1. This site uses cookies. By continuing to use this site, you are agreeing to our use of cookies. Learn More.

Det går inte att köra DX med en dipol?

Discussion in 'Antenner och master' started by SM7EQL, Feb 21, 2014.

  1. SM7EQL

    SM7EQL Kortvågs- och UKV-tekniker

    Mats, att vara självsäker ser faktiskt ut att vara en särdeles god egenskap att inneha, i alla fall om man googlar runt lite på nätet och läser vad det innebär. T ex här; 8 sätt hur du blir mer självsäker - Foretagande.se

    Det ges ju t o m kurser i hur man skall bli mer självsäker och våga stå för det man tycker och skriver etc samt att inte låta sig tryckas ner av andra.

    Sedan det där om nedsättande attityder. Man får nog försöka skilja på när någon radiobuse medvetet uttrycker sig nedsättande i akt och mening att såra någon och när det är den "drabbade" som helt själv uppfattar sig som "offret" eftersom vederbörande känner sig i underläge t ex pga av bristande förståelse för antennteorin eller vad det nu kan vara.

    Jag får nog säga att jag allt blev lite förvånad över din och FUDs plötsliga något plumpa reaktioner men eftersom jag känner mig ganska självsäker själv så gjorde jag ingen stor sak av det. Dessutom känner jag herr FUD som en särdeles duktig provokatör som ibland vinglar lite hit och dit. Expert på att skriva dubbel- och trippeltydigt så att ingen kan vara säker på vad han egentligen menar. Läs hans alster i QTC. Men jag har egentligen inga problem med det. Han är en trevlig prick tycker jag - precis som du är. :)

    Diskussionen här handlar i grunden om min redovisningen av ett flertal PRAKTISKA antennexperiment som i flera fall ser ut att ha stöd i TEORIN och det borde inte behöva reta upp folk så till den milda grad att de löper amok?

    Dom som tycker våra experiment verkar vara intressanta kan ju glädjas åt att få reda på resultaten och andra kan syssla med annat, för dom mer givande. Vad är problemet?
     
  2. SM0BRF

    SM0BRF Well-Known Member

    RBN är ett fantastiskt verktyg för att enkelt kunna jämföra antenner eller för den delen olika QTHn. Själva antennen är bara en del i det hela. Många av oss bor inte i ett flackt landskap utan terrängen kan vara väldigt varierad med berg och dalar. Med ARRLs antennbok följer ett program för att få fram strålningsdiagrammet från antennerna för just ditt QTH. Det kan ge intressanta insikter i hur det ser ut.
    Ett annat mycket bra sätt att jämföra olika QTHn är WSPR Network där man får SNR-spottar på samma sätt som från RBN. Det har visat sig ge mycket tillförlitliga och upprepningsbara resultat. Det är ett något sämre verktyg än RBN för att jämföra antenner eftersom spottarna är relativt glesa pga protokollets natur. Om man nu inte kan sända på två antenner parallellt med olika anropssignaler.

    /Roland
     
    Last edited: Feb 22, 2014
  3. Per/SM7YES

    Per/SM7YES Well-Known Member

    Man kan ju också fråga sig när en inverterat V-dipol från ett torn blir 2 st vertikalt polariserat strålande slopers åt var sitt håll. Trådarna kanske inte är en horisontellt strålande dipol mer än i dipolens maxriktning?

    MItt tips är att man (om man inte redan gjort det) laddar ner Eznec från EZNEC Antenna Software by W7EL och börjar köra exempelfilerna och modifiera dessa. Programmet är gratis på att simulera antenner med få element men det räcker här eftersom vi inte pratar om stora Yagi-antenner eller långa Beverage-antenner. Prova sen variera höjder och polarisationer, luta trådarna mm och studera bekvämt hemma i fåtöljen hur man kan påverka det hela. Studera decibel i de lägre vinklarna. Aktivera i programmet visningen av vertikal och horisontellt polariserad utstrålning så får man lite mer hum om vad som händer.

    Men summa kardemumma, som de flesta skrivit, har en horisontell strålare alltid bäst verkningsgrad, men om den sitter långt under 1/2 våglängds höjd strålar den bara i hög vinkel och blir dålig för DX. Då vet vi ju att vi kan leva med vertikalens sämre totala verkningsgrad mot att vi får ut lite mer i de låga vinklarna. Kanske vi kan säga att på frekvensband från 20 meter och högre så är den horisontella bäst eftersom vi enkelt åstadkommer 1/2 våglängds höjd medan från 40 meter och lägre är det för de flesta enklare få DX med en vertikal.

    Köra flerbandvertikaler på de högre frekvenserna är bara bortkastad energi och de gör sig bäst över havsvatten, men hur många har tillgång till det?

    En faktor som gör att man kan tro att vertikalen är bättre än den verkligen är, kan vara att den lägre verkningsgraden inte inverkar negativt vid mottagning (atmosfärbruset överröstar mottagarens egenbrus ändå) men den större dämpningnen i högre vinklar minskar mottagningen av QRN/QRM genererade inom Europa och därmed låter DX mycket bättre än på en dipol på hyfsad höjd. Man får då inte glömma att titta på S-metern när man jämför vid lyssning eftersom högre S-meterutslag innebär att sändaren går fram bättre trots att motstationen kan låta sämre. Så trots att dipolen låter sämre kan den ha högre s-meterutslag än vertikalen.

    Vidare har man olika typer av DX. T ex på 80 meter mot USA (öst) klarar man sig med medellåga vinklar medan man till Pacific skall ner mycket lågt och då vinner ofta vertikalerna ändå. Således mot USA (öst) vinner nog alltid en horisontell array på en halv våglängds höjd medan mot Pacific vinner oftare en vertikal array. Ibland kan de vara lika. Konditionerna kan variera här så att ena dagen vinner den lägsta vinkeln och nästa dag kan man kosta på ett hopp eller två extra. Val av QTH (markkonduktivitet) har förstås avgörande betydelse för hur bra en vertikal strålar.

    Så alla har nog rätt på sitt sätt.

    Mvh

    Per
     
    Last edited: Feb 22, 2014
    3 people like this.
  4. SM7MMJ

    SM7MMJ Well-Known Member

    Sen tycker jag inte att ESR medlemmar utmärker sig jämfört med andra, det är ett allmänt fenomen. Vad jag ville komma till var att vi alla borde fundera lite på hur vi låter i andras öron innan vi trycker på skicka. Speciellt internet forum blir väldigt platta eftersom det saknas den visuella biten i kommunikationen. Min tolkning av många konflikter som varit under åren har sin grund i enkla misstolknngar..

    73 / Kent
     
    Last edited: Feb 22, 2014
    1 person likes this.
  5. SM0BRF

    SM0BRF Well-Known Member

    Det går att simulera stora antenner, men filen går inte att spara. Så man får ha programmet öppet tills man är klar och kanske spara några JPEG-bilder som dokumentation.

    /Roland
     
  6. SM0BRF

    SM0BRF Well-Known Member

    Om allt är symmetriskt och fint tar de inducerade strömmarna i masten från vardera dipolbenet ut varandra så den "märks inte".

    /Roland
     
  7. SM7EQL

    SM7EQL Kortvågs- och UKV-tekniker

    BDZ skrev; "Det skulle även vara intressant att se en jämförelse med en optimerad GP, dvs med uppemot 120 radialer. Ingen oöverstiglig arbetsinsats om försöket görs på t ex 21 MHz."
    ----

    Det är relativt enkelt men tar ju en stund att montera så många radialer. Men frågan är hur långa dessa radialer måste vara. Utan att veta misstänker jag att de måste vara "jättelånga" eller så långa att huvuddelen av antennens utstrålade effekt hunnit lämna markytan - för att nu uttrycka sig populärt. Skall vi gissa på några kilometer?

    Att konstruera en vertikal med ett "perfekt jordplan" alldeles i närheten av radiatorn torde kunna realiseras genom att lägga ut säg 20 x 20 m kopparplåt. Låt gå för att det är dyrt i verkligheten men i tanken kostar det inte något. Vi skulle då kunna bli överens om att jordplanet är perfekt ledande men inte oändligt stort som modellen i EZNEC förmodligen förutsätter?

    En simulering i EZNEC ger max 5 dBi gain i 0 grader (längs jordplanets yta) om man använder ett perfekt oändligt stort jordplan. Average Gain Test visar 0,99 som skulle indikera att modellen är OK enligt W4RNLs rekommendationer.

    Nästa steg jag simulerade var den GP-antenn vi använt i antenntesterna och med fyra radialer i 45 graders vinkel med matningspunkten 3,5 m över marken. En sådan antenn ger max 1 dBi i 16 graders elevationsvinkel och med val av bästa markförhållanden i EZNEC som underlag. Vi kan anta att den skånska myllan ligger däromkring. Om man kör AGT för antennmodellen så får man 1,055 vilket betyder att den är quite usable.

    Sämre markförhållanden, dvs lägre konduktivitet m m ger succesivt allt högre vinkel och allt lägre gain, särskilt i de allra lägsta vinklarna som vi behöver för DX-trafik.

    Sista antennen som simulerades var en vertikal dipol med matningspunkten en dryg kvartsvåg över marken. Den ger max 0,9 dBi gain i 16 grader och är likvärdig med GP-antennen över samma markförhållanden. Även denna antenn klarar AGT med 0,99 så som W4RNL beskriver testen.

    OK, om vi nu byter ut den skånska myllan mot saltvatten så ger vertikaldipolen max gain 6 dBi i 7 graders elevationsvinkel. Denna antenn är realiserbar i praktiken t ex i samband med DX-peditioner i länder där salthalten i havsvattnet är hög och man placerar antennen i en lagun. Även en GP-antenn med radialer som placeras ovan saltvatten ger samma resultat här.(Jag använde en 7 MHz GP en bit ut i en lagun på Cook öarna 2005 och nog fungerade den fint för DX. Det finns en bra uppsats om vertikaler över saltvatten från Team Vertical här: "Team Vertical Antennas" and the 6Y2A, 6Y4A, 6Y8A, 4M1X, 4M7X, and VP5TT Expeditions

    Men för att återgå till ursprungsfrågan med 120 radialer ovan normal eller god mark så tror jag inte det räcker med så litet jordplan som man ens med mycket stora ansträngningar kan tillverkas i verkligheten. Inte ens flera kilometer långa radialer räcker kanske för att få en effektiv antenn i de allra lägsta vinklarna kring några grader...

    Eller vad tror vi om detta?
     
  8. SM3BDZ

    SM3BDZ Well-Known Member

    Jag tror att du har rätt Bengt. Markförhållandena över många våglängder är säkert avgörande för GP antennens optimala funktion. I första hand med avseende på låg strålningsvinkel.

    Man skulle kunna tänka sig att en kraftig ökning av antalet korta radialer (1/4 våg), i första hand förbättrar antennens verkningsgrad, då det minskar de rent resistiva förlusterna och att skillnaden skulle kunna uppgå till ett par dB i jämförelse med ett enklare jordsystem.

    Resonemanget bygger på att radialerna ligger på eller nedgrävda i marken.

    /Lasse
     
    Last edited: Feb 23, 2014
  9. SM7EQL

    SM7EQL Kortvågs- och UKV-tekniker

    Jag tror det samma. Antennens verkningsgrad kan säkert förbättras till nära nog förlustfri men en del av den energin som sedan strålar ut i låga elevationsvinklar kommer succesivt att absorberas på stäckan från antennens närfältsområde tills den lämnat zonen vi kan kalla "närheten av markytan". Ev skog, byggnader m m de närmaste kilometrarna upp till flera mil gör inte saken bättre och det faktum att det är fri sikt sett från antennen hela vägen upp till de joniserade skikten hjälper inte.

    Det blir sak samma som ett experiment jag förevisade där två yagiantenner för 1 GHz på ett avstånd av några meter från varandra utsattes för en längsgående matta av EMC-dämpkoner på c:a 1 m avstånd från längdaxeln. Ju närmare dämparna placerades ju mer dämpades signalen och detta trots att det rådde fri sikt mellan antennerna hela tiden. Inget konstigt i sig men en demo som denna kanske hjälper till att inse att dålig mark dämpar även långt utanför antennernas närfältsområde och trots att fri sikt råder.

    Så hur man än vrider och vänder sig så finns det en gräns för hur bra en vertikal över normal till god mark kan bli och enligt teorin så går gränsen kring c:a 1 dBi, d v s c:a 6 dB sämre än en horisontal dipol på 1/2-våglängds höjd.

    Skall vi spinna vidare på vertikalen så kan man tänka sig att fasa två eller flera vertikaler och på så sätt dels bibehålla den låga elevationsvinkeln kring 16 grader och dels vinna en handfull dB. En sådan array skulle sannolikt klå en horisontell dipol på långväga DX där de allra lägsta vinklarna dominerar men knappast på korta DX-avstånd som nordöstra USA. Där skulle dipolen vara ungefär lika bra. På ännu kortare avstånd som t ex sydeuropa torde dipolen vinna överlägset. Alla exempel relaterade till södra Sverige.

    Lars KYH skrev en artikel i senaste Resonans om flygradiotrafik och vertikalpolarisationens förbannelse. Kolla det flikiga horisontaldiagrammet på sidan 11 och betänk att det är resultatet från en helikoptermätning där man tydligt ser hur tre sötvattensjöar långt bort från antennerna påverkar. Nu är mätningen utförd i väldigt låga vinklar (0 grader förmodar jag) men med tanke på att sändarantennen varit placerad många våglängder över marken så är det ändå intressant att se hur terräng och markförhållande ställer till oreda i de teoretiska diagram vi simulerar och ibland tror gäller i praktiken! :)

    Här: http://www.esr.se/index.php/nedladdning/category/55-resonans-2013?download=317:esr-resonans-4-2013
     
    Last edited: Feb 23, 2014
  10. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Jag håller helt med.

    Det som händer inom "närfältsbubblan" som omger matningspunkten bestämmer primärt verkningsgraden och i mindre grad strålningsdiagrammet, medan omgivningen även långt ute i fjärrfältet får avgörande betydelse för strålningsdiagrammet. Enklare program som NEC(x) har svårt att modellera markens egenskaper ute i fjärrfältet noga, så simuleringarna blir därför inte så exakta i de lägsta elevationsvinklarna.

    Jag har haft möjligheter att jämföra egenskaperna hos olika simuleringsprogram på jobbet, och det blir en påtaglig skillnad när det gäller omgivningens inverkan långt ut från antennen när program som CST Microwave Suite används.

    CST löser Maxwells ekvationer med en exaktare metod än NEC och kan ta hänsyn till flera materialparametrar. Jag har provat att låta köra samma modell,simuleringen tar c:a en helg, av korta monopoler med förlängningsspole på "rörliga plattformar" (utan att gå in på detaljer) i 4NEC2 och i CST. Strålningsdiagrammen som kommer ur CST ser annorlunda ut, och när man ändrar jordplanets parametrar 10-tals våglängder bort går det att se påverkan av diagrammet.

    73/
    Karl-Arne
    SM0AOM
     
  11. SA0AIB

    SA0AIB Per

    Bengt, har inte ditt mikrovagsexperiment koppling till begreppet Fresnelzon?

    Karl-Arne, kan man inte tanka i samma banor aven pa kortvag (trots att det inte ar nagon aperturantenn)?
     
  12. SM7EQL

    SM7EQL Kortvågs- och UKV-tekniker

    När det gäller vertikaler för mellanvåg så anges i gammal litteratur att vid c:a 120 radialer så har man nått en punkt där det inte längre lönar sig att ytterligare förbättra jordplanets egenskaper. Som jag fattat saken så är det bara antennens verkningsgrad (inom närfältsbublan som AOM uttrycker det) som kan optimeras och som då ger en markvåg som därefter enbart påverkas av den mellanliggande markens/terrängens egenskaper. Dålig mark absorberar mer och och saltvatten mindre.

    Ju högre frekvenser desto lättare blir det att bygga antenner med hög verkningsgrad men samtidigt ökar förlusterna pga av markens egenskaper i de allra lägsta vinklarna. Kanske kan man då anta att ett motsvarande experiment som vi nyligen kört på 21 MHz hade visat bättre resultat till GP-antennens fördel om vi gjort jämförelserna på t ex 3,5 MHz och antennerna på samma höjder räknat i våglängd.

    Den horisontella dipolens max-gain i fjärrfältet hade förmodligen inte påverkats nämnvärt vid byte av frekvens från 21 till 3,5 MHz men GP-antennen borde uppvisa klart bättre prestanda i fjärrfältet. Och ännu tydligare hade det blivit på mellanvåg om nu antennerna skull kunna realiseras i praktiken där.

    Alltså, det som kan göras för att optimera en 21 MHz vertikal eller GP är att ansluta så pass många radialer så att man når upp till punkten där det inte lönar sig mer, d v s där en fördubbling av antalet radialer kanske bara ger bråkdelar av dB gain. Sen blir resultatet vad det blir eftersom vi inte kan påverka markens och terrängen egenskaper. Skog, berg och dalar, byggnader m m är svåra att flytta.

    Är det slutsatser vi på goda grunder kan dra?
     
  13. SM7EQL

    SM7EQL Kortvågs- och UKV-tekniker

    >>>Bengt, har inte ditt mikrovagsexperiment koppling till begreppet Fresnelzon?

    Jo, samma problem som vid länkstråk där underliggande vegetation och hinder påverkar negativt.
     
  14. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Visst kan man det.

    Problemet blir dock mindre väldefinierat eftersom halva Fresnelzonen kommer att befinna sig under markytan.
    Då blir det svårare att använda den geometriska optik analysen bygger på.

    73/
    Karl-Arne
    SM0AOM
     
  15. SM5KYH

    SM5KYH Well-Known Member

    Avstånd 20000 m och mäthöjd 915 m ö h (3000 fot).
    Då blir elevationen ca 2,5 grader.
    Utfördes med cirkelflygning med mätflygplan samt autoregistrering av innivån i mottagaren RSSI varje grad.
     
    Last edited: Feb 23, 2014
    1 person likes this.
  16. SM5KYH

    SM5KYH Well-Known Member

    En liten utviking här då:
    I just det fall som beskrivs i Resonansartikeln får man tänka på att det diagram som redovisas BARA gäller för just den angivna mäthöjden och på precis det angivna avståndet.
    Eftersom vi här har att göra med VHF reflexer från jordytan kan man förenklat betrakta det som ren summationseffekt med hänsyn till reflexens amplitud och fasläge i förhållande till den direkta signalen.
    Skulle man, istället för att flyga runt i cirkel med fast radieavstånd, flyga på radialen ca 78 grader rakt in eller ut på samma höjd, så skulle man istället erhålla kraftiga fältstyrkevariationer. Från kanske +6 dB till hel eller nästan hel utsläckning av signalen.
    Beroende på "fluttrets" upprepningsfrekvens - som är hastighetsberoende, kan lite olika effekter uppkomma - vi talar ju här om AM.
     
    1 person likes this.
  17. SM7EQL

    SM7EQL Kortvågs- och UKV-tekniker

    KYH DE EQL

    Helt enig om att det måste bli så, även på radialflygningen. Tack för klargörandet! Men hur skulle då en markmonterad 1/4-vågs vertikal fungera med avseende på signalstyrkevariationer vid motsvarande mätning på radialen? Här kan det väl knappast bli tal om några markreflektioner på samma sätt som när antennen är monterad på våglängders höjd. OK, räckvidden blir kass med så låga antenner men ändå...

    Av ren nyfikenhet, hur mycket framträder egentligen fluttret mellan torn och flyg i utkanten av täckningsområdet där marginalerna är små?
     
  18. RM2D

    RM2D Well-Known Member

    Jag blev så inspirerad av allt adrenalin att jag var tvungen att åka till stugan idag och köra litet radio :)

    Först satte jag dock upp en ny satellit-TV antenn på husväggen och var dock tvungen att lägga ner en av mina 2 eleverade radialer för 40 meter på marken...

    Därefter glömde jag bort denna handling och satte mig i schacket för att se om man kunde köra litet 40 meter Long Path mot W6-W7.

    Jajemen... flera starka stationer loggades (W7SW, AA6VB, N7XM, W7OE, W6QW, W7WA, K7SCX). Huvuddelen 579-599.

    Efter en blomvattningsövning i trädgården upptäckte jag att radialen fortfarande låg kvar på marken och endast en 10 meter lång radial på 1.5 meters höjd fanns kvar.

    Ett leende uppenbarade sig på mina läppar... Sjutton vilken tur att man kör vertikal och inte dipol då en tredjedel av antennen ligger inbakad i rysk snö på marken... Undrar om jag hade fått många W7 och W6 i loggen med en sådan dipol? :)

    )))

    73 de RM2D, Mats
     
    1 person likes this.
  19. SM5KYH

    SM5KYH Well-Known Member

    EQL DE KYH
    Nja. Generellt sett så funkar det inte riktigt så mellan torn och flyg av flera skäl.

    Först och främst hamnar vi, rent räckviddsmässigt, nästan aldrig (med kommersiell linjefart) i utkanten av täckningsområdet eftersom systemdimensioneringen ska inkludera marginaler som gör att marginalerna aldrig ska vara små. Till detta läggs att oftast finns rumsdiversitet med flera mottagarplatser (med tillhörande sändarplatser) och manöversystemet väljer den "bästa" mottagaren för varje mottagningspass.

    Nästa "förbättrande faktor" är radioskyddet i kombination med de rutt-anknytna höjderna som kontakt med tornet tas vid ankomst till området eller då man beordrar frekvensbyte till nästa operatör. Det sker vid så hög höjd att LOS Line-Of-Sigth råder. Största tillåtna användningsavstånd från tornet samt högsta tillåtna användningshöjd, där flygplan får sända på frekvensen utan att orsaka störningar på andra flygplatsers trafik, blir i de allra flesta fall också långt innanför den teoretiska räckviddsgränsen.

    Självklart förekommer det trafikfall du frågar efter. Men då i "obygden" eller vid fjällflyg eller vid radiofel i flygplan. Även lågtflygande kamouflagemålade spetsiga kan emellanåt befinna sig lite lägre än systemdimensioneringen var tänkt för. Olika varianter på hur det blir förekommer då:
    - ganska snabbt flutter, d.v.s. man hör tydliga och snabba/korta bortfall i talet men squelchen hinner inte stänga.
    - långsammare variationer som leder till att squelchen stänger. Upplevs som att mottagningen "klipper" eller "hackar".
     
    1 person likes this.
  20. Per/SM7YES

    Per/SM7YES Well-Known Member

    Jag kan rekommendera lektyrläsning av Brown, Lewis och Epsteins skrift "Ground systems as a factor in antenna efficiency" från 1937. Första gången man läser den är den mycket spännande.

    Mvh
    Per
     

Share This Page