SM0AOM
Well-Known Member
Det här är intressanta data och iakttagelser.
Vad man känner till så har både brusets amplitud och statistik förändrats under mer modern tid.
Den brusstatistik som finns insamlad genom ITU (Recommendation P.372) har åstadkommits under en mycket
lång tid, 50-talet och framåt, och under den tiden har i synnerhet "man-made" störningar både ökat och ändrat karaktär.
Bruset är starkt frekvensberoende och varierar dessutom över årstiderna och tid på dygnet.
I varje realiserbart mottagarsystem finns det en grundbrusnivå som vi aldrig kan komma under, och den
är = kTB där k är Boltzmanns konstant, T är "brustemperaturen" och B är mottagarbandbredden i Hz.
Man kan även uttrycka detta som en effektnivå; som blir 174 dBm/Hz vid rumstemperatur.
Till detta grundbrus kommer sedan yttre brus som genereras i omgivningarna.
- Atmosfäriskt brus; summan av alla atmosfäriska urladdningar som kan utbreda sig till mottagarantennen.
Detta minskar med ökande frekvens och avstånd från ekvatorn
- Galaktiskt brus; kommer från världsrymden. Dämpas kraftigt av jonosfären och blir märkbart över c:a 15 MHz.
- "Man-made" brus; genereras av elektriska och elektroniska apparater. Denna form av brus är dominerande i dag i närheten av bebyggelse.
I stället för brustemperatur använder man ofta "brusfaktor" som anger hur mycket större brusnivån är i en realiserbar mottagare+antenn än i en ideal.
ITU-data innehåller även ett mått av statistik, där fördelningen av brusets amplitud finns angiven i form av
en sannolikhet för att en topp överskrider medelvärdet med ett givet värde.
Det "vita" eller termiska bruset har ett topp-till-medelvärdesförhållande av c:a 12 dB, eller en faktor 4 i amplitud, medan atmosfäriskt brus har en mycket större dynamik. Man-made brus har dessutom en ganska stor deterministisk komponent.
En hög mottagarkänslighet kan man antingen få genom en låg brustemperatur, eller med en smal mottagarbandbredd, eftersom bruseffekten är proportionell mot både temperatur och bamdbredd.
Smal bandbredd sätter däremot gränser för vilken datatakt som kan överföras, eftersom överföringstakten och bandbredden är proportionella mot varandra.
De extremt svaga signaler som kan tas emot via FT-8 och WSPR är möjliga genom att meddelandet har en låg datatakt, är kodat med en optimal kanalkodning samt är mycket förutsägbart.
Morsetelegrafi är inte lika förutsägbart och behöver därför en större energimängd för att kunna detekteras.
Nivån av brus och störningar är frekvensberoende, så att brusnivån är högre vid lägre frekvenser.
Dessutom skiljer det rejält mellan natt och dag på frekvenser under c:a 7 MHz.
Figur från QTC 2/1969 med brusnivåer representativa för 60-talet.
En brusnivå av -30 dBµV/m motsvarar grovt en brustemperatur på 5000 K eller en brusfaktor av
c:a 15 dB. Denna överstiger mottagarbruset hos en dåtida mottagare med c:a 10 dB, vilket gjorde att
även vid "tysta" omgivningar så överröstades mottagaren av det yttre bruset.
Jämför man sedan med t.ex brusnivå på natten vid 3,5 MHz så "inses lätt" att mottagarna redan då var c:a 40 dB "för känsliga"; en typisk S-meter skulle visat c:a S 4 eller -85 dBm med en "full-size" antenn
bara på den naturliga bakgrunden, vilken motsvarar en miljon K eller så.
Dagens man-made nivåer i ett förortsområde torde överskrida de som man hade på 60-talet med minst 10 dB.
Någon förbättring finns inte i sikte på lång tid ännu, mängden undermålig materiel ökar hela tiden, och viljan att ta itu med problemet saknas i stor utsträckning. Producenter och konsumenter av elektronik vill mycket ogärna betala vad det kostar att producera materiel som inte höjer brusgolvet.
Dessutom har den sjunkande tekniska kompetensen hos dagens radioamatörer gjort att alltför många står helt handfallna inför att angripa störningsproblem i den omfattning som trots allt går. Många tvingas leva med en bakgrundsnivå som är flera tiotals dB högre än vad den skulle behöva vara.
Vad man känner till så har både brusets amplitud och statistik förändrats under mer modern tid.
Den brusstatistik som finns insamlad genom ITU (Recommendation P.372) har åstadkommits under en mycket
lång tid, 50-talet och framåt, och under den tiden har i synnerhet "man-made" störningar både ökat och ändrat karaktär.
Bruset är starkt frekvensberoende och varierar dessutom över årstiderna och tid på dygnet.
I varje realiserbart mottagarsystem finns det en grundbrusnivå som vi aldrig kan komma under, och den
är = kTB där k är Boltzmanns konstant, T är "brustemperaturen" och B är mottagarbandbredden i Hz.
Man kan även uttrycka detta som en effektnivå; som blir 174 dBm/Hz vid rumstemperatur.
Till detta grundbrus kommer sedan yttre brus som genereras i omgivningarna.
- Atmosfäriskt brus; summan av alla atmosfäriska urladdningar som kan utbreda sig till mottagarantennen.
Detta minskar med ökande frekvens och avstånd från ekvatorn
- Galaktiskt brus; kommer från världsrymden. Dämpas kraftigt av jonosfären och blir märkbart över c:a 15 MHz.
- "Man-made" brus; genereras av elektriska och elektroniska apparater. Denna form av brus är dominerande i dag i närheten av bebyggelse.
I stället för brustemperatur använder man ofta "brusfaktor" som anger hur mycket större brusnivån är i en realiserbar mottagare+antenn än i en ideal.
ITU-data innehåller även ett mått av statistik, där fördelningen av brusets amplitud finns angiven i form av
en sannolikhet för att en topp överskrider medelvärdet med ett givet värde.
Det "vita" eller termiska bruset har ett topp-till-medelvärdesförhållande av c:a 12 dB, eller en faktor 4 i amplitud, medan atmosfäriskt brus har en mycket större dynamik. Man-made brus har dessutom en ganska stor deterministisk komponent.
En hög mottagarkänslighet kan man antingen få genom en låg brustemperatur, eller med en smal mottagarbandbredd, eftersom bruseffekten är proportionell mot både temperatur och bamdbredd.
Smal bandbredd sätter däremot gränser för vilken datatakt som kan överföras, eftersom överföringstakten och bandbredden är proportionella mot varandra.
De extremt svaga signaler som kan tas emot via FT-8 och WSPR är möjliga genom att meddelandet har en låg datatakt, är kodat med en optimal kanalkodning samt är mycket förutsägbart.
Morsetelegrafi är inte lika förutsägbart och behöver därför en större energimängd för att kunna detekteras.
Nivån av brus och störningar är frekvensberoende, så att brusnivån är högre vid lägre frekvenser.
Dessutom skiljer det rejält mellan natt och dag på frekvenser under c:a 7 MHz.
Figur från QTC 2/1969 med brusnivåer representativa för 60-talet.
En brusnivå av -30 dBµV/m motsvarar grovt en brustemperatur på 5000 K eller en brusfaktor av
c:a 15 dB. Denna överstiger mottagarbruset hos en dåtida mottagare med c:a 10 dB, vilket gjorde att
även vid "tysta" omgivningar så överröstades mottagaren av det yttre bruset.
Jämför man sedan med t.ex brusnivå på natten vid 3,5 MHz så "inses lätt" att mottagarna redan då var c:a 40 dB "för känsliga"; en typisk S-meter skulle visat c:a S 4 eller -85 dBm med en "full-size" antenn
bara på den naturliga bakgrunden, vilken motsvarar en miljon K eller så.
Dagens man-made nivåer i ett förortsområde torde överskrida de som man hade på 60-talet med minst 10 dB.
Någon förbättring finns inte i sikte på lång tid ännu, mängden undermålig materiel ökar hela tiden, och viljan att ta itu med problemet saknas i stor utsträckning. Producenter och konsumenter av elektronik vill mycket ogärna betala vad det kostar att producera materiel som inte höjer brusgolvet.
Dessutom har den sjunkande tekniska kompetensen hos dagens radioamatörer gjort att alltför många står helt handfallna inför att angripa störningsproblem i den omfattning som trots allt går. Många tvingas leva med en bakgrundsnivå som är flera tiotals dB högre än vad den skulle behöva vara.
