Millimetre Wave communications technology

Dr. Thomas Withington ได้เขียนบทความบนเว็บไซต์ Armada International รายงานเกี่ยวกับความก้าวหน้าของบริษัท L3Harris ในการพัฒนาเทคโนโลยีการสื่อสารที่เรียกว่า มิลลิมิเตอร์เวฟ Millimetre Wave communications technology โดยต่อเนื่อง ผู้เขียนขอแปลให้ได้ติดตามกันดังนี้

MMW Frequencies

ความถี่มิลลิมิอเตอร์เวฟ (MMW) เรียกตามระยะความยาวคลื่นที่มีระยะสั้น อาศัยส่วนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จากความถี่ 30 GHz ถึง 300GHz ความยาวคลื่นที่สั้นระหว่าง 9.9 มม. สำหรับ 30 GHz ลงมาจนถึง 0.9 มม. สำหรับ 300 GHz

ช่วงความถี่ MMW มีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับความถี่ย่าน VHF และ UHF แบบเดิมที่ใช้สื่อสารทางยุทธวิธี (V/UHF: 30 MHz ถึง 3 GHz)

ปลอดภัย

Richard Gallindez วิศวกรระบบที่ทำงานกับ L3Harris บอกว่า MMW ทำให้ “ย่านความถี่มีความคับคั่งในการจัดสรรความถี่น้อยกว่าย่านความถี่ต่ำกว่าที่มีใช้ในปัจจุบัน” ดังนั้น MMW จึงยังมีพื้นที่ว่างมากกว่าเมื่อเทียบกับย่าน V/UHF

ในมุมมองการสื่อสารทางยุทธวิธี จะทำให้มีความถี่ใช้งานมากขึ้นซึ่งสามารถก้าวกระโดด ‘hop’ ช่วยเพิ่มให้มีความปลอดภัยมากขึ้น

สายอากาศ Antennas

ตามที่คลื่นวิทยุทางกายภาพ Regarding the physical layer MMW สามารถใช้สายอากาศที่มีขนาดเล็กมาก ทางอากาศปกติจะเท่ากับ 1 ใน 4 ของขนาดความยาวคลื่นที่นำพาไปเพราะฉะนั้นความถี่วิทยุย่าน MMW ที่ใช้ความถี่ 30GHz สามารถมีสายอากาศขนาดเล็กประมาณ 2.5 มม.

การใช้วิทยุ MMW จึงชัดเจนว่าเป็นสิ่งที่น่าสนใจสำหรับการติดตั้งในแพลตฟอร์มที่มีพื้นที่จำกัด และสำหรับทหารใช้งาน

Trade-offs

แต่ MMW ยังมีข้อจำกัด การส่งสัญญาณสามารถถูกทำให้ลดทอนสัญญาณลงได้โดยอนุภาคในชั้นบรรยากาศ เช่นหยดน้ำทำให้ระยะการสื่อสารสั้นลงโดยการดูดซับพลังงานจากการส่งสัญญาณบางส่วน

ประการที่สอง การส่งสัญญาณ MMW มีช่วงคลื่นที่เล็กมาก ต้องการสายอากาศหรือ antennas ที่ต้องมีความแม่นยำในการติดตั้งสูงมาก สำหรับการรับสัญญาณ ซึ่งการติดตั้งจะทำได้ยากมากในทางปฏิบัติ

อย่างไรก็ตามความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการจัดวางตำแหน่งสายอากาศที่มีความแม่นยำ ดังเช่นการสื่อสารทางโทรศัพท์ดาวเทียม สามารถช่วยได้ในเรื่องนี้ด้วยการใช้การค้นหาทางอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้มั่นใจว่าส่งสัญญาณไปถึงสายอากาศภาครับ

แม้ว่าระยะอันจำกัดของการส่งสัญญาณ MMW ซึ่งสามารถส่งได้น้อยกว่า 6 กม. (3.7 miles) แต่ก็สามารถทำกลไกให้ดี ให้สามารถส่งข้อมูลปริมาณมากๆในระยะสายตา line-of-sight บนสนามรบได้

อนาคตของ MMW

ความเข้าใจในการใช้งานความถี่ MMW สำหรับการสื่อสารยังคงต้องพัฒนาต่อไป ทั้งความยากในการใช้ความถี่วิทยุในการจัดการกับช่วงคลื่น ทำให้ต้องใช้เวลาและงบประมาณในการออกแบบมากขึ้น ซึ่งอาจจะมีการเปลี่ยนเปลงในอนาคต

ความถี่ MMW กำลังนำไปสู่การพัฒนาเครือข่าย Cellular ในยุค 5G และการใช้เทคโนโลยี MMW ในภาคพลเรือนสามารถมีประโยชน์โดยตรงต่อลูกค้าทางการทหาร

สำหรับในห้วงเวลานี้ การทหารสามารถเชื่อม้่นในระบบการสื่อสาร V/UHF ทางยุทธวิธีต่อไป “ปัจจุบันความต้องการสื่อสารจำนวนมากสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้ความถี่ MMW ” Mr. Gallindez กล่าว

“การใช้ความถี่ทางทหารที่คับคั่งตามที่เคยใช้มา และมีความต้องการใช้ช่วงคลื่นความถี่วิทยุเพิ่มมากขึ้น มีความต้องการส่งข้อมูลมากขึ้น เป็นปัจจัยที่จะขับดันให้มีการใช้การสื่อสารด้วย MMW ในอนาคต

by Dr. Thomas Withington

ที่มา https://armadainternational.com/2020/03/small-waves/

L3Harris has told Armada International that it is forging ahead with the development of Millimetre Wave communications technology. #military #communications https://t.co/xYRe90XRHR pic.twitter.com/fI3RT1Bj5E
— Armada International (@arm_magazine) March 31, 2020