Каковы основные источники радиошума и помех, ограничивающие скорость и доступность данных в дальнем космосе?

Назовем «радио» все электромагнитное излучение с частотой ниже 300 ГГц (1 миллиметр), если нет веских причин поступать иначе.

Вопрос: Насколько хорошо «Вояджер-1» может в наши дни отделять сигналы Земли от солнечного шума? дает некоторую перспективу, но должно быть несколько других источников радиошума и помех, которые ограничивают либо скорость передачи данных, либо доступность каналов передачи данных.

Краткое объяснение, описывающее, при каких условиях каждый из основных источников становится важным, было бы здорово!

Одним из источников является космический микроволновый фон en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_microwave_background , но есть и другие астрономические радиоисточники, такие как солнце, звезды и галактики en.wikipedia.org/wiki/Astronomical_radio_source
@Uwe, вы уверены, что CMB квалифицируется как источник, «который ограничивает скорость и доступность данных в глубоком космосе?» Я прошу только источники, которые делают это, и краткое объяснение, описывающее, при каких условиях каждый из них становится важным. Спасибо!
Вы ищете только источники шума и помех или ищете объяснение, почему скорость передачи данных ограничена? Если второе, то теорема Шеннона-Хартли очень актуальна, но это не ответ на поставленный вами вопрос. FWIW, наши текущие модуляции довольно близки к теоретическим пределам, поэтому, если Шеннон и Хартли не ошиблись, осталось немного кроликов, которых можно вытащить из шляп. (Однако модуляция, используемая «Вояджерами», вероятно, не идеальна.)
@MichaelKjörling Я с тобой. Этот связанный вопрос может быть отличным местом для его обсуждения. Мой вопрос призван дополнить его. Шеннон-Хартли плохо распространяется на сильно нестатистический шум, такой как планеты, дрейфующие в пределах вашей прямой видимости, или, возможно, какая-то сильная дисперсия или мерцание из-за какой-то плазмы, которая где-то мешает; таким образом, включение «помех» в дополнение к «шуму».
Я думаю, что есть более фундаментальный вопрос: ограничена ли скорость передачи данных радиосвязи в дальнем космосе космическим радиошумом, попадающим в приемник? Или это ограничивается другими причинами?
@Hobbes Я старался, чтобы формулировка вопроса была максимально нейтральной. Реликтовое излучение, эффективная температура входной части приемника, температура тарелки/отражателя, другие тепловые излучающие тела, горячая плазма в магнитных полях, затеняющие тела, искажения из-за эффектов плазмы на линии прямой видимости — вот лишь некоторые из них, которые я могу придумать. моей головы, и все они были бы покрыты вопросом, как задано. Например, я не знаю, что является более фундаментальным ; CMB или интерфейс Т е ф ф , но давайте просто разложим все по полочкам и разберемся — какие из них доминируют при каких условиях.

Ответы (1)

Как упоминалось в комментариях, космический микроволновый фон создает шум. В частности, космический фон создает излучение черного тела, которое добавляет шум kTB любому приемнику, смотрящему на него. Его называют шумом kTB или тепловым шумом, потому что его интенсивность является произведением постоянной Больцмана k, температуры черного тела T (около 4K для космического фона) и полосы пропускания B приемника.

Хорошее объяснение шума kTB и чувствительности приемника:

http://www.highfrequencyelectronics.com/index.php?option=com_content&view=article&id=553:receiver-sensitivity-and-equivalent-noise-bandwidth&catid=94:2014-06-june-articles&Itemid=189

Редактировать: Этот ( https://descanso.jpl.nasa.gov/DPSummary/Descanso4--Voyager_ed.pdf ) PDF-файл НАСА о телекоммуникациях Voyager дает следующие источники шума для нисходящей линии связи (Voyager to Earth) (со страницы 26):

Мощность шума каждого источника: расчетное значение/благоприятный допуск/неблагоприятный допуск

Суммарная спектральная плотность шума, дБм/Гц: –185,35/–0,97/0,80

Суммарная шумовая температура системы, К: 21,12/–4,24/4,24

Температура ресивера, К: 13,20/–3,00/3,00

Вклад грунта, К: 2,88/–3,00/3,00

Галактический вклад, К: 2,68/0,00/0,00

Атмосферный вклад, К: 2,36/0,00/0,00

Шум горячего тела, К: 0,00/0,00/0,00

Угол возвышения = 58,01 град.

Таким образом, основным источником шума является приемник, за которым следует излучение черного тела от земли, от Млечного пути и от атмосферы. CMB кажется незначительным по сравнению с этим.

Я могу назвать несколько факторов, которые могут нанести ущерб бюджету канала: 1. Низкая точность наведения из-за неопределенности положения космического корабля. Вместе с ограниченным размером антенны это также может уменьшить связь. 2. Потеря пути стала серьезной проблемой на таком большом расстоянии. 3. Использование высокой скорости передачи данных также снижает качество связи.
Каковы основные источники радиошума и помех, ограничивающие скорость и доступность данных в дальнем космосе?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v