Intet är nytt under solen...

BRF skrev; "Det var helt naturligt på 50-talet att några småknattar träffades runt en utrangerad träradion uppe på någon vind eller ute i en träkoja med en lång 220V-ledning till boningshuset."

Kan inte låta bli att återge denna historia från 1957-58 från Lund som styrker ditt påstående:

"Radiobygge
Under samma tidsperiod, men på en helt annan plats i staden byggdes det radioapparater. Det
var några grabbar i de lägre tonåren, Jan Eskilsson, Karl-Erik Ohlin och Rolf Nilsen m fl som
blivit intresserade av elektronik och andra tekniska experiment. De höll till i ett gammalt
hus på Västergatan i centrala Lund. Huset ägdes av Karl Eriks Ohlins föräldrar och hade stått
tomt en längre tid. Lokalerna var nerslitna och saknade värme. Grabbarna brukade träffas
efter skolan och på kvällarna för att experimentera och bygga radio. Rolf var den mest
tekniskt kunnige i gänget. Han delade gärna med sig av sina kunskaper. Komponenterna som
behövdes klipptes för det mesta ut ur gamla radioapparater som köptes, ibland för "dyra
pengar" av Radiohandlare Helge Andersson på St. Petri kyrkogata 13. Genom klasskamraten
Lars Erik Nygren blev Jan Eskilsson intresserad av DX-ing. Lars Erik var en ivrig
förespråkare för DX-hobbyn, och visade ofta och gärna upp sina QSL kort för sina
skolkamrater."

Åter igen, killarna här var mellan 14-16 år och vad jag kan se i listorna så fanns inga äldre medlemmar än 17 år.
 
OT

SM7EQL said:
Hösten/vinterns planerade antennexperiment kommer att handla om nya serier jämförande mätningar på portabel GP-antenner med olika antal radialer utlagda på marken respektive upphöjda över marken. Det har skrivits spaltmil om sådana försök av både radioamatörer och radioproffs från rundradiobranchen de senare 70 åren så på ett sätt är resultaten redan kända och experimenten därmed meningslösa ur ett vetenskapligt perspektiv men ändå är det ett projekt som jag vill göra för att själv med egna ögon kunna se vad som händer och kanske också kunna verifiera resultaten mot vad som redan är känt. Får jag annorlunda resultat än vad som redan är känt så blir det till att felsöka i mätmetoderna.
Click to expand...

Vet inte om drönarbaserade fältstyrkemätningar har börjat användas bland amatörerna.
Ett sånt system borde spara tid jämfört med att samla in data vid RBN och man slipper variationerna i jonosfären.
http://www.rfcafe.com/miscellany/homepage-archive/2014/Drone-Based-Field-Measurement-System.htm
/Christer
 
Det här är oerhört intressant.

Ett stort intresse för automatiserade mätningar av antenndiagram och antennverkningsgrad via "drönare" finns inom "branschen".
Jag har själv skrivit en specifikation för ett sådant system med användning av en 3-axlig EMC-mätantenn,
en SDR från WinRadio samt en omborddator.

Den dimensionerande faktorn är användbar flygtid med den nyttolast som systemet utgör.
En grov uppskattning är minst 30 minuter erfordras för att få en användbar upplösning på diagrammet.
Kommer det rimligt prissatta drönare som kan lyfta 3-3,5 kg i uppemot en timme blir ett sådant system verklighet.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Tack för länken Christer som skall läsas sen.

Jag har också funderat på drönare och flyghöjden på hobbydrönarna räcker säkert till för upptagning av vertikaldiagrammet på de högre kortvågsfrekvenserna där jag tänker koncentrera mina experiment. Fortsatt 21 MHz som jag funnit som det mest säkra bandet för DX-förbindelser.

I mitt tänka fall så skulle jag vända på steken och placera en lågeffekt mätsändare i drönaren och sändarantennen skulle utgöras av en hängande tunn tråd på några meter försedd med en vikt. Den mottagna signalstyrkan registreras med mätmottagare direkt i dBm och max registrerad signalstyrka i huvudloben för referensantennen får sedan bli 0 dB referensen i vertikaldiagrammet Två antenner mäts parallellt i realtid, en referensantenn och så själva mätobjektet.

Nackdelen med min mätmetod är att man inte på ett enkelt sätt får ut absolut fältstyrka men jag tror inte det är viktig information för min del. Alla tidigare antennmätningar via RBN har byggt på jämförande A/B-mätningar mellan en referensantenn och provobjektet. I mitt fall begränsar sig min nyfikenhet sig till hur pass bra eller dålig en viss portabelantenn är jämfört med en mer optimerad referensantenn men som på grund av sin komplexitet ändå inte kunnat användas portabelt i fält. Jag vill veta hur mycket sämre min portabelantenn är och t ex hur mycket olika antal radialer gör i verkligheten.

Grannens drönare har en flygtid på 5-6 minuter och kan bära en ganska tung kamera. Flyghöjden är mer än tillräcklig. Kruxet är kanske att få ner höjddata med tillräcklig noggrannhet (+/- några meter räcker kanske). En kompis föreslog en teodelit och det skulle säkert fungera. Men kunde man lösa höjdinformationen på ett bättre sätt så räcker det ju att göra en lagom långsam vertikal uppstigning till max höjd för att få hela vertikaldiagrammet. Sedan förflyttning till en ny punkt och göra samma mätning. Vi tänker oss att avståndet är relativt stort så mätfelen vid en helt vertikal uppstigning är små. Alternativet är så klart att som i mer professionella helikoptermätningar flyga i cirklar på olika fixa höjder för att ta fram ett mer komplett utstrålningsdiagram men då blir det snabbt komplicerat med de små hobbydrönarna med begränsad flygtid. Man vill ju helst ha optisk kontakt med drönaren och kanske inte flyga in på 5 m höjd över bebyggelse etc.

>>>Ett sånt system borde spara tid jämfört med att samla in data vid RBN och man slipper variationerna i jonosfären.

Yepp. Helt klart kommer det att spara tid. Dock ser jag fortfarande ett stort värde i mätningar via jonosfären på just de distanser som är typiska för DX-förbindelser som antennerna är avsedda för. Genom att medelvärdesbilda mätdata från många Skimmermottagare över ett viss geografiskt område och över många dagar så får man sannolikt mer verklighetsnära resultat än vad drönarmätningarna kan visa? I slutänden gäller det ju att kunna konstatera att en viss antenn är bäst flest dagar i månaden via jonosfären på en viss distans eller hur man nu vill uttrycka sig. Mätningarna via RBN har hela tiden skett med två fyrsändare på olika frekvenser med olika antenner. Med många mätvärden över tid så blir skillnaderna mellan antennerna mycket tydliga liksom det inte syns någon skillnad alls om två exakt likadana antenner används.
 
Last edited:
Kollegor har köpt en GPS-utrustad drönare (www.altigator.com) och tänker sig att använda denna för diverse
experiment där GPS kan utnyttjas. Tyvärr är Altigator ett företag som är svåra att handla med
om man inte betalar med kreditkort (och det gör inte CTH), men produkterna är ganska intressanta.
 
SM7EQL said:
Vilken noggrannhet i XYZ-led ger en GPS för drönare så där ungerfär?
Click to expand...

Den GPS-baserade autopilot som jag tittade på i mitt projekt ger +/- 0,5 till 1 m i alla led vid "långsam" flygning.

Vid mätningar på små antenner vid lägre frekvenser (runt 2 MHz) är en nödvändig radie på mäthalvsfären c:a 200 m, för att kunna försumma närfältspåverkan. Mätantennen är en 3-axlig H-fältskännande loopantenn, så inom den reaktiva närfältszonen blir det helt missvisande data.

På högre frekvenser kan man sannolikt skala avståndet, men mäter man på antenner med riktverkan är nog minst 50-100 m att föredra.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Det är ju utmärkt positions-noggranhet för denna typen mätningar. Här hos mig har jag åkermark i alla riktningar utom några smala sektorer. Särskilt mot USA är det väldigt öppet långt bort. En mätning som hade varit intressant är vertikal uppstigning på olika mätavstånd, säg 100 m, 500, 1 km och endast kika på de lägre elevationsvinklarna begränsade av max flyghöjd på största mätavstånd. Jag skulle förmoda att man kommer att se hur marken absorberar allt mer av energin i de lägre vinklarna ju mer mätavståndet ökas jämfört med de högre vinklarna. Har dock aldrig sett några sådana mätningar i litteraturen. I stort sett alla mätningar på vertikalantenner är ju av typen fältstyrkemätningar utmed markytan som t ex FCC-mätningarna för mellanvågsantenner etc. Samma sak med N6LF:s mätningar på radialnät m m som gjorts i gränsen mellan när- och fjärrfält. Intressant men är resultaten relevanta när det kommer till jonosfärutbredning i låga vinklar där fältet utbreder sig nära marken över långa avstånd?
 
Används en 3-axlig mätantenn som är försumbart stor i förhållande till våglängden så blir resultaten giltiga ned till markytan eller elevationen = 0 så länge som man är långt utanför närfältszonen.

Alla faktorer i vågutbredningen kommer att tas med, inklusive markreflexen, markabsorptionen och Brewster-vinkeln. Dessa är även parametrar när verkningsgraden bestäms.

Det var ganska vanligt att göra denna form av mätningar vid leveranskontroll av stora antenner för mellanvåg och kortvåg under den tid som sådana fortfarande nybyggdes. Den obefintliga marknaden samt kostnaderna för fullskalemätningar med helikopter gör att man inte längre gärna gör mätningar på det sättet.

Televerket Radio och senare Teracom gjorde helikoptermätningar fram till 90-talets slut. Man var ledande i Europa och gjorde bl.a. de kända leveransmätningarna på de av Telefunken Sendertechnik byggda antennerna för Vatikanradion. Där användes 3-axliga ferritantenner (H-fält) för MF/HF och 3-axliga aktiva dipoler (E-fält) för VHF/UHF.

Om man har ett så tätt och stort jordnät att absorptionen i området runt vertikalantennens matningspunkt kan börja försummas går det att bestämma verkningsgraden och strålningsdiagrammet utifrån
endast mätningar på markytan. FCC-mätningarna bygger på dessa antaganden.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Intressant.

Kan man då anta att om man lägger tre vertikaldiagram mätt på tre olika mätavstånd t ex 50, 500 och 1000 m över varandra där huvudlobens maxvärden normaliseras till 0 dB för alla tre så kommer man att se att att den normaliserade fältstyrkan längs markytan eller i låga elevationsvinklar minskar med ökat mätavstånd. Alltså att fältstyrkan i låga vinklar dämpas mer än i högre vinklar. Detta på grund av den mellanliggande markens ledningsförmåga som får allt mindre inverkan ju högre elevationsvinkeln är.

Vi kan tänka oss i exemplet ovan att sändarantennen är en vertikal på marken med ett teoretiskt optimalt jordnät och att verkningsgraden i antennen som sådan därmed är hög. Frekvens 21 MHz.
 
Går man bara så långt bort att inverkan från närfältet säkert kan försummas ska det normaliserade antenndiagrammet i vertikalled vara ganska oberoende av avståndet.
"Dippen" vid Brewster-vinkeln kan dock flytta sig lite med avståndet.

Det krävs dock ett extremt stort jordplan för att strålningsdiagrammen ska börja se ut som i skolböckerna, alltså med ett maximum vid horisonten.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Jag tänkte mig egentligen ett praktiskt realiserbart optimalt jordplan när jag skrev teoretiskt optimalt....

Men då skulle det ju innebära att vertikaldiagrammets form för en markmonterad vertikal som mäts på ett stort avstånd över dels mark med låg konduktivitet och dels över saltvatten ser likadant ut efter korrektion med de ca 6 dB som förloras genom markabsorbtionen. Verkligen?
 
Jag avsåg att de olika mätavstånden skulle vara över ett och samma homogena underlag.
Är det så att konduktiviteten varierar med avståndet kommer formen på diagrammet att ändras.
En hög konduktivitet medför en lägre strålningsvinkel.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Last edited:
Då är vi överens. Jag definierade visserligen två separata mätsträckor, en sträcka över mark med låg konduktivitet och en annan sträcka över saltvatten med hög konduktivitet. Men kontentan är att vertikaldiagrammets form bestäms av markens/havets konduktivitet vilket också stöds av simuleringar i Eznec.

Det innebär då att fältstyrkemätningar som görs i marknivå inte är relevanta för att utröna hur pass bra en antenn är i de högre vinklarna som blir aktuella i en jonosfärshoppförbindelse. De mätningar jag gjort via RBN pekar på att skillnaden mellan två exakt likadana GP-antenner placerade över mark med låg konduktivitet resp över saltvatten ökar ju längre avståndet dvs ju lägre vinkeln blir. Stationer i Europa gav i stora drag samma SNR-värden på båda antennplaceringarna medan det var 6-8 db högre värden för antennen över saltvatten mot USA ostkust och uppemot 10 dB mot W6 och ZL.

Men det är så många parametrar, variabler och kombinationer i det här så det är lätt att gå vilse och lura sig själv. Jag har studerat N6LF mätningar på antal radialer m m i detalj och de ger ju på sätt och vis klara besked. Dock är mätningarna gjorda på kort avstånd i gränsen mot fjärrfältet så att markens egenskaper utanför antennens omedelbara närhet inte tagits med. Resultaten visar ändå tydligt hur antennens verkningsgrad kan förbättras genom att addera fler radialer och ungefär var gränsen går där det inte lönar sig att hänga på fler. Men det framgår inte att vinsten minskar med ökad elevationsvinkel. I praktiken ser det ut som att antenner med allt för få radialer kan fungera bättre än de borde göra.

I kommande antennmätningar skall jag försöka utröna hur mycket sämre min portabelantenn med endast två radialer är jämfört med en mer optimerad GP med jättemånga radialer - men som inte är ett praktiskt användbart alternativ. Det är inga lätta mätningar om de skall utföras över ett verkligt jonosfärshopp med de stora variationer som förekommer där.
 
Geometrin för jonosfärförbindelser förbättras dramatiskt på långa avstånd när strålningsvinkeln sjunker till ensiffriga tal.
Så om det finns saltvatten eller extremt stora metalliska jordplan att tillgå blir resultatet som bäst.

Realiserbara jordplan på land kan inte ge mycket lägre strålningsvinkel än kanske 12-15 grader,
och dessutom får man ofta en tydlig "dip" som brukar ligga runt 20-25 grader p.g.a. maximat av markabsorption.

Denna beror på interferens mellan elementet ovan jord och dess spegelbild i marken.
Markens ganska höga dielektricitetskonstant medför fasvridning av fälten vars vektorsumma medför total utsläckning i vissa elevationsvinklar.
Fenomenet märks även på GP-antenner med "eleverade radialer", men blir mycket mindre utpräglat med ökad höjd över marken.

Att kunna göra fältstyrkemätningar i 3D, och därmed kunna rekonstruera strålningsdiagrammet, på ganska korta avstånd ökar noggrannheten och repeterbarheten betydligt p.g.a. att S/N är så mycket högre.


73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Det torde också vara så att om antennen placeras över saltvatten så blir antalet radialer ganska okritiskt. Redan vid två radialer är verkningsgraden relativt hög och det blir inte värt besväret att hänga på fler. Kanske fyra. Men samma antenn placerad över mark med låg konduktivitet kan förbättras avsevärt genom att hänga på många radialer. Uppemot 20-30 behövs innan man når gränsen där det knappt lönar sig mer i förhållande till arbetsinsatsen. För fasta antenner kan det löna sig så klart om man vill hämta hem den sista dB:n.

Sedan är det ju så att en horisontell dipol minst en halv våglängd över mark med låg konduktivitet är bättre en en vertikal med några få radialer även i de låga elevationsvinklarna trots att dipolens maximum i huvudloben är mycket hög och vertikalens maximum förhållandevis låg. Vertikalens strålningsdiagram i vertikalplanet ser ju bättre ut att titta på men om man lägger det ovanpå diagrammet för den horisontella dipolen utan att normalisera loberna så ser man hur dålig vertikalen över mark egentligen är. I läroböckerna brukar alla sådana diagram putsas till och då försvinner ju skillnaderna också. Dåliga antenner ser bra ut.
 
Det är bara i läroböcker på mer avancerad nivå som man tar upp verkliga vertikalers uppträdande över mark överhuvudtaget.
I den absoluta majoriteten av böcker återges bara det teoretiska ideala diagrammet med en enda väldefinierad strålningslob riktad mot horisonten.

Min Elfält-bok ("Introductory Engineering Electromagnetics från mitten av 70-talet) berörde knappt alls vertikalantenner.

Jag erinrar mig att den första mer avancerade behandlingen som jag såg var i något av de tyska standardverken, där en "antennguru" från Rohde&Schwarz skrev om vertikaler på HF.
Här beskrevs både problemet med lobsplittring på högre frekvenser och Brewster-vinkel fenomenet.

Kontentan var att vertikala bredbandsantenner, "Ryssjor", ansågs som en ganska diskutabel lösning jämfört med horisontella motsvarigheter om man använde något annat än ytvåg.

Det som skrevs i QST 1/1964 om icke-ideala vertikaler; "They radiate equally poorly in all directions" har nog en viss relevans fortfarande.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
>>>"They radiate equally poorly in all directions"

Det kan nog vara sant, i alla fall på de högre KV-frekvenserna och om vertikalen monteras på marken och bara ett fåtal radialer läggs ut eller grävs ner i gräsmattan. Jämfört med en horisontell halvvågsdipol en halv våglängd upp så kan man räkna med c:a 10-15 dB sämre signal i låga vinklar för vertikalen. Lägger man ut många radialer på marken eller ännu hellre lyfter upp radialerna någon meter från marken så kan man nedbringa förlusterna till bara 5-6 dB jämfört med dipolen. Några dB kan förmodligen tillskrivas verkningsgraden i själva antennen och några dB som absorberas i marken på lite längre avstånd på väg mot motstationen. Samma vertikal monterad i vattenbrynet eller över saltvatten klår dipolen med flera dB i de lägsta vinklarna. Dipol över saltvatten blir bara marginellt bättre än på landbacken.

På låga KV-band kommer vertikalen mer till sin rätt då det är svårt att få upp en horisontell 80 m dipol på 40-50 m höjd. Än värre på 160 m. En dipol för 40 m på c:a 20-25 höjd är svår att klå med en markmonterad vertikal. Möjligen med ett jättestort jordnät.

Sen är det väl så att många amatörer är relativt trångbodda så om vertikalen placeras nära huset i trädgården så vet ingen hur strålningsdiagrammet ser ut i verkligheten. Förra sommaren gjorde jag några RBN-mätningar under en veckas tid med två likadana GP-antenner för 15 m på 2 m höjd i matningspunkten där den ena GP:n stod på västra sidan av huset och den andra på östra sidan. Skillnaden mot USA var i medeltal 2-4 dB till den västra antennens fördel. Tvärt om när det gällde UA och ner mot YU. Då vann den östra antennen. Rakt söderut kunde jag inte se någon större skillnad. Ganska jämt skägg. Så räknar man ihop alla "förlusterna" så kan de ju bli väldigt höga om man har otur. Finns ingen pålitlig referensantenn att jämföra med så har man heller ingen aning om hur bra eller dåligt antennen fungerar i en viss riktning. Lätt att skylla på dåliga konditioner då.

Man får också hålla i minnet att dessa variationer om kanske 5-10 dB mellan en bra och dålig antenn bara är en liten del i hela signalbudgeten där skillnaden mellan bra och dåliga utbredningsförhållanden ofta räknas i många tiotals dB. Ibland ännu mer. Vid bra conds kan därför en dålig antenn upplevas fungera "bra" medan en aldrig så stor och bra antenn inte räcker till när konditionerna är dåliga. Lurigt det här!
 
Last edited:
Jag har också funderat på hur man skulle kunna mäta det vertikala strålningsdiagrammet för mina antenner. Problemet är att terrängen är väldigt långt från den idealiska platta reflektorn och antennerna sitter ca 40-55 meter över omgivande terräng beroende på riktning och berg skärmar av markreflexen för låga vinklar i vissa riktningar. När jag simulerar loberna med HFTA-programmet ger små ändringar i horisontalplanet stora ändringar i lobernas utseende. Kort sagt: loberna är "trasiga". För att få en sann bild av loben måste mätningen ske minst en kilometer bort och till en höjd av 200 meter för att få med de flesta markreflexerna för aktuella vinklar för DX-trafik.

I HAM CAP-programmet anges en "bästa" strålningsvinkel vid en viss tidpunkt och frekvens för en viss förbindelsesträcka. När jag så försöker matcha antennlob, med hjälp av HFTA-programmet och antennhöjd, mot prognostiserad bästa strålningsvinkel, har jag sällan fått förväntat resultat. Högst är (nästan) alltid bäst för DX hos mig.
Man kan då misstänka att HFTA eller HAM CAP (eller båda) inte beskriver verkligheten.

/Roland
 
Ja en drönare-mätning skulle kunna ge svar på de frågorna. 200 m är kanske i högsta laget för de små maskinerna och sen finns det luftrumsrestriktioner att ta hänsyn till. Men det skulle vara väldigt kul att mäta på det sättet.

Att bästa strålningsvinkel inte upplevs stämma i praktiken kan väl till del bero på motstationernas antenner. Man kan nog förmoda att de allra flesta har antenner som är mycket ineffektiva i låga vinklar och då kanske två hopp i högre vinklar ger högre signal än ett hopp i låg vinkel trots att det borde vara tvärt om enligt HFTA/HAM CAP?
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top