Forum

Hallo,
ich betreibe einen ADS-B Empfänger zur Standortverfolgung von Flugzeugen auf 1090 MHz.
Mit einer Koax-Collinear Antenne ohne Antennenverstärker komme ich auf eine Reichweite von ca. 230 km.
Wie würde sich die theoretische Reichweite erhöhen, wenn ich das Empfangssignal um 20 dB verstärke.
Dabei sollen Effekte wie Signal-Rauschabstand und Leitungsdämpfung mal außen vor gelassen werden.
Laut Abb. 1.1 dieser Webseite https://www.jumo.net/attachments/JUMO/attachmentdownload?id=971460
soll sich die Reichweite bei 6 dB Antennenverstärkung verdoppeln.
Bei 20 dB demnach eine Verzehnfachung.

Praktisch habe ich jedoch eine Reichweitenerhöhung von 330 km / 230 km, also das 1,4 fache.

Liegt diese starke Abweichung von der Theorie tatsächlich am Rauschen, das ich ja mit verstärke?
Oder mache ich einen Denkfehler?
Ich habe irgendwo noch was gelesen, dass die Reichweite im Verhältnis zur 4. Wurzel der Sendeleistung steigt.

Hallo,
auf Amateurfunkseiten findet man unter dem Stichwort "Freiraumdämpfung" Tabellen, die da Näherungswerte bei 1Ghz angeben, die offenbar besser zu Deinen Erfahrungen passen. Ansonsten sind die Ausbreitungsbedingungen auch hier beschrieben - eher ohne konkrete Beispiele: https://de.wikipedia.org/wiki/Reichweite_(Funktechnik)
Grüsse
Hartwig

» Hallo,
» ich betreibe einen ADS-B Empfänger zur Standortverfolgung von Flugzeugen
» auf 1090 MHz.
» Mit einer Koax-Collinear Antenne ohne Antennenverstärker komme ich auf eine
» Reichweite von ca. 230 km.
» Wie würde sich die theoretische Reichweite erhöhen, wenn ich das
» Empfangssignal um 20 dB verstärke.
» Dabei sollen Effekte wie Signal-Rauschabstand und Leitungsdämpfung mal
» außen vor gelassen werden.
» Laut Abb. 1.1 dieser Webseite
» https://www.jumo.net/attachments/JUMO/attachmentdownload?id=971460
» soll sich die Reichweite bei 6 dB Antennenverstärkung verdoppeln.
» Bei 20 dB demnach eine Verzehnfachung.
»
» Praktisch habe ich jedoch eine Reichweitenerhöhung von 330 km / 230 km,
» also das 1,4 fache.
»
» Liegt diese starke Abweichung von der Theorie tatsächlich am Rauschen, das
» ich ja mit verstärke?
» Oder mache ich einen Denkfehler?
» Ich habe irgendwo noch was gelesen, dass die Reichweite im Verhältnis zur
» 4. Wurzel der Sendeleistung steigt.
»
»

Ein Antennenvorverstärker bringt immer ein zusätzliches Rauschen mit.(Mehr oder weniger)
Welches Koaxkabel wird verwendet ?
Einfaches Koaxkabel hat meist mehr als 80 dB auf 100 m bei 1 GHz
RG400/U hat eine Dämfung von 48 dB auf 100 m bei f=1 GHz
Aircell 7 hat eine Dämpfung von 20,44 dB auf 100 m bei f=1 GHz, Preis > 5,00 Euro der Meter
Aircom premium hat 11,77 dB auf 100 m bei f=1 GHz Preis > 6,5 Euro der Meter

Vielleicht lässt sich mit besserem Koaxkabel, hochwertigen Steckern
und kurzem Antennenkabel mehr erreichen als mit einfachen Vorverstärkern
Schau mal im Internet bei SSB ELEKTRONIK rein.
Die erwähnte Freiraumdämpfung und die Erdkrümmung
haben auch Einfluß auf den Empfang.

» Ein Antennenvorverstärker bringt immer ein zusätzliches Rauschen mit.(Mehr
» oder weniger)
» Welches Koaxkabel wird verwendet ?
» Einfaches Koaxkabel hat meist mehr als 80 dB auf 100 m bei 1 GHz
» RG400/U hat eine Dämfung von 48 dB auf 100 m bei f=1 GHz
» Aircell 7 hat eine Dämpfung von 20,44 dB auf 100 m bei f=1 GHz, Preis >
» 5,00 Euro der Meter
» Aircom premium hat 11,77 dB auf 100 m bei f=1 GHz Preis > 6,5 Euro der
» Meter

Ich verwende WISI MK 90 A.
75 Ohm, Kupferleiter, dreifach geschirmt (verzinntes Kupfergeflecht und 2x Alufolie),
Gas-geschäumtes Dielektrikum
Dämpfung 20 dB auf 100m

» Vielleicht lässt sich mit besserem Koaxkabel, hochwertigen Steckern
» und kurzem Antennenkabel mehr erreichen als mit einfachen Vorverstärkern
» Schau mal im Internet bei SSB ELEKTRONIK rein.
» Die erwähnte Freiraumdämpfung und die Erdkrümmung
» haben auch Einfluß auf den Empfang.

Zwischen Antenne und Empfänger habe ich etwa 1m.
Erdkrümmung spielt keine Rolle, da der Sender in 10 000m Höhe fliegt.

Flugzeuge fliegen in 10000m Höhe, aber irgendwann sind sie dann ja trotzdem hinterm Horizont. Bin jetzt ehrlich zu faul, die Krümmung der Erde zu berechnen, aber mir erscheinen 300km Sicht schon ganz schön viel

» Ich verwende WISI MK 90 A.
» 75 Ohm, Kupferleiter, dreifach geschirmt (verzinntes Kupfergeflecht und 2x
» Alufolie),
» Gas-geschäumtes Dielektrikum
» Dämpfung 20 dB auf 100m

Die Schirmung ist für die Dämpfung uninteressant !
Aber Koaxkabel mit geschäumtem Dielektrikum kann keine geringe Dämpfung haben.
Dämpfung von 20 dB auf 100 m ? bei welcher Frequenz ?
Da nur ca. 1m Kabellänge verwendet wird, ist die Dämpfung nur gering.
Man sollte nachforschen, aus welcher Entfernung sich Piloten beim Tower anmelden können.
Mehr als 300 km werden es sicher schon sein !

» » Ich verwende WISI MK 90 A.
» » 75 Ohm, Kupferleiter, dreifach geschirmt (verzinntes Kupfergeflecht und
» 2x
» » Alufolie),
» » Gas-geschäumtes Dielektrikum
» » Dämpfung 20 dB auf 100m
»
» Die Schirmung ist für die Dämpfung uninteressant !
» Aber Koaxkabel mit geschäumtem Dielektrikum kann keine geringe Dämpfung
» haben.
Wer sagt das? Ich habe gelesen: Geschäumte Dielektrika aus Polyethylen bilden dagegen die Grundlage aller dämpfungsarmen Koaxialkabel in der Funktechnik.

» Dämpfung von 20 dB auf 100 m ? bei welcher Frequenz ?
Bei 1000 MHz
» Da nur ca. 1m Kabellänge verwendet wird, ist die Dämpfung nur gering.
Richtig.

» Man sollte nachforschen, aus welcher Entfernung sich Piloten beim Tower
» anmelden können.
» Mehr als 300 km werden es sicher schon sein !

Denke ich auch.
Die Profis haben bestimmt auch bessere Antennen als ich mit meinem 1 Meter Koax-Versatz.
Das war aber nicht meine Frage.

» Flugzeuge fliegen in 10000m Höhe, aber irgendwann sind sie dann ja trotzdem
» hinterm Horizont. Bin jetzt ehrlich zu faul, die Krümmung der Erde zu
» berechnen, aber mir erscheinen 300km Sicht schon ganz schön viel

Du hast den Nagel auf den Kopf getroffen. Das hatte ich jetzt total unterschätzt.
War auch zu faul zum rechnen aber es gibt ja genug Futter im Internet.
Ein Pilot überblickt aus 10 000 m Höhe einen Kreis von 713 km.
Wenn ich von unten nach oben gucke, ist nur die Hälfte davon relevant, also 357km. Da bin ich doch schon fast am Maximum mit meinen 330 km.

Wenn ich dann noch meinen nicht gerade optimalen Standort bedenke, 3. Etage Plattenbau, eingezwängt zwischen weitere Gebäude...
Zum Glück in Richtung 90° ein Wohnblock, der als Spiegel wirkt und mir nach Westen auch einiges an Empfang bietet. Nur der südliche Block ist zu nahe dran, da kann ich nicht drüber.

» Man sollte nachforschen, aus welcher Entfernung sich Piloten beim Tower
» anmelden können.
» Mehr als 300 km werden es sicher schon sein !
Dann müsste ich in Thüringen auch Berliner Fernsehsender und Radiosender empfangen können.
Mit relativ großer Antenne habe ich zu DDR Zeiten den Norddeutschen Rundfunk von Torfhaus im Harz empfangen. Sind ca 170km.
Rias Berlin hatte ich auch, aber vom Ochsenkopf in Bayern, keine 100km entfernt.

» Hallo,
» ich betreibe einen ADS-B Empfänger zur Standortverfolgung von Flugzeugen
» auf 1090 MHz.
» Mit einer Koax-Collinear Antenne ohne Antennenverstärker komme ich auf eine
» Reichweite von ca. 230 km.
» Wie würde sich die theoretische Reichweite erhöhen, wenn ich das
» Empfangssignal um 20 dB verstärke.
» Dabei sollen Effekte wie Signal-Rauschabstand und Leitungsdämpfung mal
» außen vor gelassen werden.
» Laut Abb. 1.1 dieser Webseite
» https://www.jumo.net/attachments/JUMO/attachmentdownload?id=971460
» soll sich die Reichweite bei 6 dB Antennenverstärkung verdoppeln.
» Bei 20 dB demnach eine Verzehnfachung.
»
» Praktisch habe ich jedoch eine Reichweitenerhöhung von 330 km / 230 km,
» also das 1,4 fache.
»
» Liegt diese starke Abweichung von der Theorie tatsächlich am Rauschen, das
» ich ja mit verstärke?
» Oder mache ich einen Denkfehler?
» Ich habe irgendwo noch was gelesen, dass die Reichweite im Verhältnis zur
» 4. Wurzel der Sendeleistung steigt.
»
»

Hallo simi7,

das wichtigste zuerst: bei einer Verstärkung des Empfangssignal von 20dB bei sonst gleichen Systemeigenschaften erhöht sich die (theoreische Reichweite) um 1880 Km, also auf eine Gesamtfunkfeldlänge auf 2110 Km !!!

Das kann man zunächst nicht glauben, aber ich zeige dir hier wie das berechnet wird.

Für eine solche Aufgabe wird in der Übertragungstechnik eine so genannte Dämpfungsbilanz erstellt. In diesem Fall lässt sich die Dämpfungsbilanz einfach berechnen, da -wie von dir angenommen- Systemkomponenten wie Kabeldämpfung, Antenne usw. unveränder bleiben. D.h. die Freiraumdämfung a0 (in deinem Diagramm Streckendämpfung SD genannt) darf sich aufgrund der Verstärkung um 20dB erhöhen gegenüber der Freiraumdämpfung a0 bei einer Entfernung (Fachausdruck Funkfeldlänge) von 230 Km bei f=1,09 GHz, wie von dir angegeben.

Rechnet man die Freiraumdämpfung bei 230 Km und 1,09 GHz aus, erhält man für a0 = 138,89 dB, d.h. das ist die Freiraumdämpfung ohne Verstärker bei 230 km.
Wenn jetzt die Freiraumdämpfung aufgrund der Vorverstärkung um 20 dB größer sein darf, also 158,89 dB ergibt sich jetzt eine Funkfeldlänge von 2110 km.

Wichtig ist an dieser Stelle ist zu wissen: es spielt (theoretisch) überhaupt keine Rolle ob bei dem Übertragungssystem am Sendestandort die Sendeleistung um 20 dB erhöht wird, oder auf der Empfangsseite das Empfangssignal um 20 dB angehoben (sprich verstärkt) wird. Beides ist physikalisch gleich.

Noch ein wichtiger Hinweis: dass die Reichweite tatsächlich um 1880 km größer wird, lässt sich einfach überprüfen: du hast unterhalb des Diagramms bereits angegeben, dass sich je 6 dB die Reichweite verdoppelt. Das ist absolut richtig, denn nehmen wir z.B. statt 20 dB Verstärkung 18 dB an:
Dann gilt 18 dB = 6 dB + 6 dB + 6 dB = Entfernung von 230 km x Verdopplung x Verdopplung x Verdopplung = 230 km mal 2 mal 2 mal 2 = 1840 km

Um es klar zu sagen: die Funkfeldlänge von 2110 km ist ein theoretischer Wert und gilt NUR !! im freien Raum, also im Weltraum. die tatsächlich Funkfeldlänge ist aufgrund der Erdkrümmung deutlich reduziert! Z.B. beträgt die Erdkrümmung bei einer Entfernung von 230 km schon mehr als 1 km!! Deshalb ist die tatsächlich möglich Entfernung deutliche geringer als 2110 km. Wie genau hängt von der Sendeantenne über Grund und der Empfangsantenne über Grund ab .Auch das kann man einigermaßen genau berechnen, gehört hier aber nicht hin. Das lernen auch die Studenden der HF-Technik/Nachrichtechnik an den Hochschulen.

Übrigens: was hier geschrieben habe stammt aus dem en Bereich Richtfunknetzplanung bzw. Funkfeldplanung.

Falls du an der ausführlichen Berechnung des Funkfeldes interssiert bist, dann kann ich die hier einstellen oder dir als e-Mail zusenden.

Noch ein Wort zu dem Kommentar von Eierschale: Klar, Anfänger wie du haben von diesem Thema zwar keine Ahnung, glauen aber ihren Senf dazu genem zu müssen.

Gruß von hightech

» Noch ein wichtiger Hinweis: dass die Reichweite tatsächlich um 1880 km
» größer wird, lässt sich einfach überprüfen: du hast unterhalb des
» Diagramms bereits angegeben, dass sich je 6 dB die Reichweite verdoppelt.
» Das ist absolut richtig, denn nehmen wir z.B. statt 20 dB Verstärkung 18 dB
» an:
» Dann gilt 18 dB = 6 dB + 6 dB + 6 dB = Entfernung von 230 km x Verdopplung
» x Verdopplung x Verdopplung = 230 km mal 2 mal 2 mal 2 = 1840 km
»

Selten so viel Blödsinn gelesen. Danke.

» » Man sollte nachforschen, aus welcher Entfernung sich Piloten beim Tower
» » anmelden können.
» » Mehr als 300 km werden es sicher schon sein !
» Dann müsste ich in Thüringen auch Berliner Fernsehsender und Radiosender
» empfangen können.
Flugzeuge haben eine etwas größere Höhe als Rundfunksender.

» Mit relativ großer Antenne habe ich zu DDR Zeiten den Norddeutschen
» Rundfunk von Torfhaus im Harz empfangen. Sind ca 170km.
» Rias Berlin hatte ich auch, aber vom Ochsenkopf in Bayern, keine 100km
» entfernt.
Das sind aber andere Ausbreitungsbedingungen. Überreichweiten wegen spezieller Wetterlage.
Ich hatte in den 80ern einmal auf meinem Fernseher ein verwaschenes Testbild, auf dem ich immerhin lesen konnte, dass das ein Dänischer Sender war. Mein Standort nähe Cottbus, RIAS/SFB angepeilt und Dänemark in gerader Linie dahinter.

» » Noch ein wichtiger Hinweis: dass die Reichweite tatsächlich um 1880 km
» » größer wird, lässt sich einfach überprüfen: du hast unterhalb des
» » Diagramms bereits angegeben, dass sich je 6 dB die Reichweite verdoppelt.
»
» » Das ist absolut richtig, denn nehmen wir z.B. statt 20 dB Verstärkung 18
» dB
» » an:
» » Dann gilt 18 dB = 6 dB + 6 dB + 6 dB = Entfernung von 230 km x
» Verdopplung
» » x Verdopplung x Verdopplung = 230 km mal 2 mal 2 mal 2 = 1840 km
» »
»
» Selten so viel Blödsinn gelesen. Danke.

Nun bin ich aber gespannt. Wo liegt der Fehler?

» » » Noch ein wichtiger Hinweis: dass die Reichweite tatsächlich um 1880
» km
» » » größer wird, lässt sich einfach überprüfen: du hast unterhalb des
» » » Diagramms bereits angegeben, dass sich je 6 dB die Reichweite
» verdoppelt.
» »
» » » Das ist absolut richtig, denn nehmen wir z.B. statt 20 dB Verstärkung
» 18
» » dB
» » » an:
» » » Dann gilt 18 dB = 6 dB + 6 dB + 6 dB = Entfernung von 230 km x
» » Verdopplung
» » » x Verdopplung x Verdopplung = 230 km mal 2 mal 2 mal 2 = 1840 km
» » »
» »
» » Selten so viel Blödsinn gelesen. Danke.
»
» Nun bin ich aber gespannt. Wo liegt der Fehler?

Wenn das Signal so schwach geworden ist, dass es im Rauschen untergeht, nützt auch keine Verstärkung.

Stell dir vor, jemand unterhält sich in 10m Entfernung in normaler Lautstärke. Du verstehst jedes Wort. In 50m Entfernung hörst du das Gespräch, wenn es still ist, im Wald bei Windstille. Bei 200m Entfernung bei leichten Windgeräuschen würde es auch nichts nützen ein Hörgerät auf max. Verstärkung zu stellen, das Gespräch geht in den Nebengeräuschen unter.

» » » » Noch ein wichtiger Hinweis: dass die Reichweite tatsächlich um 1880
» » km
» » » » größer wird, lässt sich einfach überprüfen: du hast unterhalb des
» » » » Diagramms bereits angegeben, dass sich je 6 dB die Reichweite
» » verdoppelt.
» » »
» » » » Das ist absolut richtig, denn nehmen wir z.B. statt 20 dB
» Verstärkung
» » 18
» » » dB
» » » » an:
» » » » Dann gilt 18 dB = 6 dB + 6 dB + 6 dB = Entfernung von 230 km x
» » » Verdopplung
» » » » x Verdopplung x Verdopplung = 230 km mal 2 mal 2 mal 2 = 1840 km
» » » »
» » »
» » » Selten so viel Blödsinn gelesen. Danke.
» »
» » Nun bin ich aber gespannt. Wo liegt der Fehler?
»
» Wenn das Signal so schwach geworden ist, dass es im Rauschen untergeht,
» nützt auch keine Verstärkung.
»
» Stell dir vor, jemand unterhält sich in 10m Entfernung in normaler
» Lautstärke. Du verstehst jedes Wort. In 50m Entfernung hörst du das
» Gespräch, wenn es still ist, im Wald bei Windstille. Bei 200m Entfernung
» bei leichten Windgeräuschen würde es auch nichts nützen ein Hörgerät auf
» max. Verstärkung zu stellen, das Gespräch geht in den Nebengeräuschen
» unter.

Hallo Eierschale,

OK, offensichtlich fehlen dir zu diesem Thema auch die mathematischen Voraussetzungen die hierzu unbedingt notwendig sind. Na ja dafür kannst du (vielleicht nichts).
Wenn du aber solche Kommentare z.B. im Hörsaal einer Hochschule machen würdest, dann kann ich dir versichern, dass man dir folgende Empfehlung geben wird:

Lass die Finger von der E-Technik und mach besser eine Pommesbude auf.

hightech

» » Aber Koaxkabel mit geschäumtem Dielektrikum kann keine geringe Dämpfung
» » haben.
» Wer sagt das? Ich habe gelesen: Geschäumte Dielektrika aus Polyethylen
» bilden dagegen die Grundlage aller dämpfungsarmen Koaxialkabel in der
» Funktechnik.
»
Ich kenn kein dämpfungarmes Koaxkabel mit geschäumtem Dielektrikum.
Leider kann ich keine Daten über das Wisi_Kabel finden.
»
» » Dämpfung von 20 dB auf 100 m ? bei welcher Frequenz ?
» Bei 1000 MHz
» » Da nur ca. 1m Kabellänge verwendet wird, ist die Dämpfung nur gering.
» Richtig.
»
» » Man sollte nachforschen, aus welcher Entfernung sich Piloten beim Tower
» » anmelden können.
» » Mehr als 300 km werden es sicher schon sein !

»
» Denke ich auch.
» Die Profis haben bestimmt auch bessere Antennen als ich mit meinem 1 Meter
» Koax-Versatz.
» Das war aber nicht meine Frage.

Dann bring mal die Antenne auf das Dach. (wenn auch nur mal probehalber)
Als Ableitung ein dämpfungarmes Koaxkabel
Das entspricht dann fast einer Profianlage !
Bei fester Installation die Erdung nicht vergessen !