Odnosi się to do mojego poprzedniego pytania, które, jak sądzę, zadałem w niewłaściwy sposób:
Naprawdę nie byłem zainteresowany wykrywalnością sygnału i sformułowałem to pytanie bardzo niejednoznacznie, więc pozwól, że zapytam, co naprawdę chciałbym wiedzieć.
Pytanie:
Naprawdę chciałbym wiedzieć, że możliwe jest ustanowienie kanału komunikacyjnego (wysyłanie informacji), jeśli poziom mocy odbieranego sygnału odbieranego przez antenę odbiorczą jest poniżej poziomu szumu.
Pozwól mi wyjaśnić:
Zrobiłem więcej badań nad tym, a poziom mocy jest zwykle wyrażany w dBm lub dBW, w tym pytaniu wyrażę to w dBW.
Następnie mamy moc włożoną do anteny nadawczej i mamy równanie zaniku ścieżki, aby określić, ile z tego jest osłabione, zanim sygnał dotrze do anteny odbiorczej.
Mamy więc dwie wartości dBW i moja teoria mówi, że moc odbierana przez antenę w dBW musi być wyższa niż poziom szumu w dBW.
1)
Dla celów tego argumentu zastosujmy antenę nadawczo-odbiorczą o długości 20 cm, przy częstotliwości 5 Ghz w odległości 1 metra od siebie. Ponownie używam maksymalnego wzmocnienia zasadniczo możliwego, ponieważ szukam również, czy kanał komunikacyjny może być w ogóle ustanowiony, więc muszę wprowadzić najbardziej ekstremalne wartości, aby określić podstawowy limit. W tym przypadku obie anteny mają zysk 16,219 dB, co jest maksymalnym zyskiem, jaki mogą mieć przy tej częstotliwości, a przez maksymalne rozumiem zysk większy niż ten, który naruszyłby zasady zachowania energii. Anteny te są więc teoretycznie idealnymi antenami bezstratnymi. Jest to równanie Farfielda, więc dla uproszczenia wybrałem to, można zastosować formułę Friis.
Zatem równanie zaniku ścieżki pokazuje, że ten kanał komunikacyjny ma zanik ścieżki ~ -14 dB. Więc jeśli wkładamy 1 wat mocy, antena odbiorcza nie powinna odbierać więcej niż -14dBW.
2)
Natknąłem się na gazetę:
Twierdzi, że minimalna czułość anteny odbiorczej jest następująca:
S / N = wskaźnik sygnału do szumu
k = stała Boltzmanna
T0 = temperatura anteny odbiorczej
f = częstotliwość
Nf = współczynnik szumów anteny
Jest to również jednostka dBW. Ta formuła opisałaby poziom hałasu przy tej częstotliwości.
Wracając do naszych obliczeń, artykuł zaleca, w najlepszym przypadku, gdy wykwalifikowany operator manualny jest zaangażowany w stosunek S / N 3 dB (maks.), Użyjemy 290 kelwinów dla temperatury pokojowej, częstotliwości 5 Ghz jak wyżej, oraz współczynnik szumów zignoruję, ponieważ wcześniej założyliśmy idealną antenę.
Dałoby to nam poziom szumu -104 dBW.
Dlatego, ponieważ poziom mocy odbieranej wynosi -14 dBW, a poziom szumu jest znacznie niższy przy -104 dBW, i zakłada to najlepszy scenariusz z dużymi szacunkami, tak jak w najlepszym przypadku.
Tak więc w tym przykładzie komunikacja jest możliwa. Jeśli jednak poziom mocy odbieranej byłby niższy niż poziom szumu, to nie byłby.
Moja hipoteza jest więc taka, że jeśli:
Power Received > Noise Floor , then communication is possible, otherwise it's not
Ponieważ odbierana moc jest znacznie wyższa niż odbierany hałas, oznacza to, że komunikacja przy tej częstotliwości jest teoretycznie możliwa.
Praktycznie rzecz biorąc, mogą pojawić się problemy, ponieważ zysk byłby niższy, a operator anteny otrzymałby zbyt wiele fałszywych alarmów przy tak ścisłym współczynniku S / N (3 db), więc w rzeczywistości poziom hałasu byłby prawdopodobnie o 50-60 dB wyższy . Nie obliczyłem tego.