Frage:
Warum sind "Geisterbilder" und Intersymbolstörungen aufgrund einer unübertroffenen Impedanz (hohes SWR) für HF-Empfänger kein Problem?
比尔盖子
2019-10-13 22:41:03 UTC
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Im Amateurfunk ist uns die Impedanzanpassung wichtig, wenn wir die Last innerhalb der Gerätespezifikation halten müssen (um die beste Leistung zu erzielen oder nur um eine Beschädigung eines Senders zu vermeiden), wenn wir die in die Last gelieferte Leistung maximieren möchten, oder wenn eine minimale Rauschzahl wünschenswert ist.

Wenn die oben genannten Gründe keine Rolle spielen, kann die Impedanzanpassung ignoriert werden. In der Frage Wie ist die Beziehung zwischen SWR und Empfangsleistung antwortete Phil Frost beispielsweise: "Es gibt keine Beziehung zwischen SWR und Empfangsleistung." Sicherlich hat die moderne Elektronik einen großen Gewinn, und bei HF ist das inhärente Umgebungsrauschen oft schon viel größer als das Grundrauschen des Funkempfängers. Solange das SNR angemessen ist, empfängt ein HF-Empfänger glücklich alles, woran er gekoppelt ist es funktioniert sogar ein zufälliger Draht, in diesem Fall ist das Matching sinnlos oder manchmal kontraproduktiv.

Dennoch sind sie nicht die einzigen Gründe für eine angepasste Impedanz oder ein niedriges SWR. In der Videotechnik und in digitalen Hochgeschwindigkeitssystemen ist die Impedanzbeendigung (häufig durch einen Widerstand) normalerweise obligatorisch , selbst wenn dadurch die in die Last abgegebene Leistung aus einem anderen Grund verringert wird: der Reflexion über die Übertragung Leitung verursacht Signalverzerrung. Bei analogen Videos verursacht die Reflexion "Ghosting" auf einem Fernsehbildschirm. In digitalen Systemen verursacht die Reflexion eine Intersymbolinterferenz, die die Fehlerrate der Übertragung erhöht oder ein inakzeptables Überschwingen und Klingeln erzeugt.

Ich sehe dieses Problem jedoch in keiner Amateurfunkveröffentlichung erörtert. Warum?

Ich nehme an, dass es auch nicht wichtig ist, weil es

    nur für höherfrequente Signale über HF relevant ist. Innerhalb von HF ist die Wellenlänge lang, sodass diese gegnerischen Übertragungsleitungseffekte nicht auftreten.

  1. Dies gilt nur für Hochgeschwindigkeitssignale mit großer Bandbreite (einige Megahertz oder mehr). Bei HF wird die Bandbreite eines Signals in Kilohertz gemessen. Wir verwenden bei HF niemals ein Signal mit großer Bandbreite.

  2. ol>

    Aber ich bin mir nicht sicher, welches der Fall ist.

Zwei antworten:
Phil Frost - W8II
2019-10-14 21:33:41 UTC
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Intersymbol Interference (ISI) - oder analoge Äquivalente wie Ghosting - sind nur relevant, wenn der Unterschied in der Ankunftszeit zwischen dem primären und dem reflektierten Signal im Vergleich zur Symboldauer signifikant ist.

Zum Beispiel PSK 31 hat eine Symbolrate von 31,25 Baud, was bedeutet, dass jedes Symbol 32 ms lang ist. Wenn der Unterschied in der Ankunftszeit deutlich weniger als 32 ms beträgt, kommt die Reflexion vor dem nächsten Symbol an, sodass kein signifikanter ISI vorliegt.

100 Meter Zuleitung mit einem Geschwindigkeitsfaktor von 65% führen eine Runde ein -Zeitverzögerung von ca. 1 ms. Da dies viel weniger als 32 ms ist, würde dies keine signifikante ISI für PSK31 einführen.

Was ist mit Modi mit einer schnelleren Symbolrate?

Im Allgemeinen erhalten sie nicht zu viel schneller auf HF. Dies liegt daran, dass der typische HF-Skywave-Kanal bereits ein Mehrwegekanal ist. Im Gegensatz zu einem Sichtlinienkanal, bei dem es nur einen Pfad vom Empfänger zum Sender gibt, verfügt ein ionosphärischer Kanal über mehrere Pfade mit jeweils unterschiedlichen Längen. Dies liegt daran, dass die Ionosphäre kein glatter Spiegel ist, sondern ein welliges, mehrschichtiges ionisiertes Gas.

ITU-Empfehlung F.1487 quantifiziert die Differenzzeitverzögerung für verschiedene HF-Kanäle ist dies die Zeitdifferenz zwischen dem ersten und dem letzten Eintreffen des Signals. Unter den besten Bedingungen sind es 0,5 ms und unter schlechten Bedingungen bis zu 7 ms.

HF-Modems lösen dieses Problem normalerweise mit einer langsamen Symbolrate. Zum Beispiel verwendet FreeDV ein 1450-Bit / s-Modem, das für Amateur-HF-Standards recht schnell ist. Dies geschieht jedoch mit einer Symbolrate von 50 Baud, was bedeutet, dass jedes Symbol 20 ms lang ist. DRM-Sendungen haben mehrere Modi, wobei die schnellste Symboldauer 16,66 ms beträgt.

Diese langen Symboldauern bewirken die unterschiedliche Zeitverzögerung des HF-Kanals sowie jede zusätzliche hinzugefügte Verzögerung durch Feedline-Reflexionen relativ unbedeutend.

Kurz gesagt, (1) Intersymbolinterferenz ist nur dann von Bedeutung, wenn die Zeitdifferenz zwischen einem Primärsignal und seinem reflektierten Signal im Vergleich zur Symboldauer, die bei HF-Kommunikation nicht der Fall ist, und (2) dem durch erzeugten Mehrwegeffekt signifikant ist Die Ionosphäre verzerrt das Signal bereits ausreichend und begrenzt die nutzbare Symbolrate ohnehin, zusätzliche Reflexionen in der Zuleitung sind unbedeutend. Danke für die Antwort.
hobbs - KC2G
2019-10-14 03:29:21 UTC
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Einige von beiden, aber ich denke, der zweite Effekt ist dominant. Der Rest dieses Beitrags ist meine gesamte Analyse von Grund auf als Nicht-EE. Hoffentlich ist dies sinnvoll.

Nehmen wir an, wir haben eine Antenne am Ende einer verlustfreien Übertragung von 100 Metern (elektrische Länge) Leitung, die durch ein 10: 1-SWR nicht mit der Antenne übereinstimmt. Wir gehen davon aus, dass am Senderende der Zuleitung eine perfekte Reflexion vorliegt (der Sender ist also eine perfekte Stromquelle, leitet nichts ab und kann jeder erforderlichen Spannung standhalten).

10: 1 VSWR ist ein Reflexionskoeffizient von 0,82. Wenn wir einen Impuls vom Sender senden, gehen 18% der Leistung in die Antenne und 82% der Leistung werden über die Zuleitung reflektiert, erneut reflektiert und kommen für einen weiteren Versuch zurück, 18% von diesen 82 % wird von der Antenne usw. usw. absorbiert. Diese beiden Fahrten entlang der Zuleitung dauern 667 Nanosekunden. $ 0,82 ^ 4 \ ca. 0,45 $ span> Nach 3,5 Rundfahrten hat mehr als die Hälfte der Leistung die Antenne erreicht. Diese 3,5 Roundtrips dauern 2,33 Mikrosekunden, sodass jedes modulierende Signal mit einer Bandbreite von weniger als 430 kHz so gut wie intakt bleibt. $ 0.82 ^ {23} \ ca. 0.01 $ span> Nach 22,5 Roundtrips wurden 99% der Leistung geliefert, und alles unter 65 kHz wird hübsch viel nicht nachweisbare Verzerrung. Da unsere Signale auf HF fast immer unter 6 kHz breit sind (und normalerweise unter 3 kHz), scheint dies ziemlich sicher zu sein.

Hinzufügen von Verlusten an einer beliebigen Stelle im System oder eine vernünftigere Länge für das nicht übereinstimmende Element oder eine bessere Bei einem SWR von mehr als 10: 1 lassen die Reflexionen viel schneller nach, was zu einem günstigeren Ergebnis führt.

Mir ist klar, dass ich ein Beispiel gewählt habe, das für das Senden gilt, als Sie nach dem Empfangen gefragt haben. Ich kann versuchen, es in ein wenig umzuschreiben, aber ich habe im Moment nicht die Zeit. Es gilt Symmetrie, daher sollten alle Argumente für den Empfang genauso gut funktionieren.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 4.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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