dlouhodobé pozorovaní šíření v pásmu 13cm

Post Reply
OK1COM
Posts: 306
Joined: Sun 08. Mar 2009 3:06:31
Location: Praha-Strašnice
Contact:

dlouhodobé pozorovaní šíření v pásmu 13cm

Post by OK1COM » Mon 14. Jul 2014 2:10:13

Rozhodl jsem se napsat krátký článek o mých poznatcích šíření rádiových vln v pásmu 13cm 2,4GHz na dlouhé vzdálenosti.
Více než rok provozuji datovou rádiovou linku v pásmu 13cm na vzdálenost 120km a nyní nově druhou linku na vzdálenost 90km. Obě linky jsou provozovány za účelem propojení amatérských technologií vzájemně komunikujících přes IP. Jako tranciever a modem zároveň jsem použil levné WiFi zařízení přeladěné do amatérského pásma. Použitá modulace je OFDM dle standardu 802.11n s upravenou šířkou pásma na 5MHz. Zařízení vysílá výkonem 22-28dBm dle aktuálně použitého modulačního schématu. Při slabším signálu protistrana použije nižší modulaci s větším výkonem, čímž se snaží dohnat ztrátu signálu. Tato automatická změna modulace a výkonu působí přesně proti dále uvedenému kolísání signálu.
Po dobu provozování linky sbíráme údaje o parametrech přenosu každou minutu. Zaznamenávají se údaje o úrovni signálu (RX signal - dBm), použité modulaci (RX rate - Mbps) a počtu opakování rámců (CCQ % - 100% znamená bez opakování). Zajímalo mě jak moc stabilní či nestabilní může být linka na 120km. Byl jsem překvapen, že až na drobné technické problémy funguje linka zcela bez výpadku nehledě na počasí nebo námrazu na anténě. Jedna strana linky je v nadmořské výšce 380m, druhá strana linky 1250m. Linka absolutně nereaguje na přívalové srážky po trase, vytrvalé deště nebo vlhkost v atmosféře. Zcela zásadně však linku ovlivňuje průběh teploty s výškou v okamžiku, kdy jde o inverzi. Inverzní vrstva má na signál vliv pouze v případě, že se nachází mezi výškou koncových bodu rádiového spoje, tedy signál musí vrstvou po trase projít. V důsledku rozdílného indexu lomu dochází v inverzní vrstvě k šíření radiového signálu podél inverzní vrstvy. Zároveň se však signál šíří i na přímo a tak dochází k vícecestnému šíření a vzájemnému ovlivňování signálu. Úniky a nebo napoak zesílení signálu kolisá se periodou v řádu desítek sekund až po řád desítek minut, přičemž delší perioda je k ránu a před rozpuštěním inverzní vrstvy během dopoledne. Zaujalo mě, že zesílení a zeslabení úrovně přijatého signálu má stejnou úroveň. Očekával jsem spíše hluboké poklesy a žádné nebo neznatelné zesílení signálu. Amplituda kolísání dosahuje shodně až +-7dB. Vícecestné šíření vzniká především za jasných nocí, když se vytváří inverze díky tepelnému vyzařování zemského povrchu a tím jeho ochlazování. Inverze nemusí být ani opticky znatelná jako při celodenní inverzi na podzim. Zcela jednoznačně tuto inverzi zaznamenají meteorologické balóny. Níže přikládám sondážní výstup z meteorologického balónu v době inverze a bez inverze (dokonce s vysokou vlhkostí) a grafy průběhu úrovně signálu v téže noci.
Attachments
linka 90km v noci s inverzí 13.7.2014
linka 90km v noci s inverzí 13.7.2014
linka 120km v noci s inverzí 13.7.2014
linka 120km v noci s inverzí 13.7.2014
výstup z meteorologického balónu (červený je průběh teploty) - inverze 13.7.2014
výstup z meteorologického balónu (červený je průběh teploty) - inverze 13.7.2014
14071306Z-dsd500.gif (11.32 KiB) Viewed 21593 times
OK1COM
Posts: 306
Joined: Sun 08. Mar 2009 3:06:31
Location: Praha-Strašnice
Contact:

Re: dlouhodobé pozorovaní šíření v pásmu 13cm

Post by OK1COM » Mon 14. Jul 2014 2:13:05

a protože nemůžu připojit víc jak 3 přílohy, přidávám zde graf a výstup z noci bez inverze. Průběh úrovně signálu (spodní modrá křivka) kolísá jen +-1dB.
Attachments
výstup v noci bez inverze 10.7.2014
výstup v noci bez inverze 10.7.2014
14071006Z-dsd500.gif (10.5 KiB) Viewed 21592 times
120km v noci bez inverze 10.7.2014
120km v noci bez inverze 10.7.2014
Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 2 guests