Мощность сигнала на выходе антенны

Версия 23:18, 7 апреля 2011

Возникли споры о уровне сигнала СРНС у поверхности земли.

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

Расхождение теоретических и экспериментальных результатов

Внимание, вопрос: если типичный уровень = -205 дБВт/Гц, то как на выходе корреляторов 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

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).