730360公里|LoRa射频收发器芯片月面反射信号仅2.44秒就收到

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第一条 LoRa 消息从月球上反弹

作者:Jan van Muijlwijk (CAMRAS), Tammo Jan Dijkema (CAMRAS), Frank Zeppenfeldt (ESA), Thomas Telkamp (Lacuna Space)

插图:Sofie Shen

2021 年 10 月 5 日,我们第一次使用 Dwingeloo 射电望远镜从月球上反射了 LoRa® 信息。这首先是由上述作者组成的团队实现的。信号传播了 730360 公里的惊人距离,据我们所知,这是 LoRa 调制消息传播的最远距离。

有那么一瞬间,整个信息都在太空中,在地球和月球之间。我们使用 Semtech LR1110 射频收发器芯片在 430-440 MHz 业余频段)传输信号,使用望远镜的 25 米天线放大到 350 W。然后,2.44 秒后,它被同一个芯片接收到。其中一条消息甚至包含一个完整的 LoRaWAN 帧。

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收到消息的频谱图,包含调制的呼号“PI9CAM”

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LoRa 的共同发明人 Nicolas Sornin 告诉我们:“这是一个了不起的实验,我做梦也没想到有一天 LoRa 信息会一路传到月球并返回!所捕获数据的质量给我留下了深刻的印象,该数据集将成为无线电通信和信号处理学生的经典之作。非常感谢团队和 CAMRAS 基金会使这一切成为可能”。

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由 CAMRAS 基金会运营的 Dwingeloo 射电望远镜有用于业余无线电实验的历史,现在经常用于月球反弹,但这是第一次使用小型 RF 芯片反弹数据信息。这台望远镜于 1956 年投入使用,在使用 21 厘米氢辐射对银河系结构的早期探索中发挥了重要作用。

使用LR1110芯片,我们还测量了消息的往返时间,以及地球和月球相对运动引起的多普勒频偏。根据往返时间,我们计算了到月球的距离。距离和频率偏移都与使用 NASA 的 JPL Horizons 星历系统计算的预测值非常匹配。

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除了 LoRa 芯片,我们还使用了 SDR(软件定义无线电)来捕获发送和接收的信号以进行进一步分析。这些测量与分析笔记本一起将作为开放数据发布。作为预览,这是接收信号的延迟多普勒图,基本上显示了月球的雷达图像,这是联合通信和传感的终极例子。

整个实验和结果的深入概述将在 2022 年 1 月 27 日至 28 日的 The Things Conference 上公布。

source:camras.nl

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