Wikipedias Sputnik 1 und diese Antwort auf Warum hatte Sputnik 1 vier Antennen? sagen, dass Sputnik sowohl mit 20 als auch mit 40 MHz gesendet hat.
Warum zwei verschiedene Frequenzen? Warum so weit auseinander?
Es ist erwähnenswert, dass die Transparenz der Ionosphäre bei 20 MHz manchmal sehr gering ist ; Das 10-Meter- oder 30-MHz-Band des Amateurfunks ist für die Fernkommunikation auf die ionosphärische Reflexion angewiesen, daher wären 20 MHz manchmal nicht einmal für die Orbit-Boden-Kommunikation nützlich, und 40 MHz waren wahrscheinlich in den meisten Haushalten nicht verfügbar Kurzwellenradios (aus den gleichen Gründen).
Die russische Version des Sputnik-1-Wikipedia-Artikels hat den Abschnitt mit der Überschrift "Sounds of Sputnik" und zitiert den entsprechenden technischen Bericht über die Entwicklung des Sputnik-"Funkgeräts" D-200 (auf Russisch).
Dem Bericht zufolge war Redundanz der Hauptgrund für die Übertragung auf zwei Frequenzen. Die Sendefrequenz musste höher sein als die höchste kritische Frequenz der F-Schicht der Ionosphäre, die auf 15 MHz geschätzt wurde, aber die Sendefrequenz wurde aufgrund der Begrenzung des sowjetischen Peilers "Krug" auf 20,005 MHz gewählt. Die zweite Frequenz wurde nur willkürlich 2- bis 3-mal höher gewählt, da sie im Vergleich zur ersten Frequenz eine längere Empfangsdauer ermöglichen würde.
Der Wikipedia-Artikel gibt eine kurze Zusammenfassung der Grundlage der Frequenzwahl (übersetzt aus dem Russischen):
Parameter der [Signal-]Übertragung (Leistung und Frequenzen) wurden auf der Grundlage der [jeweiligen Parameter verfügbarer] weit verbreiteter Empfänger sowjetischer und ausländischer Amateurfunkbegeisterter ausgewählt, um neue Informationen über die Ionosphärenstruktur aus Massenamateurbeobachtungen ([wie z as] Unterschied in den Zeiten des Erscheinens und Verschwindens von Signalen bei zwei Frequenzen, relativer Pegel des Signals, Doppler-Verschiebung).
Die Frequenz des VHF-Signals (Ultrakurzwelle) (40,002 MHz) liegt am Rand [dh Grenze, Grenzlinie] des Amateurbereichs von sieben Metern und wird von der Ionosphäre nicht in einem breiten Kegel reflektiert;
Die Frequenz des HF-Signals (Kurzwelle) (20,005 MHz) ist zwar höher als die vorhergesagte kritische Frequenz der Ionosphären-F-Schicht am Wintermittag 1957-1958 (bis zu 15 MHz), aber immer noch nahe genug für das Signal in der F-Schicht stark gedämpft werden (ca. 10 dB ) und bei schrägem Einfall reflektiert werden.
Daher waren die Bedingungen für die Ausbreitung von Sputniks Funksignalen in der Ionosphäre bei den ausgewählten zwei Frequenzen erheblich unterschiedlich, was die Verwendung von bodengestützten Beobachtungen (einschließlich Massenamateurfunkbeobachtungen) ermöglichte, um die Ionosphäre zu untersuchen, was vor dem Start des nicht möglich war Sputnik.
Die Quelle beschreibt auch Entfernungen, in denen das Signal empfangen wurde:
Satellitensignale wurden mit herkömmlichen Amateurfunkgeräten in einer Entfernung von bis zu 2-3.000 Kilometern fest empfangen. [einige] Fälle von extra langem [-Reichweiten-]Empfang in Entfernungen von bis zu 10.000 km wurden aufgezeichnet.
PS Da ich kein Experte für Funkelektronik bin, sind einige Fachbegriffe möglicherweise nicht 100%ig richtig übersetzt.
Unten ist der Originaltext in russischer Sprache:
Параметры излучения (мощность, частоты) были выбраны из расчёта на широко распространённые приёмники советских и зарубежных радиолюбителей, чтобы из массовых любительских наблюдений (разница времени появления и исчезновения сигналов на двух частотах, относительный уровень сигналов, доплеровский сдвиг) получить новые сведения о структуре ионосферы.
"
частота КВ сигнала (20,005 МГц), хотя и выше прогнозировавшейся критической частоты слоя F ионосферы в зимний полдень 1957—1958 года (до 15 МГц), всё же достаточно близка к ней, чтобы сигнал претерпевал значительное затухание в слое F (около 10 дБ) , а при косом падении отражался.
Таким образом, условия распространения радиосигналов спутника в ионосфере на двух использовавшихся частотах были существенно различны и позволяли использовать наземные наблюдения (включая массовые наблюдения радиолюбителей) для зондирования ионосферы «насквозь», что было невозможно до запуска спутника.
Приёё сizin н н л с сщщт & лв уверено ощщщщщ & uя; были зафиксированы случаи сверхдальнего приёма на расстояниях до 10 тысяч км
Das Folgende ist eine (jetzt offensichtlich widerlegte) Spekulation, die eher auf einer sehr grundlegenden Funktheorie als auf einem bestimmten Wissen über Sputnik 1 basiert. Es sollte ignoriert werden, wenn jemand mit Kenntnissen der tatsächlich verwendeten Schaltungen bessere Informationen hat. Ich habe im Internet gesucht, aber keine Beschreibungen von Sputnik 1 gefunden, die gute Beweise für oder gegen die untenstehende Theorie über seine Konstruktion lieferten.
Wenn wir annehmen, dass 40 MHz nicht aus Empfangsgründen gewählt werden, dann ist der offensichtliche Grund, 40 MHz zu wählen, dass es die zweite Harmonische von 20 MHz ist. Ein Oszillator erzeugt im Allgemeinen eine gewisse Signalmenge bei Harmonischen der ursprünglichen Frequenz (je nach Design klein oder groß), und bestimmte HF-Schaltungselemente wie Stichleitungen (und mit einigen Komplikationen Antennen) arbeiten auch mit Harmonischen wie mit der Grundfrequenz. Daher könnten Komponenten zwischen den 40-MHz- und 20-MHz-Systemen geteilt werden, wodurch Gewicht und Komplexität eingespart werden.
[Weitere Informationen deuten darauf hin, dass dies nicht der Fall war – die 20- und 40-MHz-Sender waren getrennt und wurden als redundante Systeme betrachtet. Es könnte immer noch einen Designgrund gegeben haben, ein ungefähres Vielfaches zu verwenden, aber ich kann nicht sagen, was genau sie sein könnten.]
Außerdem,
Signale auf der ersten Frequenz wurden in 0,3-s-Pulsen gesendet … mit Pausen gleicher Dauer, die durch Pulse auf der zweiten Frequenz gefüllt wurden. [ Wikipedia ]
Während diese Abwechslung nur dazu dienen könnte, die Leistungsaufnahme auszugleichen, deutet dies auch darauf hin, dass es möglicherweise nicht zwei unabhängige Sender gibt, sondern einen Sender, der entweder beide Signale gleichzeitig im Oszillator erzeugt, gefolgt von einem schaltbaren Filter, um einen von ihnen auszuwählen an den Leistungsverstärker oder Antennen senden, oder der Oszillator selbst könnte moduliert werden, um zwischen diesen Frequenzen umzuschalten.
Sputnik soll laut Wikipedia und einem Zitat hinter Paywall auf "20,005 und 40,002 MHz" gesendet haben. Natürlich ist 20,005 × 2 = 40,010, nicht 40,002. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Harmonische nicht anwendbar sind; Unter der Theorie, dass die zweite Harmonische verwendet wurde, um das 40-MHz-Signal zu erzeugen, ist es einigermaßen plausibel, dass beim Umschalten des Senders zwischen den 20-MHz- und 40-MHz-Bedingungen Sekundäreffekte (Änderungen der Belastung von Schaltkreisen usw.) eine geringe Frequenz verursachten Schicht; oder, wenn der Oszillator moduliert wird, ist es nur ein Fehler oder eine freie Wahl in der entworfenen Abstimmung, und die Anforderung ist nur, dass die zweite Frequenz ungefähr ein Vielfaches der ersten ist.
Ich weiß nicht, was die tatsächlichen Komponenten eines 1-Watt-Röhrensenders der damaligen Zeit wären, also weiß ich nicht, wie plausibel eine dieser Hypothesen ist. [Vielleicht plausibel, aber anscheinend falsch.]
äh