สายอากาศแบบสลิมจิม เป็นสายอากาศที่มีการแพร่กระจายคลื่นแบบรอบตัว และมีขั้วการแพร่คลื่นแบบแนวตั้งอีกตัวหนึ่ง ซึ่งได้ออกแบบมาใช้งานครั้งแรกในย่าน 2 เมตร แต่ก็สามารถใช้งานได้ดี ในย่านความถี่สูงกว่า หรือ ต่ำกว่าย่าน 2 เมตร นี้ โดยกำหนดค่า ความยาว ของสายอากาศให้เหมาะสมกับความถี่ใช้งานเท่านั้น ประสิทธิภาพการแพร่กระจายคลื่นของสายอากาศชนิดนี้ จะดีกว่าสายอากาศกราวด์เพลนประมาณ 50 % เนื่องจากมุมการแพร่กระจายคลื่นของมัน ค่อนข้างจะต่ำ โดยไม่ต้องมีกราวด์เพลน ยื่นออกมาให้เกะกะรอบตัวมัน
ที่มาของชื่อ Slim Jim นั้นมาจากโครงสร้างของมันที่ค่อนข้างจะบอบบาง (ถ้าใช้ในย่าน 2 เมตรความยาวไม่ถึง 1.5 เมตร) จึงได้ชื่อส่วนแรกว่า Slim ส่วนคำว่า Jim นั้นมาจาก J Integrated Matching เพราะเป็นวิธีการ match ของสายอากาศชนิดนี้ ที่ใช้ J matching stub ต่อเข้ากับส่วนท้าย ของสายอากาศไดโพล เลยทำให้ง่ายต่อการ Feed ระหว่างสายนำสัญญาณ กับสายอากาศมากขึ้น โดยการปรับเลื่อนจุด Feed เท่านั้น ก็สามารถปรับค่าอิมพีแดนซ์ตรงจุดนั้นเป็น 50 โอห์มได้
มีคำถามว่า ทำไมสายอากาศสลิมจิมจึงดีกว่าสายอากาศแบบยอดนิยมอย่าง 5/8 lambda หรือสายอากาศกราวด์เพลนอื่น ๆ แม้ว่าสายอากาศดังกล่าวจะมีอัตราการขยาย (Gain) มากกว่า ไดโพลถึง 3 dB ถ้าเรามองรูปที่ 1 เราก็จะพบคำตอบได้เป็นอย่างดี
รูปที่ 1 มุมการแพร่กระจายคลื่นทางแนวตั้งของสายอากาศสลิมจิม เมื่อเทียบกับสายอากาศ 5/8 lambda กราวด์เพลน
รูปที่ 1 จะเห็นว่ามุมการแพร่กระจายคลื่น ทางแนวตั้งของสายอากาศสลิมจิมแทบจะกล่าวได้ว่า ขนานไปกับพื้นดินและพุ่งออกไปรอบตัวมัน ซึ่งเราถือว่า เหมาะแก่ความต้องการของเรามากที่สุด ส่วน 5/8 lambda ในการทดสอบได้เพิ่มกราวด์เพลนเข้าไป ความยาวเท่ากับ 1/4 lambda จำนวน 6 เส้น วางเรียงกันในลักษณะเรเดียล หรือเป็นวงรอบสายอากาศเข้าไป จะพบว่ามุมการแพร่กระจายคลื่นทางแนวตั้งจะพุ่งขึ้นไปอีก ประมาณ 30 องศา หรืออาจจะมากกว่านั้น หากเราใช้ติดต่อภาคพื้นดิน แทนที่ติดต่อกับเครื่องบิน จะเห็นว่าไม่เหมาะสม สู้สลิมจิมไม่ได้ ทั้ง ๆ ที่สายอากาศ 5/8 lambda มีอัตราการขยายที่สูงกว่า สายอากาศสลิมจิม
รูปที่ 2 คือรูปแบบการแพร่กระจายคลื่นทางแนวนอน ซึ่งมองลงไปที่ปลายสายอากาศ ทั้งสลิมจิมและ 5/8 lambda ทีทำมุม 0 องศาขนานกับพื้นโลก จะเห็นว่าความแตกต่างของ Gain ที่มุมนี้จะมีสูงถึง 6 dB
จากรูปที่ 2 เป็นการเปรียบเทียบรูปแบบการแพร่กระจายคลื่นที่มุม 0 องศา ขนานกับพื้นโลก รูปแบบวงในค่อนข้างจะพุ่งเอียงขึ้นด้านบนนั้นเป็นของสายอากาศ 5/8 lambda กราวด์เพลน เมื่อเทียบกับสลิมจิม ที่มุมเดียวกัน และรูปแบบการแพร่กระจายคลื่นต่างกันถึง 6 dB ซึ่งจากการทดสอบโดยใช้สายอากาศทั้งสองที่ความถี่ใช้งานจริงย่าน 2 เมตร นาย Fred C. Judd พบว่ายังคงลักษณะเหมือนเดิม
สลิมจิมทำงานอย่างไร ?
ลักษณะสายอากาศสลิมจิมโดยพื้นฐานก็คือสายอากาศ "Folded dipole" ทีมีการป้อนสัญญาณ ที่ปลายด้านล่าง (End Feed Folded Dipole สายอากาศ ไดโพลที่มีการ โค้งงอที่ปลาย และมีจุดป้อนสัญญาณที่ปลายด้านล่าง) มีขั้วการแพร่กระจายคลื่นแบบแนวตั้ง รูปแบบการกระจายแรงดัน และกระแสตามรูป 3 โดยที่ แมทชิ่งสตัปแบบ J ซึ่งมีอิมพีแดนซ์ค่อนข้างต่ำต่อเข้ากับปลายสายด้านล่างของสายอากาศที่มีอิมพีแดนซ์สูง เมื่อมองรวมทั้งหมดจะเหมือนสายอากาศ
Folded dipole มากทีเดียว แต่ขนาดจะยาวกว่าหลายนิ้ว กระแสที่เดินอยู่ในส่วนของตัวสายอากาศ (ตั้งแต่ส่วนที่เป็น insulator ขึ้นไปด้านบน) ทั้งสองด้านจะ อินเฟสกัน (เฟสเหมือนกันจะเสริมกัน) แต่สำหรับกระแสที่เดินอยู่ในส่วนที่เป็น แมทชิ่งสตัป จะมีเฟสตรงข้ามกับส่วนแรก ซึ่งมีจำนวนน้อยมาก และจะไม่มีการแพร่กระจายของคลื่นในส่วนนี้ (กระแสจะหักล้างกัน เพราะเฟสต่างกัน) ซึ่งเมื่อมีการ Match ส่วนนี้ให้ถูกต้องและเหมาะสม ดีแล้วจะทำให้ค่า VSWR นั้นมีค่าน้อยกว่า 1.5 : 1 เลยทีเดียว
ขอบคุณภาพจาก 8jyx.com
