NVIS Antenna

Moderátor: ha5clf

Avatar
ha5clf
Klubtag
Klubtag
Hozzászólások: 358
Csatlakozott: 2014.12.31. 16:01
Tartózkodási hely: Budapest
Kapcsolat:

Re: NVIS Antenna

Hozzászólás Szerző: ha5clf » 2015.01.04. 20:57

Még egy pár gyakorlati eredmény. Ez persze nem elég ahhoz, hogy az ország teljes lefedettségét tesztelje, de mégis érdekes, hisz főleg fényes nappal, amikor a sáv "halott", gyönyörű tisztán hallottuk egymást.

Három alkalommal élesben teszteltük az antennát. Az első alkalommal Nagykovácsi és Tinnye között, ami 20km távolság, 20W teljesítménnyel.

Dátum-------Idő----Hívójel--TX--RX--Sáv--Mód-----Megjegyzések
04/09/2014--13:40--HA7SZA--59--55--80m--SSB-----Vétel teljesen zaj nélkül, nagyon jó érthetőség
04/09/2014--14:05--HA7SZA--58--59--80m--SSB-----Nagyon jó érthetőség, zaj nélkül, QRM nincs

A második alkalommal Nagykovácsi és a bajtemetési emlékmü mellől, szintén 20W teljesítménnyel. A távolság HA7SZA-tól 45km és HA5CAR-tól pedig 15km volt.

10/09/2014--13:43--HA7SZA--59--59--80m--SSB-----Jó érthetőség, de QRN (távoli vihar)
10/09/2014--13:58--HA5CAR--59--57--80m--SSB-----Vétel teljesen zaj nélkül, nagyon jó érthetőség

Harmadik alkalommal pedig az RKSZ kiszállás közbeni eredmények a következők.

11/08/2014---15:22----HA9FB----59----59---80m---SSB------Miskolc (180km)
11/08/2014---16:44----HA2EBE---59----57---80m---SSB------Ács (90km)
11/08/2014---16:52----HA2TX----59----59---80m---SSB------Peremarton (98km)

Az idők helyi időben értendőek. Meglepő a 80m-es sáv ebben az időszakban való jó működése. A 40m-t is teszteltük, szintén jó eredmennyekkel, viszont sokkal több zaj és QRM-közt.
73 - Istvan/ha5clf

Avatar
ha5clf
Klubtag
Klubtag
Hozzászólások: 358
Csatlakozott: 2014.12.31. 16:01
Tartózkodási hely: Budapest
Kapcsolat:

Re: NVIS Antenna

Hozzászólás Szerző: ha5clf » 2015.01.04. 20:11

Előzetesen készült egy antenna modell is és az eredményei a következők:

Az antennamodellező szoftver az antenna méreteit, átlagos talaj, huzal átmérő, és egyéb paramétereket figyelembe véve, a következő eredményeket számolta ki. Az antenna méretei úgy lettek meghatározva, hogy az SWR minimum legyen mindkét adott frekvencián.

A 40m-es sávban az SWR=1:1.59, vagyis elméletileg nem igényel utánhangolást. A kilences oszlop a táblázatban, “Elev.” a maximális teljesítmény kisugárzási szögét mutatja, ami történetesen 90° és így a legtöbb energiát az antenna felfelé sugározza. A 80m-es sávban az SWR=1:3.71, tehát utánhangolást igényel, egy antenna tuner segítségével elég könnyen illeszthetjük. A maximális teljesítmény kisugárzási szöge úgyszintén 90°, vagyis a legtöbb energiát az antenna úgyszintén felfelé sugározza.
table.jpg
A 40 és 80m-es antennák sugárzási görbéi pedig így néznek ki:
chart.jpg
Megfigyelhető, hogy a 40m-es sáv, a baloldali görbe, kissé lapított a 80m-es sáv jobboldali görbéjéhez viszonyítva. Ez azt jelenti, hogy a baloldali kissé jobban sugároz oldalirányban a jobboldalihoz hasonlítva. Ennek elenére mindkét sugárzási görbe megfelel az NVIS követelményeknek, mivel egy nagy része a rádiófrekvenciás energiának felfelé sugároz (főleg 80m-en).

A gyakorlat viszont sokkal jobb eredményeket mutatott (mint ahogy az előző bejegyzés is mutatja).
Kitelepülve különböző terepekre nagyon kis éltérésekkel 3.63 MHz-en az SWR 1:1.1 és 7.105 MHz-en pedig 1:1.4 volt az álló-hullám tartomány mérése.
73 - Istvan/ha5clf

Avatar
ha5clf
Klubtag
Klubtag
Hozzászólások: 358
Csatlakozott: 2014.12.31. 16:01
Tartózkodási hely: Budapest
Kapcsolat:

NVIS Antenna

Hozzászólás Szerző: ha5clf » 2015.01.04. 20:02

A nyáron kisérleteztem egy NVIS antennával a 80 és 40m-re. Szerintem másokat is érdekelhet ez a téma, tehát bemásolom a leírást amit az RKSZ kézikönyv számára is publikáltam. Többes számban írtam a cikket, ugyanis ha7sza is közreműködött az antenna méréseknél és írásnál.

Mi az az NVIS? "A függőlegeshez közeli beesésű térhullámok (NVIS= Near Vertical Incident Skywave) alkalmazása a holtzóna nélküli rövidhullámú összeköttetések létrehozásához. Az optimális üzemi frekvenciát nem engedheti át az ionoszféra. Fontos: az antennának függőlegesen irányba kell sugározni. Pl alacsonyan kifeszített dipól." - Dr. Gschwindt András

Tehát az NVIS antenna

Ez egy aránylag könnyen megvalósítható megoldás, amit a DX Engineering [“A Practical NVIS Antenna for Emergency or Temporary Communications”, http://static.dxengineering.com/pdf/WP-NVIS-Rev2.pdf] leírásából kölcsönöztünk és módosítottunk a Rádióamatőr Készenléti Szolgálat részére 40 és 80m-re optimalizálva.

Az eredeti DX Engineering antennán a gyakorlatban 80 és 40m-en legjobb esetben is csak 1:10 SWR-t mértünk. Méréseink szerint a rezonancia frekvencia 8.97 MHz volt, és csak egy rezonancia pont volt érzékelhető, ami sajnos még kompromisszumként sem elfogadható. Antenna tuner (MFJ -971) segítségével eléggé nehézkesen sikerült kihangolni mindkét sávot 1:2.0 SWR alá. Ez bár elfogadható eredmény, az antenna mégsem bizonyult hatásos sugárzónak. Természetesen ez nem mérnöki mérések eredményeként hozott megállapítás, hanem szubjektív tesztelések eredménye. Egy augusztusi délután négy óra tájban, 40m-en 30W teljesítménnyel elég könnyen sikerült néhány fónia QSO-t összehozni. Viszont 50W-al aznap, viszonylag jó terjedés mellett sem sikerült egyetlen egy QSO 80m-en. Két órán át általános hívás és más hívó állomásoknak válaszolva sem sikerült hallatni magunkat. Másokat a megyénkből meghallott a hívó állomás, sajnos bennünket nem. Bár elfogadható volt az SWR, ez mégsem jelentette azt, hogy az antenna jó hatásfokot produkált. Így döntöttünk az antenna módosítása mellett.

Mivel rövidhullámon a Rádióamatőr Készenléti Szolgálat számára a 80m és 40m-es sáv a cél, az antennát úgy módosítottuk, hogy e két sávban legyen rezonáns. Először kiszámítottuk a megfelelő méreteket, majd szoftver segítségével modelleztük a várható eredményeket, majd a gyakorlatban is lemértük és ami a legfontosabb, élesben is kipróbáltuk. Az antenna modellezés eredményei a cikk alján folytatódik a "Az antennamodell eredményei" címmel.

A modellezett antenna a kivitelezés után más méréseket mutatott, ami egyáltalán nem meglepő. További kisérletezés alapján, itt bemutatjuk az antenna méreteit a gyakorlati mérések alapján véglegesen utánhangolt méretekkel:
ant.jpg
Az antenna két, betáplálásuknál párhuzamosan kapcsolt inverted-V dipólból áll, amelyeket az árbócra egymáshoz viszonyítva merőlegesen helyezünk el. A 40m-es antenna dipólus egyik szára 9.95m, amit egy 6.46m-es feszítő huzallal egészítünk ki. A 80m-es antenna dipólus szára pedig 18.56m, amit egy 2.50m-es feszítő huzallal egészítünk ki. Így a különböző hosszúságú oldal huzalokkal 40m-en 114° és 80m-en pedig 133° csúcsszöget alakítuk ki. Ez az inverted-V antennánál ajánlott legalább 110° csúcsszög követelménynek eleget tesz. A négy irányú antenna huzalok biztosítják az oszlop tartását, bár biztonságosabb kivitelezéshez külön feszítő huzalokat is készítettünk. A csúcson a két antenna párhuzamosan kapcsolódik, és ezt 50 ohmos koaxiális kábellel tápláljuk. Bár az eredeti leírás nem ír balunról, mi egy szimmetrizáló 1:1 balunt iktattunk be a betápláló pontnál.

Annak ellenére, hogy az antenna rezonáns, tunerra szükség van, mert a környezet befolyásolja az illesztést és bizonyos méretű utánhangolásra mindíg szükség lehet. Minden esetre kitelepülve 3.63 MHz-en az SWR 1:1.1 és 7.105 MHz-en pedig 1:1.4 volt, ami igen csak jó illesztést mutat, mégsem feltételezzük, hogy minden körülmény között így marad.

Az antenna előnyei: csak egy darab 9m-es tartóoszlopot igenyel, egy személy egyedül fel tudja állítani, nincs szükség antenna átkapcsolásra sávváltáskor, az antenna akár völgyben is használható a felfelé sugárzó karakterisztikája miatt, otthon könnyen elkészíthető (nem tartalmaz speciális alkatrészeket), és végül kis helyen is elfér, könnyen szállítható és a súlya is alacsony.
Hátrányai közé soroljuk a nagy terület igényt. Az antenna megközelítőleg 30m x 40m-es területet igényel a felállításhoz. Valamivel alacsonyabb a hatásfoka mint egy vízszintesen kifeszített dipólé. Mindenképp tunert igenyel az adóvevő illesztéséhez, mert a környezeti tényezők nagyban befolyásolják az antenna talpponti impedanciáját.

Valójában itt két inverted-V antennát mutattunk be a 40m és a 80m-es sávra, amelyek talán semmi újdonságot nem tartalmaznak, kivéve talán az antenna magasságát. Ennél az antennánál nem a minél magasabb árbócra helyezett dipól a cél, hanem egy kompromisszumos magasság a még nem túl alacsony és veszteséges dipólus és a még nem túl magas és alacsony szögben sugárzó antenna közt. A fő szempont, hogy ezeken a sávokon a készenléti szolgálat tagja megbízható eredménnyel forgalmazhasson akár éjjel akár nappal, holtzónák nélkül és természetesen minél kevesebb zavarással.

Befejezésül, az NVIS antenna 70°-90°−os elevációjú sugárzással körülbelül 300 km-es körzetet fed le. Az imént leírt antenna valamivel alacsonyabb szögből sugároz, mivel lejtenek a dipól oldalai és ezt a modell jól ábrázolja. A modell szerint 45°-90°−os elevációjú sugárzássból adódóan nagyobb területet fed le mint egy 300 km-es kör. Így az energia eloszlás is nagyobb területre vetül és ebből is adódik a magasabb veszteség a vízszintes sugárzóhoz hasonlítva. A zajszint is valószinű valamivel magasabb mivel nagyobb területről gyűjti be a rádióhullámokat, viszont valószínű az egész országot lefedi.
73 - Istvan/ha5clf

Válasz küldése