Newsgroup: it.scienza.astronomia
Titolo: Re: una domanda di radioastronomia!!

Tau Ceti???
 
Primo, se vuoi fare la stessa domanda su più gruppi usa il crossposting.
 
Secondo, si è già parlato qui di un argomento simile.  Cerca il filone
con oggetto "limiti rilevabilità segnali radio dalla terra allo spazio". 

fortuitamente captabili ad esempio da Tau Ceti nel 1933
 
Del "fortuitamente captabili" si è parlato in quel filone.

 Tau Ceti???
 
Ciao. Proprio sul "quando" preciso, non saprei cosa dirti.
Intanto il thread a cui vi riferivate era questo
http://groups.google.com/group/it.scienza.astronomia/browse_frm/thread/958918e03f236622?hl=it&tvc=1
 
In merito alla massima distanza raggiungibile dalle nostre
trasmissioni ordinarie, ho sentito di qualche studio che parla di 70
anni luce, dunque Tau Ceti a 12 anni luce da noi sarebbe
raggiungibile, ma non so quanto si possa dare una risposta precisa. Ci
sono troppe variabili in gioco e in special modo la potenza di
emissione.
Per quanto riguarda la ionosfera, essa riflette solo le onde corte
(con frequenze comprese tra la LUF e la MUF), dunque è del tutto
trasparente alle altre gamme di frequenze. Inoltre, se i raggi,
intendendo le linee ortogonali ai fronti d'onda, incidono
perpendicolarmente alla ionosfera (angolo di incidenza nullo), non c'è
riflessione, nemmeno delle onde corte. Ecco allora che sono importanti
anche i diagrammi di elevazione delle antenne. Non ha importanza se
una trasmissione sia terrestre e non satellitare: per esempio,
l'antenna potrebbe avere comunque dei lobi di radiazione, magari anche
secondari, rivolti verso l'alto.
Un'altra cosa da osservare è queta:
l'attenuazione a grandi distanze nello spazio vuoto dipende dalla
frequenza. Ti sembrerà strano perchè, se calcoli la densità di potenza
su una superficie sferica che si espande, ovviamente il risultato è
indipendente dalla frequenza.
Tuttavia, la cosiddetta "area di cattura" delle antenne diminuisce con
la frequenza.
Leggi questa pagina:
http://www.qsl.net/ik8xld/Equazione%20del%20radar.htm
 
 
Ciao.
 
--
Gino Di Ruberto, Napoli
IK8QQM - K8QQM
http://groups.google.com/group/infonapoli-newsletter?hl=it
 
"E' curioso a vedere che quasi tutti gli uomini che valgono molto
hanno le maniere semplici e che quasi sempre le maniere semplici sono
prese per indizio di poco valore."
(Giacomo Leopardi)

 
http://www.qsl.net/ik8xld/Equazione%20del%20radar.htm
 
 
Mi sembra che quelle formule non siano pertinenti, infatti
si parla di antenne isotrope mentre certamente per rivelare
segnali provenienti da civilta' (nel nostro caso) extrasolari
si dovrebbero utilizzare antenne fortemente direzionali, per
ottenere un sufficiente rapporto segnale/rumore, v. ad es.
le antenne paraboliche dei radiotelescopi o gli specchi dei
telescopi ottici.
 
Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani 

 si dovrebbero utilizzare antenne fortemente direzionali....
 
Ciao. Dipende da se ragioniamo con un guadagno fissato.
L'area di cattura di un'antenna direttiva è data dal prodotto
dell'area di
cattura di un'antenna isotropa (lamda^2/4pigreco) per il guadagno
dell'antenna direttiva
vedi principio di reciprocità
http://it.wikipedia.org/wiki/Principio_di_reciprocit%C3%A0_(elettromagnetismo)
 
Allora, a parità di guadagno espresso in dBi (cioè rispetto ad
un'antenna
isotropa), anche l'area di cattura dell'antenna direttiva diminuirà
con la
frequenza.
Nel caso paricolare delle antenne paraboliche di geometria fissata, la
fortuna è che il guadagno è
inversamente proporzionale a lamda^2, dunque aumenta con la frequenza
e si
ha una compensazione.
(*vedere Nota sotto)
In generale, però, per altri tipi di antenne non isotrope, per le
quali non c'è relazione tra area di cattura e un'area fisica, ciò non
è affatto detto.
 
Ciao.
______________________
Nota:
Per un'antenna parabolica, l'area di cattura non dipende dalla
lunghezza d'onda e quindi dalla frequenza, ma solo dall'area fisica A
della sua bocca d'apertura (che è una circonferenza), tramite un
coefficiente di proporzionalità e chiamato "efficienza di apertura":
 
area di cattura = A e
 
Ma, detto G il guadagno, per qualunque antenna si ha
 
area di cattura = G area di cattura antenna isotropa = G
lambda^2/4pigreco
 
da cui
 
G lambda^2/4pigreco = A e
 
da cui
 
G= (4pigreco A/lambda^2) e


 livello del rumore di fondo?!
 
Ciao. Ti rispondo solo su questo. Sulla storia dei beep nel 2011, devi
scusare la mia ignoranza, ma non so proprio un tubo.
Ovviamente, un primo modo di migliorare il rapporto sengle/rumore,
come diceva Giorgio B., è auemtare la direttività dell'antenna.
Infatti, mentre il rumore di fondo viene da tutte le direzioni, se il
segnale viene da una direzione ben precisa, concentrandosi solo su di
essa, elimini il rumore proveniente dalle altre direzioni.
C'è un altro modo. Immagina di avere un rumore ad ampio spettro e un
segnale su una frequenza precisa con pochissima larghezza di banda
occupata: se stringi la larghezza di banda del filtro in ricezione,
elimini del rumore lasciando passare il segnale di interesse.
Credimi, si possono realizzare in onde corte collegamenti
intercontinentali anche con potenze di frazioni di watt a patto di
stringere la banda a sufficienza, anche a un solo Hz o meno.
Però nella vita tutto ha un prezzo. Qual è il prezzo?
Il prezzo è che quando riduci la banda, come si usa dire, aumenta il
"tempo di salita" e ciò ti costringe a scambiare informazioni in modo
lentissimo. Per esempio, noi radioamatori ci divertiamo a comunicare
in QRSS, cioè telegrafia lentissima (non con le cuffie, con appositi
software. :-)).
Se non erro ma _non sono esperto e correggetemi_ i segnali alle sonde
interplanetarie da riprogrammare dalla Terra vengono inviati proprio
così: potenze bassissime (non più di qualche decina di watt) e il
flusso di informazioni è lentissimo per poter stringere la banda.
Per fare un altro esempio, se ascolti un segnale Morse in cuffia con
la tipica larghezza del filtro a 500 Hz, senti distintamente le linee
e i punti perchè l'attacco è netto: "ta-ti-ta-ti, ta-ta-ti-ta".
Se stringi il filtro a 50 Hz, l'attacco che ascolti diventa già troppo
dolce: "va-vi-va-vi, va-va-vi-va" e questo ti impedisce di decifrare
le comunicazioni più veloci.
Stringendo ancora il filtro, il fenomeno aumenta sempre più.
Perchè accade?
Perchè se consideriamo un'onda rettangolare, i "gradini netti"
necessitano di maggiore informazione dal punto di vista spettrale,
cioè se i
gradini sono netti, la larghezza di banda corrispondente è maggiore
rispetto
a se i gradini sono "dolci", ossia riaspetto a se la transizione tra i
due valori è più
graduale. Da ciò comprendiamo che, se stringiamo troppo il filtro in
ricezione,
scendendo al di sotto della larghezza di banda necessaria, andiamo a
togliere parte dell'informazione necessaria per riprodurre i "gradini"
in
modo netto.


livello del rumore di fondo?!
 
Se si sa cosa si cerca, si può trovare anche se il rumore è più forte.
Prova a leggere qualcosa del lavoro di Shannon

 io non lo sapevo, ho chiesto ma non mi considera nessuno :-)
Ti considero io:
 
http://ilpoliedrico.com/2012/01/seti-segnali-poco-extra-ma-molto-terrestri.html
 
 
http://www.ufoonline.it/2012/02/27/seti-kepler-e-le-speculazioni-sul-segnale-extraterrestre-nascosto/
 


 
Qui non ti seguo più, scusami ma non ho capito nulla, lascio a chi a chi 
ha capito la prosecuzione della discussione su questi ultimi aspetti.

 Prova a leggere qualcosa del lavoro di Shannon
Un esempio ormai comunissimo è il GPS.
I trasmettitori dei satelliti emettono circa 25 W, e nel caso più
favorevole si trovano a 20000 km dal ricevitore.
Ho letto che il guadagno d'antenna trasmittente sarebbe 13 dB, il che
mi suona strano, visto che non può essere molto direzionale.
Anche accettandolo, abbiamo l'equivalente di un radiatore isotropo da
500 W.
La banda trasmessa è di 2 MHz.
 
A questo punto si può fare il seguente calcolo:
- stimare il segnale (potenza ai morsetti dell'antenna ricevente)
- calcolare il rumore termico sull'impedenza del ricevitore (50 ohm?)
per quella banda
- ricavare il rapporto S/N.
 
Una volta l'avevo fatto, ma non l'ho ripetuto di recente.
Però sono sicuro che S/N sia terribilmente basso, forse -100 dB...
Come è possibile ricevere quei segnali?
 
La spiegazione è che nel messaggio trasmesso c'è una lunga parte (30
secondi?) predefinita, e che quindi il ricevitore "conosce".
La usa per mettersi in passo, ossia per trovare la massima
correlazione.
Di fatto questo equivale (mi pare) a ridurre la bit rate (q.
d'informazione trasmessa per unità di tempo) al di sotto del limite
dato dal teorema di Shannon.
 
Se qualcuno ne sa di più e corregge eventuali imprecisioni, grazie in
anticipo.
 
 
-- 
Elio Fabri

 ...
Questo mi ha fatto ricordare che tanti anni fa (forse 40) avevo
scritto un appuntino "a modo mio" sull'argomento.
L'ho ripescato, leggermente revisionato, e chi fosse curioso lo trova in
http://www.df.unipi.it/~fabri/sagredo/varie/antenne.pdf
 
 
 
-- 
Elio Fabri

 imprecisioni, grazie in anticipo.
 
Ovviamente non ne so di più, ma come info correlata al
tema, Olivia potrebbe interessare qualcuno:
 
http://en.wikipedia.org/wiki/Olivia_MFSK
 
 
E' davvero un sistema ingegnoso, almeno rispetto alle mie
capacità di comprensione.
 
ciao!
 
Apx.

anticipo.
 
In generale, la sequenza nota e il tempo iniziale di acquisizione
servono al ricevitore ad agganciarsi alla portante, al sincronismo di
bit e ai sincronismi di livello più alto.  Compiuto questo passo, il
paramentro fondamentale è Eb/No, cioè l'energia per bit contenuta nel
segnale ricevuto diviso la densità di potenza del rumore nella banda del
segnale.  Per diminuire questo parametro si usano diversi tipi di
codici, che introducono correlazioni e ridondanza fra i bit successivi
della trasmissione, a prezzo di una maggiore complessità del
trasmettitore, ma soprattutto del ricevitore, e di un ritardo nella
ricezione, perché i bit non vengono trasmessi uno alla volta, ma a
blocchi.

pot ha scritto:
 > Se non ho sbagliato i conti, vorrebbe dire un'angolo di 50°, che a
 > occhio mi sembra verosimile (se la potenza fosse uniforme sull'angolo,
 > in realtà è un'approssimazione).
E' vero, non avevo valutato che i satelliti GPS vedono la Terra sotto
un angolo solido abbastanza piccolo.
Però mi sorge un problema tecnico: se l'antenna trasmittente è
direzionale, occorre assicurarne il corretto orientamento.
I satelliti ci riescono con dei razzi di assetto? Per quanto tempo?
 
 > Non sono sicuro, ma anche questo numero è verosimile. Comunque, c'è
 > in giro abbondanza di documenti che contengono questi dati.
Immagino, ma non so dove cercare.
Comunque ho rifatto il conto, e ricordavo proprio male...
Supponendo il satellite allo zenit e l'antenna ricevente del tutto
isotropa, per T = 300 K il rapporto S/N mi risulta -12dB. (Salvo
errori.)
 
 > Al di sotto del limite non si va :)
Basta intendersi :) io ho detto che la bit rate deve restare sotto il
limite di Shannon. In questo senso non si va al disopra.
 
 > In generale, la sequenza nota e il tempo iniziale di acquisizione
 > ...
OK, thx.
-- 
Elio Fabri