Вопросы распространения радиоволн

Дон Амброзио

Можно ли в «домашних условиях» самому организовать канал передачи данных между двумя встроенными миниатюрными девайсами (размером со спичечный коробок) на расстояние 1000 км?

Из-за того, что СВЧ не огибают земную поверхность и не переотражаются ионосферой ясно, что нужно использовать средние или длинные волны.

Из-за того, что во встроенных (embedded) устройствах нужно экономить энергию мощность передатчика, которую мы можем получить от батарейки (или аккумулятора) для передатчика не должна превышать 1 Вт.

Из-за того, что для такого большого расстояния это очень маленькая мощность для увеличения соотношения сигнал/шум в месте расположения приёмника будем максимально сужать полосу сигнала, чтобы мощность передатчика распределялась как можно на более узкую часть спектра (сотые доли герца).

Из-за того, что такая узкая полоса скорость передачи будем иметь мизерную ( 1 бит в час и меньше), но такая скорость меня устроит ибо мне достаточно раз в сутки узнать произошло событие «Х» на удалённом объекте или нет.

Из-за того, что такая узкая полоса предъявляются жесткие требования к точности и стабильности частоты несущей: Например F = 100 000 Гц, а dF = 0,001 Гц, т.е. относительная суммарная неточность/нестабильность не должны превышать одной миллионной процента.

Чтобы эффективно отфильтровать сигнал с такой полосой требуется полосовой фильтр с полосой пропускания сотые доли Герца и суммарной неточностью/нестабильностью такой же как у несущей на стороне передатчика.

После фильтрации и усиления нужен интегратор сигнала, который в течение часа и более интегрирует сигнал и если интеграл превысит некоторый уровень считается, что передано сообщение, если нет, считается, что передачи не было..

Что вы думаете, Господа, по этому поводу? Это возможно? Если нет, то как ещё можно реализовать прямую радиосвязь между двумя девайсами на расстояние более 1000 км с мощностью передатчика не более 1 Вт?

Реклама

nifashev

я конечно не критик товарищи, но думаю, что если бы такое можно бло бы осуществить, то на длинных волнах уже не было бы места для радиолюбителей. В принципе, с коробок вряд ли, но размером с ситемный блок, мощным блоком питания, хорошей антенной возможно что - либо и получится. Я по радио части не сильно шарующий, больше по аналоговым устройствам, поэтому полезного вряд ли что скажу, но затея хорошая!!!

Реклама

Дон Амброзио

nifashev писал(а):но размером с ситемный блок, мощным блоком питания, хорошей антенной возможно что - либо и получится.

С такими габаритами радиолюбители ещё в 60-х годах связывались друг с другом с помощью азбуки Морзе на тысячи километров.. Неужели же на элементной базе, появившейся за последуюшие 40 лет нельзя сделать тоже самое, но в меньших габаритах? Не верю

nifashev

не спорю конечно можно, но для предатчика на 1000 км будет выделяться очень много тепла и просто куллеров может не хватить и именно несколько килограмм железа должны охладить пыл высокочастотных транзисторов (выходных)

Реклама

Сообщение **aen** » Пт фев 22, 2008 15:34:28

Дон Амброзио писал(а):С такими габаритами радиолюбители ещё в 60-х годах связывались друг с другом с помощью азбуки Морзе на тысячи километров.. Неужели же на элементной базе, появившейся за последуюшие 40 лет нельзя сделать тоже самое, но в меньших габаритах? Не верю

Дон Амброзио писал(а): нужно использовать средние или длинные волны.

Про антенны не забывайте для длинных волн. Они и в 60-х годах и сейчас на этих диапазонах имеют размер сотни метров.
...
А на СВЧ на 1000 км можно связаться через спутник. Сейчас это доступно и радиолюбителям.

Реклама

Дон Амброзио

aen писал(а):Про антенны не забывайте для длинных волн. Они и в 60-х годах и сейчас на этих диапазонах имеют размер сотни метров.

Помню в дестве делал КВ рацию, а в качестве атенны на сотни метров использовал водопровод (трубы же тянутся на сотни км). Реально улучшалась связь. Правда я на 1000 км не пробовал (ехать далеко), а на 100 получалось

Реклама

Дон Амброзио

Из Англии в Новую Зеландию. На миливатах!!!

ИРБИС

Дон Амброзио! Интересно однако, как вы с ДВ на КВ прыгаете!

О чём вы писали в первом сообщении - это описание связи на СДВ, мощности там от сотен ватт и до сотен киловатт. Антенны бывают до 5-30 км - целые поля. Связь на ДВ тоже требует больших мощностей, опять же порядка кВт, антенны чуток поменьше.

Связь QRP на мВт (проводилась, кстати на КВ) в 60-х в большинстве своем фикция и это было доказано: действительная мощность передатчиков была не менее 1-5 Вт, т.е. превышала заявленную минимум в 10 раз.

Кстати, Дон Амброзио, вам известна мощность измерительных ВЧ-генераторов и гетеродинов вещательных радиоприёмников?

Судя по тому, как вы с такой лёгкостью прыгаете по диапазонам, находите сотни километров водопроводных труб в качестве антенны для КВ р/ст, вы действительно даже и в глаза не видели ни то, что р/ст, но даже и не одного учебника по радиотехнике/радиосвязи. Почему? Да потому, что обычно подобные учебники начинаются с главы "Особенности распространения радиоволн в различных диапазонах". Необходимые расчётные формулы для определения дальности связи и необходимой мощности передатчиков, как правило, приводятся в этих же главах или в другом месте учебника.

Очень рекомендую посмотреть, прежде чем обвинять всех и вся в "гонении отличного семьянина, который "не корысти ради, а только волею...""

ФД263 01

Тут нужно чуть практических примеров.Полоса пропускания радиовещательных диапазонов от ДВ до КВ4 нормированна, и составляет
5 кГц.(полоса пропускания ФПЧ). На диапазоне КВ проявляется феномен
сверхдальней радиосвязи, это значит что при мощности 10Вт можно из подмосковья связаться с Арменеей.Происходит это если одна станция находиться в "ночи", другая "на рассвете". ионосфера блин. Многое зависит от того, где находится станция - "на горке", "в низине", окружающая обстановка как дома, более мощный станции, глушилки.
Я например на двухтранзисторный приёмник китай принемал, правда это было на 12 этаже, и антена была 15м, свитая в пружинку и вывещанная на балконе..

Теперь о передаче цифрового сигнала. При сильной "загаженности" АМ,
используют тонольную кодировку(DTMF), и передачу данных можно вести при скорости 300бит/с.
Есть еще вариант - сотовая сеть - и со спичечный коробок, и мощность до вата...
А так могу порекомендавать Вам поставить "ртутную антену" что на передатчик, что на приёмник

У нас сдесь даже целая тема есть, посвященная этому чуду тежники

ИРБИС

ФД263 01 писал(а):А так могу порекомендавать Вам поставить "ртутную антену" что на передатчик, что на приёмник
У нас сдесь даже целая тема есть, посвященная этому чуду тежники

Тема: http://www.radiokot.ru/forum/viewtopic.php?t=435

Реальные антенны имеют весьма внушительные размеры и они тем больше, чем больше их усиление и/или чем меньше их рабочая частота (длина волны больше, а размеры основных элементов антенн обычно кратны половине или четверти длины волны).

Дон Амброзио

ИРБИС писал(а):Дон Амброзио! Интересно однако, как вы с ДВ на КВ прыгаете!

Прашу пардону... Аписка... ДВ разумеетцо

А Вы сразу далекоидущие выводы делаете.. Низя так..
Надо быть снисходительней к людям

ИРБИС

Дон Амброзио писал(а):Прашу пардону... Аписка... ДВ разумеетцо

Дон Амброзио писал(а):Из Англии в Новую Зеландию. На миливатах!!!

Цитирую по указанной ссылке Из Англии в Новую Зеландию. На миливатах!!! :

this was on the 10MHz band, between 10,140,000 and 10,140,100Hz.

Это 10 МЕГАГЕРЦ, т.е. КВ!!!

Поинтересуйтесь американскими правилами записи чисел.

На ДВ требуется мощность, измеряемая КИЛОВАТТАМИ, и антенны, измеряемые СОТНЯМИ МЕТРОВ.

Вывод:

Дон Амброзио писал(а):Можно ли в «домашних условиях» самому организовать канал передачи данных между двумя встроенными миниатюрными девайсами (размером со спичечный коробок) на расстояние 1000 км? ... мощность передатчика не должна превышать 1 Вт... Это возможно?

НА ДВ ПРАКТИЧЕСКИ НЕВОЗМОЖНО.

Удалены недопустимые высказывания. Aheir

Дон Амброзио

Допустим, что на ДВ невозвожно.. Повторяю, допустим (хотя я не уверен в этом) А на СВ и КВ с импользованием переотражений от ионосферы? Так что тема далеко не исчерпана. Она, можно, сказать, ещё и не начиналась.Потому как диапозон не принципиален. Принципиально только "без использования сторонней ретранслирующей аппаратуры" типа спустников, наземных рестрансляторов и т.п.

Aheir

Удалены не только наиболее, но и просто оскорбительные выпады, а также сообщения, к теме не относящиеся. Напоминаю: предупреждение вынесено, оно последнее и срока давности не имеет.

Внeштатный сотрудник

недавно определяли возможность постройки УКВ радиостанции в городе, поставщики фидерного оборудования нам сказали, что чтобы покрыть радиус местности 50км, антенну надо поднять на 160 метров. (антенна полуметром длиной всего). При мощности передатчика 100Вт. Это чтобы и дальность хорошая была, и местность под антенной не засиралась.

вы хотите тысячу километров, и диапазон другой, это всё понятно, я в детстве тоже мечтал космический корабль сконструировать. Но я посоветовал бы изучить промышленные решения, к примеру, как вещает на весь мир радиостанция Маяк на всех диапазонах. Вряд ли инженеры собрали им передатчик со спичечный коробок

Дон Амброзио

Внeштатный сотрудник писал(а):недавно определяли возможность постройки УКВ радиостанции в городе, поставщики фидерного оборудования нам сказали, что чтобы покрыть радиус местности 50км, антенну надо поднять на 160 метров. (антенна полуметром длиной всего). При мощности передатчика 100Вт. Это чтобы и дальность хорошая была, и местность под антенной не засиралась.

УКВ распространяется по прямой и не имеет свойства огибания земной поверхности

Про мощность скажу следующее.. Важна не мощность, а суммарная энергия сигнала (если конечно скорость передачи непринципиальна - например 1 бит в час/сутки)

Если объяснить "на пальцах", то возможность приёма сигналов, мощность которых меньше мощности шума объясняется следующим: шум случаен, а сигнал - закономерен. Зная закономерность изменения сигнала (например, в случае ШПС последовательность перескоков по частотам) можно успешно выделять сигнал, который гораздо меньше уровня помех. Образно можно описать так. Представьте, что на землю падает дождь из золотых и серебренных монет. Каждая монета падает на площади 1 кв.м. Вот представьте что Вам нужно получить сигнал: если количество золотых монет выпавших за всё время дождя наберётся целое ведро и больше, значит сигнал равен '1', а если нет, то получен сигнал '0'. Если Вы не знаете точки, где будут падать золотые ("сигнальные") монеты, то разумеется Вы никогда не получите сигнал '1' (не наберёте целое ведро золотых монет - у Вас большая часть монет будет серебрянными - шумом). Но а теперь, представьте, что Вы знаете где должны упасть золотые монеты (знаете в какой полосе будет передаваться в следующем отрезке времени). Тогда в момент падения вы подбежите туда с ведром и будете собирать только золотые монеты. А потом посчитав сколько же монет Вы собрали за сутки Вы узнаете какой же сигнал Вам передавали:'0' или '1'

Чем больше расстояние - тем меньше средняя спектральная плотность функции сигнал/шум. Но её можно увеличить за счёт сужения эффективного спектра сигнала к примеру до 10Гц

myurrey

Кое-что более материальное по данному поводу от мышонка:
http://www.radiokot.ru/forum/viewtopic.php?t=2625
http://www.radiokot.ru/inquiry/calcuhf/UKV_Ant.xls

Упс! Насчёт успешного выделения сигнала , который ниже уровня шума- это круто!
Мои скромные познания на эту тему утверждают, что подобное возможно только для периодического (или многократно повторённого) сигнала. И то- надо всё-таки заранее представлять- что именно является сигналом.
Пример с монетами- несколько громоздкий, но спасибо за образность.
Я пользуюсь немного другими примерами.

ИРБИС

Уважаемый Сэр Мурр! В указанной теме: http://www.radiokot.ru/forum/viewtopic.php?t=2625 мышонок даёт чёткие определения терминов, а также в той теме приводятся методы обработки для приёма слабых сиганлов. Только одна мелочь — это на приёмной стороне. На передающей стороне работают передатчики с отнюдь не милливаттной мощностью и с антеннами довольно внушительных размеров.

Дон Амброзио писал(а):УКВ распространяется по прямой и не имеет свойства огибания земной поверхности

Это заявление следует уточнить. Не хочу переписывать "Распространение УКВ радиоволн" из учебника.

Там много чего интересного.

В том числе и про огибание земной поверхности кое-что есть.

Остальное я сказал выше.

Дон Амброзио

Сэр Мурр писал(а):Упс! Насчёт успешного выделения сигнала , который ниже уровня шума- это круто!
Мои скромные познания на эту тему утверждают, что подобное возможно только для периодического (или многократно повторённого) сигнала.

Вот вот.. Ап чём и речь... Это и используется для сверхдальнобойной связи.. Есть такое слово как КОРЕЛЛЯЦИЯ...

К тому что теория говорит, что возможен приём ПРИ ЛЮБОМ СКОЛЬ УГОДНО МАЛОМ СООТНОШЕНИИ СИГНАЛ/ШУМ (хотя практика говорит, что предел есть и он определяется уровнем технического совершенства приёмников/декодеров). Весь вопрос только во времени приёма... Т.е. приём одного бита , к примеру, может продолжаться целые сутки

Сэр Мурр писал(а):И то- надо всё-таки заранее представлять- что именно является сигналом.

А мы знаем... Ведь мы же знаем закон модуляции на передающем "конце"