science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Radioruiskaarten laten zien waar noodcommunicatie lastig kan worden

Kaarten tonen het gemiddelde geluidsvermogen langs routes in het centrum van Boston (links) en North End (rechts). Lichtere kleuren duiden op grotere hoeveelheden ruis. Krediet:Breton et al. 2019

Onderzoekers hebben een kaart op straatniveau gemaakt van storende radioruis in Boston, rapporteren ze in een nieuwe studie. De bevindingen van de studie suggereren radioruis, die de eerste reactie of militaire communicatie zouden kunnen belemmeren, is hardnekkig in stedelijke omgevingen en het kennen van de patronen ervan zou de communicatie betrouwbaarder kunnen maken.

"Als je een kaart hebt van waar zeer intense geluidsgebieden zijn, kun je begrijpen waarom je communicatie niet werkt, " zei Daniël Breton, een geofysicus bij het US Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory in Hannover, New Hampshire en hoofdauteur van de nieuwe studie in het tijdschrift van AGU Radiowetenschap .

"Als je die kaart hebt en je worstelt met communicatie, zou het niet geweldig zijn om te weten 'ik kan 50 meter verderop in de straat zijn en vrij zijn' of 'deze specifieke buurt is berucht om zijn geluidsbronnen, we moeten op een dak'?" zei Breton.

Radiosignalen worden door de lucht uitgezonden om informatie naar apparaten zoals televisies, smartphones of satellietcommunicatieantennes. Ongewenste ruis van elektrische schakelaars of neonreclames kan deze signalen verstoren en ervoor zorgen dat kritieke waarschuwingen hun bestemming niet bereiken.

De nieuwe studie presenteert een kaart die laat zien waar dergelijke radioruis bestaat op straatniveau in Boston, die ervoor kunnen zorgen dat radio's of satelliettelefoons in kritieke situaties werken en de noodhulpteams laten weten welke plekken ze moeten vermijden.

Weinig studies hebben potentiële radio-interferentie op zo'n kleine schaal gekarakteriseerd. Eerder werk was gebaseerd op metingen vanaf statische locaties of vliegtuigen, die een vaste schatting van geluid in een bepaald gebied opleverde, soms een hele stad. Maar gebouwen, bijvoorbeeld, kan sommige radiogolven blokkeren - of zelf genereren - en kan van invloed zijn op waar ruis wordt gevonden.

Een onderzoek uit 1968 genereerde een kaart van radioruis met behulp van metingen van een vrachtwagen tijdens het rijden rond San Antonio, Texas. De resultaten suggereerden dat geluid van straat tot straat varieerde en verband hield met auto's, mogelijk door vonkende ontstekingen.

Maar de elektromagnetische omgeving is sindsdien enorm veranderd, zei Breton. Vandaag, er kunnen verschillende bronnen van radioruis zijn en het is onduidelijk hoe deze zich in de omgeving verspreiden.

Caitlin Haedrich, een fysisch wetenschapper bij het US Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory, droeg een rugzak van 34 pond met radiogolfbewakingsapparatuur door de straten van Boston. Krediet:met dank aan Daniel Breton

Een omslachtige rugzak

In de nieuwe studie Breton en zijn collega's wilden vaststellen hoe ver de hotspots van radioruis in moderne stedelijke omgevingen uit elkaar liggen. Ze maten de achtergrondinterferentie met intervallen van één meter (3,2 voet) op drie ongebruikte frequenties tijdens kantooruren. Deze komen overeen met delen van het elektromagnetische spectrum dat is gereserveerd voor federaal gebruik en radioruis in dit bereik zou de noodcommunicatie kunnen verstoren.

In plaats van in vrachtwagens te rijden om door de straten van Boston te manoeuvreren, het team kwam in hun stappen. Ze droegen radiofrequentiebewakingsapparatuur in rugzakken met een torenhoge radioantenne, een opnameapparaat en een aluminium "radiobestendige doos" met daarin een laptop - een belangrijk kenmerk om te voorkomen dat de computer hun gegevens besmet. In totaal, het ding woog 15,4 kg (34 pond).

"We hebben zeker wat looks, " zei Caitlin Haedrich, een fysisch wetenschapper bij het US Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory en co-auteur van de studie. "Mensen maken de weg voor je vrij op de stoep als je er zo uitziet."

Met hun rugzakken voor radiofrequentiebewaking, de onderzoekers kabbelden rond in het centrum van Boston en North End. Deze gebieden zitten vol met gemakkelijk in te delen buurten die Bretonse, Haedrich en hun team een ​​kans om verschillende zones te proeven, zoals een straat met wolkenkrabbers of woonwijken.

Een deel van de buurt

De groep ontdekte dat radioruissignalen aanzienlijk varieerden in de straten van Boston. In het centrum, bijvoorbeeld, het geluidsvermogen verschilde met meer dan een factor 1000 tussen bepaalde gebieden langs de 2 kilometer lange route.

Deze signalen hadden ook herhaalbare patronen. Sommige waren geclusterd in specifieke zones van 20 tot 100 meter (65 tot 328 voet) lang, terwijl andere plekken minder interferentie hadden.

Breton weet niet zeker wat de geluidsbronnen zijn - hoewel gloeilampen, laserprinters of computervoedingen kunnen boosdoeners zijn, maar ze lijken na verloop van tijd niet te bewegen, hij zei.

Verrassend genoeg, geluidsclusters werden niet geassocieerd met verkeer, in tegenstelling tot de bevindingen van de studie uit 1968 in Texas. Het team heeft de laagste geluidswaarden gemeten langs de drukbezochte Atlantic Avenue in het centrum van Boston, wat suggereert dat gebouwen het grootste deel van de storende radiogolven kunnen leveren.

"Lawaai hoort bij de buurt, "zei Breton. "Er zijn bepaalde hoeken waar je langs loopt en er zal intens lawaai zijn, die van invloed kunnen zijn op verschillende systemen."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.