Forum: HF, Funk und Felder Funksignal durch Schnee übertragen


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von Stefan A. (szoro)


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Ich bin auf der Suche nach einer Möglichkeit, ein Signal durch 4 Meter 
hohen Schnee zu schicken, und von dort dann noch einige hundert Meter 
über Luft weiter zu senden. Ist das irgendwie mit niedrigen Frequenzen 
möglich?
(Es geht hier nur um einige wenige bit pro Sekunde)

Das ganze sollte außerdem nicht zu viel Energie verbrauchen und 
meterlange Antennen sind auch keine Option.

: Verschoben durch Moderator
von schweizer (Gast)


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[offtopic]
mir kommt spontan das barryvox LVS in den Sinn, der sendet meines 
Wissens auf einer Frequenz von 457 kHz.

von Stefan A. (szoro)


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Diese LVS-Geräte hatte ich auch schon ins Auge gefasst, jedoch muss ich 
das Signal doch etwas weiter als 70 Meter übertragen.

von schweizer (Gast)


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an der Schneeoberfläche ein LORA Interface?

von Stefan A. (szoro)


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Ein zusätzliches Gerät zwischen Empfänger und Sender ist nicht wirklich 
eine Option ...
Wie könnte man denn die Reichweite des Barryvox erhöhen? Diese LVS 
Geräte funktionieren ja doch etwas anders als ein herkömmliches 
Funksignal.

von schweizer (Gast)


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Das Recco System arbeitet bei 915MHZ. Reichweite 70 Meter Luft oder 30 
Meter bei Schnee. Wlan hast du schon getestet? ESP8266?

von Stefan A. (szoro)


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Wie gesagt, ich brauche einige hundert Meter Reichweite, Recco reicht 
hier glaube ich nicht aus.

Versucht habe ich erstmal noch gar nichts. Ich bin momentan noch dabei 
Informationen zu sammeln, werde demnächst aber die ein oder andere 
Möglichkeit ausprobieren.

Währe Wlan prinzipiell dazu fähig durch Schnee hindurch zu dringen? Ich 
dachte man braucht eher niedrigere Frequenzen um durch Schnee zu kommen?

von C. A. Rotwang (Gast)


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Stefan A. schrieb:
> Ich bin auf der Suche nach einer Möglichkeit, ein Signal durch 4 Meter
> hohen Schnee zu schicken, und von dort dann noch einige hundert Meter
> über Luft weiter zu senden.

Laser?

von Stefan A. (szoro)


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Bei Laser müssen Sender und Empfänger genau aufeinander zeigen oder?

von C. A. Rotwang (Gast)


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Stefan A. schrieb:
> Bei Laser müssen Sender und Empfänger genau aufeinander zeigen oder?

Ja, oder! Stichwort diffuse Streuung, wie man mit nem Laserpointer 
selbst testen kann: https://www.youtube.com/watch?v=kRT35hQ5TiU

Streuscheibe (Quarzscheibe, Mattglas) oder rotierender Spiegel am 
laserkopf sorgt auch für RundUm-Belaserung (Leuchtturmprinzip), muss man 
halt die Modulation so abstimmen, das während der kurzen 
Überdeckungszeit genügend Info gesendet wird.

von Stefan M. (derwisch)


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Brauchst du eine fertige Lösung?
Wenn nicht würde ich bei 27MHz was basteln. Mit einer magetic loop 
Antenne bzw. Ferritantenne.

von Stefan A. (szoro)


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Nein, muss nicht fertig sein.
Sollte nur nicht zu groß sein, wenig Energie verbrauchen und portabel 
sein.
Wie kommst du auf die 27Mhz?

Kann ich mir das irgendwie berechnen, wie viel Leistung ich bei welcher 
Antenne, mit einer bestimmten Frequenz und einer bestimmten Datenrate 
benötige?
Ich würde an das ganze gerne vorerst mal mathematisch heran gehen, um 
eine Vorstellung davon zu bekommen.

von HF-Werkler (Gast)


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Hallo,
die Begrenzungen liegen nicht nur bei den möglichen Frequenzen. Dies ist 
bei Funksystemen durch verschiedene Zulassungsvorschriften geregelt. 
Dies betrifft z.B. die Frequenz, die Sendeleistung, die verwendbare 
Bandbreite, die Sendedauer usw.

Beschreibe doch mal, was (Datenmenge, Datenrate, Latency, Datenrichtung 
- Unidirektional/Bidirektional) du wie oft (Wiederholrate), wo (Land) 
und wie weit senden willst. Dann fällt es leichter, dir zu helfen.

Gruss

von Stefan A. (szoro)


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Ah okay, ich verstehe.

Also es würde hier um ca 100 - 200 Bit gehen, die ich in 10 
Sekundenabständen senden müsste. Das Signale müsste in beide Richtungen 
gehen also Bidirektional. Verwendet würde das ganze in Österreich 
werden.

Rein Interessehalber würde mich dann aber auch interessieren, welche 
Möglichkeiten ich habe, wenn keine Zulassungsvorschriften gelten. Also 
ob ich wesentlich bessere Resultate erziele, wenn ich keine Vorschriften 
habe.

von Jan (Gast)


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Ohne weitere Angaben zur Intention des ganzen kann dieser Thread 
geschlossen werden.

Geht es um 4m verdichteten Schnee, kann man jede HF vergessen, außer man 
pumpt kW-weise Leistung hinein. Stattdessen kommt man akustisch 
hindurch.

Geht es um Pulverschnee, kommt es wiederum auf das Gefüge an. Bei einem 
konstanten Dichtegradienten kann es mit möglichst niederfrequenten 
Radiowellen funktionieren.  Wenn jedoch wie nach einem Lawinenabgang 
typisch unterschiedliche Lagen kreuz und quer übereinander liegen, wird 
intern schon die meiste Energie reflektiert und absorbiert, so dass kaum 
noch etwas nach außen dringt.

Mach dir besser Gedanken, wie du eine Antenne durch die Schneeschicht 
bringst.

von Bernhard S. (gmb)


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Stefan A. schrieb:
> Also ob ich wesentlich bessere Resultate erziele, wenn ich keine
> Vorschriften habe.

Unwesentlich, möchte ich meinen.

Magnetische Induktion wie bei 457 kHz scheidet aus, weil damit aufgrund 
der 1/r^3 Abhängigkeit der Feldstärke (das ist 1/r^6 bezogen auf die 
entnehmbare Leistung empfangsseitig!) keine paar Hundert Meter 
erreichbar sind, zumindest nicht mit handlichen Anordnungen von Spulen.

Bleibt normaler Funk, hier dürfte die niedrigste Frequenz am besten 
funktionieren, bei der man von der mechanischen Größe eine 
funktionierende Antenne realisiert bekommt, 27 MHz ist keine schlechte 
Idee.

Da du sowieso Energie sparen willst, wirst du eh nicht die erlaubte 
Leistung bei 27 MHz überschreiten.

Wie groß darf die Sendeantenne sein? Wenn zumindest 10-20cm möglich 
sind, dann würde ich 27 MHz versuchen, wenn es kleiner sein muss dann 
wären höhere Frequenzen besser.

Keine Ahnung wieviel Dämpfung kompakter Schnee bringt, vom Gefühl her 
sage ich dass das geht, wenn du genug Energie hast um zweistellige oder 
dreistellige Milliwatts zu machen.

von Bernhard S. (gmb)


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Jan schrieb:
> Geht es um 4m verdichteten Schnee, kann man jede HF vergessen, außer man
> pumpt kW-weise Leistung hinein.

Die

https://de.wikipedia.org/wiki/RECCO

kommen bei 900 bzw. 1800 MHz immerhin 30m durch den Schnee mit 5W Peak

von Jan (Gast)


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Bernhard S. schrieb:
> kommen bei 900 bzw. 1800 MHz immerhin 30m durch den Schnee mit 5W Peak

Du müsstest dich schon mal mit offiziellen Tests befassen, die nicht vom 
Hersteller durchgeführt wurden. Hier geht es nicht um verdichteten 
Schnee, das hatte ich klar differenziert. Selbstverständlich kann ich 
eine horizontale Lage Schnee künstlich erzeugen, die für Funkwellen 
nahezu wie Luft aussieht, weil eine Packung intakter Eiskristalle so gut 
wie nur aus Hohlräumen besteht. Das ist aber maximal praxisfern.

Und die 5W Peak beziehen sich auf die mittlere Leistungsentnahme der 
Batterie während Sendespitzen. Die einzelnen Sendepulse tragen aber 
10-100kW.

von Martin B. (ratazong)


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Bernhard S. schrieb:
> Jan schrieb:
>> Geht es um 4m verdichteten Schnee, kann man jede HF vergessen, außer man
>> pumpt kW-weise Leistung hinein.
>
> Die
>
> https://de.wikipedia.org/wiki/RECCO
>
> kommen bei 900 bzw. 1800 MHz immerhin 30m durch den Schnee mit 5W Peak


Der Frequenzbereich sieht doch gut aus. Die Reccos kommen mit 5W durch 
30 m Schnee. Dort sitzt ein passiver Empfänger, der macht 
frequenzverdopplung aus dem Empfangenen Signal und sendet mit der 
empfangenen Energie durch 30m Schnee zurück. Und das kann im Empfänger 
detektiert werden. Wow.

Schnee hat andere elektromagnetische Eigenschaften als flüssiges oder 
dampfförmiges Wasser. Die Dipole des Wassers sitzen fest. Die Absorption 
ist in dem Frequenzbereich dadurch viel kleiner.

Ich würde auf 868 MHz setzen, sollte gehen, kann man kaufen und ist 
legal.

27 MHz würde vermutlich noch besser gehen, aber lange Antenne.

Wenn der Schnee allerdings nass ist, könnte das doof werden.

von Bernhard S. (gmb)


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Jan schrieb:
> Und die 5W Peak beziehen sich auf die mittlere Leistungsentnahme der
> Batterie während Sendespitzen. Die einzelnen Sendepulse tragen aber
> 10-100kW.

Auf Wikipedia steht ziemlich eindeutig, dass es 5W Peak auf der 
Sendefrequenz sind. Ich glaube da jetzt Wikipedia, und nicht deiner 
irren Angabe bis 100kW.

von Martin B. (ratazong)


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Ach noch kurzer Nachtrag:

Die Reccos haben eine Reichweite von 100 in Luft und 30 m in Schnee. 
Auch das deutet darauf hin, dass der Frequenzbereich um 800 MHz gar 
nicht so katastrohal schlecht sein kann-

von Bernd (Gast)


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Bernhard S. schrieb:
> Auf Wikipedia steht ziemlich eindeutig, dass es 5W Peak auf der
> Sendefrequenz sind. Ich glaube da jetzt Wikipedia, und nicht deiner
> irren Angabe bis 100kW.

Auch hier hilft ein Blick bei der FCC: "Power Output: 3.1 Watts" von 
https://fccid.io/2ALCE

Übrigens sieht man da auch gleich wie das Teil aufgebaut ist:
https://fccid.io/2ALCEA/Internal-Photos/Internal-photos-3582354

von Nowlan (Gast)


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schweizer schrieb:
> Wlan hast du schon getestet?

Stefan A. schrieb:
> Währe Wlan prinzipiell dazu fähig durch Schnee hindurch zu dringen?

Die WLAN-Reichweiten sind bekannt?

Ein gemeiner Mikrowellenofen arbeitet bei 2,45GHz. Das Ding schmilzt 
Schnee, weil der die Mikrowellenstrahlung willig absorbiert. Der 
Sendeenergie eines WLAN-Senders mit gleicher Frequenz wird es kaum 
anders ergehen - nur reicht die Leistung nicht, um nennenswerte 
Schneemengen zu schmelzen.

Man könnte natürlich auf die U-Boot Strategie ausweichen und das 
Äquivalent zu einem Periskop ausfahren, um eine gefaltete Sendeantenne 
über die Schneeoberfläche zu bringen.

von Bernhard S. (gmb)


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Nowlan schrieb:
> Der
> Sendeenergie eines WLAN-Senders mit gleicher Frequenz wird es kaum
> anders ergehen

Die bereits mehrfach erwähnten Recco Geräte wissen das offenbar nicht, 
anders ist wohl nicht zu erklären, dass das Signal bei 1,8 GHz 30m durch 
den Schnee kommt.

von Stefan A. (szoro)


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Also ich sehe schon ... ich glaub ich muss das einfach mal ausprobieren.
Könnt ihr mir Sender/Empfänger mit 27MHz empfehlen? Diese Variante 
erscheint mir momentan doch am besten zu sein.

EDIT:
Optimal währe etwas, wobei Frequenz und Energie einstellbar sind

: Bearbeitet durch User
von Martin B. (ratazong)


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Bernhard S. schrieb:
> Nowlan schrieb:
> Die bereits mehrfach erwähnten Recco Geräte wissen das offenbar nicht,
> anders ist wohl nicht zu erklären, dass das Signal bei 1,8 GHz 30m durch
> den Schnee kommt.

Der Schnee darf nur nicht angetaut sein, aber das wird TO sagen müssen. 
Sobald Wasser in flüssiger Form drin ist, wird es kritisch.

Wasser(gefroren) != Wasser(fest)

z.B. ist EpsilonR bei flüssigen Wasser um die 80, bei Eis ab 100 kHz ca. 
3

Die Mikrowelleneigenschaften sind extrem different, da sich bei Eis die 
Moleküle nicht drehen können.

Ich würde es mit Lora bei 868 MHz probieren, wurde weiter oben schon mal 
vorgeschlagen.

(zur Mikrowelle: warmer Teller, feuchter Schnee? Sofort ein 
Angriffspunkt für 2.4 GHz)

von Test (Gast)


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Bernhard S. schrieb:
> Nowlan schrieb:
>> Der
>> Sendeenergie eines WLAN-Senders mit gleicher Frequenz wird es kaum
>> anders ergehen
>
> Die bereits mehrfach erwähnten Recco Geräte wissen das offenbar nicht,
> anders ist wohl nicht zu erklären, dass das Signal bei 1,8 GHz 30m durch
> den Schnee kommt.

Das Ding mit dem Recco ist - sie übertragen keine Daten! Bei RCCO-Tag 
wird mit 915 MHz angeregt und "antwortet" auf der ersten Oberwelle 1830 
MHz. Die Empfangene Leistung wird einfach auf eine Diode gegeben 
(nichtlineares Element) und die Oberwelle rausgefiltert und dann wieder 
abgegeben. Das heißt aber auch, dass das Ortungsgeräte nur entscheiden 
muss: Ist auf 1830 MHz irgendwas los oder nicht. Und zwar wirklich 
"irgendwas".

von Martin B. (ratazong)


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Test schrieb:
> Bernhard S. schrieb:
>> Nowlan schrieb:
>>> Der
>>> Sendeenergie eines WLAN-Senders mit gleicher Frequenz wird es kaum
>>> anders ergehen
>>
>> Die bereits mehrfach erwähnten Recco Geräte wissen das offenbar nicht,
>> anders ist wohl nicht zu erklären, dass das Signal bei 1,8 GHz 30m durch
>> den Schnee kommt.
>
> Das Ding mit dem Recco ist - sie übertragen keine Daten! Bei RCCO-Tag
> wird mit 915 MHz angeregt und "antwortet" auf der ersten Oberwelle 1830
> MHz. Die Empfangene Leistung wird einfach auf eine Diode gegeben
> (nichtlineares Element) und die Oberwelle rausgefiltert und dann wieder
> abgegeben. Das heißt aber auch, dass das Ortungsgeräte nur entscheiden
> muss: Ist auf 1830 MHz irgendwas los oder nicht. Und zwar wirklich
> "irgendwas".

Ja, der sendet aber maximal mit der Empfangsenergie der Antenne, die er 
von 915 MHz bekommen hat. Und das ist verdammt klein.
Ausserdem Reichweitenvergleich mit Schnee/ohne Schnee fällt nicht so 
katastrophal aus

von schweizer (Gast)


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Wie sieht das eigentlich aus mit der eigen Erwärmung der Elektronik, die 
4m tief im Schnee ist? Sollte evtl. auch noch berücksichtigt werden.

von Wolfgang (Gast)


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schweizer schrieb:
> Wie sieht das eigentlich aus mit der eigen Erwärmung der Elektronik, die
> 4m tief im Schnee ist? Sollte evtl. auch noch berücksichtigt werden.

Worauf möchtest du hinaus?

Um Schnee zu schmelzen, musst du viel Energie rein stecken, ohne dass es 
dabei wärmer wird. Da die Energie gewöhnlich aus einer Batterie/Akku 
kommt, wird die Menge des zur Kühlung vorhandenen Schnees gewöhnlich 
nicht der limitierende Faktor sein.

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