Viestikallion työkaluja: EME matkavaimennus
 

Hostattuja

Tue toimintaamme!

 

EME matkavaimennuslaskenta

Alkuperäisenä laskimena DF6CY:n Excel taulukko: df9cy-eme-pathloss.xls

                    
Signaali-kohina suhde / vastaanottimen herkkyysrajan laskentaparametrit
 
 Vastaanottimen
kaistaleveys
Hertzeinä
 
 Vastaanottimen
lämpötila
Kelvini√§; 290 vastaa +18¬į C
 
 Vastaanoton
haluttu SNR
desibeleinä
 
 Vastaanottimen
kohinaluku
desibeleinä
 
 H√§vi√∂t ennen
LNA:ta
desibeleinä
 
 Antennnil√§mp√∂tila
(Taivas)
Kelvineinä [K]
 
Maksimikuuluvuuden laskentaparametrit
 
 L√§hetinantennin
suuntavahvistus
dBi
 
 Vastaanotinantennin
suuntavahvistus
dBi
 
 L√§hettimen
teho
 desibeli-milliwatteina (dBm)
 desibeli-watteina (dBW)
 Watteina (W)
 
 TaajuusGigahertsein√§ (GHz)
 
EME yhteyden erityisparametrit
 
 Kuun l√§pimitta Kilometrein√§
 
Huomio: Käytä arvoa 3400 jos et tiedä varmaksi, että lähetinantenni alivalaisee kuun!
 

Tulokset:

          
Vastaanottimen signaali/kohina suhde ja herkkyysraja
 
 Rx kaistaleveys:   100        Hz
 Rx l√§mp√∂tila   290        Kelvin [K]
 Sis√§inen kohinateho:-154.0      dBm
  
Systeemini signaali/kohina suhde:
 
 Tavoiteltu SNR:   5.0      dB
 Vastaanottimen
kohinaluku:
  2.00     dB
 Vastaanottimen
kohinalämpötila:
 169.6      Kelvin [K]
 
 H√§vi√∂t ennen LNA:ta:  0.20     dB
 .. kohinal√§mp√∂tilana:  13.7      Kelvin [K]
 
 Antennin (taivaan)
kohinalämpötila:
  20.0      Kelvin [K]
 
 Kohinal√§mp√∂tilojen summa: 203.3      Kelvin [K]
 .. kohinatehona:-155.5      dBm
 
 Vastaanottimen herkkyys:-153.5      dBm
 
 
Lasketaan arvio maksimikantamasta vapaatilassa:
 
 L√§hettimen antennivahvistus:  30.0      dB
 Vastaanottimen antennivahvistus:  30.0      dB
 
 L√§hetysteho:  30.0      dBm
     0.0      dBW
   1.000    W
 
 Vastaanottimen herkkyys:-153.5      dBm
 
 Taajuus: 2.450    GHz
 
 Matkah√§vi√∂budjetti, sis√§lt√§en antennivahvistukset:
   243.5      dB
 
 Vapaatilan kantama, miljoonaa kilometri√§:
  14.600    M km
 
 
EME yhteyden laskenta:
 
 Taajuus: 2.450    GHz
 
 Kuun l√§pimitta:  3400        km
 Kuun et√§isyys:
   @ Apogee: 406700        km
   @ "mean": 384400        km
   @ Perigee: 356400        km
 Kuun (RF) alebo:   7.0      %
 
 Tutkayht√§l√∂:
   @ Apogee: 53.6      dB
   @ "mean": 53.1      dB
   @ Perigee: 52.5      dB
 
 EME matkah√§vi√∂t:
   @ Apogee: 283.6      dB
   @ "mean": 282.6      dB
   @ Perigee: 281.3      dB
 
 Odotettavissa oleva EME-yhteyden signaali/kohina suhde:
   @ Apogee: -40.1      dB
   @ "mean": -39.1      dB
   @ Perigee: -37.8      dB

Yllä olevassa desibeliluvut ovat yhdellä desimaalilla, muut ovat 2-3 merkitsevällä numerolla. Pääasialliset syyt tähän ovat syöttöparametrien epätarkkuudet.

Siis: 12.34567 ja 0.001234567 pitää ymmärtää lukuina 12.3 ja 0.00123.


 

Laskentamenetelmä:

Lähdekoodi tälle sivulle

# Rx Noise Power = k T RxBW; T = 290 K

#$RxTemp = 290.0;  # 290 Kelvins
$k    = 1.38E-23; # Bolzman constant

$MoonDist3 = 406700.0; # Apogee distance
$MoonDist2 = 384400.0; # "Mean" distance
$MoonDist1 = 356400.0; # Perigee distance

$MoonReflectivity = 0.07;
  ##  This is quite good value for any frequency 10 thru 30 000 MHz.

$RxNoisePwr  = 10.0 * log10($RXBW * $RxTemp * $k) + 30.0; # dBW -> dBm
$RxNFTemp    = (10.0 ** ( $RXNF   * 0.1)) * $RxTemp - $RxTemp;
$RxLossTemp  = (10.0 ** ( $RXLOSS * 0.1)) * $RxTemp - $RxTemp;

$SysNoiseTemp  = $ANTTEMP + $RxNFTemp +  $RxLossTemp;
$SysNoisePower = 10.0 * log10($RXBW * $SysNoiseTemp * $k) + 30.0; # dBW -> dBm

$RxSensitivity = $SysNoisePower + $RXNF;

# [ TXPOWER in dBm ]

$PathLossBudget = $RXANTGAIN + $TXANTGAIN + $TXPOWER - $RxSensitivity;


# Path Loss Range in millions of kilometers..
# FREQ in GHz, must convert to MHz..

$PathRangeGM =  10.0 ** (($PathLossBudget - 32.45 -
                          20 * log10($FREQ * 1000.0))/20) / 1E6;

$EMERadarEQ = 10.0 * log10( 4.0 * $MoonDist ** 2
                            / ($MOONDIAM ** 2 / 4));

$EMEPathLoss = ( 32.45 +                       # Magic RADAR constant..
                 20 * log10($FREQ * 1000.0) +  # FREQ in MHz, raised to 2nd
                                               # power after taking the log..
                 20 * log10($MoonDist * 2.0) + # Twice the distance, and
                                               # raised to 2nd power after
                                               # taking the log..
                 $EMERadarEQ -
                 10 * log10( $MoonReflectivity ));

$ExpectedEMEsnr = $PathLossBudget - $EMEPathLoss;

Graafi esittäen EME-matkavaimennusta taajuuden funktiona:


Tom A. Clark, W3IWI

Huom: Tuo käyrästö (ja matematiikka sen takana) poikkeaa yllä olevasta ja antaa noin 10 dB pienemmän matkavaimennuksen, kuin mitä yllä lasketaan...


Matti Aarnio <matti.aarnio@zmailer.org>; OH2MQK

 

Valid HTML 4.01!   Z Elisa Communications
This page is Links enhanced for additional browsing pleasure.