ระบบไมโครเวฟที่ใช้เชื่อมโยงระหว่างระบบโทรศัพท์

สัญญาณไมโครเวฟ (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

ข้อดีและข้อเสียของระบบไมโครเวฟ
ข้อดี
1. ใช้ในพื้นที่ซึ่งการเดินสายกระทำได้ไม่สะดวก
2. ราคาถูกกว่าสายใยแก้วนำแสงและดาวเทียม
3. ติดตั้งง่ายกว่าสายใยแก้วนำแสงและดาวเทียม
4. อัตราการส่งข้อมูลสูง
ข้อเสีย

1.    ต้องไม่มีสิ่งใดมากีดขวางเส้นสายตาของทั้งเครื่องรับและเครื่องส่ง

2.    สัญญาณถูกรบกวนหรือแทรกแซงได้ง่าย

3.    ถูกดักจับสัญญาณได้ง่าย

4.    คลื่นไมโครเวฟไม่สามารถผ่านสิ่งกีดขวางได้และแม้ว่าจะปรับทิศทางการส่งได้อย่างเที่ยงตรงที่จานส่งสัญญาณแล้วก็ตาม สัญญาณไมโครเวฟอาจเกิดการหักเหในระหว่างทาง สัญญาณบางส่วนที่เกิดการหักเหอาจเดินทางมาถึงจานรับสัญญาณช้ากว่าปกติและอาจเกิดการลบล้างกับสัญญาณปกติทำให้สัญญาณในช้วงนั้นถูกลบล้างไป ลักษณะเช่นนี้เรียกว่า "multipath fading"ซึ่งมีสภาพภูมิอากาศและความถี่ของสัญญาณเป็นองค์ประกอบหลัก

สำหรับการใช้งานคลื่นไมโครเวฟนั้นจะสามารถแบ่งได้ดังต่อไปนี้

1. ระบบส่งสัญญาณ (Transmission)

               ในการโทรคมนาคมจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งเช่นสถานีต่อผ่านให้กับโครงข่ายโทรศัพท์ทางไกลโดยทั่วไปมักใช้ในย่านความถี่5.925 ถึง 6.425 กิกะเฮิรตซ์ หรือในระบบโทรทัศน์การถ่ายทอดสัญญาณจากรถถ่ายทอดไปยังห้องส่งจากห้องส่งไปยังเครื่องส่งไมโครเวฟ การเชื่อมต่อจากห้องส่งไปยังเครื่องส่งอาจใช้ความถี่ในช่วง 947 ถึง 952 เมกะเฮิรตซ์เป็นต้น

2. ระบบตรวจจับและวัดระยะด้วยคลื่น หรือที่เรียกว่าเรดาร์ (RADAR : Radio Detection And Ranging)               การส่งคลื่นวิทยุออกไปในมุมแคบจากสายอากาศเมื่อคลื่นวิทยุกระทบกับวัตถุก็จะสะท้อนกลับมาแล้วนำสัญญาณมาเปรียบเทียบกับสัญญาณเดิมและแปรออกมาป็นข้อมูลที่ต้องการ สำหรับความถี่ที่ใช้ก็ยังอยู่ในช่วง 8.5 ถึง 9.2 กิกะเฮิรตซ์ และ 13.25 ถึง 13.40 กิกะเฮิรตซ์ หรือในการวัดระยะทางในระบบนำร่องของการเดินอากาศอุปกรณ์วัดระยะที่เรียกว่า ดีเอ็มอี (DME : Distance Measuring Equipment) จะใช้ความถี่ที่ 962 ถึง 1,213 เมกะเฮิรตซ 

3. เครื่องมือในอุตสาหกรรม

               เครื่องมือในอุตสาหกรรม เช่น การนำความร้อนด้วยคลื่นไมโครเวฟ การเชื่อมและติดวัตถุหรือในรูปของเครื่องใช้ในครัวเรือนเช่น เตาอบและทำอาหารอย่างเร็วที่ใช้คลื่นไมโครเวฟที่ความถี่ 2.45 กิกะเฮิรตซ์

4. ระบบสื่อสารผ่านดาวเทียมในอวกาศ (Satellite Communication) 

               ซึ่งคลื่นไมโครเวฟเป็นหัวใจสำคัญในระบบดังกล่าว โครงสร้างของการใช้งานคลื่นไมโครเวฟในระบบส่งสัญญาณ ซึ่งเป็นการใช้งานที่มีอยู่อย่างแพร่หลายมากที่สุดในสาขาโทรคมนาคม โดยสามารถส่งข้อมูลทั้งอะนาลอกและดิจิตอลระหว่างจุดต่อจุดได้เป็นอย่างดี การใช้งานที่มีอยู่มากที่สุดก็คือไมโครเวฟลิงค์ ซึ่งหากมีการเชื่อมโยงกันระหว่างจุดสองจุดจะถูกเรียกว่าหนึ่งฮอป (Hop) องค์ประกอบของระบบเบื้องต้นได้แก่สายอากาศสองชุดซึ่งอาจถูกวางอยู่ห่างกันเพียงสองกิโลเมตร หรือการเชื่อมโยงระหว่างจุดแต่เป็นระยะทางไกลหลายช่วงเป็นหลายฮอป จนสามารถเรียกได้ว่าเป็นแบ็กโบนให้กับระบบโทรคมนาคมได้ของระบบเบื้องต้นได้แก่สายอากาศสองชุดซึ่งอาจถูกวางอยู่ห่างกันเพียงสองกิโลเมตร หรือการเชื่อมโยงระหว่างจุดแต่เป็นระยะทางไกลหลายช่วงเป็นหลายฮอป จนสามารถเรียกได้ว่าเป็นแบ็กโบนให้กับระบบโทรคมนาคมได้ของระบบเบื้องต้นได้แก่สายอากาศสองชุดซึ่งอาจถูกวางอยู่ห่างกันเพียงสองกิโลเมตร หรือการเชื่อมโยงระหว่างจุดแต่เป็นระยะทางไกลหลายช่วงเป็นหลายฮอป จนสามารถเรียกได้ว่าเป็นแบ็กโบนให้กับระบบโทรคมนาคมได้ข้อมูลที่จะส่งด้วยไมโครเวฟมักถูกทำการมัลติเพล็กซิ่งก่อน จากนั้นจึงถูกมอดูเลตไปสู่ความถี่กลางค่าหนึ่ง (Intermediate Frequency) และทำการเลื่อนความถี่ (อัพคอนเวิร์ต) ไปยังความถี่ในย่านไมโครเวฟแล้วส่งออกไปในอากาศ ในด้านรับก็จะทำการแปลงกลับมาที่ความถี่กลางและดีมอดูเลตไปเป็นสัญญาณที่ได้รับการมัลติเพล็กซ์เช่นเดียวกับการส่ง สัญญาที่ได้หลังจากการทำมัลติเพล็กซิ่งมักถูกเรียกว่าสัญญาณเบสแบนด์ (BB : BaseBand Signal)ในหนึ่งฮอปอาจจะสามารถเชื่อมต่อสัญญาณได้ในระยะทางประมาณ 30 ถึง 60 กิโลเมตร และหากนำสายอาาศไปติดตั้งบนยอดเขาก็อาจสามารถติดต่อกับสถานีถัดไปได้ในระะทางถึง 200 กิโลเมตรได้ เนื่องจากระบบไมโครเวฟเป็นการเชื่อมโยงสัญญาณในแบบแนวสายตาหรือที่เรียกว่าไลน์ออฟไซต์ (Line of sight) แต่ในการส่งสัญญสัญญาณระหว่างกันก็ยังมีปัจจัยอื่นที่มีผลต่อการส่งของสัญญาณทำให้แม้จะตั้งสายอากาศให้ตรงกันก็ไม่อาจส่งสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อที่จะให้เข้าใจการทำงานของระบบไมโครเวฟและส่วนประกอบต่าง ๆ ขอให้พิจารณาพื้นฐานการทำงานของอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับคลื่นไมโครเวฟกันก่อน เนื่องจากว่าอุปกรณ์ไมโครเวฟมีความแตกต่างจากอุปกรณ์โดยทั่วไปอย่างมาก เพราะที่ความถี่สูงจะมีการสูญเสียพลังงานจากการแพร่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกจากตัวนำธรรมดามาก

    

       คลื่นไมโครเวฟมีย่านความถี่กว้างมากจึงถูกนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลายชนิด เป็นที่นิยมอย่างแพร่หลาย ทั้งงานในด้านสื่อสาร งานด้านตรวจจับวัตถุเคลื่อนที่ และงานด้านอุตสาหกรรม เป็นต้น

ระบบเชื่อมต่อสัญญาณในระดับสายตา 

       ใช้ในงานสื่อสารโทรคมนาคมระหว่างงจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง เช่นการสื่อสารโทรศัพท์ทางไกล ใช้การส่งผ่านสัญญาณโทรศัพท์จากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งไปยังสถานีทวนสัญญาณอีกจุดหนึ่งและส่งผ่านสัญญาณโทรศัพท์ไปเรื่อย ๆ จนถึงปลายทางและการถ่ายทอดโทรทัศน์จะทำการถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์จากห้องส่งโทรทัศน์หรือจากรถถ่ายทอดสดไปยังเครื่องส่งไมโครเวฟ ส่งไปปลายทางที่สายอากาศแพร่กระจายคลื่นของโทรทัศน์ช่องนั้น ระบบเชื่อมต่อสัญญาณในระดับสายตา

ระบบสื่อสารดาวเทียมกับภาคพื้นโลก

ดาวเทียมสื่อสาร

       ดาวเทียมสื่อสาร (อังกฤษ: communication satellite หรือเรียกสั้นๆ ว่า comsat) เป็นดาวเทียมที่มีจุดประสงค์เพื่อการสื่อสารและโทรคมนาคม จะถูกส่งไปในช่วงของอวกาศเข้าสู่วงโคจรโดยมีความห่างจากพื้นโลกโดยประมาณ 35.786 กิโลเมตร ซึ่งความสูงในระดับนี้จะเป็นผลทำให้เกิดแรงดึงดูดระหว่างโลกกับดาวเทียม ในขณะที่โลกหมุนก็จะส่งแรงเหวี่ยง ทำให้ดาวเทียมเกิดการโคจรรอบโลกตามการหมุนของโลก

ระบบสื่อสารดาวเทียมกับภาคพื้นโลก

       ดาวเทียมสื่อสาร พัฒนาขึ้นมาเพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดของสถานีรับส่งไมโครเวฟบนผิวโลกโดยเป็นสถานีรับส่งสัญญาณไมโครเวฟบนอวกาศ ในการส่งสัญญาณต้องมีสถานีภาคพื้นดินคอยทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณขึ้นไปบนดาวเทียมที่โคจรอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 35,600 กิโลเมตร โดยดาวเทียมเหล่านั้นจะเคลื่อนที่ด้วยคามเร็วที่เท่ากับการหมุนของโลก จึงเสมือนกับดาวเทียมนั้นอยู่นิ่งกับที่ขณะที่โลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้การส่งสัญญาณไมโครเวฟจากสถานีหนึ่งขึ้นไปบนดาวเทียม และการกระจายสัญญาณจากดาวเทียมลงมายังสถานีตามจุดต่างๆ บนผิวโลก เป็นไปอย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังมีการใช้งานดาวเทียมในการระบุตำแหน่งบนพื้นโลกเรียกว่าระบบจีพีเอส โดยบอกพิกัดเส้นรุ้งและเส้นแวงของผู้ใช้งานเพื่อใช้ในการนำทาง

       ดาวเทียมสื่อสารหรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าดาวเทียมโทรคมนาคม เป็นดาวเทียมที่ใช้ประโยชน์ในการสื่อสารภายในและระหว่างประเทศ โดยดาวเทียมของประเทศใดประเทศหนึ่ง มักจะอยู่สูงในระดับประมาณ 36,000 กิโลเมตรเหนือประเทศนั้นๆดาวเทียมสื่อสารจึงเป็นดาวเทียมค้างฟ้าที่อยู่คงที่บนฟ้าของประเทศใดประเทศหนึ่งตลอดเวลา ดาวเทียมไทยคมเป็นดาวเทียมสื่อสารดวงแรกของประเทศไทย ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศโดยจรวดอารีอานขององค์การอวกาศยุโรบที่แฟรนกิอานา ที่ตำแหน่งเหนือละติดจุด 7 องศาเหนือและลองจิจุด 78.5 องศาตะวันออก สถานีภาคพื้นดินส่งสัญญาณขึ้นสู่ดาวเทียมอยู่ที่ ถนนรัตนาธิเบศร์ อำเภอเมือง จังหวัดนนทบุรี

        ดาวเทียมค้างฟ้า ดาวเทียมค้างฟ้า คือ ดาวเทียมที่อยู่ ณ ตำแหน่งเดิมบนท้องฟ้า เพราะใช้เวลาโคจรรอบโลกครบรอบเท่ากับโลกหมุนรอบตัวเองพอดี เท่ากับ 23 ชั่วโมง 56 นาที ที่ระดับความสูง 35,786 กิโลเมตร เหนือเส้นศูนย์สูตร มีความเร็วในการโคจรประมาณ 3,070 เมตรต่อวินาที การส่งดาวเทียมสื่อสารหรือดาวเทียมโทรคมนาคมจะใช้ยานขนส่งอวกาศหรือจรวดส่งขึ้นไปเป็นดาวเทียมค้างฟ้าคือปรากฏอยู่นิ่งบนท้องฟ้าเพื่อรับส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นวิทยุ โทรทัศน์ โทรศัพท์ โทรสารและอื่นๆ

       องค์ประกอบสำคัญของดาวเทียม องค์ประกอบสำคัญของดาวเทียม ประกอบด้วย สายอากาศสื่อสาร เครื่องรับ-ส่งวิทยุ ทำหน้าที่ประมวลสัญญาณที่เข้า-ออก สายอากาศสื่อสารก่อนที่จะส่งต่อไปยังพื้นดิน แผงเซลล์แสงอาทิตย์ทำหน้าที่เปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า แบตเตอรี่ ทำหน้าที่เก็บพลังงานไฟฟ้าสำหรับใช้ กรณีมีปัญหาไม่ได้รับแสงอาทิตย์ชั่วคราว เช่น ในช่วงเกิดสุริยุปราคา ดวงอาทิตย์ถูกบดบัง กำลังไฟฟ้าสูงสุดอาจถูกใช้ถึง 300-600 วัตต์ เครื่องวัดแสง ทำหน้าที่ปรับตำแหน่งดาวเทียมกับโลกและดวงอาทิตย์ให้อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องเสมอ จรวดขนาดเล็กทำหน้าที่รักษาการหมุน และการหันตัวของดาวเทียม สถานีควบคุมดาวเทียมให้อยู่ในวงโคจรที่ถูกต้อง สถานีภาคพื้นดินชนิดต่างๆ การเชื่อมโยงระหว่างสถานีภาคพื้นดินกับผู้ใช้บริการ การเชื่อมต่อกับเครือข่ายการสื่อสารภาคพื้นดิน
ส่วนประกอบดาวเทียม
        ดาวเทียมเป็นเครื่องมือทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน มีส่วนประกอบหลายๆ อย่างประกอบเข้าด้วยกันและสามารถทำงานได้โดยอัตโนมัติ สามารถโคจรรอบโลกด้วยความเร็วที่สูงพอที่จะหนีจากแรงดึงดูดของโลกได้ การสร้างดาวเทียมนั้นมีความพยายามออกแบบให้ชิ้นส่วนต่างๆ ทำงานได้อย่างประสิทธิภาพมากที่สุด และราคาไม่แพงมาก ดาวเทียมประกอบด้วยส่วนประกอบเป็นจำนวนมาก แต่ละส่วนจะมีระบบควบคุมการทำงานแยกย่อยกันไป และมีอุปกรณ์เพื่อควบคุมให้ระบบต่างๆ ทำงานร่วมกัน โดยองค์ประกอบส่วนใหญ่ของดาวเทียมประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังนี้
โครงสร้างดาวเทียม เป็นส่วนประกอบที่สำคัญมาก โครงจะมีน้ำหนักประมาณ 15 - 25% ของน้ำหนักรวม ดังนั้น จึงจำเป็นต้องเลือกวัสดุที่มีน้ำหนักเบา และต้องไม่เกิดการสั่นมากเกินที่กำหนด หากได้รับสัญญาณที่มีความถี่ หรือความสูงของคลื่นมากๆ (amptitude)
ระบบเครื่องยนต์ ซึ่งเรียกว่า "aerospike" อาศัยหลักการทำงานคล้ายกับเครื่องอัดอากาศ และปล่อยออกทางปลายท่อ ซึ่งระบบดังกล่าวจะทำงานได้ดีในสภาพสุญญากาศ ซึ่งต้องพิจารณาถึงน้ำหนักบรรทุกของดาวเทียมด้วย
        ระบบพลังงาน ทำหน้าที่ผลิตพลังงาน และกักเก็บไว้เพื่อแจกจ่ายไปยังระบบไฟฟ้าของดาวเทียม โดยมีแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Cell) ไว้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์เพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ให้ดาวเทียม แต่ในบางกรณีอาจใช้พลังงานนิวเคลียร์แทน
ระบบควบคุมและบังคับ ประกอบด้วย คอมพิวเตอร์ที่เก็บรวมรวมข้อมูล และประมวลผลคำสั่งต่างๆ ที่ได้รับจากส่วนควบคุมบนโลก โดยมีอุปกรณ์รับส่งสัญญาณ (Radar System) เพื่อใช้ในการติดต่อสื่อสาร
ระบบสื่อสารและนำทาง มีอุปกรณ์ตรวจจับความร้อน ซึ่งจะทำงาน โดยแผงวงจรควบคุมอัตโนมัติ
อุปกรณ์ควบคุมระดับความสูง เพื่อรักษาระดับความสูงให้สัมพันธ์กันระหว่างพื้นโลก และดวงอาทิตย์ หรือเพื่อรักษาระดับให้ดาวเทียมสามารถโคจรอยู่ได้
เครื่องมือบอกตำแหน่ง เพื่อกำหนดการเคลื่อนที่ นอกจากนี้ยังมีส่วนย่อยๆ อีกบางส่วนที่จะทำงานหลังจาก ได้รับการกระตุ้นบางอย่าง เช่น ทำงานเมื่อได้รับสัญญาณ สะท้อนจากวัตถุบางชนิด หรือทำงานเมื่อได้รับลำแสงรังสี ฯลฯ
       ชิ้นส่วนต่างๆ ของดาวเทียมได้ถูกทดสอบอย่างละเอียด ส่วนประกอบต่างๆ ถูกออกแบบสร้าง และทดสอบใช้งานอย่างอิสระ ส่วนต่างๆ ได้ถูกนำมาประกอบเข้าด้วยกัน และทดสอบอย่างละเอียดครั้งภายใต้สภาวะที่เสมือนอยู่ในอวกาศก่อนที่มัน จะถูกปล่อยขึ้นไปในวงโคจร ดาวเทียมจำนวนไม่น้อยที่ต้องนำมาปรับปรุงอีกเล็กน้อย ก่อนที่พวกมันจะสามารถทำงานได้ เพราะว่าหากปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรแล้ว เราจะไม่สามารถปรับปรุงอะไรได้ และดาวเทียมต้องทำงานอีกเป็นระยะเวลานาน ดาวเทียมส่วนมากจะถูกนำขึ้นไปพร้อมกันกับจรวด ซึ่งตัวจรวดจะตกลงสู่มหาสมุทรหลังจากที่เชื้อเพลิงหมด
วงโคจรของดาวเทียม

วงโคจรดาวเทียม (Satellite Orbit) 

เมื่อแบ่งตามระยะความสูง (Altitude) จากพื้นโลกแบ่งเป็น 3 ระยะคือ
1.วงโคจรต่ำของโลก (Low Earth Orbit "LEO")
       คือระยะสูงจากพื้นโลกไม่เกิน 2,000 กม. ใช้ในการสังเกตการณ์ สำรวจสภาวะแวดล้อม, ถ่ายภาพ ไม่สามารถใช้งานครอบคลุมบริเวณใดบริเวณหนึ่งได้ตลอดเวลา เพราะมีความเร็วในการเคลื่อนที่สูง แต่จะสามารถบันทึกภาพคลุมพื้นที่ตามเส้นทางวงโคจรที่ผ่านไป ตามที่สถานีภาคพื้นดินจะกำหนดเส้นทางโคจรอยู่ในแนวขั้วโลก (Polar Orbit) ดาวเทียมวงโคจรระยะต่ำขนาดใหญ่บางดวงสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าในเวลาค่ำ หรือก่อนสว่าง เพราะดาวเทียมจะสว่างเป็นจุดเล็ก ๆ เคลื่อนที่ผ่านในแนวนอนอย่างรวดเร็ว
2.วงโคจรระยะปานกลาง (Medium Earth Orbit "MEO")
        อยู่ที่ระยะความสูงตั้งแต่ 5000-15,000 กม. ขึ้นไป ส่วนใหญ่ใช้ในด้านอุตุนิยมวิทยา และสามารถใช้ในการติดต่อสื่อสารเฉพาะพื้นที่ได้ แต่หากจะติดต่อให้ครอบคลุมทั่วโลกจะต้องใช้ดาวเทียมหลายดวงในการส่งผ่าน...
3.วงโคจรประจำที่ (Geosynchonus Earth Orbit "GEO")
        เป็นดาวเทียมเพื่อการสื่อสารเป็นส่วนใหญ่ อยู่สูงจากพื้นโลก 35,786 กม. เส้นทางโคจรอยู่ในแนวเส้นศูนย์สูตร (Equatorial Orbit) ดาวเทียมจะหมุนรอบโลกด้วยความเร็วเชิงมุมเท่ากับโลกหมุนรอบตัวเองทำให้ดูเหมือนลอยนิ่งอยู่เหนือ จุดจุดหนึ่งบนโลกตลอดเวลา (เรียกทั่ว ๆ ไปว่า "ดาวเทียมค้างฟ้า")
ดาวเทียมจะอยู่กับที่เมื่อเทียบกับโลกมีวงโคจรอยู่ในระนาบเดียวกันกับเส้นศูนย์สูตร อยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 35,768 กม. วงโคจรพิเศษนี้เรียกว่า “วงโคจรค้างฟ้า” หรือ “วงโคจรคลาร์ก” (Clarke Belt) เพื่อเป็นเกียรติแก่นาย อาร์เทอร์ ซี. คลาร์ก ผู้นำเสนอแนวคิดเกี่ยวกับวงโคจรนี้ เมื่อ เดือนตุลาคม ค.ศ. 1945
วงโคจรคลาร์ก เป็นวงโคจรในระนาบเส้นศูนย์สูตร (EQUATOR) ที่มีความสูงเป็นระยะที่ทำให้ดาวเทียมที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเชิงมุมเท่ากันกับการหมุนของโลก แล้วทำให้เกิดแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางมีค่าพอดีกับค่าแรงดึงดูดของโลกพอดีเป็นผลให้ดาวเทียมดูเหมือนคงอยู่กับที่ ณ ระดับความสูงนี้ ดาวเทียมค้างฟ้าส่วนใหญ่ใช้ในการสื่อสารระหว่างประเทศและภายในประเทศ เช่น ดาวเทียมอนุกรม อินเทลแซต ๆลๆ

อ้างอิง

ระบบเรดาห์

ระบบเรดาห์
      เป็นระบบที่ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นเครื่องมือในการระบุระยะ (range) , ความสูง (altitude) รวมถึงทิศทางหรือความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุ เดิมทีตั้งแต่ปี ค.ศ. 1941 คำว่า "เรดาร์" ในภาษาอังกฤษสะกดด้วยอักษรตัวพิมพ์ใหญ่ คือ RADAR และย่อมาจากคำว่า Radio Detection and Ranging อย่างไรก็ตามในระยะหลัง คำนี้ได้กลายเป็นคำทั่วไปในภาษาอังกฤษ เราจึงพบเห็นการสะกดด้วยตัวพิมพ์เล็กแทน สำหรับในสหราชอาณาจักร คำว่าเรดาร์ แต่เดิมถูกเรียกว่า RDF (Radio Direction Finder)

วิวัฒนาการ

     ประวัติศาสตร์ของเรดาร์สามารถกล่าวย้อนไปตั้งแต่สมัยแรกเริ่มค้นพบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในปี ค.ศ. 1886 Heinrich Hertz ได้สาธิตคุณสมบัติการสะท้อนของคลื่นวิทยุ ในปี ในปี ค.ศ. 1904 วิศวกรชาวเยอรมัน Hülsmeyer ประสบความสำเร็จในการทดลองตรวจจับเรือที่อยู่ทามกลางหมอกทึบได้สำเร็จ อย่างไรก็ตามเขายังไม่สามารถระบุตำแหน่งของเรือได้ ต่อมาค.ศ. 1917 นิโคลา เทสลาได้อธิบายหลักการใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในการตรวจจับและวัดความเร็วของวัตถ ในปี ค.ศ. 1922 Albert H. Taylorและ Leo C. Young แห่ง U.S.Naval Research Laboratory (NRL) สาธิตการตรวจจับตำแหน่งของเรือโดยใช้เรดาร์ และต่อมาในปี ค.ศ. 1930 Lawrence A. Hyland แห่งห้องทดลอง NRL เช่นกัน เป็นคนแรกที่สามารถตรวจจับเครื่องบิน(โดยบังเอิญ) โดยใช้เรดาร์ได้สำเร็จ จากความสำเร็จนี้ส่งผลให้มีการจดสิทธิบัตรเรดาร์ชนิด Continuous Wave (CW) ในปี ค.ศ. 1934
       วิวัฒนาการของเรดาร์ได้ก้าวไปอย่างรวดเร็วในช่วงกลางยุค 1930 มีการพัฒนาทั้งในสหรัฐอเมริกา บริเตนใหญ่ ฝรั่งเศส เยอรมนี รัสเซีย อิตาลี และญี่ปุ่น ในสหรัฐอเมริกา R.M.Page แห่งห้องทดลอง NRL สามารถพัฒนาเรดาร์แบบใหม่ที่เรียกว่า Pulsed radar ได้สำเร็จในปี ค.ศ. 1936 ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1938 เรดาร์ถูกเริ่มนำมาใช้ในการรบเป็นครั้งแรกใน SCR-268 ซึ่งเป็นระบบดักจับและทำลายเครื่องบินรบ (antiaircraft fire control system) และในปี ค.ศ. 1939 ระบบเรดาร์ SCR-270 ก็ถูกพัฒนาขึ้นสำหรับเป็นระบบเตือนภัยล่วงหน้า (early warning system) ระบบ SCR-270 เป็นที่รู้จักในนาม Pearl Harbor Radar เนื่องจากเรดาร์สามารถตรวจจับผู้บุกรุกได้ล่วงหน้า 30 นาทีแต่จากความผิดพลาดของผู้ปฏิบัติการทำให้เพิกเฉยต่อการเตือนของเรดาร์จนทำให้เกิดโศกนาฏกรรม Pearl Harbor ในที่สุด
       ในส่วนของบริเตนใหญ่ เนื่องจากในช่วงนั้นถูกกดดันจากข่าวลือว่าเยอรมนีกำลังพัฒนาอาวุธใหม่ที่เรียกว่า death ray แม้ว่าท้ายที่สุดแล้วจะพบว่าอาวุธดังกล่าวไม่มีทางเป็นไปได้ แต่แรงกระตุ้นดังกล่าวทำให้นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ Robert Watson-Watt สามารถคิดค้น Pulsed radar ได้สำเร็จและในปี ค.ศ. 1938 ถูกนำมาใช้ในระบบ Home Chain สำหรับป้องกันการโจมตีจากระยะไกล โดยระบบนี้ถูกใช้จนกระทั่งจบสงครามโลกครั้งที่ 2
       ระบบเรดาร์ในช่วงก่อนปี ค.ศ. 1940 ใช้ความถี่ในย่าน HF และ VHF เป็นหลัก ต่อมาในปี ค.ศ. 1940 จากการที่อังกฤษและสหรัฐอเมริกาแลกเปลี่ยนเทคโนโลยีทางด้านเรดาร์ต่อกันทำให้มีการพัฒนาเรดาร์ที่ทำงานที่ความถี่ย่านไมโครเวฟได้สำเร็จ สำหรับประเทศอื่นๆ ที่มีการพัฒนาด้านเรดาร์เช่น ฝรั่งเศส และรัสเซียในช่วงนั้นก็ต้องชะงักเมื่อถูกรุกรานจากเยอรมนี สำหรับญี่ปุ่น การพัฒนาเทคโนโลยีด้านเรดาร์ในช่วงนั้นเป็นผลพวงจากการที่ญี่ปุ่นสามารถยึดเรดาร์ของสหรัฐได้ที่ฟิลิปปินส์ และการแลกเปลี่ยนเทคโนโลยีกับเยอรมนี ในตอนท้ายของสงครามโลกครั้งที่ 2 เทคโนโลยีเรดาร์ที่เป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางในแง่ของประสิทธิภาพจึงเป็นเรดาร์ที่ทำงานที่ย่านความถี่ไมโครเวฟและเป็นแบบ pulsed radar              ในยุคแรกๆ วิวัฒนาการเรดาร์ขับเคลื่อนไปอย่างรวดเร็วเนื่องจากเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญทางการทหาร แต่ในปัจจุบัน เรดาร์ถูกนำมาใช้งานในชีวิตประจำวันมากขึ้น ได้แก่เรดาร์จับความเร็วรถยนต์ของตำรวจเพื่อตรวจจับผู้ขับขี่ที่ขับรถเร็วเกินตามที่กฎหมายกำหนด การวัดความเร็วลูกเบสบอลหรือเทนนิสในการแข่งขันกีฬา การใช้เรดาร์ในการพยากรณ์อากาศ ใช้นำทางเครื่องบินโดยสาร ใช้เป็นระบบเตือนการชนสิ่งกีดขวางของรถยนต์ ใช้ในระบบดาวเทียมเพื่อสร้างภาพถ่ายทางอากาศที่แสดงสภาวะของโลก เช่นสภาพป่า น้ำ มลภาวะ หรือการใช้ที่ดิน เป็นต้น

  คุณสมบัติของคลื่น RADAR

       เรดาร์ทำงานในย่านความถี่วิทยุของ EM Spectrum โดยจะครอบคลุมความถี่ High Frequency (HF) จนถึง Extremely High Frequency (EHF) ตามรูป

รูป ๖ EM Spectrum

คลื่นเรดาร์นั้นมีคุณสมบัติต่าง ๆ เช่นเดียวกับ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทั่ว ๆ ไป กล่าวคือ

๑. คลื่นเรดาร์ประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา โดยที่สนามทั้งสองตั้งฉากซึ่งกันและกัน และตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่นที่ของคลื่น รวมทั้งมีความถี่ที่เท่ากัน

๒. เดินทางด้วยความเร็วแสง 3 x 108 ms-1

๓. เส้นทางเดินทางเป็นเส้นตรง

๔. มีคุณสมบัติ Polarisation โดยอ้างอิงกับสนามไฟฟ้าของคลื่นเป็นสำคัญ

๕. พลังงานของเรดาร์สามารถอธิบายโดยอยู่ในรูป ความถี่ ความยาวคลื่น Polarisation และ Phase

นอกจากนี้พลังงานของเรดาร์ยังมีคุณลักษณะของการแพร่ดังนี้

๑. การลดทอน (Attenuation) หมายถึงการสูญเสียพลังงานของสัญญาณในระหว่างการแพร่กระจายจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง ซึ่งมีสาเหตุเกิดจากการดูดซับพลังงานจากบรรยากาศโลก และการกระจัดกระจายของคลื่นที่ชนกับอนุภาคในบรรยากาศ หรือตัวกลางที่คลื่นส่งผ่าน

การดูดซับของบรรยากาศ (Atmospheric Absorption)

เนื่องจากบรรยากาศโลกประกอบไปด้วยก๊าซต่าง ๆ ซึ่งสามารถดูดซับพลังงานของเรดาร์ในปริมาณที่ต่างกัน แต่มี ๒ องค์ประกอบหลักในบรรยากาศที่สามารถดูดซับพลังงานจากคลื่นเรดาร์และเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนได้เป็นจำนวนมาก คือ ไอน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และออกซิเจน ซึ่งการดูดซับนี้จากเปลี่ยนแปลงตามชั้นความสูงของบรรยากาศอีกด้วย

รูป ๗ ปริมาณการดูดซับพลังงานใน EM Spectrum ในชั้นบรรยากาศ

      บรรยากาศโลกทำหน้าที่เสมือนฉนวนกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มาจากภายนอกให้ลดลง และสอดคล้องกับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตบนพื้นโลก โดยย่านความถี่ส่วนใหญ่ที่สามารถทะลุชั้นบรรยากาศเข้ามาคือ คลื่นวิทยุ (Radio Wave) และแสง (Visible Light)

สำหรับคลื่นที่อยู่ในย่านความถี่ Infrared (IR) และUltraviolet (UV) จะถูกลดทอนจากชั้นบรรยากาศเป็นบางส่วน

จะเกิดช่วงความถี่ที่เป็นหน้าต่าง (Windows) สำหรับการแพร่คลื่นเพื่อใช้ในการสงครามอิเล็กทรอนิกส์ โดยมีช่วงหน้าต่างที่สำคัญ ๓ ช่วงคือ 0 – 20 GHz, 34 – 40 GHz และ 90 – 100 ที่นำมาใช้ในระบบเรดาร์

รูป ๘ การเปรียบเทียบการผ่านของพลังงานกับความยาวคลื่น

       สำหรับการดูดซับพลังงานของคลื่นแต่ละความถี่ที่ได้รับผลกระทบจากส่วนประกอบต่าง ๆ ในชั้นบรรยากาศนั้นมีปริมาณไม่เท่ากัน แต่สิ่งที่เป็นปัจจัยหลักต่อการดูดซับพลังงานคือ คาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจน และ ไอน้ำ

รูป ๙ องค์ประกอบของบรรยากาศที่มีผลต่อการดูดซับ

การกระจัดกระจายในบรรยากาศ (Atmospheric Scattering)

       นอกจากในชั้นบรรยากาศจะประกอบด้วยก๊าซต่าง ๆ แล้วยังประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ ที่ลอยอยู่ในอากาศด้วย ซึ่งอนุภาคเหล่านี้จะทำให้เกิดการกระจายของพลังงานคลื่นที่มาตกกระทบ โดยขึ้นอยู่กับขนาดของอนุภาคและความยาวคลื่น อนุภาคสำคัญที่มีผลต่อการกระจายของคลื่นเรดาร์คือ หยดฝน และลูกเห็บ จะส่งผลให้ลดประสิทธิภาพในการตรวจจับอากาศยาน และสภาพอากาศในขณะเกิดฝนฟ้าคะนอง โดยปริมาณนำฝนจะแปรผันตรงกับระดับของการลดทอนของพลังงานที่เกิดจากการกระจัดกระจายในบรรยากาศ รวมทั้งความถี่ของคลื่นจะแปรผันกับการลดทอนจากความถี่ 3 GHz จนถึงความถี่ 100 GHz

รูป ๑๐ การเปรียบเทียบการลอดทอนของคลื่นเรดาร์กับความถี่และปริมาณน้ำฝน

การสะท้อน (Reflection)

       การสะท้อนเป็นคุณสมบัติที่สำคัญของคลื่นเรดาร์ เนื่องจากการตรวจจับเป้าหมายต้องอาศัยคลื่นที่สะท้อนจากเป้าหมายนั้น ๆ กลับเข้ามาในภาครับ (Receiver) เพื่อใช้ในการประมวลผล พลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สะท้อนจากวัตถุที่มีความหนาแน่นต่างจากสื่อกลาง หรือบรรยากาศจะสามารถประมวลผลมาเป็น ตำแหน่ง ระยะห่างและความเร็วได้ การสะท้อนของเรดาร์มี ๒ ลักษณะ คือ

การสะท้อนที่สมบูรณ์ (Specular Reflection) กับการสะท้อนที่ไม่สมบูรณ์ (Diffuse หรือ Scattering Reflection)

รูป ๑๑ การสะท้อนของพลังงาน หรือคลื่น

การสะท้อนที่สมบูรณ์ (Specular Reflection)
       เป็นการสะท้อนคลื่นที่เกิดเมื่อพลังงานกระทบกับวัตถุที่มีผิวเรียบเหมือนกระจกจะทำให้เกิดมุมสะท้อนเท่ากับมุมตกกระทบ ซึ่งจะมีปัจจัย ๓ ประการคือ
๑. มุมตกกระทบของพลังงานที่พุ่งเข้าสู่พื้นผิว
๒. วัสดุของผิววัตถุ โดยพื้นผิวที่เป็นโลหะจะสะท้อนได้ดีต่อพลังงานหรือคลื่นในทุกความถี่ แต่สำหรับวัสดุจำพวกคาร์บอน ไฟเบอร์จะสะท้อนพลังงานออกมาน้อยมาก
๓. ทิศทางของคลื่น (Polarisation) จะมีผลต่อการตรวจจับทางทะเลโดยเรือ เมื่อมีมุมตกกระทบต่ำ ๆ หากใช้ทิศทางของคลื่นตามแนวนอน (Horizontal Polarisation) จะทำให้เกิดการกระท้อนกลับน้อย ทำให้ได้รับสัญญาณที่ต้องการน้อย ในขณะทิศทางของคลื่นจะไม่มีผลกระทบมากนั้นหากใช้บนพื้นดิน ดังนั้นเรดาร์พื้นน้ำจะใช้คลื่นทิศทางตามแนวตั้ง (Vertical Polarisation)

รูป ๑๒ Sea Surveillance RADAR

การสะท้อนที่ไม่สมบูรณ์ (Diffuse หรือ Scattering Reflection)
       เป็นการสะท้อนที่เกิดจากวัตถุทั่วไปที่มีพื้นผิวไม่เรียบ หรือมีรูปทรงประกอบที่ซับซ้อน เช่น อากาศยาน จะมีรูปแบบของสัญญาณสะท้อนที่ซับซ้อน และกระจัดกระจายไปในหลายทิศทาง โดยการออกแบบจะพยายามไม่ให้คลื่นสัญญาณของเรดาร์สะท้อนไปในทิศทางของอุปกรณ์รับสัญญาณ เช่น F-117

รูป ๑๓ F-117 RADAR Reflection

ทั้งนี้การสะท้อนของคลื่นในธรรมชาติจะเกิดทั้งการสะท้อนที่สมบูรณ์ (Specular Reflection) กับการสะท้อนที่ไม่สมบูรณ์ (Diffuse หรือ Scattering Reflection) พร้อมกัน

รูป ๑๔การสะท้อนของคลื่นในธรรมชาติ

ผลของการสะท้อนทำให้เกิด ๒ ปรากฏการณ์ ได้แก่ สัญญาณหลายเส้นทาง (Multipath) และสัญญาณกระพริบ (Scintillation)

สัญญาณหลายเส้นทาง (Multipath หรือ Multiple Path)

เมื่อสัญญาณเรดาร์ถูกสะท้อนมากกว่า ๑ ครั้งในการเดินทางกลับเข้าหาอุปกรณ์ภาครับ (Receiver) จะเกิดการสะท้อนแบบไม่โดยตรง (Non-direct Reflections) หรือสัญญาณสะท้อน (Reflected Signal) ซึ่งจะทำให้เกิดความแตกต่างของระยะทางในการเดินทางของคลื่นเรดาร์จากสัญญาณที่ถูกต้อง (Direct Signal) ส่งผลให้การประมวลผลตำแหน่งและระยะทางของเป้าหมายผิดพลาดไปจากความเป็นจริง

รูป ๑๕ Multipath Signal

สัญญาณกระพริบ (Scintillation)

       เมื่อสัญญาณเรดาร์เกิดปรากฏการณ์ Multipath บริเวณพื้นผิวของเป้าหมาย จะทำให้เกิดการรวมของคลื่นที่สะท้อนออกมา ในการรวมนี้อาจทำให้เกิดการหักล้างของคลื่นที่มีเฟสไม่ตรงกัน (out of phase) ส่งผลให้มีการเปลี่ยนแปลงระดับของพลังงานของคลื่นที่สะท้อนกลับไปยังภาครับ ทำให้ความชัดเจนของเป้าที่จับได้ไม่คงที่ในลักษณะกระพริบ คล้ายกับดาวบนท้องฟ้า

รูป ๑๖ การรวมของคลื่น

การเบี่ยงเบน (Diffraction)
       การเบี่ยงเบนของคลื่นเกิดขึ้นเมื่อคลื่นมีการเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่อ้อมมุมของสิ่งกีดขวางต่าง ๆ เช่น ภูเขา หรืออาคาร เป็นต้น โดยคลื่นที่มีความถี่ต่ำ หรือความยาวคลื่นมาก จะได้รับผลกระทบในการเบี่ยงเบนมากกว่าคลื่นที่มีความถี่สูง

รูป ๑๗ เปรียบเทียบการเบี่ยงเบนของคลื่นที่มีความยาวคลื่นต่างกัน

การเบี่ยงเบนจะมีผลกระทบอย่างมากกับเรดาร์ที่ใช้คลื่นความถี่ต่ำกว่า 5 MHz ลงมา ซึ่งจะทำให้เกิดคลื่นพื้นผิว (Surface Wave) เมื่อใช้ย่านความถี่ HF ซึ่งสามารถเพิ่มระยะการตรวจจับของเรดาร์ได้ ในย่านความถี่สูงขึ้นไปขีดความสามารถในการอ้อม สิ่งกีดขวางจะทำได้ลดลง ทำให้ไม่สามารถตรวจจับเป้าหมายในห้วงบริเวณเงาของสิ่งกีดขวางได้ (Terrain Masking)

รูป ๑๘ Terrain Masking

การหักเห (Refraction)

       การหักเหของคลื่นคือการหักงอของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อเกิดทางผ่านสื่อกลางที่มีความหนาแน่นต่างกันในความเร็วที่ต่างกัน โดยบรรยากาศระดับสูงจะมีความหนาแน่นต่ำกว่าบรรยากาศระดับต่ำ ทำให้คลื่นเรดาร์สามารถเดินทางตามความโค้งของโลกได้ โดยคลื่นที่มีความถี่ต่ำจะได้รับผลกระทบมากกว่าคลื่นที่มีความถี่สูงเช่นเดียวกับการเบี่ยงเบน

ระยะเส้นขอบฟ้าของเรดาร์ (RADAR Horizon)

เป็นขีดความสามารถในการตรวจจับเป้าหมายของเรดาร์ที่เกินกว่าเส้นขอบฟ้าทางภูมิศาสตร์ ซึ่งถูกบังโดยส่วนโค้งของโลก สามารถประมาณได้โดยใช้สูตร

Rh = 1.23 √h1

โดย Rh คือระยะเส้นขอบฟ้าของเรดาร์ มีหน่วยเป็น ไมล์ทะเล (Nm)

h1 คือความสูงของเรดาร์เหนือพื้นดิน มีหน่วยเป็น ฟุต (ft)

ผลลัพธ์จะมากกว่าระยะเส้นของฟ้าทางภูมิศาสตร์อยู่ประมาณ 15 % หากเป้าหมายบินอยู่ในชั้นความสูง h2 จะใช้สูตร

Rh = 1.23 (√h1+√h2)


https://nniwat.wordpress.com/2010/07/01/%E0%B8%AB%E0%B8%A5%E0%B8%B1%E0%B8%81%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%97%E0%B8%B3%E0%B8%87%E0%B8%B2%E0%B8%99%E0%B9%80%E0%B8%9A%E0%B8%B7%E0%B9%89%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B8%95%E0%B9%89%E0%B8%99%E0%B8%82/

ระบบการส่งสัญญาณโทรทัศน์

 ระบบการส่งสัญญาณโทรทัศน์ 

     ระบบการส่งสัญญาณโทรทัศน์มีอยู่ด้วยกัน 4 ระบบได้แก่

1. ระบบ NTSC (National Televion Standards Committee)
2. ระบบ PAL (Phase Alternation Line)
3. ระบบ SECAM (SEQuentiel A Memoire("memory sequential")
4. ระบบ HDTV (High-definition television)  

 NTSC 

        เป็นระบบโทรทัศน์สีระบบแรกที่ใช้งานในประเทศสหรัฐอเมริกา ตั้งแต่ปีค.ศ.1953 ประเทศที่ใช้ระบบนี้ต่อ ๆ มาได้แก่ ญี่ปุ่น แคนาดา เปอเตอริโก้ และเม็กซิโก เป็นต้น

  

    ข้อดี

•   สามารถมองเห็นภาพได้ 30 ภาพ / วินาที ทำให้การสั่นไหวของภาพลดน้อยลง  

    ข้อเสีย

•     ส่วนข้อเสีย นั้นเกิดจากการที่เส้นสแกนภาพมีจำนวนน้อย หากใช้จอภาพเครื่องรับ โทรทัศน์ที่มีขนาดใหญ่รับภาพจะทำให้รายละเอียดภาพมีน้อย ดังนั้นภาพจึงขาด ความคมชัดและถ้าใช้เครื่องรับโทรทัศน์ขาว-ดำ สัญญาณสีที่ความถี่ 3.58 MHz จะเกิดการรบกวนสัญญาณขาว-ดำ ทำให้เกิดความผิดเพี้ยนของสี

 PAL  
       เป็นระบบโทรทัศน์ที่พัฒนามาจากระบบ NTSC ทำให้มีการเพี้ยนของสีน้อยลง เริ่มใช้งานมาตั้งแต่ปีค.ศ.1967 ในประเทศทางแถบยุโรป คือ เยอรมันตะวันตก อังกฤษ ออสเตรเลีย เบลเยี่ยม บราซิล เดนมาร์ก นอร์เวย์ สวีเดน สวิตเซอร์แลนด์ และมีหลายประเทศในแถบเอเซียที่ใช้กันคือ สิงคโปร์ มาเลเซีย รวมไปถึงประเทศไทยก็ใช้ระบบนี้

ข้อดี

• เป็นระบบที่ให้รายละเอียดของภาพสูง ไม่มีความผิดเพี้ยนของสี ภาพที่ได้เป็นธรรมชาติ ความเข้มของภาพสูง (High Contrast)

ข้อเสีย

• ข้อเสียคือภาพที่มองเห็นมีความสั่นไหวมากกว่าระบบ NTSC เนื่องจากภาพที่มองเห็น 25 ภาพ/วินาที

​

  SECAM  
   เป็นระบบโทรทัศน์อีกระบบหนึ่งคิดค้นขึ้นโดย Dr.Henry D.France เริ่มใช้มาตั้งแต่ปีค.ศ.1967 นิยมใช้กันอยู่หลายประเทศแถบยุโรปตะวันออก ได้แก่ ฝรั่งเศส อัลจีเรีย เยอรมันตะวันออก ฮังการี ตูนีเซีย รูมาเนีย และรัสเซีย* เป็นต้น *ระบบ SECAM ที่รัสเซียใช้มี 625 เส้น

ข้อดี

• เป็นระบบที่ไม่มีความผิดเพี้ยนของสี รายละเอียดของภาพมีคุณภาพสูงเทียบเท่ากันระบบ PAL ข้อเสีย

ข้อเสีย

• ภาพจะมีการสั่นไหวเหมือนระบบ PAL
• เกิดมีสีรบกวนในขณะรับชมรายการได้

       ระบบโทรทัศน์สีที่ใช้งานทั่วโลก ในระบบแอนะล็อกยังมีการแบ่งย่อยจากระบบใหญ่ๆ ทั้ง 3 ระบบดังกล่าว ทั้งนี้เพื่อความเหมาะสมของกระแสไฟฟ้าที่แต่ละประเทศใข้งาน และความเหมาะสม กับประเทศที่ใช้งานกำหนดโดยสหภาพวิทยุโทรคมนาคม (ITU) เช่นกระแสไฟฟ้า 60 Hz จะใช้ระบบสัญญาณโทรทัศน์สี Field frequency 60 Hz และกระแสไฟฟ้า 50 Hz จะใช้ระบบสัญญาณโทรทัศน์สี Field frequency 50 Hz ทั้งนี้ก็เพื่อป้องกันความถี่ของกระแสไฟฟ้าที่ใช้รบกวนสัญญาณภาพ

       ระบบสัญญาณโทรทัศน์สีที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน มีคุณภาพสัญญาณที่ดีไม่พบข้อเสีย ดังนั้นในการพิจารณาใช้งานระบบใดระบบหนึ่งก็อาจมีสาเหตุ มาจากเหตุผลอื่นๆ เช่น เหตุผลทางด้านเศรษฐกิจการลงทุนในการผลิต และการใช้เครื่องรับโทรทัศน์เป็นจำนวนมากแล้วถ้าหากจะเปลี่ยนระบบอาจต้องลงทุนสูง เหตุผลทางด้านการเมือง อาจได้รับการสนับสนุนจากประเทศมหาอำนาจให้ใช้ระบบใดระบบหนึ่ง

      บทสรุป สัญญาณโทรทัศน์สีในระบบต่างๆที่ใช้กันอยู่ทุกวันนี้มีหลักการออกแบบคล้ายกัน คือ การส่งโทรทัศน์สีจะต้องทำให้เครื่อรับโทรทัศน์ขาว-ดำและเครื่องรับโทรทัศน์สีรับสัญญาณได้ โดยสัญญาณที่ส่งออกอากาศจะต้องเป็นสัญญาณเดียวกัน ส่วนคุณภาพของภาพโทรทัศน์นั้นขึ้นอยู่กับข้อจำกัดทางเทคนิคการกำหนดภาพที่เหมาะสมมี 2 ระบบหลักคือ 25 ภาพ/วินาที และ 30 ภาพ/วินาที สัญญาณโทรทัศน์สีในระบบแอนะล็อกนี้จะถูกเปลี่ยนเข้ารหัสเป็นระบบดิจิทัล ก่อนที่จะส่งเป็นสัญญาณโทรทัศน์ระบบดิจิทัล 

  HDTV (High-definition television)   

      โทรทัศน์ความละเอียดสูง เป็นการถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์ที่มีความละเอียดของภาพมากกว่าสัญญาณโทรทัศน์แบบดั้งเดิม (NTSC, SÉCAM, PAL) สัญญาณจะถูกแพร่ภาพในระบบโทรทัศน์ระบบดิจิทัล การถ่ายทอดสัญญาณภาพ HD เกิดขึ้นครั้งแรกของโลกในช่วงปี ค.ศ.1980 สถานีโทรทัศน์ที่ออกอากาศระบบ HD แห่งแรกของโลกคือสถานีโทรทัศน์ NBC ของสหรัฐอเมริกา จากนั้นเริ่มแพร่หลายไปใน ยุโรป ช่วงยุคปี ค.ศ.1992 ในปัจจุบันตั้งแต่ปี พ.ศ. 2550 เป็นต้นมามีข้อบังคับอยู่ว่าโทรทัศน์ที่ถูกผลิตหลังจากนี้เป็นต้นไปจะต้องมีตัวรับสัญญาณแบบ HDTV อยู่ในตัวด้วย และสัดส่วนเป็น 16:9 ทั้งหมด

        ประเทศไทยกับระบบเอชดีเริ่มทดลองเป็นครั้งแรกงมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2550 โดย ทรูวิชั่นส์ และเปิดให้บริการอย่างเป็นทางการในปี พ.ศ. 2553 ไทยเป็นประเทศที่สามของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ที่เริ่มออกอากาศโทรทัศน์ผ่านดาวเทียมแบบเอชดี สำหรับโทรทัศน์ภาคพื้นดินนั้นยังไม่มีการออกอากาศระบบเอชดี เพราะต้องรอกสทช. อนุญาตในการส่งสัญญาณโทรทัศน์ระบบดิจิทัลเสียก่อน

• ทรูวิชั่นส์ ได้ออกอากาศด้วยระบบ HD อย่างเป็นทางการเมื่อ 12 เมษายน พ.ศ. 2553 ในระบบดาวเทียม เครือข่ายไทยคม 5 ระบบ Ku-Band ด้วยเทคโนโลยี โทรทัศน์ระบบดิจิทัล DVB-S2 แบบ MPEG-2/HD และในระบบเคเบิลทีวีระบบดิจิทัล DVB-C2 โดยเริ่มแรกที่เปิดให้บริการมี 3 ช่อง HD คือ True Sport HD, HBO HD และ True Reality HD และในปีช่วงกลางปี พ.ศ. 2554 ได้เพิ่มช่อง HD อีก 8 ช่อง คือ True Sport HD2, National Geographic Channel HD, Discovery HD World, Star Movies HD, Fox Family Movies HD, AXN HD, KMTV HD และ I Concerts HD โดยผู้รับต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ใหม่ที่รองรับระบบ HD
• ทรีบรอดแบนด์ ผู้ให้บริการเครือข่ายอินเทอร์เน็ตความเร็วสูง มีบริการ 3BB HDTV แบบบอกรับเป็นสมาชิกบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงแก่ลูกค้า โดยสามารถต่อ อุปกรณ์ Set Top Box เข้ากับเครื่องรับโทรทัศน์ที่รองรับเพื่อรับชมรายการต่างๆ ซึ่งถือเป็น HDTV ด้วยเทคโนโลยี โทรทัศน์ระบบดิจิทัล ไอพีทีวี 
  
  
  การแพร่ภาพโทรทัศน์ ( Television Broadcasting ) 
  โทรทัศน์ (Television) คือ การถ่ายทอดเสียงและภาพพร้อมกันจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง โดยเครื่องที่เปลี่ยนสัญญาณภาพและเสียงเป็นคลื่นโทรทัศน์ เรียกว่า เครื่องส่งโทรทัศน์(TV Transmission) และเครื่องที่เปลี่ยนคลื่นโทรทัศน์เป็นสัญญาณภาพและเสียง เรียกว่าเครื่องรับโทรทัศน์(TV Reciever )
  การแพร่ภาพ (Television Broadcasting) เป็นการส่งกระจายภาพและเสียงออกไปในรูปสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อให้เครื่องรับสามารถรับภาพและเสียงได้อย่างต่อเนื่อง เช่น การแพร่ภาพโทรทัศน์ ซึ่งจากเดิมที่เป็นการแพร่ภาพแบบไม่จำกัดผู้รับ และก็ได้พัฒนามาเป็นแบบแพร่ภาพเฉพาะทาง เช่น การแพร่ภาพโทรทัศน์ผ่านดาวเทียม ( Satellite ) , การแพร่ภาพโทรทัศน์ผ่านสื่อนำสัญญาณ อาจรวมถึงการแพร่ภาพไปเฉพาะผู้รับที่เป็นสมาชิกหรือเคเบิลทีวี ( Cable TV )
  การที่จะรับและส่งข้อมูลข่าวสารมีได้หลายวิธี แต่การที่จะรับและส่งข้อมูลได้ดีคือการที่ผู้รับสามารถรับข้อมูลได้ทั้งภาพและเสียง การแพร่ภาพโทรทัศน์เป็นการส่งข้อมูลอีกวิธีหนึ่งที่สามารถที่ให้ผู้รับได้ทั้งข้อมูลทางภาพและทางเสียงเหมือนกับแหล่งที่มา ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ การแพร่ภาพโทรทัศน์แบบอนาล็อก และการแพร่ภาพโทรทัศน์แบบดิจิตอล ซึ่งการแพร่ภาพในแต่ละประเภทสามารถรับและส่งข้อมูลได้หลายแบบ เช่น การส่งสัญญาณผ่านสายเคเบิล การส่งสัญญาณผ่านดาวเทียม และการส่งสัญญาณภาคพื้นดิน ซึ่งอาจจะมาจากการถ่ายทอดสดหรือจากการบันทึกเทปไว้
  
  ประเภทของโทรทัศน์
  1) โทรทัศน์อนาล็อก (Analog Television) เป็นโทรทัศน์ที่มีระบบการรับ- ส่งสัญญาณภาพและเสียงในรูปสัญญาณอนาล็อกแบบ A.M. และ F.M. โดยมีการส่งเป็นสัญญาณแพร่กระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นการผสมคลื่นแบบ Vestigial Sideband (VSB) เป็นสัญญาณโทรทัศน์ที่มีการใช้งานทั่วไป เช่น โทรทัศน์ที่เป็นระบบ NTSC, PAL และ SECAM ซึ่งก็คือโทรทัศน์ทั่วไปที่ใช้ตามบ้านเรือน แบบ SDTV
  
  2) โทรทัศน์ดิจิตอล (Digital Television) เป็นโทรทัศน์ที่มีระบบการรับ – ส่งสัญญาณภาพและเสียงที่มีรูปแบบมาตรฐานพัฒนามาจากโทรทัศน์อนาล็อกมีระบบการส่งสัญญาณภาพและเสียงแบบดิจิตอลคือส่งข้อมูลเป็นบิต การส่งข้อมูลแบบนี้สามารถส่งข้อมูลได้มากกว่าแบบอนาล็อก เป็นการผสมคลื่นแบบ COFDM โดยในหนึ่งช่องสัญญาณสามารถนำมาส่งได้หลายๆรายการโทรทัศน์( Program ) จึงเรียกได้อีกอย่างว่าการแพร่กระจายคลื่นแบบหลากหลายรายการ(Multicasting) การส่งสัญญาณเป็นแบบดิจิตอลจึงทำให้ได้คุณภาพของภาพและเสียงดีกว่าด้วย เช่น โทรทัศน์ระบบ HDTV

    ที่มา:

https://arit.rmutsv.ac.th/th/blogs/55-%E0%B8%A3%E0%B8%B0%E0%B8%9A%E0%B8%9A%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%AA%E0%B9%88%E0%B8%87%E0%B8%AA%E0%B8%B1%E0%B8%8D%E0%B8%8D%E0%B8%B2%E0%B8%93%E0%B9%82%E0%B8%97%E0%B8%A3%E0%B8%97%E0%B8%B1%E0%B8%A8%E0%B8%99%E0%B9%8C-191