การศึกษาการแพร่กระจายคลื่นความถี่ภายในถ้ำเชียงดาว
คำสำคัญ:
ระบบสื่อสารในถ้ำ, การแพร่กระจายคลื่นความถี่ภายในถ้ำ, แบบจำลองการแพร่กระจายคลื่นความถี่ภายในถ้ำบทคัดย่อ
จากเหตุการณ์กู้ภัยถ้ำหลวงในปี พ.ศ. 2561 ได้พบปัญหาของระบบสื่อสารระหว่างการปฏิบัติการกู้ภัยไม่สามารถใช้งานภายในถ้ำได้ เนื่องจากคลื่นความถี่ที่ใช้มีการลดทอนสูงในขณะที่แพร่กระจายในโพรงถ้ำ จึงทำให้ไม่สามารถติดต่อสื่อสารได้ตลอดแนวโพรงถ้ำ จากทฤษฎีการแพร่กระจายคลื่นพบว่า คลื่นความถี่ต่ำ ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นคลื่นพื้นผิวนั้นสามารถทะลุผ่านชั้นหินของภูเขาได้ ดังนั้นจึงตั้งสมมติฐานว่าการสื่อสารด้วยความถี่ต่ำ มีความเป็นไปได้ในการแพร่ภายในโพรงถ้ำได้ดีกว่าคลื่นความถี่ที่สูงกว่า ในบทความนี้จึงได้เสนอการศึกษาการแพร่กระจายคลื่นความถี่ภายในถ้ำ เพื่อตรวจสอบปัญหาและความเป็นไปได้ในการใช้งานที่ความถี่ต่าง ๆ โดยทดสอบในถ้ำเชียงดาวซึ่งเป็นถ้ำหินปูนในจังหวัดเชียงใหม่ และเสนอแบบจำลองการแพร่กระจายคลื่นในช่วงความถี่ LF ถึง UHF โดยใช้ทั้งขนาด สภาพแวดล้อม และเส้นทางเดินของถ้ำที่ได้นำเสนอ ซึ่งจากผลการทดสอบพบว่า คลื่นความถี่ต่ำสามารถส่งผ่านตลอดเส้นทางเดินในโพรงถ้ำขนาดใหญ่และส่งผ่านชั้นหินได้ ในขณะที่คลื่นความถี่สูงเกิดการลดทอนสูงเมื่อส่งคลื่นผ่านโพรงถ้ำ นอกจากนี้ยังพบว่า แบบจำลองที่ได้นำเสนอนั้นให้ผลสอดคล้องกับผลที่ได้จากการวัดทดสอบด้วย ซึ่งจะเป็นประโยชน์ในการพิจารณาความถี่ต่ำที่เหมาะสำหรับนำไปพัฒนาระบบสื่อสารภายในถ้ำในอนาคตได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เอกสารอ้างอิง
Bedford, M. (2001). Introducing the Heyphone. Caves & Caving 91, pp. 15-17.
Bedford, M. D., & Kennedy, G. A. (2014). Modeling microwave propagation in natural caves passages. IEEE Transactions on antennas and propagation, 62(12), 6463-6471.
Collin, R. E. (1985). Antennas and radiowave propagation. McGraw-Hill College.
Daniels, D. J. (2004). Ground Penetrating Radar. 2nd Edition, IEE Radar, Sonar and Navigation Series 15 (Ed.). The Institution of Electrical Engineers.
Deryck, L. (1978). Natural propagation of electromagnetic waves in tunnels. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 27(3), 145-150.
Emslie, A., Lagace, R., & Strong, P. (1975). Theory of the propagation of UHF radio waves in coal mine tunnels. IEEE Transactions on antennas and propagation, 23(2), 192-205.
Gibson, A. D. W. (2014). How Earth-Current Antennas Really Work. (n.p.).
Glover, P. (2015). Geophysical properties of the near surface Earth: Electrical properties. Treatise on Geophysics, 11, 89-137.
Jones, G., & Holderied, M. W. (2007). Bat echolocation calls: adaptation and convergent evolution. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 274(1612), 905-912.
Kjeldsen, E., & Hopkins, M. (2006, October). An experimental look at RF propagation in narrow tunnels. In MILCOM 2006-2006 IEEE Military Communications conference (pp. 1-7). IEEE.
Lee, J., & Bertoni, H. L. (2003). Coupling at cross, T, and L junctions in tunnels and urban street canyons. IEEE transactions on Antennas and Propagation, 51(5), 926-935.
Moss, C. F. (2018). Auditory mechanisms of echolocation in bats. Oxford Research Encyclopedia of Neuroscience.
Rak, M., & Pechac, P. (2007). UHF propagation in caves and subterranean galleries. IEEE Transactions on antennas and propagation, 55(4), 1134-1138.
Siwiak, K. (2007). Radiowave propagation and antennas for personal communications. Artech House.
Soo, Q. P., Lim, S. Y., Lim, D. W. G., Yap, K. M., & Lau, S. L. (2018). Propagation measurement of a natural cave-turned-wine-cellar. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 17(5), 743-746.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2022 วารสารวิชาการ กสทช.
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความที่ปรากฏในวารสารกิจการสื่อสารดิจิทัล เป็นลิขสิทธิ์ของสำนักงาน กสทช. ซึ่งสำนักงาน กสทช. เปิดโอกาสให้สาธารณะหรือบุคคลทั่วไปสามารถนำผลงานไปเผยแพร่ คัดลอก หรือตีพิมพ์ซ้ำได้ ภายใต้สัญญาอนุญาตแบบเปิด (Creative Commons: CC) โดยมีเงื่อนไขสำหรับผู้ที่นำผลงานไปใช้ต้องระบุอ้างอิงแหล่งที่มา (Attribution: BY) ห้ามดัดแปลง (NoDerivatives: ND) และต้องไม่ใช้เพื่อการค้า (NonCommercial: NC) เว้นแต่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษรจากสำนักงาน กสทช.
อนึ่ง ข้อความ ตาราง และภาพที่ปรากฏในบทความซึ่งได้รับการตอบรับให้ตีพิมพ์และเผยแพร่ในวารสารนี้เป็นความคิดเห็นของผู้นิพนธ์ โดยไม่ผูกพันต่อ กสทช. และสำนักงาน กสทช. หากมีความผิดพลาดใด ๆ ผู้นิพนธ์แต่ละท่านต้องรับผิดชอบบทความของตนเองแต่เพียงผู้เดียว ไม่เกี่ยวข้องกับ กสทช. และสำนักงาน กสทช. แต่ประการใด
