Мощность сигнала на выходе антенны
Материал из SRNS
Korogodin (обсуждение | вклад) м |
Korogodin (обсуждение | вклад) |
||
| (не показаны 20 промежуточных версий 2 участников) | |||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
Возникли споры о уровне сигнала СРНС у поверхности земли. | Возникли споры о уровне сигнала СРНС у поверхности земли. | ||
| − | В канонической книге ГЛОНАСС, в разделе 11, приведен расчет. Согласно расчету мощность сигнала на выходе линейно поляризованной антенны с коэффициентом усиления 3дБ (для компенсации линейности её поляризации vs реальных антенн с круговой поляризацией) при угле места <math>5^o</math> составит -161 дБВт. | + | === Расчет мощности полезного сигнала у земли === |
| + | В канонической книге ГЛОНАСС, в разделе 11, приведен расчет. Согласно расчету мощность сигнала на выходе линейно поляризованной антенны с коэффициентом усиления 3дБ (для компенсации линейности её поляризации vs реальных антенн с круговой поляризацией) при угле места <math>5^o</math> составит -161 дБВт. Расчет учитывает: | ||
| + | * Мощность передатчика | ||
| − | Внимание, вопрос: если типичный уровень <math>N_0</math> = -205 дБВт/Гц, то как на выходе корреляторов периодически получаются величины порядка 50-55 дБГц? | + | * Коэффициент усиления передающей антенны спутника (10-12 дБ) |
| + | |||
| + | * Эффективную излучаемую мощность сигнала | ||
| + | |||
| + | * Потери в свободном пространстве (184.2 дБ для <math>5^o</math> и <math>\lambda</math> = 18.6 см) | ||
| + | |||
| + | * Затухание в атмосфере ... и т.д., см. книгу | ||
| + | |||
| + | === Расхождение теоретических и экспериментальных результатов === | ||
| + | Внимание, вопрос: если типичный уровень <math>N_0</math> = -205 дБВт/Гц, то как на выходе корреляторов при работе по эфиру периодически получаются величины порядка 50-55 дБГц? | ||
Дополнительный энергетический потенциал можно списать на: | Дополнительный энергетический потенциал можно списать на: | ||
| − | * Уменьшение длины радиолинии при нахождение спутника в зените относительно возвышения в <math>5^o</math>: + 2.65 дБ | + | * Уменьшение длины радиолинии при нахождение спутника в зените относительно возвышения в <math>5^o</math>: + 2.65 дБ (ОПРОВЕРГНУТО: ДН антенны специально формы, от 12дБ по бокам до 10 в центре) |
| − | * Коэффициент усиления антенны в зените: + 3 дБ | + | |
| + | * Коэффициент усиления антенны в зените: + 3 дБ (ОПРОВЕРГНУТО: компенсируется поляризационными потерями в реальной антенне) | ||
| + | |||
* Качественный МШУ с NF = 1.5 дБ <math>\rightarrow</math> <math>N_0</math> = -207.7 дБВт/Гц | * Качественный МШУ с NF = 1.5 дБ <math>\rightarrow</math> <math>N_0</math> = -207.7 дБВт/Гц | ||
| + | |||
* Интерференционное сложение с переотраженными лучами: вплоть до бесконечности, ожидаемо порядка 2 дБ | * Интерференционное сложение с переотраженными лучами: вплоть до бесконечности, ожидаемо порядка 2 дБ | ||
| − | Итого, максимум: <math>q_{c/N0} = -161 + 2.65 + 3 + 1.5 + 2 - (-207.7) = 55.8500</math> дБГц | + | Итого, максимум: <math>q_{c/N0} = -161 + 2.65 + 3 + 1.5 + 2 - (-207.7) = 55.8500</math> дБГц UPDATE: 50 дБГц |
| + | |||
| + | === Эксперимент === | ||
| + | |||
| + | С Александром Ивановичем провели ряд экспериментов. В качестве приемника использовалась Альпака, в качестве фронтенда ГРОТ, в качестве МШУ крыша, B102 или модель на SMJ. | ||
| + | |||
| + | '''Результаты и выводы''': | ||
| + | * При работе с антенной с крыши встречаются сигналы с эквивалентным отношением сигнал/шум на выходе коррелятора 50дБГц (проверено вручную по распределению квадратур в когерентном режиме). | ||
| + | |||
| + | * При имитации МШУ на генераторе, установке суммарного уровня сигналов -94 дБм, мощности шума в 4 МГц полосе -79 дБм (<math>N_0</math> = -79 - 6 (4) - 60 (МГц) - 30 (дБм) - 30 (Усиление) = -205 дБВт/Гц), отношение с/ш на выходе корреляторов оценивается Альпакой в 43-44 дБГц. Это примерно на 1-2 дБ ниже расчетных, что объясняется неучтенными потерями на квантование и т.п. | ||
| + | |||
| + | * При использовании МШУ B102, уровне полезного сигнала одного спутника -160 дБВт, на выходе корреляторов эквивалентное отношение сигнал/шум 33 дБГц. Что намекает на его неисправность. | ||
| + | |||
| + | * Уровень эфирного сигнала в 50 дБГц не стоит списывать на его возросшую излучаемую мощность. Более вероятны: хороший МШУ с NF = 1.5 дБ, что соответствует -207.7 дБВт/Гц, эффекты интерференции и распространения. | ||
| + | |||
| + | * Фронтенд ГРОТа оказался удивительно линейным, оставался работоспособным при увеличении на 80 дБ мощности входного спектра относительно ожидаемого на выходе МШУ с коэффициентом усиления 30 дБ (иначе говоря, подъеме шумовой полки на 80 дБ при фиксированном отношении с/ш). | ||
| + | |||
| + | |||
{{wl-publish: 2011-04-07 17:29:41 +0400 | Korogodin }} | {{wl-publish: 2011-04-07 17:29:41 +0400 | Korogodin }} | ||
| + | |||
| + | [[Категория:RF]] | ||
Текущая версия на 09:05, 30 апреля 2011
Возникли споры о уровне сигнала СРНС у поверхности земли.
[править] Расчет мощности полезного сигнала у земли
В канонической книге ГЛОНАСС, в разделе 11, приведен расчет. Согласно расчету мощность сигнала на выходе линейно поляризованной антенны с коэффициентом усиления 3дБ (для компенсации линейности её поляризации vs реальных антенн с круговой поляризацией) при угле места 
составит -161 дБВт. Расчет учитывает:
- Мощность передатчика
- Коэффициент усиления передающей антенны спутника (10-12 дБ)
- Эффективную излучаемую мощность сигнала
- Потери в свободном пространстве (184.2 дБ для и
= 18.6 см)
- Затухание в атмосфере ... и т.д., см. книгу
[править] Расхождение теоретических и экспериментальных результатов
Внимание, вопрос: если типичный уровень 
= -205 дБВт/Гц, то как на выходе корреляторов при работе по эфиру периодически получаются величины порядка 50-55 дБГц?
Дополнительный энергетический потенциал можно списать на:
- Уменьшение длины радиолинии при нахождение спутника в зените относительно возвышения в : + 2.65 дБ (ОПРОВЕРГНУТО: ДН антенны специально формы, от 12дБ по бокам до 10 в центре)
- Коэффициент усиления антенны в зените: + 3 дБ (ОПРОВЕРГНУТО: компенсируется поляризационными потерями в реальной антенне)
- Качественный МШУ с NF = 1.5 дБ
= -207.7 дБВт/Гц
- Интерференционное сложение с переотраженными лучами: вплоть до бесконечности, ожидаемо порядка 2 дБ
Итого, максимум: 
дБГц UPDATE: 50 дБГц
[править] Эксперимент
С Александром Ивановичем провели ряд экспериментов. В качестве приемника использовалась Альпака, в качестве фронтенда ГРОТ, в качестве МШУ крыша, B102 или модель на SMJ.
Результаты и выводы:
- При работе с антенной с крыши встречаются сигналы с эквивалентным отношением сигнал/шум на выходе коррелятора 50дБГц (проверено вручную по распределению квадратур в когерентном режиме).
- При имитации МШУ на генераторе, установке суммарного уровня сигналов -94 дБм, мощности шума в 4 МГц полосе -79 дБм ( = -79 - 6 (4) - 60 (МГц) - 30 (дБм) - 30 (Усиление) = -205 дБВт/Гц), отношение с/ш на выходе корреляторов оценивается Альпакой в 43-44 дБГц. Это примерно на 1-2 дБ ниже расчетных, что объясняется неучтенными потерями на квантование и т.п.
- При использовании МШУ B102, уровне полезного сигнала одного спутника -160 дБВт, на выходе корреляторов эквивалентное отношение сигнал/шум 33 дБГц. Что намекает на его неисправность.
- Уровень эфирного сигнала в 50 дБГц не стоит списывать на его возросшую излучаемую мощность. Более вероятны: хороший МШУ с NF = 1.5 дБ, что соответствует -207.7 дБВт/Гц, эффекты интерференции и распространения.
- Фронтенд ГРОТа оказался удивительно линейным, оставался работоспособным при увеличении на 80 дБ мощности входного спектра относительно ожидаемого на выходе МШУ с коэффициентом усиления 30 дБ (иначе говоря, подъеме шумовой полки на 80 дБ при фиксированном отношении с/ш).
[ Хронологический вид ]Комментарии
Войдите, чтобы комментировать.