Kommunikáció, adatátvitel 4. optikai és rádiós átvitel utolsó verzió: 2016.VIII.26.

Rádiókommunikáció

Alapok 1884 James Clerk Maxwell               1886-87 Heinrich Hertz

A rádióhullámok

A rádióhullámok

Rádióhullámok Vákuumban az EM hullámok terjedési sebessége kb. c=3∙108m/s (fénysebesség) Levegőben majdnem ugyanennyi Optikailag sűrűbb anyagokban csökken

Antenna Antenna: EM hullámot vezetett jellé alakítja és fordítva. Jellemzői: sugárzási ellenállás (impedancia) iránykarakterisztika hatásos felület Reciprok, azaz adás és vételre ugyanolyan karakterisztikákkal működik

Iránykarakterisztika

Dipól antenna

Monopól antenna

Yagi-Uda antenna

Paraboloid szekunder antenna: fókuszálja a hullámot a fókuszpontban lévő elsődleges antennába (fejegység)

Irányhatás paraboloid: hatásfok (éta) kb 50-70%

Árnyékolt, visszaverődésmentes mérőszoba http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2014/04/Satellite_inside_HERTZ

„Lábnyom” (Footprint) http://www.satbeams.com/footprints

http://www. ses. com/fleet-coverage# http://www.ses.com/fleet-coverage#?posId=195&satId=330#satelliteDetails

Vett teljesítmény Adó->vevő, szabadtéri terjedés

Szakaszcsillapítás szabadtéri szakaszcsillapítás (free space loss)

Link budget

Szakaszcsillapítás példa Voyager 112,5CSE (1,68∙1010 km) uplink 2,1GHz downlink 2,3GHz; 8,4GHz RTG 470W indításkor (ma kb300W?) rádióadó 12/18W (160bps/1400bps manapság) D=3,7m antenna vevő D=34m , 70m 18W : 42,5dBm 3,74m : 48,2dBi

Légköri csillapítás 30MHz alatt ionoszféra elnyel

Légköri csillapítás 30MHz alatt ionoszféra elnyel

Légköri csillapítás

Légköri csillapítás eső függvényében

Légköri zaj villámlás Nap galaktikus kozmikus háttér mesterséges ITU, Recommendation P.372

Ionoszféra A Föld körüli, töltött részecskék álló, több rétegű tartomány az ionoszféra protonok, ionok, elektronok alkotják kölcsönhatnak EM hullámokkal kölcsönhatás: elnyelés elhajlás, visszaverődés fázis, polarizáció változás

Ionoszferikus reflexió

Ionoszferikus terjedés Nappal a D réteg (60-90km) elnyeli a rövidhullámú sugárzást (kb 1-30MHz). Éjjel az F réteg (150-500km) visszaveri a rövidhullámú sugárzást. Kb. 30MHz-ig használható. Ennél nagyobb frekvenciák kijutnak a világűrbe. visszaverődés szögfüggő

Ionoszféra

Ionoszféra

Csatornák http://www.esa.int/Our_Activities/Telecommunications_Integrated_Applications/Satellite_frequency_bands

Csatornák (mikrohullám) L (1-2GHz) GPS, mobiltelefon, hajózási komm., rádió műsorszórás S (2-4GHz) meteo radar, ISS és STS komm, mobil C (4-8GHz) műsorszórás (trópusok), meteo radar X (8-12GHz) radar, katonai, meteo radar, légiirányítás, hajózási irányítás Ku (12-18GHz) műsorszórás (downlink) Ka (26-40GHz) uplink

Optikai szálas átvitel Optikai szálak anyag szerint: SiO2: (1330nm, 1510nm) műanyag: (850nm) Üvegszálak szerkezet szerint: többmódusú (MM) graduális törésmutatójú egymódusú (SM)

Üvegszál

optikai moduláció és multiplexálás moduláció: OOK (On-Off Keying) multiplexálás: WDM (=FDM)

optikai kódolás

Diszperzió Kellően hosszú távon az impulzusok "szétkenődnek". Okai/változatai: módusdiszperzó kromatikus diszperzió tápvonal diszperzió (?) polarizációs diszperzió

Diszperzió Módusok

Szabadtéri optikai átvitel