Dmitry Khanukov
июнь 2015.
5482

Какой радиус действия у обычного домашнего Wi-Fi маршрутизатора в открытом космосе?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
9
1 ответ
Поделиться

Любая электромагнитная волна затухает даже в свободном пространстве, так как у него есть волновое сопротивление. Когда вы говорите о радиусе действия, важно понимать, что этот радиус зависит от чувствительности приемника, мощности передатчика, диаграммы направленности антенн и длины волны излучения. Считать всё будем в системе СИ.

Существует замечательная формула для учета потерь радиоволны (Pizl/Ppr)=Dizl*Dpr*Lambda^2/(4*pi*r)^2

Pizl - мощность излученного сигнала

Ppr - мощность принятого сигнала

Dizl - коэффициент направленного действия излучающей антенны

Dpr - коэффициент направленного действия приемной антенны

Lambda - длина волны излучения

pi - фундаментальная константа пи

r - расстояние между антеннами

Мощность типичного роутера 100 мВт, то есть 0,1 Вт, а частота работы - 2,4 или 5 ГГц в зависимости от стандарта, кажется есть ещё и другие, но они сейчас нам не интересны. Так как 2,4 сейчас более распространена, её и выберем. Такой частоте соответствует длина волны Lambda=c/f=3*10^8/(2,4*10^9)=0,125 м. В зависимости от того, насколько чувствителен приемник, радиус действия wi-fi роутера будет различным. Я знаю лишь приблизительно, какая чувствительность у приемников в компьютерах, смартфонах и других девайсов, поэтому просто рассчитаю мощность на разных расстояниях от источника. Коэффициент направленного действия показывает, во сколько раз мощность принимаемого сигнала от конкретной антенны превосходит мощность сигнала, который был бы принят от эталонной(всенаправленной) в этой же точке при условии, что у излучающих антенн одинаковое питание. То есть, если антенна излучает во все стороны одинаково, её КНД=1. Антенна роутера обычно штыревая, поэтому примем её КНД примерно за 2 (КНД приемной антенны выберем такой же для определенности) Но это все примерно, если антенна более направленная, то КНД выше и дальность увеличится. Теперь получим выражения для расчета мощности на разных расстояниях:

Ppr=Dizl*Dpr*Pizl*Lambda^2/(4*4*pi*pi*r)^2

Ну и получаем, что на расстоянии 1 метр мощность 40 мкВт

На расстоянии 10 метров мощность сигнала 0,4 мкВт

На расстоянии 20 метров 0,1 мкВт

На расстоянии 100 метров 0,004 мкВт

По данным программы CommView for WiFi комп показывает 100% мощности при 0,3 мкВт и более, и 50% мощности при 0,0003 мкВт. В общем-то, уверенный прием до 100 метров. В принципе особо сильного отличия от земных условий нет (если выйти в поле в тихую погоду вдали от всяких построек и радиопомех). Отличий и не должно быть, так как диэлектрическая и магнитная проницаемости воздуха почти такие же как и у вакуума, то есть в космосе. Но учтите, что параметры антенн играют очень большую роль, чуть-чуть их изменить, и уже всё по-другому.

11

Вопрос, какая тогда мощность у передатчиков на Вояжерах и "Новые горизонты", если они могут посылать сигнал на миллиарды километров? Ведь вряд ли есть дискриминация у электромагнитных волн, что именно от Wi-Fi затухает, а всё остальное - нет.

0
Ответить

Мощность у второго Вояджера 23 Вт, но есть такая поговорка "Антенна - лучший усилитель". У самих Вояджеров антенны (параболические зеркала) довольно большие и при этом направленные, а земные антенны для связи с Вояджерами ещё больше (около 35 метров, кажется) и тоже направленные. За счёт этой направленности вся энергия концентрируется в узких пучках, соответственно значительно увеличивая дальность связи. Помимо этого используется дополнительное усиление сигнала (уже на уровне электроники, а не антенны). Еще один немаловажный момент - это 8 гигагерцовый диапазон, в котором очень мало помех, что позволяет этим сверхчувствительным антеннам выделять даже крайне слабый полезный сигнал.

+5
Ответить
Прокомментировать
Ответить