In Zeile 10 von Tabelle 5.2 von DESCANSO IV – Voyager Telecommunications zeigt es einen Wert der spektralen Rauschdichte des Uplink-Empfängers von –166,7 dBm/Hz, was 196,7 dBW/Hz entspricht, was 2,1E – 20 Watt/Hz = ist . Mit = 1,381E-23 J/K, das ist eine Temperatur von etwa 1500 K (was wirklich heiß erscheint!) und das stimmt mit der angegebenen Betriebstemperatur von 1545 K überein, was wiederum sehr heiß erscheint!
In Tabelle 5.3 für den Downlink-Empfänger bei DSN beträgt die Rauschtemperatur 21 K, und das stimmt damit überein, dass er auf etwa 13 K gekühlt wird. Aber ich kann diese 1500K-Zahl für Voyager nicht verstehen, sie scheint unphysikalisch, es sei denn, die Technologie ist so alt, dass die Quelle des Rauschens der Front-End-Transistor aus den 1970er Jahren selbst ist.
Waren die damals wirklich so laut?
Die Antenne der Voyager ist auf die Sonne gerichtet. Der Sender auf der Erde muss stark genug sein, um sich zumindest innerhalb der (sehr begrenzten) Empfangsbandbreite von der Sonne abzuheben. Alle anderen Störquellen sind vernachlässigbar und daher nicht im Linkbudget aufgeführt.
Die vom Voyager wahrgenommene spektrale Rauschleistungsdichte hängt von der spektralen Leistungsdichte der Sonne im S-Band, dem Antennengewinn und der Entfernung von der Sonne ab. Die spektrale Rauschleistungsdichte wird oft durch die Boltzmann-Konstante geteilt, um bequemere Zahlen zu erhalten. Diese Rauschtemperatur ist keine echte Temperatur und Sie sollten nicht zu viel hineininterpretieren. 1545K ist nur eine alternative Darstellung von -166,7 dBm/Hz, was wiederum eine alternative Darstellung von 0,0000000000000000000213 W/Hz ist.
Beim Downlink sind die Antennen auf der Erde von der Sonne weg gerichtet. Die kosmische Hintergrundstrahlung trägt zur Gesamtrauschzahl bei, aber in dieser Richtung sind es nur 2,7K. Es gibt keine einzelne dominante Rauschquelle, daher der Zusammenbruch.
Diese Temperatur ( ~ 1550 K ) sieht verdächtig nach der maximalen Zodiacal-Staubkorntemperatur vor der Sublimation aus. Daher wird Voyager wahrscheinlich jemals den dominanten thermischen Schwarzkörperhintergrund sehen:
Nachdem ich mir das ausgezeichnete Apollo-Video von CuriousMarc angehört und das DESCANSO-Kapitel-3-Dokument gelesen habe , gibt es keinen Hinweis darauf, dass Voyager vor dem Mischpult eine Verstärkung hat. Zu dieser Zeit hätte die Verstärkung bei diesen Frequenzen wahrscheinlich eine weitere Wanderfeldröhre erfordert.
Zitat aus „The feasibility of a direct relay of Apollo spacecraft via a communication satellite“ von PE Schmid : „[Die Rauschzahl] F liegt in der Größenordnung von 10 db am HF-Eingang gegenwärtiger Raumfahrzeugempfänger. Der größte Teil des erzeugten Rauschens Dass bei einem konventionellen Superheterodyn-Empfänger jegliche Signalvorverstärkung fehlt, liegt an der Mischstufe.Bei einer Frequenz von 2 GHz bestehen derzeitige Weltraumfahrzeug-Mischeraus Halbleiterdioden entweder in Single-Ended- oder symmetrischer Konfiguration.Aus Zuverlässigkeits- und Stabilitätsgründen meistens Mikrowellenmischer verwenden Siliziumdioden. Durch sorgfältiges Design kann in diesem Bereich eine leichte Rauschminderung erwartet werden. Beispielsweise beträgt die angegebene typische Rauschzahl für den 1,7 GHz bis 2,4 GHz symmetrischen Mischer von SAGE Laboratories (Sage Modell 225233) 7,0 db."
7,0 dB würden eine Rauschtemperatur von 300 K um den Faktor fünf auf 1500 K erhöhen.
Steve Linton
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Steve Linton
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Roger Holz