Home | O anténách |  |  |  | Kontakt
Jaký je správný elevační úhel pro DX komunikaci?
Všeobecně Na webu jsem publikoval několik článků, ve kterých jsem jako kritérium uváděl požadavek na nízký vyzařovací úhel. A u antém jsem zdůrazňoval tuto oblast charakteristiky - viz oválek na obrázku vlevo (ukázka, že vertikál vyzařuje na malých úhlech lépe, než dipól nízko) a velice varovně jsem zdvihal prst nad prohřešky směrovosti antén, viz vyzařování GP na výškové budově: Než uvedu další úvahu, uvedu zde několik fakt, kterým věřím: - nepatřím ke středověkým dogmatikům, kteří by urputně trvali na tom, že Země je placatá, její tvar je poměrně přesně znám i popsán ve veřejně dostupných zdrojích - vím, co to je sférická trigonometrie, dokonce s ní umím i pracovat na nezbytné úrovni a kdysi jsem si napsal vlastní program na predikci poloh satelitů z kepleriánských dat pro oblíbené kalkulačky HP - věřím tomu, že ionizované vrstvy nejsou nehmotné, takže předpokládám, že na ně působí gravitace, tj. hlavně gravitace Země i dalších hmotných těles - možná vím i něco o Maxwellových rovnicích, o vlnové rovnici, vlnové optice, o geometrické optice, o rychlosti světla, o indexu lomu, a to jak hypotetické, tak emirické hodnotě takové konstanty, vím i o Huyghensově názoru na vlnovou povahu světla, stejně tak i o Planckově kvantové povaze záření a možná něco i o kvantové elektrodynamice - vím o ionosférických sondách, ionogramech i o zjednodušených schématech ionosférických vrstev, které bych snad raději namaloval zjednodušeně takto: - vím tedy něco málo o tom, jak se mění vrstvy s příchodem dne (noci), se sluneční aktivitou, atd. Proč o tom píšu? Kdybych o tom nepsal, musel bych následující původní úvahu smazat jako nerelevantní, protože jsem si v ní rozvinul pozemskou dráhu do roviny, stejně tak, jako ionosférické vrstvy nad povrchem Země. To kvůli tomu, abych si alespoň pro první odhad dalších úvah nějak jednoduše stanovil, kde může být minimální hodnota elevačního úhlu, pod kterou nemá smysl jít. Nešlo o nic více, o nic méně. Z reakcí mnoha mailů bych udělal nejlépe, kdybych tento článek smazal, protože nejen, že nebyl pochopen jeho cíl a metoda, ale dokonce se domnívám, že mě zařadil mezi středověké církevní demagogy. Nicméně, přesto ho zde ještě pár dnů ponechám, tak jak byl původně napsán. I s popisem tabulky, který bych dnes formuloval jinak. Ne, jako potřebný, ale jako nejmenší úhel, aby se paprsek odrazil od vrstvy od vrstvy F, ne jako nejmenší úhel, za kterým se má smysl honit, když existuje např. vrstva E. Ne jako potřebný pro komunikaci, když z principů gravitačního působení a sférického tvaru Země nám vyjdou použitelné úhly mnohem vyšší. Ani ho nechci použít jako argument, že ke komunikaci lze použít úhly mnohem vyšší. Hamové, se kterými si píši, mi uvedli mnoho příkladů, kdy realizovali spojení na antény, které musely vyzařovat na dost vysokém úhlu od horizontu. Posledním mým důvodem dokonce je, že bych si ani nedovolil přesvědčovat o tom, aby byly ke krátkovlnné komunikaci prioritně používány antény s nízkým vyzařovacím úhlem. Zda lze s takovými anténami DX spojení realizovat, to byla pouze má osobní zvědavost, moje soukromé cíle dalšího dvouletého bádání, které možná nemá žádné praktické upotřebení. Nicméně, před dvěma léty jsem napsal tuto následující úvahu, ze které mi vyšla ta kontroverzní hodnota, že pro amatérskou praxi pozemní krátkovlnné komunikace se nemá smysl honit za úhly vyzařování k horizontu menšími než 1°až 2° , při odrazu od vyšších vrstev dokonce pod 5°. Znovu opakuji, že nepopírám, že spojení nelze dělat na vyšších úhlech a dokonce na velmi vysokých úhlech (zde předpokládám, že to je pomocí tzv. Pedersenova paprsku): Úvaha Jaký ve skutečnosti potřebujeme elevační úhel? O odpověď jsem se pokusil na základě jednoduché úvahy a několika předpokladů. Prosím, berte moje zdůvodnění jako něco, co nemusí odpovídat současnému vědeckému poznání. Nejsem odborníkem na strukturu atmosférických vrstev, ani odborníkem na odraz vln od těchto vrstev. A ani tyto věci zatím neumím matematicky popsat a počítat. Nicméně, vycházím z těchto předpokladů: 1. Komunikujeme až k protinožcům (asi 18.000 km) a dlouhou cestou mnohem dále. 2. Mezikontinentální DX je od cca 8.000 km (např. USA) do 12.000 km (např. Patagónie). 3. Elektromagnetické vlny se nešíří jen přímo, ale mají ohyb a ohýbají se mírně k zemi. 4. Elektromagnetické vlny (oblast krátkých vln) se odrážejí od vrstvy F nebo se v ní podstatně ohýbají.... 5. Vrstva F1 začíná od výšky cca 200 km. 6. Vrstva F2 končí až někde v 500 km výšky. 7. Vlny mojí stanice se musí odrazit od takové vrstvy alespoň jednou. Což asi bude nesmysl, praktici i teoretici hovoří o délkách skoku kolem 4 až 5 tis. km, ale nevím, zda nevycházejí z nějakého prakticky dosažitelného elevačního úhlu a nepovažují to jako limit. Když si nakreslím bod A a B, ve kterých jsou komunikující stanice do roviny (podotýkám, že tady se zřejmě dopouštím největší chyby), musí to vypadat takto nějak: A když si vypočtu, pod jak nízkým úhlem by mi měla nejlépe vyzařovat anténa, pokud chci dělat DX spojení jen na jeden skok, vyjdou mi tyto hodnoty (ve stupních a desetinách stupně ve žlutých polích tabulky): Na více skoků budou samozřejmě úhly vyšší. Z tabulky je vidět, že by nemělo smysl se honit za vyzařováním s elevačními úhly pod hodnotou 1° až 2°, konečně by se nám to ani nepodařilo. Ale pokud se DX spojení skutečně realizují jen jedním skokem a s vyzařováním při nízkých úhlech, pak nemá smysl podceňovat hodnoty vyzařování přibližně kolem 5° případně i pod 5°. A to nám vyjde i z takového paskvilu v uvažování, ve kterém jsem si narovnal zeměkouli do roviny a počítal jen s jedním skokem ... Závěr Domnívám se, že k problematice ionosférického šíření existuje celá řada seriózních prací, např. : http://www.elektrorevue.cz/clanky/01008/index.html, sám musím tuto problematiku hodně studovat. Také jsem našel hezky zpracovaný úvod v češtině zde: http://www.crk.cz/CZ/SIRENIC. Bohužel, mou mysl trápí několik čísel, např. proč se bere za standard právě těch 4000 km na jeden skok neboť i rozborem prakticky realizovaných spojení mi vycházejí skoky delší a druhá věc - jak je to s šířením v tzv. ionosférickém kanálu, které mě pro DXování zajímá. To je věc pro mě neznámá, ale věřím, že existuje. Přesvědčila mě o tom nikoliv náhodná, ale pravidelná, opakovaná spojení dlouhou cestou. Signály byly stabilní. Pro realizaci jsem si vybíral stanice, které měly všesměrové antény nebo komunikovaly např. z VK do USA. Signály dlouhou cestou byly zpravidla silné. Vždy byl podmínkou realizace nízký vyzařovací úhel a často jsem byl rád, že jsem se mohl těšit dobrému F/B antény. Často tyto stanice unikaly pozornosti EU stanic, které dělaly spojení mezi sebou nebo spojení mezi EU a Asií. Proto tomu věnuji tolik pozornosti, protože často šlo o spojení realizovaná maličkými výkony a spojení, která neodpovídala 4 tis. km skoku. Vždy na velké vzdálenosti, tj. VK, ZL, FK z jednoho směru. Možná to má charakter tzv. Pedersenova paprsku (Pedersen Ray). Mě osobně to motivuje ke studiu ionosférického šíření, kterému jsem se věnoval naposled před téměř 40 lety na škole. SW nástroje tenkrát nebyly. A motivuje mě to u konstrukce antén k realizaci takových antén, které nemají zbytečné vady ve vyzařování (např. způsobené paralelními zářiči, nedefinovanými parazitními prvky v elektromagnetické zóně nebo nevhodně provedeným zemním systémem či nevhodnou volbou antény. A také mě to motivuje k používání digitálních druhů provozu, které umožňují přijímat signály s nízkou prahovou citlivostí. V takových případech je vyšší pravděpodobnost, že bude překonán skutečně malý zisk antén na nejnižších úhlech a komunikace ionosférickým kanálem nebo dlouhým skokem bude pravděpodobnější. Proto znovu upozorňuji, že to, co jsem v tomto článku napsal, je jen moje prostá úvaha, ve které jsem se snažil najít odpověď k velikosti konkrétního parametru, hodnoty, za kterou má smysl jít, nikoliv práce podložená seriózním výzkumem a prokázanou teorií. Tolik toho zatím neumím.
73's Míra, ok1ufc
© 2011 - Věra Šídlová a Míra Šídlo, ok1ufc, datum poslední úpravy: 18.10.2013 a 25.11.2014