Esto se relaciona con mi pregunta anterior, que creo que hice de manera incorrecta:
No estaba realmente interesado en la detectabilidad de la señal, y he formulado esa pregunta de manera muy ambigua, así que permítanme preguntar lo que realmente me gustaría saber.
Pregunta:
Lo que realmente me gustaría saber es que es posible establecer un canal de comunicación (envío de información) si el nivel de potencia recibido de la señal, recibido por la antena del receptor está por debajo del nivel de ruido.
Dejame explicar:
Investigué más sobre esto y el nivel de potencia generalmente se expresa en dBm o dBW, en esta pregunta lo expresaré en dBW.
Luego tenemos la potencia insertada en la antena del transmisor, y tenemos la ecuación de pérdida de ruta para determinar cuánto de eso se atenúa en el momento en que la señal llega a la antena del receptor.
Entonces tenemos dos valores de dBW, y mi teoría es que la potencia recibida por la antena en dBW tiene que ser más alta que el ruido de fondo en dBW.
1)
En aras de este argumento, usemos una antena de transmisor / receptor de 20 cm de largo, a una frecuencia de 5 Ghz a 1 metro de distancia. Nuevamente, estoy usando la ganancia máxima fundamentalmente posible, porque también estoy buscando si el canal de comunicación se puede establecer, por lo que tengo que insertar los valores más extremos para determinar el límite fundamental. En este caso, ambas antenas tienen una ganancia de 16.219 dB, que es la ganancia máxima que pueden tener a esta frecuencia, y quiero decir que una ganancia más alta que esto violaría las leyes de conservación de energía. Entonces, estas antenas son en teoría antenas perfectas sin pérdidas. Esta es una ecuación de campo lejano, así que por simplicidad elijo esto, se puede usar la fórmula de Friis.
Entonces, la ecuación de pérdida de ruta revela que este canal de comunicación tiene una pérdida de ruta de ~ -14 dB. Entonces, si estamos insertando 1 vatio de potencia, la antena del receptor no debería recibir más de -14dBW.
2)
Me topé con un papel:
Afirma que la sensibilidad mínima para una antena receptora es la siguiente:
S / N = Señal a tasa de ruido
k = constante de Boltzmann
T0 = temperatura de la antena del receptor
f = frecuencia
Nf = factor de ruido de la antena
Y esta también es una unidad dBW. Esta fórmula describiría el ruido de fondo a esa frecuencia.
Volviendo a nuestro cálculo, el artículo recomienda, en el mejor de los casos, cuando un operador manual experto está involucrado en una relación S / N de 3 dB (máx.), Usaremos 290 Kelvin para temperatura ambiente, la frecuencia de 5 Ghz como arriba, y ignoraré el factor de ruido ya que asumimos una antena perfecta anteriormente.
Esto nos daría un piso de ruido de -104 dBW.
Por lo tanto, dado que el nivel de potencia recibido es -14 dBW y el ruido de fondo es considerablemente más bajo a -104 dBW, y esto supone el mejor de los casos con estimaciones generosas, como en el mejor de los casos.
Entonces, en este ejemplo, la comunicación es posible, mucho. Sin embargo, si el nivel de potencia recibido sería más bajo que el nivel de ruido, entonces no lo sería.
Entonces mi hipótesis es que si:
Power Received > Noise Floor , then communication is possible, otherwise it's not
Dado que la potencia recibida es mucho mayor que el ruido recibido, significa que la comunicación a esta frecuencia es teóricamente posible.
Prácticamente hablando, por supuesto, podrían surgir problemas, ya que la ganancia sería menor, y el operador de la antena recibiría demasiados falsos positivos a una tasa S / N tan estricta (3 db), por lo que en realidad el nivel de ruido probablemente sería 50-60 dB más alto . No he calculado eso.