คลื่นความถี่วิทยุอยู่ในช่วงใด

ที่ย่านความถี่สูงกว่า 300 GHz ชั้นบรรยากาศของโลกจะดูดซับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่กระจายออกได้มาก ทำให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไม่สามารถแผ่กระจายออกไปได้ ซึ่งคลื่นแม่เหล็กในย่านที่สูงกว่า 300 GHz นี้จะไม่สามารถแผ่กระจายผ่านชั้นบรรยากาศได้ จนถึงย่านความถี่ช่วง อินฟราเรด และ ย่านความถี่แสง

ย่าน ELF SLF ULF และ VLF จะคาบเกี่ยวกับย่านความถี่เสียงซึ่งประมาณ 20-20,000 Hz แต่เสียงนั้นเป็นคลื่นกลจากแรงดันอากาศ ไม่ได้เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ย่าน SHF และ EHF บางครั้งก็ไม่นับเป็นย่านความถี่วิทยุ แต่เรียกเป็นย่านความถี่ไมโครเวฟ

อีกจุดหนึ่งที่น่าสังเกตคือ วัตถุทุกชนิดนั้นจะมีความถี่วิทยุของตัวเองไม่ว่าจะมีขนาดเล็กเท่าใดก็ตาม

สำหรับการส่งสัญญาณโทรทัศน์ภาคพื้นดินในระบบ VHF และ UHF ถ้าออกอากาศในระบบอนาล็อก จะส่งสัญญาณในลักษณะคู่ขนานได้ และในอนาคต เมื่อโทรทัศน์ภาคพื้นดิน ยุติการส่งแบบอนาล็อก เพื่อเปลี่ยนแปลงเป็นดิจิตอล ระบบ VHF จะไม่สามารถออกอากาศหรือส่งระบบต่อไปได้ คงจะต้องถูกบังคับให้ส่งโทรทัศน์ดิจิตอลภาคพื้นดินในระบบ UHF เพียงระบบเดียวเท่านั้น

คำว่า 3,5,7,9,11 (ยกเว้น ITV, TITV และไทยพีบีเอส) ที่คนไทยนิยมเรียกโดยรวมนั้น มีลักษณะตัวเลข แปลว่าประเทศไทย มีการส่งโทรทัศน์ในระบบ VHF ทั้งหมด 5 ช่อง ซึ่งการส่งสัญญาณดังกล่าว ทางสถานีส่งได้นำตัวเลขช่องสัญญาณ VHF ดังกล่าวมาเป็นชื่อของสถานีแต่ละช่อง คงจะมีแค่สถานีโทรทัศน์ไอทีวี ทีไอทีวี และไทยพีบีเอส(สถานีเดียวกัน) ไม่เรียกตัวเลข เพราะว่า ทางสถานีได้ออกอากาศในระบบ UHF ทางช่อง 26 และช่อง 29 เท่านั้น

ชื่อย่านความถี่วิทยุ

ชื่อทั่วไป

ย่านความถี่ออกอากาศ:

• วิทยุ AM คลื่นยาว (Longwave AM Radio) = 150 kHz - 280 kHz (LF)
• วิทยุ AM คลื่นความยาวขนาดกลาง (Mediumwave AM Radio) = 530 kHz - 1610 kHz (MF)
• TV ย่าน I (Channels 1 - 6) = 50 MHz - 88 MHz (บางส่วนสามารถจำกัดจงถึง 75.0 MHz) (VHF)
• วิทยุ FM ย่าน II = 75.0 MHz หรือ 88 MHz (ในประเทศไทยเริ่มตั้งแต่ 87.5 MHz) - 108 MHz (VHF)
• TV ย่าน III (Channels 7 - 13) = 174 MHz - 216 MHz (275 MHz) (VHF)
• TV ย่าน IV & V (Channels 14 - 83) = 470 MHz - 950 MHz (UHF) 

ความถี่วิทยุสมัครเล่น

ความถี่ของกิจการวิทยุสมัครเล่นนั้นขึ้นกับรัฐบาลของแต่ละประเทศที่จะอนุญาตให้นักวิทยุสมัครเล่นได้ใช้งาน นักวิทยุสมัครเล่นมักเรียกความถี่โดยการใช้ความยาวคลื่น เช่น ความถี่ 7.0 ก็จะเรียกว่า 40 m หรือ "ย่านสี่สิบเมตร"

ความยาวคลื่นความถี่160 m1.8 ถึง 2.0 MHz80 m3.5 ถึง 4.0 MHz60 m5.3 ถึง 5.4 MHz40 m7 ถึง 7.3 MHz30 m10.1 ถึง 10.15 MHz20 m14 ถึง 14.35 MHz15 m21 ถึง 21.45 MHz12 m24.89 ถึง 24.99 MHz10 m28.000 - 29.70 MHz6 m50 ถึง 54 MHz2 m144 - 148 MHz70 cm430 ถึง 440 MHz23 cm1240 ถึง 1300 MHz

ย่านความถี่ IEEE

ย่านความถี่ที่มาของชื่อHF band3 to 30 MHzHigh Frequency VHF band30 to 300 MHzVery High Frequency UHF band300 to 1000 MHzUltra High Frequency

Frequencies from 216 to 450 MHz were sometimes called P-band: Previous, since early British Radar used this band but later switched to higher frequencies.

สำหรับคลื่นวิทยุ FM มีความถี่สูงกว่าและจะทะลุทะลวงผ่านชั้นไอโอโนสเฟียร์จึงไม่สามรถใช้คลื่นฟ้าได้ คลื่นวิทยุ FM จึงเดินทางได้ระยะใกล้แต่จะถูกรบกวนได้ยากเนื่องจากคลื่นมีความถี่สูง ในการทำเสาอากาศสำหรับส่งคลื่น FM ถ้าจะทำให้คลื่นที่ส่งออกไปไม่ถูกรบกวนได้ง่าย ความสูงของเสาอากาศจะต้องมีค่าเป็นครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น

ในช่วงหนึ่งของกระแสความบันเทิงในประเทศไทย การจัดรายการวิทยุ เป็นหนึ่งในช่องทางที่ได้รับความนิยมมาก โดยส่งสัญญาณ คลื่นวิทยุ จากห้องจัดรายการไปยังเครื่องรับวิทยุที่อยู่ในบ้านของผู้ฟัง

คลื่นวิทยุ (Radio Wave) คือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ซึ่งสามารถเดินทางในสภาวะสุญญากาศด้วยความเร็วเทียบเท่าความเร็วแสงที่ราว 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที คลื่นวิทยุเป็นคลื่นความถี่สูงที่มีคุณสมบัติในการเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางชนิดต่าง ๆ ในระยะไกลได้ดี

คุณสมบัติของคลื่นวิทยุ

ในทางวิทยาศาสตร์ คลื่นวิทยุ คือ “คลื่นพาหะ” (Carrier Wave) ที่นำส่งคลื่นเสียง (Audio Frequency) จากแหล่งกำเนิดหรือเครื่องส่งวิทยุให้เดินทางไปพร้อมกัน ทำให้คลื่นเสียงที่มีความถี่ค่อนข้างต่ำสามารถเดินทางไปได้ไกลจนถึงจุดหมายหรือเครื่องรับวิทยุที่ทำหน้าที่รับสัญญาณและแยกคลื่นเสียงออกจากคลื่นวิทยุให้ผู้ฟังสามารถได้ยินเสียงตามปกติ

เนื่องจากคลื่นวิทยุ คือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีช่วงความถี่ตั้งแต่ 3 กิโลเฮิรตซ์ (Kilohertz: kHz) ไปจนถึง 300 กิกะเฮิรตซ์ (Gigahertz: GHz) ในขณะที่ช่วงความถี่ของคลื่นเสียงที่มนุษย์สามารถได้ยินคือ 20 เฮิรตซ์ ไปจนถึง 20 กิโลเฮิรตซ์เท่านั้น

เสาส่งสัญญาณคลื่นวิทยุ, ภาพถ่าย Republica / Pixabay

ดังนั้น คลื่นวิทยุจึงถูกนำไปใช้ในการสื่อสารทางไกลหรือโทรคมนาคมได้ดี โดยเฉพาะจากคุณสมบัติในการสะท้อนกลับลงสู่พื้นโลก เมื่อคลื่นวิทยุเดินทางไปปะทะชนกับอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจำนวนมากในบรรยากาศโลก โดยเฉพาะในชั้นไอโอโนสเฟียร์ (Ionosphere) ที่อยู่สูงจากพื้นดินตั้งแต่ 80 ถึง 500 กิโลเมตร

คลื่นวิทยุสามารถจำแนกออกได้ 8 ย่านความถี่ (Radio Frequency) และมีลักษณะการใช้งานที่แตกต่างกัน ตามตารางดังต่อไปนี้

อักษรย่อย่านความถี่ช่วงความถี่*ลักษณะการใช้งานVLFย่านความถี่ต่ำมาก

Very low Frequency

3 kHz – 30 kHzการสื่อสารในการเดินเรือ การสื่อสารใต้ทะเล ธรณีฟิสิกส์LFย่านความถี่ต่ำ

Low Frequency

30 kHz – 300 kHzระบบนำร่อง วิทยุกระจายเสียงระบบเอเอ็มและระบบสมัครเล่นMFย่านความถี่ปานกลาง

Medium Frequency

300 kHz – 30 MHzวิทยุกระจายเสียงระบบเอเอ็มและสัญญาณแจ้งเตือนภัยพิบัติต่าง ๆHFย่านความถี่สูง

High Frequency

3 MHz – 30 MHzการสื่อสารในอุตสาหกรรมการบิน  การแพทย์และหน่วยกู้ภัยVHFย่านความถี่สูงมาก

Very High Frequency

30 MHz – 300 MHzการสื่อสารในอุตสาหกรรมการบินและการรายงานสภาพอากาศ วิทยุเอฟเอ็มUHFย่านความถี่สูงพิเศษ

Ultra High Frequency

300 MHz – 3 GHzโทรทัศน์ เรดาร์ ไมโครเวฟ จีพีเอส โทรศัพท์ และวิทยุดาราศาสตร์SHFย่านความถี่สูงสุด

Super High Frequency

3 GHz – 30 GHzเรดาร์ ไมโครเวฟ ระบบแลนไร้สายและวิทยุดาวเทียมEHFย่านความถี่สูงยิ่งยวด

Extremely High Frequency

30 GHz – 300 GHzวิทยุดาราศาสตร์ สถานีทวนสัญญาณไมโครเวฟต่าง ๆ

*หน่วย : KHz = กิโลเฮิรตซ์, MHz = เมกะเฮิรตซ์ และ GHz = กิกะเฮิรตซ์

การแผ่กระจายของคลื่นวิทยุสามารถจำแนกออกเป็น 3 ลักษณะ คือ

1. คลื่นตรง (Direct Wave) หมายถึง คลื่นที่เดินทางเป็นแนวเส้นตรงระหว่างสายอากาศของสถานีที่ส่งต่อไปยังสายอากาศของสถานีรับหรือที่เรียกว่า “การแผ่กระจายในแนวสายตา” (Line of Sight) ซึ่งการกระจายคลื่นในลักษณะนี้ ไม่สามารถรับส่งในระยะไกล เนื่องจากถูกบดบังโดยส่วนโค้งของพื้นผิวโลก

2. คลื่นฟ้า (Sky Wave) หมายถึง คลื่นที่เดินทางจากสายอากาศของสถานีขึ้นไปยังชั้นบรรยากาศของโลกจนถึงชั้นไอโอโนสเฟียร์ที่สะท้อนคลื่นกลับมายังสายอากาศสถานีรับบนภาคพื้นดิน

โดยคุณสมบัติการสะท้อนของคลื่นมักแปรเปลี่ยนไปตามปริมาณประจุที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศและอาจส่งผลกระทบต่อการรับช่วงสัญญาณ เมื่อเกิดปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่สามารถรบกวนการสะท้อนกลับของคลื่น เช่น การเกิดปรากฏการณ์ลมสุริยะ (Solar Wind) หรือฟ้าแลบฟ้าผ่า

อย่างไรก็ตาม คลื่นฟ้าสามารถแก้ปัญหาเรื่องการถูกบดบังจากความโค้งของพื้นผิวโลก จึงถูกนำมาใช้ในการกระจายเสียงข้ามประเทศที่สามารถส่งสัญญาณไปยังผู้รับในสถานที่ห่างไกล

3.คลื่นดิน (Ground Wave) หมายถึง คลื่นที่เดินทางไปตามแนวราบระดับพื้นดินจากสายอากาศของสถานีส่งตามความโค้งของพื้นผิวโลกไปยังสายอากาศของสถานีรับ ทำให้คลื่นดินสามารถเดินทางได้ไกล อีกทั้ง ยังไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศอีกด้วย

ปัจจุบัน ในกลุ่มประชาชนทั่วไปมีการส่งสัญญาณวิทยุกระจายเสียงอยู่ 2 ระบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย คือ

ระบบเอเอ็ม (Amplitude Modulation: A.M.) คือ การสื่อสารโดยใช้คลื่นเสียงร่วมไปกับคลื่นวิทยุหรือที่เรียกว่าคลื่นพาหะ โดยแอมพลิจูดของคลื่นพาหะจะเปลี่ยนแปลงไปตามสัญญาณคลื่นเสียง ซึ่งในระบบเอเอ็มส่วนใหญ่จะมีคลื่นความถี่อยู่ในช่วง 535 ถึง 1705 กิโลเฮิรตซ์ ซึ่งระบบเอเอ็มสามารถจำแนกออกเป็น 2 ส่วน คือ

• คลื่นวิทยุย่านความถี่ปานกลาง (Medium Frequency: MF) อยู่ในย่านความถี่ประมาณ 550 ถึง 1600 กิโลเฮิรตซ์หรือที่เรียกว่า “คลื่นยาว” สามารถกระจายเสียงโดยอาศัยทั้งคลื่นดินที่ส่งไปได้ไกลถึง 100 กิโลเมตรและคลื่นฟ้าที่รับสัญญาณได้ไกลกว่า 100 กิโลเมตร
• คลื่นวิทยุย่านความถี่สูง (High Frequency: HF) อยู่ในย่านความถี่ตั้งแต่ 3 ถึง 12 เมกะเฮิรตซ์หรือที่เรียกว่า “คลื่นสั้น” สามารถรับสัญญาณจากคลื่นดินในระยะ 15 กิโลเมตร เท่านั้น แต่สามารถรับสัญญาณจากคลื่นฟ้าได้ไกลนับพันกิโลเมตร

ระบบเอฟเอ็ม (Frequency Modulation: F.M.) คือ ระบบการสื่อสารที่มีการส่งสัญญาณเสียงไปกับคลื่นพาหะเช่นเดียวกัน แต่ในขณะที่ความถี่ของคลื่นพาหะเปลี่ยนแปลงตามสัญญาณเสียง แอมพลิจูดของคลื่นในระบบนี้จะไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย

การส่งวิทยุระบบเอฟเอ็มมีความถี่สูงกว่าระบบเอเอ็มอยู่ที่ 88 ถึง 108 เมกะเฮิรตซ์และสามารถส่งได้เฉพาะคลื่นดินที่กระจายคลื่นสัญญาณในแนวระดับ ดังนั้น จึงทำให้การรับสัญญาณในระยะไกลเกินกว่า 80 กิโลเมตร จำเป็นต้องติดตั้งเสาอากาศรับสัญญาณเพิ่มเติม

คลื่นวิทยุถูกนำมาใช้ประโยชน์อย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะในการติดต่อสื่อสารและโทรคมนาคมที่ได้กลายมาเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตผู้คนในสังคมปัจจุบัน

อย่างไรก็ตาม ประชาชนส่วนน้อยจะตระหนักถึงภัยอันตรายจากคลื่นวิทยุที่มองไม่เห็นเหล่านี้ จากคุณสมบัติในการเคลื่อนที่ผ่านตัวกลาง รวมถึงการทะลุผ่านร่างกายของสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะคลื่นวิทยุความถี่สูง คลื่นเหล่านี้สามารถทะลุผ่านเข้าไปในร่างกายของมนุษย์ได้ลึกราว 1 ใน 10 ส่วนของความยาวคลื่นที่ตกกระทบ

ถึงแม้ในปัจจุบัน คลื่นวิทยุที่เราใช้ในการสื่อสารจะมีระดับความเข้มที่ไม่มากพอจะก่อภัยอันตรายใด ๆ แต่สำหรับบุคคลที่ทำงานใกล้ชิดหรือได้สัมผัสกับคลื่นวิทยุที่มีความเข้มสูงอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานต่างมีโอกาสได้รับอันตรายร้ายแรงจากคลื่นเหล่านี้