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Physik /
Kommunikation über Radio/ -Wellen
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Rahel Räbiger
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4
12/8/10
Lernzettel
Zusammenfassung zu Radio/ -Wellen
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Kommunikation über Radio Aufgabe 1: Grundlage von Radiowellen: -alltägliche Kommunikation basiert auf Radiowellen (Autoradios, Wifi, Bluetooth) Radiowelle allgemein: -man braucht Quelle, einen Träger, einen Empfänger und ein Ausbreitungsmedium. Radio Kommunikation besteht darin, mithilfe von elektromagnetischen Radiowellen Informationen von einem Ort zum anderen zu übermitteln. Können sich im Gegensatz zu Schallwellen auch im Vakuum ausbreiten. Die Wellenlänge variiert zwischen 0.1mm bis zu mehreren 10km. Übung Wellenläng mm,cm,... Frequenz hz Maßeinheit Lora minimaler Wert X-Bee 0.000001nm 10^27 hz Aufgabe 2: Radiowellen bei Satelliten und der Kommunikation: -vermutlich die am häufigsten verwendete Art elektromagnetischer Wellen´. Es gibt nur wenige Arten von Wellen die von der Atmosphäre nicht absorbiert werden. Radiowellen besetzten einen besonderen Platz im Elektromagentischen Spektrum, da sie die Atmosphären größtenteils passieren ohne absorbiert zu werden. Radiowellen und Mikrowellen stellen daher di beste Wahl für unsere Kommunikationssatelliten im Orbit dar. Freiraumdämpfung: ist der Verlust von der Signalstärke einer elektromagnetischen Welle bei einer Übertragung in direkter Sichtlinie durch Freien Raum und ohne Hindernisse. Übung 1: 20log10 = 4*ñ*1000(m)*4.33*10^9(hz)/10^8 Übung 2: Sender APC220 Frequenz 418 Mhz - 455 Mhz maximaler Wert mehrere 10km (z.B. 868 Mhz) 2.4 Ghz 10^7 hz Wellenlänge/m Band 1m - 10cm 1m-10 cm 1m-10cm UHF UHF UHF Aufgabe 3: Ideale Frequenz wählen: Datenmenge und Reichweite werden von der verwendeten Frequenz beeinflusst, Bandbreite: in Hertz gemessen, stellt Spektrum der Frequenzen da in das der größte Teil unserer Senderenergie fällt. Je mehr Informationen desto größer die Bandbreite. Schmalbandsignale verfügen über eine schmale Bandbreite, können für Übertragungen mit niedriger Geschwindigkeit verwendet...
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werden. Breitbandsignale hingegen haben eine Bandbreite im Mhz- Bereich und könne deshalb für schnellere Übertragungen genutzt werden. Reichweite: ist die Entfernung die eine Übertragungswelle erreichen kann bei der sie noch einwandfrei empfangen werden kann. Signalstärkeverlust hauptsächlich durch Dämpfung und Absorption von Hindernissen. In idealen Situationen können theoretisch wellen unendlichen Weg zurücklegen (bsp. Sterne). Dennoch können Hindernisse in der Umgebung Wellen absorbieren und ablenken. Dabei werden Wellen mit größerer Länge von größeren Objekten beeinträchtigt und umgekehrt. Deshalb müssen wir uns, wenn wir uns bei unserem CanSat für eine Frequenz entscheiden wollen, erst einmal darüber klarwerden, was unsere Ziele sind. Übung 3: Die Übertragung eines S.O.S.-Signals über mehrere Kilometer: hohe Frequenz Die Übertragung von Videomaterial von einem CanSat zur Bodenstation: hohe Frequenz Das Versenden einer SMS: mittlere - geringe Frequenz 2. Wenn der Sweet Spot im UHF-Band liegt, warum verwenden Satelliten dann hauptsächlich das SHF-Band? - Da Satelliten außerhalb der Erde schweben und somit mehr benötigen Aufgabe 4: Am, Fm, oder...? Kennt man vom Radio. Das M steht für Modulator, Signalwellen beinhalten Informationen oder Nachrichten, die übermittelt werden sollen. Trägerwellen sorgen für Übermittlung von Daten. Informationen müssen zur Radiofrequenz hinzugefügt werden (Modulation). Bei der Elektrotechnik und Telekommunikation stellt die Modulation den Prozess der Signalübertragung dar. Bei AM wird die Information übermittelt, dass die Amplitude der Trägerfrequenz verändert wird. Bei FM wird die Augenblicksfrequenz der Trägerwelle verändert. Es werden verschiedene zugeteilt damit es beim Kommunizieren keine Störgeräusche gibt welche die Kommunikation stören würden und gleichzeitig unbrauchbar machen würden. Aufgabe 5: Datei empfangen: Sender erzeugt oszillierendes Signal auf Kabel verbunden mit einer Antenne. Signal wird transformiert und als elektromagnetische Welle über die Antenne ausgestrahlt. An der anderen Antenne abgefangen und zurück transformiert. Qualität der Verbindung hängt von Übertragungsstärke, Empfängerempfindlichkeit und Antenne ab. Übung: EHF für Bodenkontrollstation SHf für Cansat
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Rahel Räbiger •
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