการ สูญเสียจากการทะลุผ่านอาคาร 20-30 dB.
วิธีการป้อนสาย ส่งผลต่อประสิทธิภาพอย่างมีนัยสำคัญ แพตช์ที่ป้อนที่ขอบ นั้นง่ายที่สุดแต่มี ความไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์ 3-5% ในขณะที่ การออกแบบที่ป้อนด้วยโพรบ ปรับปรุง การสูญเสียการสะท้อนกลับให้ดีขึ้นถึง <-15 dB โดยแลกกับ แบนด์วิดท์ที่แคบลง (4-6% เทียบกับ 8-12%). สำหรับ เรดาร์รถยนต์ (77 GHz) แพตช์ที่เชื่อมต่อด้วยช่องรับ บรรลุ ประสิทธิภาพ >90% โดยการแยกสายป้อนออกจากตัวแผ่รังสี แม้ว่าจะต้องใช้ ลามิเนตที่แม่นยำ 0.1 มม. ($200+/แผง).
ความทนทานต่อสภาพแวดล้อม แยกแพตช์เกรดผู้บริโภคออกจากแพตช์อุตสาหกรรม แพตช์เคลือบอีพ็อกซี่ มาตรฐานจะลด เกนลง 0.5 dB/ปี ภายใต้ การสัมผัสกับรังสียูวี ในขณะที่ รุ่นที่ใช้ PTFE รักษา ความเสถียร ±0.2 dB ในช่วง -40°C ถึง +85°C. ใน โดรน แพตช์แบบยืดหยุ่น (ฟิล์มโพลีอิไมด์ 0.1 มม.) สามารถทนต่อ การโค้งงอได้มากกว่า 10,000 ครั้ง แต่ต้องจ่ายด้วย ประสิทธิภาพที่ลดลง 2-3 dB เมื่อเทียบกับบอร์ดแข็ง
การเลือกเสาอากาศที่เหมาะสม
การเลือกเสาอากาศที่เหมาะสมที่สุดนั้นเกี่ยวข้องกับการปรับสมดุลของ ความถี่ (1 MHz ถึง 100 GHz), เกน (0 ถึง 30 dBi), ขนาด (1 ซม. ถึง 10 ม.), และงบประมาณ ($5 ถึง $5,000) เทียบกับข้อจำกัดในโลกแห่งความเป็นจริง เช่น ความหนาแน่นของสิ่งกีดขวาง, ขีดจำกัดพลังงาน, และระยะเวลาการใช้งาน. 5G small cell อาจต้องใช้ อาเรย์แพตช์ 64 องค์ประกอบ ($300) สำหรับ การสร้างลำคลื่น 28 GHz ในขณะที่ เซ็นเซอร์ IoT ในฟาร์ม สามารถใช้ เสาอากาศเฮลิกซ์ 10 องค์ประกอบ สำหรับ การส่งสัญญาณ LoRa 900 MHz ผ่านพืชผล ความไม่ตรงกันในที่นี้มีค่าใช้จ่ายสูง—เกนที่ลดลง 3 dB ที่ Wi-Fi 2.4 GHz จะลด ช่วงลง 30% และ ข้อผิดพลาดของความกว้างของลำคลื่น 10° ใน สถานีภาคพื้นดินของดาวเทียม สามารถ สูญเสียข้อมูลดาวน์ลิงก์ 50%.
| กรณีการใช้งาน | ประเภทเสาอากาศ | พารามิเตอร์หลัก | ช่วงราคา | ข้อเสีย |
|---|---|---|---|---|
| 5G ในเมือง | 8×8 Patch Array | เกน 24 dBi, การบังคับทิศทาง ±15°, 28 GHz | $200–500 | ประสิทธิภาพลดลง 5%/มม. คลื่นฝนตก |
| การสื่อสาร HF ในชนบท | ไดโพล | 7 MHz, 73Ω, 50W PEP | $20–100 | ต้องใช้ความสูง 10 ม.+ พื้นที่ 50 ม. |
| Drone FPV | Circular Polarized | 5.8 GHz, 8 dBi, ความกว้างของลำคลื่น 80° | $15–50 | ช่วงสั้นลง 20% หากโพลาไรเซชันไม่ตรงกัน |
| สมาร์ทมิเตอร์ | PCB Trace | 868 MHz, -1 dBi, 10×5 มม. | $0.50–3 | ประสิทธิภาพลดลง 30% เมื่อเทียบกับเสาอากาศภายนอก |
| ทีวีดาวเทียม | Offset Dish + LNB | 12 GHz, 40 dBi, เส้นผ่านศูนย์กลาง 60 ซม. | $80–200 | ข้อผิดพลาดการจัดตำแหน่ง 0.5° = การสูญเสีย 10 dB |
ความถี่เป็นตัวกำหนดฟิสิกส์—ที่ต่ำกว่า 30 MHz ความยาวคลื่นต้องการ โครงสร้าง 10-100 ม. (ไดโพล, ลูป) ในขณะที่ mmWave (30+ GHz) ทำงานกับ แพตช์ 5 มม. แต่ประสบกับ การสูญเสียจากบรรยากาศ 20 dB/กม.. ยากิ 144 MHz ให้ เกน 12 dBi ด้วย องค์ประกอบ 1 ม. แต่ รุ่น 5.8 GHz ต้องใช้ องค์ประกอบ 5 ซม. สำหรับประสิทธิภาพที่ใกล้เคียงกัน การนำไฟฟ้าของวัสดุ ก็มีความสำคัญเช่นกัน—เสาอากาศทองแดง แสดงให้เห็น ประสิทธิภาพดีกว่าอลูมิเนียม 1-2 dB ที่ UHF แต่มีราคา สูงกว่า 3 เท่าต่อกิโลกรัม.
สภาพแวดล้อมเปลี่ยนข้อกำหนด. ใน ป่า ไดโพล 900 MHz มีประสิทธิภาพดีกว่า แพตช์ 2.4 GHz ถึง 8-10 dB เนื่องจากสามารถทะลุผ่านใบไม้ได้ สำหรับ การใช้งานทางทะเล แสตนเลสสตีล ทนทานต่อ ละอองเกลือ แต่สูญเสีย ประสิทธิภาพ 15% เมื่อเทียบกับทองเหลือง ผลกระทบของเมืองสามารถ ลดทอนสัญญาณ 5.8 GHz ได้ 40 dB/100 ม. บังคับให้ใช้ เสาอากาศแบบเซกเตอร์ที่มีเกนสูง (17 dBi) เพียงเพื่อครอบคลุม ระยะสายตา 500 ม..
การรองรับกำลังไฟ แยกอุปกรณ์เกรดผู้บริโภคออกจากอุปกรณ์ระดับมืออาชีพ เสาอากาศรอยต่อ PCB จะเสียหายที่ 2W อย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ ไดโพล 3/8″ heliax รองรับ 1 kW ที่ 50 MHz. สำหรับ การทดสอบ EMC เสาอากาศไบโคนิกัล ($3k-$8k) ทนต่อ สนาม 100V/m แต่ให้ เกนเพียง 2 dBi. ควรตรวจสอบ ข้อกำหนด VSWR เสมอ—ความไม่ตรงกัน 1.5:1 สิ้นเปลือง พลังงาน 4% ในขณะที่ 3:1 ทิ้ง 25% เป็นความร้อน
