DX INFORMATIE




  

Hoogten, condities en afstanden op VHF


De twee-meter amateurband loopt in Europa van 144.000..146.000 MHz. Een van de eigenschappen van dit VHF-gebied is, dat de verbindingen tot stand kunnen komen via de troposfeer. De troposfeer is de luchtlaag boven de aarde, waarin zich de ons bekende meteorologische verschijnselen voordoen. In tegenstelling tot de HF-amateurbanden, kunnen we op VHF geen gebruik maken van de opwaartse straling, welke na reflectie tegen de heaveside- laag zorg draagt voor een verbinding op grote afstanden. Ook de grondgolf is op VHF van minder belang. In het VHF-gebied maakt men gebruik van ruimtestraling, welke vrijwel dezelfde eigenschappen bezitten als lichtgolven. Afbuiging door reflecties vindt, onder normale omstandigheden, niet plaats. Wel ontstaat er enige afbuiging, doordat de hogere luchtlagen ijler zijn dan de lagere. Hierdoor is de maximaal te overbruggen afstand iets groter dan wanneer deze verbinding tot stand zou worden gebracht m.b.v. lichtgolven. Bewezen kan worden, dat voor een direct-zicht-verbinding de formule geldt: ___ ___ a = 3,56 ( V h1 + V h2 ) km. Hierin zijn h1 resp. h2 de hoogte van de beide antennes. Voor VHF blijkt, dat i.v.m. de reeds beschreven aanwezige afbuiging de uitkomst kan worden verhoogd met 20%. Daardoor wordt de formule dus: ___ ___ a = 4,27 ( V h1 + V h2 ) km. Voorbeeld: Uw antenne staat op een hoogte van 12m en U wilt een verbinding tot stand brengen met een mobiel station. Hoever kan deze auto zich van U verwijderen voordat de verbinding onmogelijk wordt? We gaan er vanuit dat de hoogte van de antenne op de auto 2m bedraagt. ___ ___ a = 4,27 ( V h1 + V h2 ) km. ___ __ a = 4,27 ( V 12 + V 2 ) = ca. 21 km. Voorbeeld 2: U wilt een verbinding maken over een afstand van 40 km. Wat is dan de minimale hoogte van de antenne van het tegenstation? ___ ___ 40 = 4,27 ( V 12 + V h2 ) km. ___ ___ V 12 + V h2 = ( 40 : 4,27 ) = 9,4 ___ ___ V h2 = 9,4 - V 12 = 5,9 2 h2 = 5,94 => h2 = 35m Over deze afstand zal natuurlijk ook demping optreden. Voor VHF geldt een trajectdemping tussen twee isotropestralers van 4 x pi x a 20 log ---------- lambda Dit is zuiver theoretisch. Over een afstand van 6 km moet men rekenen op een demping van: 4 x pi x 6000 20 log --------------- = 91 dB 2,068 Dit houdt in, dat bij een zendvermogen van 10 Watt, een vermogen van 8 nW aan de ontvangantenne aankomt. (Bij 50 Ohm zou dit overeenkomen met 600 uV) Hoewel de formule voor de maximale afstand theoretisch juist is, blijkt in de praktijk dat onder normale omstandigheden ook grotere afstanden kunnen worden overbrugt. In het Duitse tijdschrift QRV van october 1972 staat echter een formule, welke veel meer op praktijkervaring is gebaseerd. De formule wordt aangehaald i.v.m. de planning van een relaiszendernet in DL. Met deze formule kan de plaatselijke veldsterkte worden berekend. ___ 10 x V erp x h1 x h2 x 4 Veldsterkte E = ------------------------ uV/m 2 Labda x a Om nu de spanning aan de antenneklemmen te berekenen, moet men de veldsterkte vermenigvuldigen met: Lambda --------- 2 x pi De gevonden spanning is de E.M.K. De klemspanning zal bij juiste aanpassing de helft hiervan zijn. Uk is dus 1/2 E.M.K. Vatten we de formules samen in een formule, dan krijgen we: ___ 3,2 x V erp x h1 x h2 Uk = --------------------- uV 2 a Hierin zijn afstanden in kilometers en de antennehoogten in meters. Voorbeeld: De afstand Groningen-Vlieland is 100 km. Twee mensen willen met een portofoon een verbinding maken. De een staat op de vuurtoren: h1 = 55 m. De ander staat op een gebouw van 60 m in Groningen. Het vermogen van beide portofoons is 2 W erp. Volgens de eerste formule is geen verbinding mogelijk; bij deze hoogten zou maximaal 64 km kunnen worden gehaald. Volgens de tweede formule krijgen we: ____ 3,2 x V erp x h1 x h2 3,2 x 1,4 x 55 x 60 Uk = --------------------- = ------------------- = 1,48 uV 2 10.000 a Hieruit blijkt, dat een verbinding goed mogelijk is. Een andere zeer bekende vuistregel is, dat een verdubbeling van de antennehoogte een winst oplevert van 6 dB. Indien we in bovenstaande formule 2h1 invullen, blijkt ook Uk 2 keer zo groot te worden. Ander voorbeeld: De afstand Bedum Winschoten is 34 km. OM 1 heeft zijn antenne op een hoogte van 16 meter staan. OM 2 wil proberen een mobiele verbinding te maken. Volgens de formule voor zichtverbinding is dit niet mogelijk. Wanneer we echter de andere formule hanteren zien we het volgende: OM 1 gebruikt een porto met een erp van 1 W. __ 3,2 x V 1 x 16 x 2 Uk wordt dan: ------------------ = 0,09 uV 2 34 Dit lukt dus nog steeds niet. Wanneer echter OM 1 een antenne gaat gebruiken welke een winst geeft van 10 dB en het zendvermogen opvoert naar 10 W, zult U zien dat het wel gaat. De spanning bij het mobiele station wordt dan: ____ 3,2 x V 100 x 16 x 2 Uk = -------------------- = 0,89 uV 2 34 Indien OM 2 over een goede ontvanger beschikt, zal deze verbinding mogelijk zijn. Nu kunnen we ook zien dat iedere meter hoogte belangrijk is. Laat OM 2 maar eens over een brug rijden, welke 2 meter hoger ligt. ____ 3,2 x V 100 x 16 x ( 2 x 2 ) Uk = ---------------------------- = 1,77 uV 2 34 Hieruit blijkt dus de 6 dB winst bij verdubbeling van de antennehoogte. Rijdt men dus op een snelweg, zal men dus een grotere actieradius hebben, dan iemand die ernaast rijdt, daar die weg vaak zo'n 2 meter lager ligt. Nog een voorbeeld: Twee stations willen een verbinding maken tussen Vlieland en Groningen; Afstand: 100 km. Hoogte Groningen: 12 m NAP. Hoogte Vlieland: 12 m NAP. Vermogen: 25 W S+N Gevoeligheid ontvangers : 0,4 uV voor 30 dB --- N Kabel : 15m coax RG 59 (demping 4 dB/30 m) Als de kabel 15 m lang is, veroorzaakt deze een demping van 2 dB. Dit gebeurt zowel bij ontvangen als bij zenden. Aan de antenne komt dus 25 : 1,58 = 15,8 W aan. Door de antenne wordt dit met 10 dB, dus 10 x versterkt. De erp is dus 158 W. Aan ontvangstzijde is de spanning: ____ ( 3,2 x V erp ) x h1 x h2 ( 3,2 x 12,7 ) x 12 x 12 ------------------------- = ------------------------- = 0.6 uV 2 10.000 a Daar de ontvangantenne 10 dB versterkt, maar de kabel 2 dB verzwakt, komt de totale versterking aan de ontvanstzijde op 8 dB. Dit komt overeen met een spanningsversterking van 2,5 x. Dus de spanning op de ingang van de ontvanger is dan 1,5 uV. VRAAG: Wat is de maximale afstand tussen twee mobiele stations, elk met een zendvermogen van 10 W erp en een minimaal benodigde ingangsspanning van 0,5 uV? _____________________ BEREKENING: / ___ / 3,2 x V erp x h1 x h2 a = V --------------------- Uk _______________ / 3,2 x 3,16 x 2 x 2 a = V -------------------- = 9 km. 0,5 Voor de duidelijkheid moet erop worden gewezen dat bovenstaande formules niet altijd opgaan. Bij hevige sneeuwval en grote regengebieden, zal de trajectdemping vaak groter zijn, en de veldsterkten dus kleiner. In andere gevallen kan het zijn dat de veldsterkten juist groter zijn. Indien men over de afstand Groningen R'dam de spanning uitrekent, komt dit op 0,08 uV. Maar met 100 W in SSB lukten 80 % van de verbindingen. In het voorgaande is gesproken over omstandigheden tijdens normale condities. Regelmatig komt het voor, dat de condities beter dan normaal zijn. Daaronder verstaat men, de mogelijkheid om op VHF grotere afstanden te kunnen overbruggen. Normaal zal de temperatuur met de hoogte evenredig afnemen. Het kan echter voorkomen, dat de onderste luchtlagen sneller afkoelen dan de hogere. Dit wordt temperatuur-inversie genoemd. Het scheidingsvlak van deze luchtlagen, zal door verschil in brekingsindex een buiging van de radiogolven veroorzaken. Wanneer daar ook nog een afnemend vochtgehalte bijkomt, zullen de signalen de kromming van de aarde volgen, waardoor verbindingen mogelijk zijn over honderden kilometers. Een andere mogelijkheid van condities zijn ducts. Dit zijn zeer smalle reflectielagen boven zee. Wanneer zo'n duct optreedt, zullen de signalen worden voortgeplant door reflecties tussen genoemde luchtlagen en de zee. Voorwaarde is wel, dat beide antennes zich bevinden in de duct. Wanneer een van de antennes zich hoger of lager bevindt, gaat de verbinding niet door. Een andere mogelijkheid voor verbindingen op lange afstand, is het gebruiken van E- of F-laag reflecties. In amateurkringen wordt dit soort verbindingenn aangeduid met sporadische E- of F- laag reflecties. De reflecties ontstaan door ionisatie van deze lagen. Het voordeel voor VHF is een nadeel voor HF, daar deze frequenties ook worden gereflecteerd, zodat op 20 m slechts beperkt verkeer mogelijk is. Deze verbindingen noemt men short-skip verbindingen. Indien men op 20 m luistert en men hoort 'locale' stations, kan men op VHF grote afstanden overbruggen. Als laatste mogelijkheid voor 'DX', zijn 'AURORA' reflecties. M.a.w. reflecties tegen het Noorderlicht; wat vrij regelmatig voorkomt. Door de ontstane vervorming, is een verbinding slechts mogelijk in telegrafie en in mindere mate in SSB. Tijdens het widdelen van de seizoenen, ontstaan de meeste condities. E- en F-laag reflecties komen meestal voor in de zomermaanden. Hoe kan men condities herkennen zonder steeds aan de onvanger te moeten draaien? Op HF zijn de condities over langere tijd te voorspellen. Lijsten daarvan zijn te vinden in diverse amateurtijdschriften. Voor VHF ligt dat anders. Over langere tijd kan er zelfs helemaal niets van worden gezegd. De condities op VHF zijn zo wispelturig als het weer. Voor AURORA bestaat er een waarschuwingsdienst. De leden van die dienst bellen elkaar door dat er aurora is. Daarmee wordt gestart in Noorwegen. Voor troposferische condities is men aangewezen op eigen waarnemingen. Een uitzondering hierop zijn de door het ANP gegeven waarschuwingen van milieuverontreiniging in het Rijnmond gebied. Bij temperatuurinversies zal nl. ook de rook en smog blijven hangen. Dit wordt in verschillende waarschuwingsfasen doorgegegeven. Ook de TV is een goed hulpmiddel om condities te constateren. Indien er op een van de frequenties interferentie ontstaat, vooral op een 'Nederlanse' frequentie, moeten er condities zijn. Voor TVI hoeft men niet bang te zijn; die waren er al zonder onze hulp. Ook het weerkaartje is een goed hulpmiddel. Is het droog en bevindt zich oostelijk van ons een hogedrukgebied, dan zijn er tegen de westflank van dat hogedrukgebied meestal mogelijkheden tot inversies en dus DX. Nog een conditiemeter is de barometer. Wordt de luchtdruk plotseling lager, of soms ook als deze hoger wordt, dan zijn er meestal condities. Enkele andere recepten zijn: 1. Kleur van het firmament 2. Zicht 3. Wind 4. Wolkentekening 5. Mist, regen en onweer 6. Temperatuur 1: Is de lucht diepblauw, helder en vrij van wolken, dan zijn de luchtlagen in de normale volgorde gerangschikt en is er geen kans op condities. 2: Bij een zicht van enige kilometers zijn er geen mogelijkheden voor DX. 3: Een absolute windstilte in de ochtend, en het later langzaam opkomen van een wind, welke steeds sterker wordt, betekent geen goede DX mogelijkheden. Echter, tegen de avond kan dat veranderen en is de kans op condities weer groter. Is het evenwel de gehele dag windstil geweest en ontstaat er tegen de avond een zwakke wind die spoedig weer afneemt, bestaan er redelijke DX kansen. Is er gedurende de gehele dag en nacht wind, zijn de condities op VHF slecht. 4: Bestudering van de wolkentekening levert betrouwbare gegevens op. a: Is de ochtend wolkenloos en komen er tegen 9 a 10 uur kleine schapenwolken tegen de horizon in het zicht, dan zijn er tegen de middag DX mogelijkheden te verwachten. b: Groeien die wolken snel uit tot stapelwolken en steekt daarnaast ook nog wind op, kan men zich beter voorbereiden op onweer. Bovendien zal men last hebben van statische lading. c: Worden de wolken snel groot en smelten ze samen tot een gesloten donker wolkendek, zijn temperatuurinversies te verwachten en ontstaan soms ongewoon goede condities. d: Neemt de bewolking tegen de middag niet meer toe, maar lost de bewolking zelfs weer op, dan zijn uitgesproken goede lange afstand verbindingen mogelijk. e: Verdwijnen de wolkenvelden in de avond langzaam, kan door afkoeling van het aardoppervlak temperatuurinversie ontstaan, waardoor gedurende de nacht DX mogelijk is. In de vroege ochtend kunnen de condities zelfs extreem goed zijn. 5. a: Bij lage mist, niet plaatselijk, zijn er goede mogelijkheden tot DX. b: Op condities hoeft men niet te rekenen wanneer de mist zich door afkoeling in de avond heeft gevormd, er eerst regen viel en er een grote luchtvochtigheid heerst. c: Treedt de mist 'savonds op, zonder voorafgaande regen en is er een zwakke bewolking, kunnen er condities zijn. Tijdens het naderbij komen van onweer, is onder bepaalde omstandigheden DX niet uitgesloten. Een zicht van 90-100 km belooft binnen korte tijd goede condities. Lage damp, niet zijnde mist, betekent ook goed DX-weer. 6: Valt de temperatuur van 10 graden tegen 19.00 uur, terug tot 3 graden of minder 's-morgens, kan men rekenen op zeer goede condities. Dit zal vooral voorkomen, wanneer het voor zonsopgang helder is, er een lage nevel hangt en het windstil is. 73, de PE1AUK

Naar Index Pagina