Mobilantenn för 80m NVIS

Jag föreslår ett annat ovetenskapligt test. Sätt upp en dipol för 3,6 MHz matad med RG-58 mellan två träd i närheten av din bostad, 12-16 m höjd bör du klara av med kastlod eller slangbåge. I hemmet ställer du in SM6AAL-fyren på 3579,95 kHz och avläser ett styrkemedelvärde under 3 minuter, därefter beger du dig med mottagaren till dipolen och jämför. Eftersom styrkan där lär vara högre kan du medföra dämpsats med 1 dB-stegning i matarkabeln så du får en väl definierad skillnad.

Lennart
Aha, den fyren hade jag ingen aning om, men lyssnar nu och går fint med sina 125 mW ! Tack för info
 
Har fått en fundering så jag smyger in med en fråga.
Att mittmatat är mycket lättare är jag helt med på.
OM nu man skulle envisas med en ändmatad tråd för portabelt och inte vill strössla marken med jordtrådar, så till frågan o funderingar. Längre tråd typ en halvvåg så borde man klara sig med mindre jordtrådar ? Och om man skippar multibandsfunktionen utan gör den monoband (eller 2 med lite tur) går de att få upp effektiviteten till någorlunda vettigt med tex en annan form av matning eller är hela ideen totalt usel ? :)
 
Ett mer vetenskapligt test kan göras genom att jämföra en antenn (provobjekt) mot en annan antenn (referens) under kontrollerade former.

En dipol för 3,6 MHz matad med RG-58 mellan två träd kan hängas upp i närheten av din bostad, 12-16 m, så som DFF föreslår. En sådan antenn får anses vara ganska typisk för vad många av de som är aktiva på 80 m använder.

Denna referensantenn kan sedan användas för att få en ganska god uppfattning om hur din ändmatade kvartvågs trådantenn med 49:1 transformatorn presterar. Själva mätningen kan göras på flera sätt. Enklast kan vara att införskaffa två WSPRLite sändare som körs som radiofyrar. Dessa kan förslagsvis programmeras med två olika anropssignaler och sedan få stå igång ett par veckor. Radiofyrarna kommer att generera många tusen spottar i WSPRnets databas och som sedan kan laddas ner och bearbetas vidare i t ex Excell.

Genom att sortera ut enskilda motstationer eller grupper av stationer inom geografiska områden i Sverige, Europa eller andra delar av världen och sedan jämföra de registrerade S/N-värdena från båda radiofyrarna så går det att fastställa hur mycket bättre eller sämre provobjektet är jämfört med referensen.

Det är inte alls otänkbart att din ändmatade tråd med 49:1 transformatorn på 2 m medelhöjd skulle visa sig vara si så där 10-20 dB (ca 2-3 S-enheter) sämre än referensdipolen på 12-16 m höjd. Det betyder att 100 W till den ändmatade tråden skulle ge ungefär samma S-meterutslag hos en motstation som 1-10 W till dipolantennen.

En kort mobilantenn för 80 mb monterad på marken med några radialer skulle sannolikt visa sig vara ca 20-25 dB sämre än dipolen och som allra sämst för de högre elevationsvinklarna som används för s k NVIS trafik där dipolen på 12-16 m höjd är nära nog optimal.
 
Man ska ha klart för sig att prestanda hos ett HF-system
i stor grad bestäms av störmiljön, och att alla påståenden om utbredning
utgörs av medelvärden, och stora avvikelser kan förkomma.

Nedan ett par figurer från en artikel i QTC 2/1969, skriven av en av mina mentorer, SM4AWC. Dessa visar dels förväntad fältstyrka från typiska amatörradioinstallationer, och dels förväntad brusnivån på olika frekvenser. Kurvorna kommer i sin tur från material som togs fram av Telegrafverkets "antennguru" Folke Strandén i början av 50-talet.

I synnerhet brusnivåerna kan väl betraktas som "lätt optimistiska" i dagens radiomiljö.

1668797310418.png
Fältstyrkevärdena kan räknas om så att de istället visar utbredningsdämpningen mellan isotroper, alltså förlustfria helt rundstrålande antenner. Dessa förkommer dessvärre endast i skolböcker.

Om vi normerar sändareffekten till 1 W eller 0 dBW till en förlustfri halvvågsdipol så ger det en genomsnittlig fältstyrka av mellan 20 och 30 dBµV/m, och en isotropantenn för 3,5 MHz får en absorptionsarea av grovt räknat 500 m2.

20 dBµV/m eller 10 µV/m motsvarar då en mottagen signaleffekt av grovt räknat 1E-10 W eller 80 µV över 50 ohm, motsvarande -100 dBW, -70 dBm eller "S9".

Därför brukar vi systemkonstruktörer ofta använda tumregeln "100 dB mellan förlustfria isotroper" vid grova dimensioneringsbetraktelser över HF-system i det låga frekvensområdet där NVIS-utbredning förekommer.

1668797714068.pngNu är det väldigt sällan som 1 W sändare är 9 "S-enheter över bruset, i synnerhet nattetid, så det måste bero på något. Primärt är detta att små sändarantenner som mer ofta ligger på 10 % eller 1 % av dipolens verkningsgrad, alltså -10 eller -20 dB, används.

Signal/brusförhållandet i detta frekvensområde är nästan helt oberoende av mottagarantennernas verkningsgrad, eftersom både signalerna och bruset dämpas lika mycket. En liten antenn kan ge ett lika gott S/N som en stor så länge det dämpade bruset överstiger mottagarbruset med en viss marginal.

Man brukar säga att 1 % eller -20 dB mottagarantennverkningsgrad är tillräckligt för att kunna överrösta bruseffekterna från alla brukliga mottagare i det lägre HF-området.

En brusfältstyrka av -20 dBµV/m eller 0,1 µV/m i 3 kHz motsvarar en antennbrusfaktor hos en dipol av c:a 35 dB, så man kan tillåta en verkningsgrad av runt 1 % innan mottagarbruset kommer i samma storleksordning som det dämpade antennbruset.

Men 35 dB antennbrusfaktor på 3,5 MHz är en brusnivå som endast fanns under amatörradions storhetstid, och erfarenhetsmässigt har nivån stigit med 5 dB per årtionde i förortsmiljö, alltså med 25 dB,

En inte alldeles ovanlig brusfaktor i dag är 55 - 60 dB, vilket medger en verkningsgrad av 0,1 % eller mindre hos en mottagarantenn utan att S/N påverkas nämnvärt.

Störfältstyrkan runt mottagarantennen och sändarantennens verkningsgrad blir därför dimensionerande för HF-förbindelser på korta och medellånga avstånd.
 
Ett mer vetenskapligt test kan göras genom att jämföra en antenn (provobjekt) mot en annan antenn (referens) under kontrollerade former.

En dipol för 3,6 MHz matad med RG-58 mellan två träd kan hängas upp i närheten av din bostad, 12-16 m, så som DFF föreslår. En sådan antenn får anses vara ganska typisk för vad många av de som är aktiva på 80 m använder.

Denna referensantenn kan sedan användas för att få en ganska god uppfattning om hur din ändmatade kvartvågs trådantenn med 49:1 transformatorn presterar. Själva mätningen kan göras på flera sätt. Enklast kan vara att införskaffa två WSPRLite sändare som körs som radiofyrar. Dessa kan förslagsvis programmeras med två olika anropssignaler och sedan få stå igång ett par veckor. Radiofyrarna kommer att generera många tusen spottar i WSPRnets databas och som sedan kan laddas ner och bearbetas vidare i t ex Excell.

Genom att sortera ut enskilda motstationer eller grupper av stationer inom geografiska områden i Sverige, Europa eller andra delar av världen och sedan jämföra de registrerade S/N-värdena från båda radiofyrarna så går det att fastställa hur mycket bättre eller sämre provobjektet är jämfört med referensen.

Det är inte alls otänkbart att din ändmatade tråd med 49:1 transformatorn på 2 m medelhöjd skulle visa sig vara si så där 10-20 dB (ca 2-3 S-enheter) sämre än referensdipolen på 12-16 m höjd. Det betyder att 100 W till den ändmatade tråden skulle ge ungefär samma S-meterutslag hos en motstation som 1-10 W till dipolantennen.

En kort mobilantenn för 80 mb monterad på marken med några radialer skulle sannolikt visa sig vara ca 20-25 dB sämre än dipolen och som allra sämst för de högre elevationsvinklarna som används för s k NVIS trafik där dipolen på 12-16 m höjd är nära nog optimal.

Det låter som att min tomt och antenn, tillsammans med min QRP radio är för stora kompromisser på alla områden för att kunna fungera tillräckligt bra. Jag får ta en funderare på hur jag ska gå vidare, tack för förklaringen!
 
När det gäller mottagning på 80 m så är antennen ganska oviktig. Du hör ungefär samma stationer på din ändmatade tråd ca 2 m över marken som hörs på en dipol som hänger högt och fritt. Enda skillnaden är att S-meterutslaget för din antennen visar 2-3 S-enheter mindre utslag. AOM beskriver hur detta hänger ihop med bakgrundsbruset m m. Sak samma gäller om du ansluter en 1 m lång tråd direkt till en radio som har högimpediv antenningång (vanligt på äldre rundradiomottagare). I modern tappning finns s k aktiva antenner som består av ett kort antennspröt om 0,5-1 m samt en impedansomvandlare till 50 ohm. En aktiv antenn som placeras en bit bort från husets stördimma kommer att höra i stort sett lika bra som en dipol som hänger högt och fritt.

När det gäller sändning så är kombinationen en liten eller lågt hängande antenn och låg effekt däremot besvärlig.

Om du däremot skaffar dig en vanlig 100 W radio så ser jag dock inga direkta problem. Som jag skrev tidigare så kan du förslagsvis använda en sådan lösning som Ingvar SM7CZR beskrev i QTC. Klarar de flesta banden med små anpassningsförluster och med perfekt SVF utan mer krångel för dig än att ställa in de tre rattarna. Inget hindrar heller att du förlänger det ca 6 m långa sprötet med en tråd som ansluts i toppen och sedan lutas nedåt till någon lämplig fästpunkt 10-20 m bort eller vad din tomt nu tillåter. Den horisontella/lutande delen av antennen gör att utstrålningen i de högre elevationsvinklarna för s k NVIS ökar markant liksom antennens totala effektivitet. Särskilt märkbart blir detta på 80 m och 40 m. Det finns fler lösningar som skulle fungera på en liten tomt.

Det här med att som nybörjare skaffa sig en 5 W QRP-radio är en form av självplågeri, särskilt om tomten är liten där det inte finns möjligheter att få upp en tillräckligt effektiv antenn.

Låg effekt till en ineffektiv antenn är en toppenbra kombination om målet är att snabbt tröttna och ge upp eller för att testa sitt tålamod och uthållighet eller bara plåga sig själv i största allmänhet.
 
Nyckeln till att få användbara resultat med enkla antenner och låga effekter är att vara lättrörlig i frekvens. Detta är något som användare av "taktisk HF" känt till i generationer.

I synnerhet i den störda radiomiljö som finns i Europa kan en förflyttning av något eller några 10-tal kHz vara skillnaden mellan kommunikation och ingen kommunikation.

Civilflygets HF-band är ganska tätt utplacerade i de lägre delarna av spektrum (2,8; 3,4; 4,6; 5,6; 6,5 MHz) för att kunna använda detta, och militärerna bryr sig överhuvudtaget inte om varken frekvensallokeringar eller "bandplaner".

Att designa ett HF-system för endast ett smalt frekvensband med marginell utrustning är en ganska säker väg till att få missnöjda användare.
 
Nyckeln till att få användbara resultat med enkla antenner och låga effekter är att vara lättrörlig i frekvens. Detta är något som användare av "taktisk HF" känt till i generationer.

Nyckel till att välja tid och frekvens ligger till stor del i förståelsen för hur vågutbredningsmekanismerna fungerar och påverkar. Ju mer kunskaper och erfarenhet man samlat på sig ju mindre effekt och mindre effektiva antenner kan användas för att få användbara förbindelser.

Andra parametrar som spelar in är operatörernas skicklighet och förmåga att kunna läsa svaga svårt störda signaler. Särskilt viktigt där låga effekter till ineffektiva antenner används eller där frekvensval och tid inte är de optimala.

Som nybörjare saknar man en stabil grund att stå på vilket inte sällan resulterar i besvikelser över att det är svårt att nå ut eller att ingen svarar på ens allmänna anrop. Man kan ju lätt inse att den nybörjare som investerat 30kkr i en superduper transceiver men sedan inte får kontakt eller bara finner havregrötsringar på banden tappar gnistan. Om sen inte traditionell amatörradio intresserar, att jaga DX och ständigt sträva efter att nå längre osv inte är intressant - ja vad återstår då att hitta på? Då är det lätt att tröttna och ge upp vilket de allra flesta också gör efter några veckor, månader eller i bästa fall några år.

Här tror jag att många av oss som under 50- och 60-talen började med vanlig BCDX-ing på mellanvåg och kortvåg var lyckligt lottade. Vi skaffade oss en enastående fin grundutbildning även om vi själva nog inte insåg det då. Många timmars lyssnande under flera års tid resulterade i erfarenheter och en viss förståelse för vågutbredning som sedan kunde användas inom amatörradion när det blev dags att börja sända. De flesta nybörjarna på den tiden var ganska väl medvetna om vad som kunde höras när på dygnet och på vilka band osv.

Så som nybörjare tycker jag att man skall börja med att lyssna och den vägen skaffa sig egna erfarenheter. Då kanske man också kommer underfund med vad inom hobbyn som verkar mest intressant och därmed slipper att satsa på fel häst.
 
Ju mer kunskaper och erfarenhet man samlat på sig ju mindre effekt och mindre effektiva antenner kan användas för att få användbara förbindelser.
För att kunna ha någon nytta alls av att vara "lättrörlig i frekvens", blir kunskaper och erfarenheter om vilka frekvenser som man ska välja helt nödvändiga.

Och här har vi själva kärnan i frågeställningen.
Sådana erfarenheter kommer inte av sig själva, utan behöver tillägnas under åratal. På den tiden som radioamatörer primärt rekryterades via intresse, tålamod och idogt lyssnande, istället för via veckoslutskurser, så kom sådant med tiden och blev till sist intuitivt, ofta långt innan själva certifikatprovet avlades.

Kortvågslyssnande på både rundradio, "Utility" och radioamatörer gav radiovana och miljökunskaper. Telegrafiträningen skedde ofta "on the air" genom att lyssna till trafik av olika slag.

Min egen erfarenhet från att vara utbildare av yrkesradioanvändare är att det är en hög tröskel och lång träningsperiod innan t.ex. frekvensval och antennriktningsval sker någorlunda intuitivt, vilket är en av anledningarna bakom att automatisering av radioprocedurer har en så hög prioritet för både militära och civila användare.
Det finns helt enkelt varken tid eller pengar för att låta personal "växa in" i rollerna som manuella radiooperatörer, och dessutom är pris/prestandaförhållandet för sådant dåligt, i synnerhet när man tvingas avlöna sina anställda.

Amatörradio däremot saknar per definition "pris/prestandaförhållande", så vi behöver inte bekymra oss om sådant. I stället borde strävan vara att få fram "kvalitetsamatörer" vilka är kompetenta och självgående.

Ett inslag i detta borde därför vara att uppmuntra att lära sig Morsetelegrafi, vilket är ett överlägset trafikslag när det gäller att komma fram med enkla medel och liten resursförbrukning. Dessutom är inlärningen av telegrafi "character building" vilket på sikt skapar mycket bättre radioamatörer med hög kvalitet och lång halveringstid.

Helst såge man att det tyska systemet som fanns fram till 70-talet kunde införas, där den blivande radioamatören först fick ta kontakt med en lokal klubb; ett "Ortsverband" , där dels lärde sig telegrafi och samtidigt byggde sin mottagare på klubbens "Bastelabends". När mottagaren fungerade och telegrafin började bli användbar vidtog lyssnande på amatörbanden och att delta i klubbaktiviteter som "second operator".

Till sist var man uppe i 60-takt och hade fått ganska goda kunskaper i både teknik och trafik, så certifikatprovet upplevdes då som ganska enkelt.

I Östtyskland gick man ännu längre, där krävdes det ett par-tre år som "second operator" innan en ny amatör kunde få rekommendationer från sina mentorer att kunna avlägga provet för ett eget tillstånd.

Sådant skapade radioamatörer med en kvalitet och halveringstid vilket vi bara kan drömma om idag...
 
Jsg har av princip aldrig kört mer än 5 e hemifrån, men det har räckt långt.
Tålamod är ett nyckelord, vänta ut konditioner, osv
En lustig sak jag märkt är att nan får fler svar om man inte säger att man är qrp, det verkar som om folk slutar lyssna, för qrp ska ju inte funka...
 
En lustig sak jag märkt är att nan får fler svar om man inte säger att man är qrp, det verkar som om folk slutar lyssna, för qrp ska ju inte funka...
Jaså, jag upplever nog att fler svarar mig om jag anger /P eller /QRP. I alla fall är det så på telegrafi. För många år sedan gjorde jag ett experiment och angav /QRO. Det gav stora pile ups och ganska många ville veta PWR? Nu körde jag bara 1 kW så de blev förstås besvikna och någon riktigt sur för att de blivit lurade på konfekten. Kan tänka mig att de förleddes att tro att jag då körde kanske 10 eller 100 kW som skulle vara en mer logisk anledning att puffa för /QRO. Även /QRPP och /QRPPP förekommer. Ju fler P ju fler svarar eftersom de förleds att tro att effekten är nära noll watt eller kanske t o m negativ effekt?

Sen är det ju så att 5 W faktiskt är mycket mer effekt än vad som behövs för någorlunda stabila enhoppsförbindelser inom Europa på 80, 40 och 20 m. Särskilt på telegrafi och under förutsättning att antennen inte är alltför dålig. En dipol på 7-10 m höjd på 80 och 40 m är helt klart bra nog liksom en GP eller dipol på 20 och 15 m som sitter 5 m över marken.

Kombinationen 5 W, SSB och en mobilantenn för 80 m är dock en svår kombination. Enbart skillnaden mellan CW och SSB hamnar i häradet 10-15 dB till CW fördel. Sen vet vi att en kort mobilantenn på 80 m är i häradet 15-20 dB sämre än en typisk halvvågsdipol. Räknar man sedan in skillnaden mellan vad en standard 100 W radio kan prestera jämfört med 5 W så har vi ju ytterligare drygt 10 dB här.

5 W mobilt SSB på 80 m är helt klart en grav ansats till självplågeri. Sen bör man tänka på att låg effekt till små antenner gör det svårt för motstationen att höra vad som blir sagt. :cool:

Ett "worst case scenario" extra allt inräknat skulle då betyda att en 5 W SSB mobilstation på 80 m motsvaras av en 5 milliwatts CW-sändare med en dipolantenn och som då skulle ge ungefär samma läsbarhet när signalstyrkan ligger nära brus- eller störningsnivån. I runda slängar 30 dB skillnad totalt.

Så det är ganska lätt att förstå varför vi Gröngölingar som hade C-cert - under amatörradions storhetstid - och körde 10 W DC-input (ca 6-7 W ut) på 80 m men med en skaplig dipol lätt kunde fylla loggen med stationer från hela Europa och på 15 m med en GP massvis med jänkare och ryssar på den tiden. Tidvis med enorma signalstyrkor. Kikar man tillbaka i loggarna så förundras man faktiskt över hur lätt och bra det fungerade med så enkla medel, kristallstyrt dessutom. Jo, aktiviteten var faktor 100 till 1000 gånger större och en stor del av de aktiva var liksom vi hungriga ungdomar som högg på att som hördes på banden.

CW is King! :)
 
Jag gjorde lite prov idag och testade att sända telegrafi på 40m och 80m, och kollade med websdr var signalen kunde tas emot någonstans. Voacap verkade förutspå nära drygt 90% reliablity mot flertalet stationer. Resultatet var däremot en besvikelse, enbart en station kunde höra min radio på 40m, och cw signalen var för svag för att kunna avkodas, ibland hördes den, men oftast såg man bara den i vattenfallet. På 80m hördes inget alls, på någon av stationerna jag provade mot.

Voacap tar inte hänsyn till att min antenn har en verkningsgrad på 1-5%, om jag hade matat in att jag sänder med 50mW skulle det kanske ha stämt med beräkningarna jag fick där. Som jag ser det är antennen eller transformatorn inte användbar, den har för låg verkningsgrad för att QRP ska vara användbart, men den fixar inte 100W utan att bli överbelastad. En dipol verkar vara enda alternativet, om man nu har plats för en sådan.
 
VOACAP är ett ganska "trubbigt" prognosverktyg, och på nära avstånd är spridningen ganska stor. Dessutom är default-värdena för brusnivån ganska optimistiska för dagens situation.

SNR anges dessutom i enheten dBHz, vilket gör att värdena ser bättre ut än vad de är. 20 dBHz är detsamma som signal/brusförhållandet 1 i 100 Hz bandbredd, vilket i princip är ohörbart för oövade användare.

Man ska inte stirra sig blind på det som simuleringar och prognosprogram visar, utan det är verkligheten som gäller.
 
Skulle vara intressant att veta vilken signal herr Markus Nilsson har, ingen träff i SSA callbook.
 
Förr fanns snedjonsondrar, eller vad de nu heter.
System med en sändare på en pltas som sänder en bärvåg i ett svep från ex 1-30 MHz, under en vis tid, per svep då.
Genom att ha en mottagare som sveper samma frekvens, med en given bandbredd och avläser signlen, både i styrka och fördröjning får man en aktuell vågutbredning.
Man hörde ett sviiiippppp, ibland från en sådan sändare.
Avsikten var att få reda på vilken frekvens man skulle välja, och möjligen viss forskning oxo.

Finns sådan igång numera?

Varför har inte radioamatörer sådana system?

Men fyrar funkar ju som IBP.

SM4FPD
 
Snedjonosonderna eller "chirpsounders" hade sin storhetstid på 80/90-talen, och det fanns flera sådana igång i Sverige i FMV/FOA regi och ett stort antal inom NATO. Efter millennieskiftet avtog intresset, och idag finns bara ett fåtal.

Tekniken bakom en chirpsounder är ganska "simpel" och kan numera realiseras med billiga SDR-sändare och mottagare. Tröskeln ligger främst i att göra en bra sändardel som har en någorlunda användbar uteffekt till en bredbandig antenn.

Principen bakom är att man sveper frekvensen uppåt i en noga känd takt, 100 kHz/sekund oftast, och låter en smalbandig mottagare svepa med. SDR medger analysbandbredder av mindre än 10 Hz vilket gör mottagaren mycket känslig.

Eftersom gångtidsskillnader av 1 ms motsvaras av en frekvensskillnad av 100 Hz får man reda på utbredningsgeometrin, och vilka reflektionshöjder som förekommer i jonosfärskikten.

ESR tog fram ett koncept för en "amatörimplementering" av chirpsounders, som sedan vidareutvecklades av en av mina ex-jobbare och beskrevs i presentationen "A simplified approach for a sound-card based HF oblique ionospheric sounding receiver" på HF13.

En "händig" programvarumakare kan realisera ett sådant system i GNURadio, som gör all signalbehandling i programvara. Tillgång av
GPS-timing gör problemet med synkronism mycket enklare.

1668976716853.png
 
Last edited:
ESR ligger som vanligt i framkanten när det gäller "amatörradiovetenskap", vilket kanske inte är helt oväntat genom att mer än en ESR-medlem är verksam inom Sveriges Nationalkommitté for Radiovetenskap, SNRV.

Tidigare har professor Brian Austin, G0GSF/ZS6BKW nämnts.
År 2000 hörde jag honom framföra på det brittiska ingenjörssamfundet IEE:s HF-konferens en presentation om frekvensval och antennval för NVIS sett ur ett historiskt perspektiv, som var mycket intressant. Bl.a. beskrevs paradigmskiftet inom taktisk HF, och resonemanget bakom hur frekvensbristen vid invasionen i Normandie angreps.

Hittade nyligen igen uppsatsen, vilken bifogas. Den är verkligen läsvärd.
 

Attachments

  • article-HFRST-2000.pdf
    505 KB · Views: 30
Här finns mer info om NVIS-antenner i samband med slaget om Arnhem.
https://www.mpoweruk.com/papers/Arnhem_NVIS.pdf

Fler historiska papper från Brian finns här:
https://www.mpoweruk.com/Brian_Austin.htm

I detta pappret om 5 W Paraset och B2 som bl a användes mellan Whaddon Bletchley Park och Normandie finns en länkbudget där man tar med absorbtionsförlusten i D-skiktet som bildas under dagtid. Det är många parametrar som påverkar och det är imponerande att de utsända agenterna lyckades få upp provisoriska och dolda antenner som bevisligen fungerade.
https://www.mpoweruk.com/papers/Clandestine.pdf
 
Last edited:
Back
Top