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通信博士@奥卡姆剃刀 懂通信吗?
作者:PBSNPR
发表时间:2018-03-13
更新时间:2018-03-13
浏览:108次
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通信博士@奥卡姆剃刀 懂通信吗?

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他用一堆错误和无知去质疑马斯克的Starlink,结果只是徒添笑柄。进来看看他的笑话吧。
​​最近通信博士@奥卡姆剃刀 以通信专家的姿态对马斯克的Starlink进行了一翻质疑,并且得到他的很多粉丝阵阵叫好。看了他的几个相关帖子,发现他不但没有喷到点上,而且低级错误比比皆是,甚至于电磁波的基本概念都是错的。这么“内行”的通信博士能得到新浪的热捧,怪也不怪。

先看他一个句句都错(正确的废话除外)的帖子。我把他的原话拷贝过来,逐个分析。

奥老师:[无线电波有一个特性,那就是频率越高,其波瓣就越窄,电波的指向性就越强,也就更利于集中能量将信号传递到远方。]

上面这句话错到无从改起,证明了通信博士对电磁波的基本概念都没搞懂。

首先,无线电没有频率越高、指向性(方向性)越强的特性。电磁波束的方向性是由天线决定,而不是由电磁波的频率决定。天线之所以能发射电磁波,是由天线内部的电子振荡造成的,而电子振荡的方向决定了电磁波的发射方向。比如,常见的偶极天线,就可以产生全向电波。低频偶极天线发射的低频电波是全向,同样,高频偶极天线发射的高频电波也是全向的。怎么能说高频电波的指向性就更强呢?

第二、奥老师说电波频率越高,其波瓣越窄。这也是错的。波瓣宽度(Beamwidth)是定向天线常用的一个指标。各种频段都可以设计出窄波瓣的天线。对比常见的L(1~2GHz)和S(2~4GHz)波段,你不能说S波段天线的波瓣一定比L波段天线的波瓣窄。

其实,如果奥老师去过天线实验室的话,他就一定不会说出这么外行的话了。因为,测试定向天线的波瓣宽度的时候,就要用到相同频率的全向天线(水平波瓣宽度360度)做参考。况且实验室会有不同增益的天线。奥老师是不是就没动过手做实验啊?

我猜奥老师之所以犯这么低级的错误,可能是因为看到有些天线处理射频时,频率越高,天线的波瓣越窄,于是就想当然地发表了上文引述的谬论。猜对的话,进一步可以推出,奥老师连天线增益的含义都不懂,甚至连波的干涉和衍射都没搞透。

第三、通信博士认为无线电波频率越高、功率越大,就能传得越远。还是不对。奥老师以为无线电波跟石头一样,你扔的力气越大,石头就飞得越远。奥老师搞通信屈才了,应该去做铅球教练。

地球表面和卫星之间隔着很厚的大气层。大气层里面的物质构成、分布和电离状态会对不同频率的电波进行不同程度的吸收、反射、和折射。因此,那些容易被大气层衰减的频率,即使它的频率很高、功率很大,传播距离还是很近。

奥老师:[马斯克的互联网卫星使用的是Ka波段,在20GHz左右,在C波段和Ku波段越来越拥挤的情况下,Ka波段的确是卫星通信的合理选择。]

奥老师在事实都搞错的情况下,就给人家胡乱评价。

通信博士下载了SpaceX于2016年提交给FCC的技术方案。在这个方案里面,人家明明同时使用了Ku和Ka波段,他却说人家只用了Ka波段。

如果跟别人的C波段(4~8GHz)和Ku波段(12~18GHz)互不干扰,Ka就不是合理选择了?其实SpaceX于去年提交的方案中,已经全部采用V波段或附近的频率。

奥老师:[而我们手机使用的Wi-Fi频段分别是2.4GHz和5GHz,相对来说全向性就比较强,而指向性就比较差,在路由器周围任何方向有较均匀的信号,这很方便我们的使用。]

频率决定射频的方向性,已经成了叨叨的信仰。他错误地认为2.4GHz和5GHz天生就是全向性强的。

事实上,这个频段范围的方向性很强的信号多得是。举几个例子,印度IRNSS导航卫星用到了2.4GHz左右的频率,Inmarsat的S波段卫星用了2GHz左右,卫星电视的C波段用了4GHz左右的频率。这些卫星发射的频率都是方向性很强的点波束。同一个频率下,天线的增益不同,方向性也就不同。通信专家完全不懂啊,绝了。

奥老师:[但全向性信号的衰减很严重,会随着距离的平方倍衰减,如果加上空中干扰,可能是立方倍的衰减,因此不能指望2.4GHz和5GHz的信号传多远。指望手机这点微弱的信号传递给太空中的卫星,这是痴人说梦。]

前面的分析已经证明,奥老师对电磁波、天线的理解根本就是错的。他在这里的“推论”自然也是错的。

首先,全向性信号会随着距离的平方减弱,定向信号同样随着距离的平方减弱。后者之所以比前者传得更远,是因为定向天线的增益与波瓣宽度的平方成反比。波瓣宽度越小,方向性越强,天线的增益越高。比如:功率增益为40dBd的定向天线,它发射的信号强度比它参考的无损半波长偶极全向天线的信号强1万倍。

其次,Inmarsat和Intelsat的双向通信卫星已经用到S(2~4GHz)波段和C波段(4~8GHz),莫非奥老师也要质疑他们?

第三,L波段的卫星手机的体积已经跟智能手机相差无几,电池可以连续通话8个小时。而且它的通信频率在1.6GHz左右,比2.4GHz还低。按照叨叨的理论,指望卫星手机这点微弱的信号打电话,肯定是“痴人说梦”。

第四,奥老师对“空中干扰”的理解也不对。为了保证接收端可以收到信号,设计的时候通常要做链路预算,其中很重要的一点就是要计算路径损失。除了传播距离自然导致的损失,路径损失还包括折射、衍射、散射、吸收、空气湿度等等多种因素造成的损失。实际上,相比叨叨中意的Ka频段,叨叨忧心忡忡的WiFi频率在卫星地球之间的路径损失更小。既然叨叨担忧Wi-Fi频率的“空中干扰”,那就更应该担忧Ka频段的“空中干扰”才对呀。

其实,目前大部分的移动卫星服务(各种定位导航卫星、卫星电话等等),都是采用L和S波段。很重要的原因就是,这2个波段容易穿透电离层、云雾、雨水,不受气候、白天黑夜的影响。其他原因还包括:这种波段的终端设备不需要定向天线、电离层导致的延时小,等等。

庆幸的是,这种波段虽然饱受奥老师的歧视,却得到了卫星公司的真爱。

以上的引文均来自奥老师的同一条微博。通信专家写了一条通信专业的微博,居然句句都错,错得步步惊心、叹为观止。

接着看一下另外几条微博。

奥老师:[在研究马斯克的“星链”计划,图中这颗卫星的地面覆盖面积有多少?相当于多少个北京地区?我对计算结果有点不敢相信,请网友们帮助算一算]

[图一表格是马斯克“星链”计划4425颗卫星的高度和下倾角数据,数据含义见图二示例。请教两个问题:1.五种卫星的地面覆盖面积分别是多少?2.4425颗卫星覆盖地表面积几次?] ​​​​

[这么一颗卫星就能为上百个北京地区提供服务,速率能够吗?好比是在游泳池里打了一个鸡蛋,还能喝出鸡蛋汤的味道?]

http://wx1.sinaimg.cn/large/6976ad90gy1foz9brg4whj20j60itact.jpg

图一

​http://wx3.sinaimg.cn/large/6976ad90gy1foz9cl8efoj20j60ctwf7.jpg

图二

​从奥老师的提问可以看出,他连最基本的卫星术语都不懂,竟然有勇气给人家的技术文档挑错。好比文盲要给博士论文评审,这勇气已经超过奥特曼了。

1、图一的inclination(轨道倾角)和图二标注的角度,是完全不同的含义。叨叨居然能混为一谈,哎,已经无力吐槽了。

2、inclination是指卫星轨道平面和赤道平面的夹角。图二的角度是由地面用户cpe天线的方向性限制的。再次印证叨叨毫无通信功力。

3、叨叨要是知道ViaSat一颗Ka卫星就为整个北美地区提供百万用户的宽带服务能力(已有70万用户),是不是要惊掉下巴了?何况ViaSat最新一颗的容量又增加了一倍多。奥老师,你没吃过鸡蛋,总见过鸡跑吧?

另外,一个卫星覆盖区很大,但不表示该覆盖范围内的终端只能连这一颗卫星。

其实,要估算Starlink能支持多少用户,根本就不是他那么算的。叨叨一个劲的傻算地球面积和覆盖区面积,倒也傻得可爱。

不是说不能质疑马斯克的方案。但是,如果用一堆错误和无知去质疑,只是徒添笑柄。

提示: 本博文来自于 Military 版

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