เจาะลึก "วิธีการทำงานของสเปกตรัมวิทยุ" เพื่อทำความเข้าใจเส้นทางคมนาคมที่มองไม่เห็นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่งผ่านการสื่อสารไร้สายทั้งหมดของเรา
คุณอาจเคยได้ยินเกี่ยวกับวิทยุ AM และวิทยุ FM, โทรทัศน์ VHF และ UHF , วิทยุชุมชน, วิทยุคลื่นสั้น และอื่นๆ คุณเคยสงสัยไหมว่าชื่อต่างๆ เหล่านี้หมายถึงอะไรกันแน่? ความแตกต่างระหว่างทั้งสองคืออะไร?
คลื่นวิทยุคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายโดยเสาอากาศ คลื่นวิทยุมีความถี่ที่แตกต่างกัน และการปรับ เครื่องรับวิทยุ ไปที่ความถี่เฉพาะ คุณจะสามารถรับสัญญาณเฉพาะได้
ในสหรัฐอเมริกา FCC (คณะกรรมการการสื่อสารกลาง) ทำหน้าที่ตัดสินใจว่าใครสามารถใช้ความถี่ใดเพื่อวัตถุประสงค์ใด และจะออกใบอนุญาตให้สถานีวิทยุที่ใช้ความถี่เฉพาะเจาะจง
เมื่อคุณฟังสถานีวิทยุและผู้ประกาศบอกว่า "คุณกำลังฟัง 91.5 FM WRKX The Rock!" สิ่งที่ผู้ประกาศหมายถึงคือคุณกำลังฟังสถานีวิทยุที่ออกอากาศสัญญาณวิทยุแบบปรับความถี่ (FM) ที่ความถี่ 91.5 เมกะเฮิรตซ์ โดยมีอักษรเรียกขานที่ FCC กำหนดว่า WRKX เมกะเฮิรตซ์หมายถึง "หลายล้านรอบต่อวินาที" ดังนั้น "91.5 เมกะเฮิรตซ์" จึงหมายความว่าเครื่องส่งสัญญาณที่สถานีวิทยุกำลังแกว่งที่ความถี่ 91,500,000 รอบต่อวินาที วิทยุ FM ของคุณสามารถปรับความถี่เฉพาะนั้นและให้คุณรับสัญญาณสถานีนั้นได้อย่างชัดเจน สถานีวิทยุ FM ทั้งหมดส่งสัญญาณในย่านความถี่ระหว่าง 88 เมกะเฮิรตซ์และ 108 เมกะเฮิรตซ์ ย่านความถี่นี้ของสเปกตรัมวิทยุไม่ได้ใช้เพื่อจุดประสงค์อื่นใดนอกจากการออกอากาศวิทยุ FM
ในทำนองเดียวกัน วิทยุที่ปรับแอมพลิจูด (AM) ถูกจำกัดให้อยู่ในแบนด์ตั้งแต่ 535 กิโลเฮิรตซ์ถึง 1,700 กิโลเฮิรตซ์ (กิโลหมายถึง "พัน" ดังนั้น 535,000 ถึง 1,700,000 รอบต่อวินาที) ดังนั้น สถานีวิทยุ AM ที่ระบุว่า "นี่คือ AM 680 WPTF" หมายความว่าสถานีวิทยุกำลังออกอากาศสัญญาณวิทยุ AM ที่ความถี่ 680 กิโลเฮิรตซ์ และอักษรเรียกขานที่ FCC กำหนดคือ WPTF
ในหน้าถัดไป คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแบนด์ความถี่และความถี่ที่อุปกรณ์ทั่วไปใช้
ย่านความถี่วิทยุทั่วไปมีดังนี้:
สิ่งที่น่าขบขันก็คือเทคโนโลยีไร้สายทุกชนิดที่คุณนึกออกมีแบนด์วิดท์เล็กๆ ของตัวเองอยู่หลายร้อยแบนด์ ตัวอย่างเช่น:
เหตุใดวิทยุ AM จึงอยู่ในแบนด์ความถี่ 550 กิโลเฮิรตซ์ถึง 1,700 กิโลเฮิรตซ์ ในขณะที่วิทยุ FM อยู่ในแบนด์ความถี่ 88 ถึง 108 เมกะเฮิรตซ์ ทั้งหมดนี้เป็นเรื่องไร้เหตุผลโดยสิ้นเชิง และส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับประวัติศาสตร์
วิทยุ AM มีมานานกว่าวิทยุ FM มาก การออกอากาศทางวิทยุครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 1906 และการจัดสรรความถี่สำหรับวิทยุ AM เกิดขึ้นในช่วงทศวรรษปี 1920 (ซึ่งเป็นต้นแบบของ FCC ได้รับการจัดตั้งโดยรัฐสภาในปี 1927) ในช่วงทศวรรษปี 1920 ความสามารถด้านวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์ค่อนข้างจำกัด ดังนั้น วิทยุ AM จึงใช้ความถี่ค่อนข้างต่ำ
สถานี โทรทัศน์ แทบจะไม่มีอยู่เลยจนกระทั่งปี 1946 ซึ่งเป็นช่วงที่ FCC จัดสรรคลื่นความถี่สำหรับการออกอากาศเชิงพาณิชย์ให้กับโทรทัศน์ ในปี 1949 ผู้คนกว่าล้านคนเป็นเจ้าของโทรทัศน์ และในปี 1951 ก็มีโทรทัศน์ถึง 10 ล้านเครื่องในอเมริกา
วิทยุ FM ถูกคิดค้นโดยเอ็ดวิน อาร์มสตรอง เพื่อทำให้การออกอากาศเพลงที่มีความเที่ยงตรงสูง (และไม่มีสัญญาณรบกวน) เป็นไปได้ เขาสร้างสถานีแห่งแรกขึ้นในปี 1939 แต่ FM ไม่ได้รับความนิยมอย่างแท้จริงจนกระทั่งถึงช่วงทศวรรษ 1960 ดังนั้น วิทยุ FM จึงใช้คลื่นความถี่ที่สูงขึ้น
วิทยุส่วนใหญ่ที่คุณเห็นในชีวิตประจำวันเป็นวิทยุที่มีวัตถุประสงค์เดียว ตัวอย่างเช่น วิทยุ AM สามารถฟังสถานีวิทยุ AM ใดๆ ก็ได้ในย่านความถี่ตั้งแต่ 535 กิโลเฮิรตซ์ถึง 1.7 เมกะเฮิรตซ์ แต่ไม่สามารถฟังคลื่นอื่นได้ วิทยุ FM สามารถฟังสถานีวิทยุ FM ใดๆ ก็ได้ในย่านความถี่ตั้งแต่ 88 ถึง 108 เมกะเฮิรตซ์ และไม่สามารถฟังคลื่นอื่นได้ วิทยุ CB สามารถฟังช่องสัญญาณ 40 ช่องที่อุทิศให้กับวิทยุชุมชนและไม่สามารถฟังคลื่นอื่นได้ สแกนเนอร์นั้นแตกต่างกัน
เครื่องสแกน เป็นเครื่องรับวิทยุที่มีช่วงความถี่กว้างมาก ดังนั้นคุณจึงสามารถฟังสัญญาณวิทยุได้ทุกประเภท โดยทั่วไป เครื่องสแกนจะใช้เพื่อปรับจูนเข้ากับ วิทยุของตำรวจ ดับเพลิง และฉุกเฉิน ในพื้นที่ (ดังนั้นเครื่องสแกนจึงมักถูกเรียกว่า "เครื่องสแกนของตำรวจ") แต่คุณสามารถใช้เครื่องสแกนเพื่อฟังการสนทนาได้ทุกประเภท โดยทั่วไป คุณจะสามารถทำสิ่งต่อไปนี้ได้: