Уважаемые знатоки космонавтики. С большим интересом прочитал материал посвященны полетам советских АМС к Марсу. Может быть у кого есть более подробная информация о элементной базе и конструкции передатчиков, приемников и антенн советских (российских) и иностранных АМС. Интересуюсь ужасно. Заранее благодарен.
помню в номере посвященном запуску Мессенджера меня потрясло описание антенны аппарата - первой межпланетной антенны высокого усиления с фазированиой решеткой. То есть теперь не надо крутить антенну или весь аппарат целиком , чтобы передавать данные. Я тогда помню так и не понял ,почему раньше такого не делали.
Если читаете по ангийски - см здесь:
http://www.mentallandscape.com/V_Venus.htm
Спасибо большое, сегодня все утро переводил, честно говоря, не понял объяснение преимуществ фазовой модуляции перед частотной. Интересно, почему на наших АМС применялись спиральные антенны, а на иностранных нет, чем их заменяли? Какова должна быть мощность передатчика на Венере, чтобы через спиральную (ненаправленную) антенну достать до Земли. Какие использовались методы кодирования?
НАСА в 2009 на орбиту Марса запустит ретранслятор с лазерной связью.
30мбит\с - этого хватит чтобы гнать потоковое видео с MSL, MRO и всего остального что там будет к тому времени.
Цитироватьпомню в номере посвященном запуску Мессенджера меня потрясло описание антенны аппарата - первой межпланетной антенны высокого усиления с фазированиой решеткой. То есть теперь не надо крутить антенну или весь аппарат целиком , чтобы передавать данные. Я тогда помню так и не понял ,почему раньше такого не делали.
Фазированные решетки сложнее и дороже. Требуют большого числа мощных элементов. Единичный электровакуумный прибор до определенного момента был надежней полупроводниковой АФАР и превосходил по радиационной стойкости. Немаловажным фактором является существенно больший КПД ЭВП этого диапазона. Поэтому для большинства случаев проще (дешевле) изготовить антену с устройсвом ориентации.
ЦитироватьСпасибо большое, сегодня все утро переводил, честно говоря, не понял объяснение преимуществ фазовой модуляции перед частотной. Интересно, почему на наших АМС применялись спиральные антенны, а на иностранных нет, чем их заменяли? Какова должна быть мощность передатчика на Венере, чтобы через спиральную (ненаправленную) антенну достать до Земли. Какие использовались методы кодирования?
Спиральные антены - антены круговой поляризации. КП обеспечивает более устойчивую связь при прохождении сильноионизированных (относительно) слоев. Спиральная антена обычно всегда имеет отражатель и является направленной, для увеличения этой направленности их собирают в решетки от 4 шт. Фото таких антен есть на этом сайте. Дальность связи зависит не только от мощности предатчика, но и от чуствительности приемника. К примеру мощность передатчика Пионера около 8 Вт, а слышно его аж за 80 а.е.
ЦитироватьСпасибо большое, сегодня все утро переводил, честно говоря, не понял объяснение преимуществ фазовой модуляции перед частотной.
У фазовой модуляции спектр уже. Пытался найти картинку да что-то не получилось. В-общем у FSK спектр выглядит как двухгорбый верблюд а у PSK - одногорбый :)
ЦитироватьНАСА в 2009 на орбиту Марса запустит ретранслятор с лазерной связью.
30мбит\с - этого хватит чтобы гнать потоковое видео с MSL, MRO и всего остального что там будет к тому времени.
Вот здесь об этом много интересного:
http://lasers.jpl.nasa.gov/
http://lasers.jpl.nasa.gov/PAGES/flight.html
Спасибо большое за ответы. Но не понятно чем все-таки заменялись спиральные антенны на АМС. Какая элементная база использовалась в усилителях и модуляторах, может схема есть у кого?
ЦитироватьСпасибо большое за ответы. Но не понятно чем все-таки заменялись спиральные антенны на АМС. Какая элементная база использовалась в усилителях и модуляторах, может схема есть у кого?
Как правило, используют зеркальные антены (тарелки), которые сейчас научились делать раскладывающимися, а спиральная антена применяется в качестве облучателя зеркала. Элементная база передатчиков амплитроны, клистроны и ЛБВ, а в схемах с АФАР последнее время находят все больше твердотельные усилители. В приемниках и спользуют МШУ ЛБВ и твердотельные МШУ.
Спасибо. А что такое твердотельный малошумящий усилитель? Все-таки мне интересно вот что, на советских АМС были и зеркальные остронаправленные антенны и малонаправленые спиральные в виде "конусов". А на западных АМС видны только остронаправленные зеркальные. Какой конструкции были малонаправленные антенны? Почему на некоторых АМС стоят ЛБВ, а на других амплитроны? В чем их преимущества?
ЦитироватьА что такое твердотельный малошумящий усилитель?
Усилитель этого типа изготовлен на одном кристалле полупроводникового материала, обычно арсенида галлия. Все цепи фильтрации и согласования каскадов выполнены на этом же кристалле. МШУ содержит обычно 4-5 каскадов на полевых транзисторах с барьером Шоттки (или его модификаций). Усилитель класса А обычно без обратной связи поскольку усиление каждого каскада не превышает 10. Размеры такого кристалла МШУ единицы милиметров, а вес доли г. Стоимость при серийном производстве не велика. Такие МШУ можно в большом количестве разместить рядом с антенной, а из антен набрать приемную решетку высокой чуствительности и направленности. Полевые транзисторы обладают относительно высокой радиационной стойкостью, но могут применяться только в условиях заранее известных радиационных полей. Решетка из МШУ более радиационно стойка , поскольку повреждение одного или нескольких элементов (до 40%) существенно на работоспособности не сказывается. ЭВП приборы наиболее радиационно стойки и имеют существенно более высокий КПД. КПД амплитронов достигает 70% (против 10-15% транзисторных) и может быть доведен до 90%. Для ограниченной мощности АМС амплитрон в передатчике практически не заменим. С переходом на передачу цифровых сжатых сигналов проявляется преимущество широкополосности ЛБВ. Клистроны по сравнению с ЛБВ имеют более узкую полосу усиления , несколько больший КПД и мощность, меньшую стоимость. Но у всех ЭВП есть существенный недостаток весьма ограниченный срок службы. В последнее время, когда КПД и радиационная стойкость не являются рещающими ЭВП заменяют на твердотельные усилители. На кристалле такого усилителя рассположены несколько каскадов усиления с цепями фильтрации и согласования, деления и суммирования. Высокая мощность получается за счет суммирования параллельно включенных транзисторов каждого отдельного кристалла и самих кристаллов в усилителе. За счет параллельного включения радиационные и другие повреждения отдельных транзисторов не сказываются существенно на мощности сигнала, а срок службы возрастает в 10-ки раз.
ЦитироватьВсе-таки мне интересно вот что, на советских АМС были и зеркальные остронаправленные антенны и малонаправленые спиральные в виде "конусов". А на западных АМС видны только остронаправленные зеркальные. Какой конструкции были малонаправленные антенны?
Часто применяют то, что хорошо отработано и полностью выполняет возложенную функцию. Применение тех или иных типов антен наверное в первую очередь зависит от поставленых целей.
Уважаемый SS-20! Большое вам спасибо за столь обстоятельный ответ. Подскажите пожалуйста, вот например АМС находится в районе Марса, применяем для передачи по линии АМС-Земля фазовую манипуляцию (или лучше частотную?). Скорость например 500 кБит/с. Какая нужна полоса пропускания канала? Каов спектр при фазовой манипуляции? Как устроен фазовый манипулятор при частоте несущей 6 ГГц? Как охлаждать выходные каскады в космосе?
ЦитироватьПодскажите пожалуйста, вот например АМС находится в районе Марса, применяем для передачи по линии АМС-Земля фазовую манипуляцию (или лучше частотную?). Скорость например 500 кБит/с. Какая нужна полоса пропускания канала? Каков спектр при фазовой манипуляции?
Фазовая манипуляция относится к двухполосным методам модуляции, т.е. спектр модулированного сигнала располагается симметрично относительно несущей частоты, а ширина спектра в Гц на уровне 0,5 от его значения на несущей частоте равна модуляционной (линейной) скорости, выраженной в Бодах. В вашем случае 5х10(5) Гц.
Наиболее часто используются такие разновидности фазовой манипуляции, как относительная фазовая манипуляция (ОФМ), два положения фазы, четырехпозиционная (или квадратурная фазовая манипуляция , четыре положения фазы) и восьмипозиционная ( , восемь положений фазы). Дальнейшее увеличение числа позиций с целью повышения скорости приводит к резкому снижению помехоустойчивости , поэтому на более высоких скоростях стали применяться комбинированные амплитудно-фазовые методы модуляции. Но наиболее перспективным для связи я считаю принцип использованый в стандарте CDMA. CDMA предусматривает модуляцию информационного сигнала единственным и уникальным в своем роде псевдослучайным шумоподобным сигналом (он-то и является в данном случае кодом), который и расширяет спектр исходного информационного сигнала. CDMA помехоустойчива - потому, что при возникновении в широкой полосе частот(1,23 Мгц) сигнала-помехи, узкого диапазона (<150кГц), сигнал примется почти неискаженный. За счет помехоустойчивого кодирования потерянные данные система восстановит, но самое главное слабые (мощность их всегда ограничена) сигналы дальней связи заранее зная код можно накапливать импульс за импульсом пока его сумма не выделится на фоне помех складывающихся "подлинно случайно" Но конечно в свою очередь систематребует широкополосных приемников и передатчиков, которые впрочем можно заменить решеткой ускополосных.
ЦитироватьКак устроен фазовый манипулятор при частоте несущей 6 ГГц?
В диапазоне СВЧ в качестве фазовых манипуляторов используются микрополосковые линии с включенными в их шлейфы p-i-n диодами. На диоды подается импульсный сигнал смещения. При положительном сигнале смещения диод имеет малое СВЧ сопротивление, а при отрицательном или нулевом высокое. При такой манипуляции диодами эквивалентная СВЧ длина микрополосковой линии скачкообразно меняется и соответственно скачкообразно меняется фаза сигнала на ее выходе.
ЦитироватьКак охлаждать выходные каскады в космосе?
Для отвода тепла обычно достаточно теплового контакта с элементами корпуса. Применяются также охлаждающие элементы на эффекте Петелье и тепловые трубы. Ну, а в космос тепло уходит только за счет излучения развитой поверхности.
Спасибо. Такой вот вопрос. Например несущая частота 6 ГГц. как лучше сформировать тракт передатчика. Например так: задающий кварцевый генератор на 140 МГц (есть вроде бы такое стандартное значение) потом усилитель, потом несколько умножителей частоты чтобы довести частоту до 6 ГГц. Умножители лучше на варакторах или на транзисторах? Или лучше сразу делать задающий генератор на частоте близкой к 6 ГГц? Какие лучше брать умножители с какой кратностью? Фазовый модулятор ФМ-2 я предполагаю достаточно для такой скорости передачи поставить. На его управляющий вход подается непосредственно передаваемая последовательность нулей и единиц? Какие согласующие устройства ставятся между всеми этими элементами? Какой лучше предворительный усилитель поставить после модулятора? На выходе я думаю лучше амплитрон поставить, только я не пойму, чем он отличается от магнетрона?
Заранее спасибо за ответ!
В АМС "Венера-16,17", "Астрон", "Вега-1", "Фобос-1,2" в передатчике использовался комплект состоящий из миниатюрного магнетрона (М-138, кпд~40%) с выходной мощностью 5 Вт и 70 Вт усилительного амплитрона (МУ-12А кпд~50%). Рабочая частота 5,9 ГГц и полоса (по -1 дБ) 70 Мгц. Изменением питания магнеторна осуществлялась с частотная модуляция, а фазовращателем на пин- диодах, в волноводном исполнении, на входе амплитрона менялась фаза. Амплитрон действительно напоминает магнетрон по конструкции, но в отличие от него имеет не замкнутый кольцо резонатор, а систему с входным и выходным резонатором. При рассогласовании по входу или выходу амплитрон может возбудится и для обеспечения устойчивости усиления применяются волноводндые вентиль и циркулятор. Подробнее об амплитронах (платинотронах) почитайте в специальной литературе, например И.В.Лебедев =Техника и приборы СВЧ, т.2 = М.Высш. школа 1972.
Если требовния к схеме особые, то выбор ее с оставляющих будет зависеть от требуемой стабильности частоты передатчика. Если стабильность частоты требуется порядка 10(-7) и лучше, то без термостабилизированного кварцевого резонатора охваченного петлей ФАПЧ не обойтись. До частоты около 2 ГГц лучще применяь транзисторное умножение, а последнее умножение на 3 использовать варактор, но можно использовать и транзисторный каскад. В качестве согласующих устройств на нижних частотах используют фильтры входных и выходных цепей каскадов, а с 2 ГГц, добавляются входной и выходной ферритовый вентиль. Ферритовые вентили ставят на входе и выходе модулятора и предусилителя. Предварительный усилитель сейчас проще сделать на полевых транзисторах, хотя у них пока не очень высокий кпд~30% . Для работы с амплитроном типа МУ12А он должен иметь солидную выходную мощность около 5 Вт.
Если выше 10(-5..-6) стабильности частоты не нужно, то можно использовать автогенераторы стабилизированные различными высокодобротными резонаторами (инваровыми или диэлектрическими).
Спасибо!
А зачем нужна была одновременно частотная и фазовая модуляция?
И нет ли у Вас аналогичной информации по зарубежным АМС для сравнения? Как обеспечить питание всей этой аппратуры? Какое там используется стандартное напряжение?
Зачем нужны ферритовые вентили? Для согласования?
Почему на высоких частотах нельзя взять транзисторные умножители?
Какие используются волноводы и с каким типом волны? Почему?
Спасибо большое!!!
ЦитироватьА зачем нужна была одновременно частотная и фазовая модуляция?
На самом деле, фазовая - это вариант частотной, т.е. на выходе была частотная.
ЦитироватьСпасибо!
А зачем нужна была одновременно частотная и фазовая модуляция?
Для помехоустойчивости (см. ответ 29.03.05)
ЦитироватьИ нет ли у Вас аналогичной информации по зарубежным АМС для сравнения?
Нет.
ЦитироватьКак обеспечить питание всей этой аппратуры? Какое там используется стандартное напряжение?
Питание для магнетрона 0,7 кВ, амплитрона 2,4 кВ получают от полупроводниковых преобразователей , в свою очередь питающихся от бортовой сети солнечных батарей.
ЦитироватьЗачем нужны ферритовые вентили? Для согласования?
В первую очередь для исключения самовозбуждения амплитрона и взаимного влияния элементов. Согласование элементов производится в процессе их изготовления.
ЦитироватьПочему на высоких частотах нельзя взять транзисторные умножители?
Можно. На 6 ГГц не сильное отличие по эффективности и полосе между транзисторами и диодами. Все будет зависеть от величины умножения каскадов. Варианты надо сравнивать экспериментально. Заранее на 100% нельзя сказать какой будет лучше. В предыдущем ответе, я высказал лишь свое мнение в общем виде.
ЦитироватьКакие используются волноводы и с каким типом волны? Почему?
В магнетроне и амплитроне использованы волноводы стандартной, для этого диапазона ширины 35мм, но уменьшенной высоты 5 мм, поскольку мощности СВЧ не превышают 100 Вт, а общий вес и габариты будут меньше. Фланцы таких волноводов не "гостированы" и изготавливаются по договоренности с заказчиком. Естественно используется основной тип волны Н11 как самый простой и для которого имеется отработанная методика расчетов всех элементов тракта, а так же комплекс промышленной измерительно-контрольной аппаратуры.
На странице
http://sovams.narod.ru/updates.html
см. книжку "Радиосистемы космических аппаратов".
Описывается эволюция советского комплекса дальней космической связи, его наземной и космической составляющей. Дается представление о возможностях комплекса, приводятся материалы для сравнения советской системы дальней связи с американской и японской.
Сборник будет интересен лицам, интересующимся вопросами передачи данных с советских станций.
Спасибо большое!
Но вот каие у меня вопросы:
В указанной книге в главе 4.3. для АМС "Фобос" сказано, что сигнал частотой 6ГГц передавался через мало- либо остронаправленную антенну. Остронаправленная это параболическая, а малонаправленная?
Усилительмощности выполнен на амплитроне с твердотельным предусилителем. Что такое твердотельный предусилитель?
Фазовый модулятор имеет два режима работы с индексом модуляции 0...120 град. и 0...150 град. Последний используется , когда распределение мощности между информацией и остатком на несущей частоте должно быть в пользу информации. Так это была модуляция или манипуляция? Как был устроен модулятор? Что такое остаток на несущей частоте?
Высокоскоростая информация взвешивается на собственную тактовую частоту и кодируется... низкоскоростная информация переносится на поднесущую 1024 Гц... Что значит взвешивается на собственную тактовую частоту? Что за устройство взвешивания? Почему к блоку "Устройство взвешивания" на Рис. 4.8. подходит стрелка 4Ft?
Спасибо за ответы!
Здравствуйте, подскажите где я могу найти информацию о зависимостях: диаметра бортовой антенны от диаметра наземной антенны, стоимости бортовой антенны от ее диаметра, веса бортовой антенны от ее диаметра для геостационарных спутников.
Большое спасибо.
ЦитироватьОстронаправленная это параболическая, а малонаправленная?
Диаграмма направленности зеркальной антены зависит от соотношения ее диаметра к длине волны излучения. Те. для одной и той же частоты зеркало малого диаметра ( скажем 0,2 м против 2м) будет малонаправленой антеной (с широкой, относительно диаграмой).
ЦитироватьЧто такое твердотельный предусилитель?
Этот термин является буквальным переводом с английского и в русском языке обычно так называют гибридные микросхемы (модули, усилители ) использующие в своем составе бескорпусные элементы , в том числе и согласованные кристаллы усилителей. Например на фото http://www.radis.ru/special.htm (правда плохо) видно в левом углу черный квадратик безкорпусного усилительного транзистора, за ним винтами крепится корпусные транзисторы внутри которых такие же кристаллы ( http://www.micran.ru/?catalog=2&produce_id=137&PHPSESSID=4e85f8cdabc8c78f55b9c7cc4121d71a), только больших размеров. На выходе (большой прямоугольник) это ферритовый вентиль.
Почему у амплитрона нечетное число резонаторов? Чтобы предотврать колебания типа "пи"? А чем оно плохое? Вход и выход это разрыв кольцевых связок, как к ним присоединен волновод?
Спасибо.
ЦитироватьПочему у амплитрона нечетное число резонаторов? Чтобы предотврать колебания типа "пи"? А чем оно плохое? Вход и выход это разрыв кольцевых связок, как к ним присоединен волновод?
Спасибо.
Для любого типа прибора крайне желательна работа на том типе колебаний, для которого он предназначен. Магнетроны и амплитроны при высоких КСВН ~4 могут возбудится на неосновных типах колебаний, работа на которых приведет ,за весьма короткое время, к расплавлению связок или разрушению катода под действием избыточной обратной бомбардировки. А для амплитрона, как усилительного прибора, самовозбуждение не желательно. Если конечно он не используется как автогенератор, но в этом случае тип колебаний определяется внешним высокодобротным резонатором. Волновод присоединен непосредственно к резонаторам , через 2-3 четвертьволновых волноводных трансформатора.
Спасибо! Подскажите пожалуйста, не пойму принцип действия ферритового циркулятора. И может еще подскажите. На СВЧ вместо емкостей и индуктивностей ставят полосковые линии, как рассчитываются эти элементы. Напимер заменяем L, какой конфигурации и площади надо сделать пластинку?
Спасибо огромное за помощь!
ЦитироватьСпасибо! Подскажите пожалуйста, не пойму принцип действия ферритового циркулятора.
Если Вы собираетесь циркуляторы делать сам, то на понимание как они работают придется лет 10 практиковаться, а если лишь использовать, то достаточно воспринимать их как "черные ящики" (волноводного или полоскового типа) обладающие определенными свойствами : предельной СВЧ мощностью, связанной с потерями (желательно минимальными) и полосой в которой развязка не хуже -20-25 дБ. http://www.magneton.ru/home.htm
http://www.tv-radio.ru/impedans/ferrite.html
http://www.ferrocom.com/waveguide.htm
http://www.arguset.ru/
http://www.domen.ru/
ЦитироватьИ может еще подскажите. На СВЧ вместо емкостей и индуктивностей ставят полосковые линии, как рассчитываются эти элементы. Напимер заменяем L, какой конфигурации и площади надо сделать пластинку?
Для расчета рекомендую воспользоваться справочником "Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств" Под ред. Вольмана В.И. М:Радио и Связь 1982 г. Размеры эквивалентной индуктивности будут соущественно зависеть от толщины и материала выбраной для микрополоска. В каждом конкретном случае критерий выбора определяется конечным результатом. К примеру емкости на частоте 6 ГГц можно использовать сосредоточенные в чиповом исполнении, а индуктивности фильтров питания, как МПЛ так и проволочные. Согласующие шлейфы МПЛ как правило, чаще подбираются экспериментально наложением индиевой фольги на входе и выходе элементов и переносом в топологию при серийном производстве.
Уважаемый SS-20! Я вам наверное уже надоел со своими вопросами. Поясните пожалуйста, как избежать образования волн высших порядков в волноводе, какой волновод лучше брать, круглый, элептический или прямоугольный, Поясните пожалуйста принцип действия фильтров (НЧ, ВЧ, ПФ) в волноводном исполнении.
СПАСИБО!!!
ЦитироватьУважаемый SS-20! Я вам наверное уже надоел со своими вопросами.
Спросить всегда можно, только ответить коротко не получается.
ЦитироватьПоясните пожалуйста, как избежать образования волн высших порядков в волноводе, какой волновод лучше брать, круглый, элептический или прямоугольныйю.
Использовать волноводы только для обозначеных в справочнике диапазонов. Ограничение частоты с верху для каждого волновода обусловлено как раз исключением возможности распространения в нем высших типов. Для высших типов размеры волновода меньше их критической длины волны и они быстро затухают. Высшие типы волн возникают на неоднородностях волновода, даже незначительные отклонения формы (профиля) порождают трансформацию из основного типа, не говоря уж о изгибах и переходах сечений. Но в диапазоне сантиметровых и милиметровых волн, при необходимости передачи больших мощностей на десятки метров (по волноводам) приходится мирится с появлением высших типов волн, поскольку общий КПД линии при этом все же существенно больше, не смотря на потери от преобразования в высшие типы волн. Хотя приходится использовать волноводы в основном только прямые или делать специальные изгибы обладающие минимальной трансформацией в каждом конкретном случае.
Советовать выбор волновода не зная Ваших целей трудно, но в тривиальном случае следует выбирать прямоугольный волновод как наиболее освоеный в производстве и расчетах. Круглый волновод следует применять лишь в случаях где не имеет значение поляризация или во вращающихся антенах (локаторов) или для систем на волне Н01 с малым затуханием. Элиптический волновод является компромисным вариантом и может быть использован для гибких (условно) волноводов.
ЦитироватьПоясните пожалуйста принцип действия фильтров (НЧ, ВЧ, ПФ) в волноводном исполнении.
Принцип тот же, что и в обычных радиотехнических LC фильтрах. Внутрь волновода помещают неоднородности типа диафрагм, штырей, изменения сечения, которые проявляют себя как распределенные L и C. Волновод по своей природе (для каждого размера) не пропускает частоты меньше критической. Кусок волновода разделенный диафрагмами (штырями , суженими) с отверстиями связи образует резонатор и ведет себя как полосовой фильтр, полоса пропускания которого завист от добротности резонатора, чем выше-тем уже. Правда в отличие от радиотехнических фильтров работающих на одной частоте (полосе) волноводные фильтры могут работать на кратных основной частотах.
Подскажите пожалуйста. Вот простой фильтр НЧ: ставим параллельно входу С, потом последовательно L, потом опять параллельно входу С, все понятно, ВЧ составляющие через катушки уйдут на землю, НЧ пройдет. А в волноводе ставить диафрагмы эквивалентные C и L последовательно и параллельно? Для создания ПФ применяются паралельные и последовательные КК, какие аналоги им соответствуют в волноводном исполнении, как их включить последовательно и параллельно, для создания ПФ или РФ? Как понять что получится ПФ или РФ?
Спасибо!!!
ЦитироватьПодскажите пожалуйста. Вот простой фильтр НЧ: ставим параллельно входу С, потом последовательно L, потом опять параллельно входу С, все понятно, ВЧ составляющие через катушки уйдут на землю, НЧ пройдет. А в волноводе ставить диафрагмы эквивалентные C и L последовательно и параллельно? Для создания ПФ применяются паралельные и последовательные КК, какие аналоги им соответствуют в волноводном исполнении, как их включить последовательно и параллельно, для создания ПФ или РФ? Как понять что получится ПФ или РФ?
Спасибо!!!
Рекомендую обратится к "Справочник по элементам волноводной техники" А.Л.Фельдштейн, Л.Р.Явич, В.П.Смирнов Советское Радио 1967 стр.398-651
Маттей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. "Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи." -М.: Связь, 1972. -495 с.
К сожалению коротко на Ваши вопросы не ответить.
Видали?
http://www.tsniimash.ru/OR/137r.html
ЦитироватьЦитироватьА что такое твердотельный малошумящий усилитель?
Усилитель этого типа изготовлен на одном кристалле полупроводникового материала, обычно арсенида галлия. Все цепи фильтрации и согласования каскадов выполнены на этом же кристалле. МШУ содержит обычно 4-5 каскадов на полевых транзисторах с барьером Шоттки (или его модификаций). Усилитель класса А обычно без обратной связи поскольку усиление каждого каскада не превышает 10. Размеры такого кристалла МШУ единицы милиметров, а вес доли г. Стоимость при серийном производстве не велика. Такие МШУ можно в большом количестве разместить рядом с антенной, а из антен набрать приемную решетку высокой чуствительности и направленности. Полевые транзисторы обладают относительно высокой радиационной стойкостью, но могут применяться только в условиях заранее известных радиационных полей. Решетка из МШУ более радиационно стойка , поскольку повреждение одного или нескольких элементов (до 40%) существенно на работоспособности не сказывается. ЭВП приборы наиболее радиационно стойки и имеют существенно более высокий КПД. КПД амплитронов достигает 70% (против 10-15% транзисторных) и может быть доведен до 90%. Для ограниченной мощности АМС амплитрон в передатчике практически не заменим. С переходом на передачу цифровых сжатых сигналов проявляется преимущество широкополосности ЛБВ. Клистроны по сравнению с ЛБВ имеют более узкую полосу усиления , несколько больший КПД и мощность, меньшую стоимость. Но у всех ЭВП есть существенный недостаток весьма ограниченный срок службы. В последнее время, когда КПД и радиационная стойкость не являются рещающими ЭВП заменяют на твердотельные усилители. На кристалле такого усилителя рассположены несколько каскадов усиления с цепями фильтрации и согласования, деления и суммирования. Высокая мощность получается за счет суммирования параллельно включенных транзисторов каждого отдельного кристалла и самих кристаллов в усилителе. За счет параллельного включения радиационные и другие повреждения отдельных транзисторов не сказываются существенно на мощности сигнала, а срок службы возрастает в 10-ки раз. ЦитироватьВсе-таки мне интересно вот что, на советских АМС были и зеркальные остронаправленные антенны и малонаправленые спиральные в виде "конусов". А на западных АМС видны только остронаправленные зеркальные. Какой конструкции были малонаправленные антенны?
Часто применяют то, что хорошо отработано и полностью выполняет возложенную функцию. Применение тех или иных типов антен наверное в первую очередь зависит от поставленых целей.
[/size]
[/size] :?: :?:
Не понял вопросов. Любой диэлектрик обладает потерями и за малогабаритность приходится расплачиваться потерями мощности в такой антене.
Уважаемый SS-20! Вы писали. что лучше использовать тип волны H11, а почему не H10, как более простой? Вы сказали, что размер волновода 35 на 5 мм, в таком волноводе можно организовать основную волну в диапазоне примерно 6-10 ГГц, но зачем уменьшать высоту до 5 мм? Заранее спасибо.
Блин, я уж думал "СС-20, ай комплители эгриид вис ю". :)
Уважаемый Старый осчастливил своим вниманием. Чем обязан такой чести? Или имеется что-нибудь по существу вопроса?
:(
Нельзя ли использовать это
http://spacer.rtc.ru/news/6/1775_1.html
Для связи с АМС,или к примеру при управлении марсоходами - для устранения эфекта "запаздывания" сигнала , да еще много для чего.
:?
:wink:
ЦитироватьУважаемый SS-20! Вы писали. что лучше использовать тип волны H11, а почему не H10, как более простой? Вы сказали, что размер волновода 35 на 5 мм, в таком волноводе можно организовать основную волну в диапазоне примерно 6-10 ГГц, но зачем уменьшать высоту до 5 мм? Заранее спасибо.
Прошу прощения это моя опечатка, совершенно правильно имелась ввиду волна Н10. Волноводы уменьшенной высоты применяют для уменьшения веса и габаритов волноводных трактов. Формально минимальная высота волноводов ограничена мощностью пробоя. Но поскольку разводить "зоопарк" из волноводов разной высоты дорогое удовольствие, то ограничились волноводамими 5 мм высоты и в других диапазонах тоже. Разнообразие сечений ограничено опять таки рядом существующего (жутко дорогого) контрольно измерительного оборудования, калиброваных переходников. Для уменьшения веса волноводы делают стеклопластиковыми с тонкой метализацией внутреннего сечения и фланцев.
Спасибо. Подскажите пожалуйста еще вот что. Например есть волповод 35 на 5 мм, с помощью штырька перпендикулярного широкой стенке подаем туда колебание 6ГГц, появляется волна Н10, волн высших порядков в данных условиях не появится, если мы увеличим частоту до 10ГГц, то появится еще Н20, для нее это частота примерно, будет критическая. Поясниет пожалуйста, когда появится Н11, Н21 и т.д. И еще возникнут ли в данных условиях волны типа Е? Спасибо.
ЦитироватьНапример есть волповод 35 на 5 мм, с помощью штырька перпендикулярного широкой стенке подаем туда колебание 6ГГц, появляется волна Н10, волн высших порядков в данных условиях не появится,....
В первом приближении да, но пренебрежимо малая часть энергии все же преобразуется на неоднородностях конструкции возбуждения волновода, в волны высших типов, которые всилу своей подкритичности экспоненциально затухают.
Цитировать...если мы увеличим частоту до 10ГГц, то появится еще Н20, для нее это частота примерно, будет критическая.
Если штырь возбуждения будет в центре и один, то он будет преимущественно возбуждать волну Н10, поскольку находится в точке минимиума полей для Н20. При этом, в волноводе будет присутствовать и распространятся малая часть энергии и в виде волны Н20 возникшей на неоднородностях. Для возбуждения волны Н20 следует переместить штырь ближе к краю волновода (1/4), а лучше использовать в этих точках два штыря запитаных в противофазе, чтобы возбудить необходимую для Н20 структуру поля. Можно также использовать волноводный трансформатор типа волн из Н10 в Н20 представляющий плавный переход прямоуголного волновода в Т-образный растягиванием половины широкой стенки - снова в прямоугольный, более широкий, при этом входной и выходной волноводы оказываются перпендикулярны друг другу.
Цитировать.Поясниет пожалуйста, когда появится Н11, Н21 и т.д. И еще возникнут ли в данных условиях волны типа Е? Спасибо.
Как сказано выше высшие типы будут возникать всегда, но величина энергии преобразования в каждом конкретном случае будет зависеть от особенностей конструкции. Распространение высших типов по волноводу без существенных потерь будет зависеть лишь от выполнения условия, что длина волны должна быть заметно меньше критической для данных типов. Использование сверхразмерных, использующих высшие типы, волноводов обычно требует наличия фильтров типов волны. А для эффективного возбуждения высших типов требуется разработка и изготовление весьма сложных трансформаторов типов волн. Обычно все это используют для мм волн.
Спасибо. Поясните пожалуйста, зачем из Н10 делать Н20 в волноводном трансформаторе, чем она лучше?
Еше подскажите как бороться с паразитными волнами высших порядков. Для волн типа Е ставят вроде какие-то стержни вдоль распространения волны и продольная составляющая волны Е нагревая их, затухает, а у волн типа Н?
Еще я тут прочитал, что для волн типа Е простейшим типом будет Е11, а Е10, не бывает?
ЦитироватьСпасибо. Поясните пожалуйста, зачем из Н10 делать Н20 в волноводном трансформаторе, чем она лучше?
Для обычного применения не лучще.
1)Как правило это делают для уменьшения потерь передачи сигналов большой мощности в см диапазонах на расстояния в десятки метров, при приемлемлемых потерях на преобразование и фильтрацию.
2)Трансформатор из Н10 в Н20 является половиной высокоэффективного преобразователя волны из Н10 в Н01. Вторая часть состоит из трансформатора из волны Н20 в Н01 постепенным растягиванием прямоугольного волновода в круглый. Все опять таки для предачи сигналов малой и большой мощности на значительные расстояния с минимальными потерями в см и мм диапазонах.
3) В некоторых случаях волной Н20 удобней возбуждать высокодобротные резонаторы на волне Н01 из-за близкой структутры поля.
ЦитироватьЕше подскажите как бороться с паразитными волнами высших порядков. Для волн типа Е ставят вроде какие-то стержни вдоль распространения волны и продольная составляющая волны Е нагревая их, затухает, а у волн типа Н?
Думаю вы и сами догадаетесь, если внимательно посмотрите на структуру полей высших типов и поймете, как можно сделать фильтр, и где расположить стержни, пластины для отражения высших типов, чтобы они путем многократных переотражений рассеялись или где рассположить отверстия (щели) связи, не влияющие на распространение нужного типа, но хорошо отсасывающие в согласованую нагрузку не нужные типы. К примеру, если трансформатор из Н10 в Н20 на его выходе дополнить штырем (рядом штырей) в центре широкой стенки волновода с волной Н20, то волна Н10 не совершившая преобразования, будет отражаться, а Н20 имеющая в этой точке минимум полей пройдет . Аналогичным образом можно отразить волну Н20 в сверхразмерном волноводе( для Н10), рассположив штыри на 1/4 широкой стенки, в максимумах поля Н20, при не значительном отражении Н10.
ЦитироватьЕще я тут прочитал, что для волн типа Е простейшим типом будет Е11, а Е10, не бывает?
Индексы описвают возможные вариации поля и вытекают из уравнений волн, которые в настоящее время адекватно описывают существующие поля.
Спасибо. Как понял с паразитными волнами Н и Е типа борятся глуша их электрические Е составляющие, а магнитные заглушить невозможно?
Как я заметил, размеры волноводов выбирают так, чтобы широкая стенка была примерно в 2 раза шире узкой, почему?
И еще подскажите есть ли строгое разграничение до каких частот используют коаксиальные линии а когда волноводные.
Насколько я понял для коаксиальных линий важно отношение диаметра внешнего проводника к диаметру внутреннего, поясниет пожалуйста в чем тогда преимущество "толстых" коаксиальных кабелей используемых в комплектах генераторов высоких частот типа Г4-..., я надеюсь, вы с ними встречались. Спасибо.
ЦитироватьСпасибо. Как понял с паразитными волнами Н и Е типа борятся глуша их электрические Е составляющие, а магнитные заглушить невозможно?
Электрическая и магнитные компоненты волны не существуют друг без друга и естественно можно гасить и магнитные сотавляющие которые порождаются токами протекающими в строго определенных местах и если создать для них сопротивление резистивное или щель, а за ней поглотитель, то будет происходить затухание.
ЦитироватьКак я заметил, размеры волноводов выбирают так, чтобы широкая стенка была примерно в 2 раза шире узкой, почему?
По поводу двойки, я подозреваю любовь к круглым цифрам, поскольку при необходимости применяют и другие соотношения сторон. Ряд волноводов выбирался из соображений минимального разнообразия размеров всего диапазона частот, с учетом критических частот для основного типа волны, куда, как известно, входят оба размера.
ЦитироватьИ еще подскажите есть ли строгое разграничение до каких частот используют коаксиальные линии, а когда волноводные.
Буквально разграничения нет, все зависит от конкретных целей. У каждого типа линий передачи есть достоинства и недостатки. Всегда происходит выбор потери или компактность и пр.
ЦитироватьНасколько я понял для коаксиальных линий важно отношение диаметра внешнего проводника к диаметру внутреннего, поясниет пожалуйста в чем тогда преимущество "толстых" коаксиальных кабелей используемых в комплектах генераторов высоких частот типа Г4-..., я надеюсь, вы с ними встречались. Спасибо.
В коаксиальных линиях с ростом частоты затухание возрастает, увеличивается плотность тока в центральном проводнике из-за скин-эффекта и дэлектрические потери изоляции. При увеличении диаметра коаксиала затухание можно уменьшить, но это увеличение возможно, без последствий, лишь до определенного предела. При некотором соотношении диаметров коаксиала к длинне волны в нем возникают волны высших типов отличные от ТЕМ. В измерительной аппаратуре указанного выше типа применен разьем 10/4,3 мм (Тип VI ГОСТ 13317-80) под него использован имеющийся кабель. На сегодняшний день ничего кроме проблем с переходниками в этом нет. Потери в современном полужестком кабеле со вспененым полиэтиленом или корделем для разьема 7/3 мм (Тип III ГОСТ 13317-89) будут меньше.
Спасибо. Подскажите пожалуйста. Еще вопрос для простой двухпроводной линии, например телефонной "лапши", до каких частот по ней можно передавать сигнал, например сколько можно организовать каналов тональной частоты? Я задавал этот вопрос одному очень уважаемому человеку, он ответить затруднился, только сказал, что в 60-е годы они организовывали передачу телевизионного сигнала по однопроводной линии на значительные расстояния в Армении.
И еще вопрос поясните пожалуйста по поводу поляризации, вертикальная, горизонтальная, круговая, вот идет волновод с выбранным типом волны к параболической антенне, как реализовать выбранный тип поляризации и какой лучше для данного случая (АМС). Спасибо.
ЦитироватьСпасибо. Подскажите пожалуйста. Еще вопрос для простой двухпроводной линии, например телефонной "лапши", до каких частот по ней можно передавать сигнал, например сколько можно организовать каналов тональной частоты?
На вскидку точно не скажу, но могу предположить, что 1-10 Мгц можно передавать, но все зависит от расстояния. Из любопытсва возьмите и ппроверьте на куске.
ЦитироватьЯ задавал этот вопрос одному очень уважаемому человеку, он ответить затруднился, только сказал, что в 60-е годы они организовывали передачу телевизионного сигнала по однопроводной линии на значительные расстояния в Армении.
Линии Гоубау широко используются в гористых месностях для передачи телеведения метрового и дециметрового диапазонов, действительно на приличные расстояния до 20 км. Но диэлектрик линии быстро деградирует от солнечного ультрафиолета, а замена линий в горах сейчас дороже организации спутникового приема, а в 60-е не было альтернативы.
ЦитироватьИ еще вопрос поясните пожалуйста по поводу поляризации, вертикальная, горизонтальная, круговая, вот идет волновод с выбранным типом волны к параболической антенне, как реализовать выбранный тип поляризации и какой лучше для данного случая (АМС). Спасибо.
Поляризация будет зависеть от облучателя антены, как будет повернута плоскость рупора или какое направление витков будет иметь спиральный облучатель (антена). Разнообразная поляризация используется в каналах Земля-орбита из-за плотного заполнения с целью уменьшения помех. Если же связь требуется обеспечить через сильноионизованные слои замагниченой плазмы, скажем в близи Юпитера, то круговая поляризация имеет преимущество, низкое затухание волны право или левополяризованой в зависимости от направления замагниченности.
ЦитироватьФазовая манипуляция относится к двухполосным методам модуляции, т.е. спектр модулированного сигнала располагается симметрично относительно несущей частоты, а ширина спектра в Гц на уровне 0,5 от его значения на несущей частоте равна модуляционной (линейной) скорости, выраженной в Бодах. В вашем случае 5х10(5) Гц.
[:wink:] But is that not a bit risky?
аналогичный вопрос про систему связи для малых зондов (надувных шаров, парашютных зондов, пенетраторов)
Зонды по значимости поставляемой ими информации зачастую превосходят остальную часть миссии, в рамках которой они создаются. Кассини прислал уже гигабайты фотографий, но лишь Гюйгенс коренным образом изменил наши представления о Титане. В связи с этим особую важность приобретают системы связи и скорости передачи данных. Последние 20 лет они постоянно увеличивались: считанные боды у Веги, сотни бод у парашютного зонда Галилео и целых 8 кбит у Гюйгенса, но в общем идеология была схожей, всенаправленный передатчик на зонде + спутник-ретранслятор или антенны на Земле. Вероятно большего при сравнимой энергетике и массе уже не достичь, а жесткие органичения по этим параметрам всегда были и всегда будут. Вот собственно и вопрос : что качественно нового можно сделать в таких системах связи на базе современных технологий или технологий ближайшего будущего? Легкие и дешевые АФАР, формирующие луч и отслеживающие спутник-ретранслятор вне зависимости от положения зонда ? Новые способы кодирования или освоение новых диапазонов? Реально ли довести скорости до 100 кбит при той же массе и энергопотреблении?
ЦитироватьВероятно большего при сравнимой энергетике и массе уже не достичь, а жесткие органичения по этим параметрам всегда были и всегда будут.
На каждый момент времени существует свой оптимальный выбор. Энергетика на месте не стоит, увеличивается КПД СБ, уменьшается их масса. Растет масса КА. Становятся для дальнего космоса актуальными и ядерные реакторы. Так что мощность и размер антен можно увеличить и использовать отработаные технологии.
ЦитироватьВот собственно и вопрос : что качественно нового можно сделать в таких системах связи на базе современных технологий или технологий ближайшего будущего? Легкие и дешевые АФАР, формирующие луч и отслеживающие спутник-ретранслятор вне зависимости от положения зонда ? Новые способы кодирования или освоение новых диапазонов? Реально ли довести скорости до 100 кбит при той же массе и энергопотреблении?
С АФАР не все так просто. В мощности передачи и слежении и надежности можно получить выигрыш. А в приеме, сложности и цене проигрыш. Представляется, что надежней и рациональней запускать систему ретрансляторов объединив их единую сеть (микроИнтернет). Т.е. сигнал с Титана может быть принят сначала ближайшим ретранслятором на орбите, с него передан на Юпитер или Марс и на Землю (которая может находится в этот момент за Солнцем). Увеличение скорости и устойчивости связи следует связывать с применением мощных лазеров, но их КПД все еще не достиг желаемого. А лазерная связь между спутниками на орбите Земли пока еще только осваивается. Многие технологии сотовой связи уже освоены на Земле и могут быть применены и в дальнем космосе. Тоже самое следует ожидать и от технологий цыфрового уплотнения и кодирования.
В последнем номере НК была статья про наш спутник непосредственного телевизионного вещания Экран, написано что уникальный аппарат имел высокую выходную мощность передатчика и уникальную ФАР на спиральных элементах. Но почему эта технология не получила дальнейшего распространения?
И еще, подскажите, читаю про спутник Интелсат-10:
С-диапазон линия Земля-спутник 5850-6425 МГц
общее число стволов в этом диапазоне - до 70 (в эквивалентных 36-МГц единицах). Насколько я знаю в спутниковом вещании применяется ЧМ модуляция и ширина спектра сигнала 36 МГц, но если умножить 70 на 36 будет 2520 МГц, а не 6425-5850=575 МГц, или я чего-то не понимаю? Как поместить спектры всех стволов в этот диапазон?
В Ku-диапазоне 13750-14500 МГц=750 МГц, до 36 стволов по 36 МГц, получается 2083 МГц. Подскажите!
ЦитироватьВ Ku-диапазоне 13750-14500 МГц=750 МГц, до 36 стволов по 36 МГц, получается 2083 МГц. Подскажите!
Про поляризацию не стоит забывать, т.е. надо на 2 умножать (или делить).
ЦитироватьВ последнем номере НК была статья про наш спутник непосредственного телевизионного вещания Экран, написано что уникальный аппарат имел высокую выходную мощность передатчика и уникальную ФАР на спиральных элементах. Но почему эта технология не получила дальнейшего распространения?
Потому что обычные параболические антены лучше.
В данном случае оказалось невозможно применить параболическую антену т.к. использовался УКВ-диапазон - 700МГц. При такой частоте длина волны получается в районе 40 см, для формирования диаграммы нужной ширины потребовалась бы параболическая антена диаметром как минимум метров 10. Сделать ФАР оказалось проще и дешевле.
В применяемых обычно для спутниковой связи диапазонах длина волны на порядок меньше и параболическая антена оказывается вполне разумных размеров а стало быть проще и дешевле ФАР.
В случаях когда применяется УКВ-диапазон (в основном военная связь) обычно требуется широкая диаграмма как правило глобальная. Такую диаграмму можно получить например спиральной антеной что тоже проще и дешевле чем ФАР.
Опять же как я понимаю у ФАР очень узкий частотный диапазон что не позволят передавать через неё много каналов.
Ну а в самых тяжёлых случаях ФАР всётаки приходится применять - как я понимаю у UFO на лицевой стороне это 4-х-элементная ФАР?
Ну вобщем резюме: ФАР проигрывают обычным антенам по сложности и стоимости. Поэтому применяют их только вынуждено, когда по другому невозможно. В случае Экрана таким вынуждающим обстоятельством был низкочастотный диапазон и узкая диаграмма направленности.
ЦитироватьИ еще, подскажите, читаю про спутник Интелсат-10:
С-диапазон линия Земля-спутник 5850-6425 МГц
общее число стволов в этом диапазоне - до 70 (в эквивалентных 36-МГц единицах). Насколько я знаю в спутниковом вещании применяется ЧМ модуляция и ширина спектра сигнала 36 МГц, но если умножить 70 на 36 будет 2520 МГц, а не 6425-5850=575 МГц, или я чего-то не понимаю? Как поместить спектры всех стволов в этот диапазон?
В Ku-диапазоне 13750-14500 МГц=750 МГц, до 36 стволов по 36 МГц, получается 2083 МГц. Подскажите!
Прежде всего применяется двойное использование диапазона за счёт поляризационного разделения. Ну и дальше извращаются и уплотняются как могут. Говорят там както отрезают половинку спектра и т.п. Это вам как связисту уже виднее.
Про поляризацию согласен, забыл, в С-диапазоне круговая, право и левосторонняя, в Ku - горизонтальная и вертикальная. В два раза увеличим количество эквивалентных стволов. Уточните, кто знает про дальнейшее уплотнение, насчет отризания половинки спектра, я слышал только в АМ, в ЧМ не встречал, а ведь нужны еще защитные интервалы между спектрами.
Ну я вам не радист, не знаю. Но применяется какоето уплотнение и в итоге получается четырёхкратное использование диапазона.
ЦитироватьВ последнем номере НК была статья про наш спутник непосредственного телевизионного вещания Экран, написано что уникальный аппарат имел высокую выходную мощность передатчика и уникальную ФАР на спиральных элементах. Но почему эта технология не получила дальнейшего распространения?
На момент разработки Экрана доступная по цене для населения элементная база для спутникового приема в диапазоне 10/14 ГГц отсутствовала. А обеспечить прием телевидения в труднодоступных и малонаселенных районах СССР было весьма важной политической задачей. Телевизоры уже имели тюнеры дециметрового диапазона или в любой можно было за разумные деньги его встроить. Для приема сигнала со спутника было достаточно иметь только антенную решетку из четырех антенн (весьма дешевых). Но поскольку вещание со спутника велось тоже в дециметровом диапазоне диаграмма направленности должна быть сложной формы чтобы сигнал спутника не заглушал сигналы ДМВ наземных ТВ центров сопредельных государств. Такую форму диаграммы и плотность потока мощности обеспечивает в данном случае только АФАР. Немаловажным фактором является высокая надежность АФАР, при выходе из строя до 40 % излучателей система продолжает быть работоспособной. В данном случае, на тот момент времени, существенные расходы на фазировку антены были безальтернативны. Но время идет и прогресс в элементной базе , ее удешевление происходит весьма быстро. В настоящее время спутники несут до сотни отдельных излучателей диапазонов 4/6 и 10/14 ГГц направленых на конкретного клиента или район. Приемное оборудование диапазона 10/14 вполне доступно и обеспечивает существенно большее число каналов телевидения чем Экран.
ЦитироватьУточните, кто знает про дальнейшее уплотнение, насчет отризания половинки спектра, я слышал только в АМ, в ЧМ не встречал, а ведь нужны еще защитные интервалы между спектрами.
Чисто аналоговых стволов думаю уже не осталось, практически все стволы цыфровые. Цыфровое кодирование позволяет в полосе одного ствола 36 МГц вместо одного аналогового ТВ канала иметь 8 цыфровых аналогичного качества или 1 ТВЧ. Применение кодового разделения каналов вообще снимает проблему защитных интервалов.
Уважаемый SS-20 спасибо большое за ссылки на книги по СВЧ технике, тема очень интересная и трудная, но по-своему завораживает, ВСЕГО НАИЛУЧШЕГО. :)
Поясните пожалуйста на пальцах, или на формулах, почему чем дальше АМС от Земли тем ниже скорость передачи данных, понятно, что уровень мощности принимаемого сигнала ниже, но как это связано со скоростью передачи? Может есть какая-то формула типа знаем расстояние, знаем мощность сигнала, получаем скорость передачи. :( Заранее спасибо.
:o ну Вы спрашиваете...
http://en.wikipedia.org/wiki/Shannon%E2%80%93Hartley_theorem
(пропускная способность, бит/сек) = (полоса, Герц) * log2 (1 + (мощность сигнала)/(мощность шума))
Для очень слабых сигналов:
(пропускная способность) ~= 1,44 * (мощность принимаемого сигнала) / (спектральная плотность шума)
Соответственно, пропускная способность падает по мере удаления передатчика - обратно пропорционально квадрату расстояния, и так же падает скорость передачи
Спасибо, а где взять мощность шума? какая она будет около Марса, например? И каков вообще физический смысл падения скорости передачи при росте расстояния и падении уровня сигнала? То есть как за счет снижения скорости передачи обеспечиваетсядостаточный уровень сигнала на входе?
Спасибо большое! :roll:
Я тут сам подумал, при снижении скорости передачи сужается спектр сигнала, следует ли из этого, что он становится более помехоустойчивым?
Источники шума не около Марса, они находятся на Земле - в радиоприёмнике, в антенне, в тракте между антенной и приёмником, в сигнале гетеродина. Ну и с неба тоже шум идёт, но наибольшие источники на Земле.
Разные типы входных каскадов имеют разные уровени шумов.
Я не занимался этим никогда, но помню нас учили мазерам, параметрическим усилителям и ещё усилителям, которые охлаждаются жидким азотом. Сейчас транзисторы лучше, но думаю, что входные каскады приёмника системы дальней связи достаточно сложные.
Если информацию передавать медленнее, то ширина спектра сигнала будет уже, соответственно полосу пропускания приёмника можно сделать уже, поэтому уровень шумов будет меньше и помехоустойчивость больше.