高中拓展 · 链路预算与噪声
太阳真的能替文明广播吗?
Friis远场传播,固定20K系统噪声。把信号送远一点,看看接收功率如何跌落。
宇宙收音机:问题从哪里来?
无线电让人类从另一扇窗口观察宇宙。检测微弱信号需要同时核算功率、频率、天线和噪声;小说太阳广播放大机制不能由自由空间公式验证。
读一段背景,带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
Pr=PtGtGr(λ/4πd)²;噪声kTB。d倍增功率下降6.02dB;增大发射功率不能消除传播时间或所有仪器噪声。
固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
扩大带宽为什么也会带来更多噪声?
换个条件,再试一次
把带宽扩大100倍,噪声会怎样?
看哪里?
三维保留同一场、波或观测证据的空间示意;图线不是额外测得的实体轨迹,数值见同步读数。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识链路预算与噪声涉及的量与单位:传播距离(光年)、发射功率(W)、无线电频率(GHz)、发射增益(dBi)、接收增益(dBi)、接收带宽(Hz)。高中拓展为内容层次提示,未核对具体教材。
先看现象:把信号送远一点,看看接收功率如何跌落。
再做定量:保持其他条件,比较传播距离与接收功率(dBW),再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
Pr=PtGtGr(λ/4πd)²;噪声kTB。d倍增功率下降6.02dB;增大发射功率不能消除传播时间或所有仪器噪声。
对照核验提示:窄带接收:带宽10 Hz;扩大带宽:带宽1000 Hz,信号功率不变。按这些题设自己操作并比较接收功率,不把参考情景当个人完成。
适用范围:波环大小仅示意带内信噪比,不代表波长或真实波前大小。远场Friis、各向同性参考增益、固定20K系统噪声;忽略指向损失、星际介质与编码细节。太阳引力透镜有严格几何和观测限制,不等于任意频段的小说式广播放大器。 波形为信号包络示意;dBW是功率对数值,不是负功率。
NRAO · Radio astronomy(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。