我知道无线电通信发生在特定的频段,当源和目标物体之间存在相对运动时,多普勒效应会导致频率偏移。飞机和火箭等移动物体是否必须考虑这一点,或者与光速相比,这种运动可以忽略不计?与其他行星上的高速航天器和探测器的通信如何?
无线电通信是否必须考虑多普勒效应?
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2022-02-03 16:22:09
1个回答
无线电通信是否必须考虑多普勒效应?
是的。
如果不是这样,那就太可怕了:雷达不起作用!
飞机和火箭等移动物体是否必须考虑到这一点,
是的。汽车和火车上的电话也是如此。您未来运行在 60 GHz 以上的 5G NR 手机也必须以步行速度进行。
还是与光速相比,这种运动可以忽略不计?
你可以自己计算!和是信号的原始频率,并且光速,多普勒频移,如以速度行进的物体所见是.
所以,不,对于大多数微波通信(这基本上是你现在所做的一切“宽带”——电视、蜂窝网络、Wifi、无人机视频下行链路、来自火箭的 SpaceX 视频流),当你高速移动时,这是不可忽视的.
实际上,例如,对于典型的蜂窝通信(电话!),200 公里/小时是相当高的速度。假设您的手机使用 1.8 GHz 的频段,而您正坐在以 100 km/h = 28 m/s 的速度行驶的汽车中。那么,您的多普勒频移为 1.8·10⁹ Hz·28/3·10⁻⁸ = 168 Hz。这听起来并不多,但这意味着如果我的头脑计算没有关闭,那么直到你的相位旋转 90° 只需要 1.5 毫秒。
由于高速通信通常需要相位保持一致,因此您需要比这更频繁地测量您的信道 - 因此,如果您不纠正多普勒频移,您的信道会因多普勒而改变,每秒超过 1000 次第一的!
而且,在相对温和的 100 公里/小时(LTE 对子弹头列车的速度为 300 公里/小时),在相对温和的 1.8 GHz(现代 WiFi 在 5.8 GHz 工作)。
与其他行星上的高速航天器和探测器的通信如何?
当然。当您想要接收低地球轨道卫星发送的信息时(卫星越低,绕地球运行的速度越快),您首先必须校正多普勒,然后才能做其他事情。
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