[CCF] Vertikaali pusikossa (osatarkennus)

['Zaba' OH1ZAA]

Sirs!

Pitää aina vähän tarkentaa lausuntoja....

Suuri maataso on edullinen mikäli syöttöpiste on maassa, ja silloin
saadaan siihen tilanteeseen paras hyötösuhde lähtevälle teholle
(maksimivirta säteilevään pysty-elementtiin). Sanotaan vaikka, että
jos on 120 radiaalia, niin 95% tehosta saadaan hyödynnettyä netto
rf-virtaan, kun taas neljällä (4) radiaalilla vain esim. 60%, koska
maahäviöt vertikaalin juurella haukkaavat oman osuutensa (prosentit
eivät ole tässä laskettuja tai mitattuja, vaan suuntaa antavia).

Sivujuonena voi sanoa, että jos käytetään suhteellisen lyhyttä
säteilijää (muistaakseni W2FMI:n tyyliin), niin voidaan esim.
120 kpl ½-aallon radiaaleilla saada kohtalaisen hyvät matalat
lähtökulmat, koska lyhyt tikku katselee niillä lähtökulmilla
kohtalaisen laadukasta maatasoa (eli kuparilankoja). Ongelma
vain on, että lyhyellä tikulla on erittäin matala säteilyvastus,
jolloin netto ohmiset häviöt ovat vuorostaan taas korkeammat kuin
pitkällä tikulla. Ehkäpä tässä päästään 80%:n hyötysuhteeseen;
yllättävänkin hyvään prosenttiin lyhyellä elementillä.

Vuorostaan pitkä tikku (esim. varttiaalto) "katselee" korkeammalta
jo kauas maatason ylitse, jolloin mukaan tulee Brewsterin efektit,
ja täten korkeammat lähtökulmat (keskinkertaisen maan päällä).
Hyötysuhde on kuitenkin parempi kuin lyhyellä tikulla (se 95%).

Pitää siis käsitellä erillisenä hyötysuhde ja lähtökulmat.
Antennilla ei nimittäin ole paljon DX-virkaa, jos vaikka
hyötysuhde on 100%, mutta lähtökulma 50 astetta 15 asteen
sijaan (lähtien siitä, että kyseisellä bandilla halutaan
paras säteily 15 asteen kulmalla). Jos loppuratkaisussa
sillä 15 asteen kulmalla lähtee 12 dB vahvempi kenttä kuin
50 asteen maksimilla omaavalla vertikaalilla, niin tulos on
kuitenkin huomattavasti parempi, kuin että syöttöpiiriin
hävitettäisiin 3 dB maahäviön tai muun takia (esimerkiksi).

Ilman näitä taustatietoja on vaikea käsittää lausumaa, että
"maataso pitää olla pieni tai ääretön". Lisään tarkennukseksi,
että tässä puhutaan nimenomaan hyvin johtavasta maatasosta,
esim. kuparista (ja myös valtameren vesi kelpaa korvikkeeksi).

Kun katsotaan vapaassa avaruudessa ns. ground-plane kuvioita,
niin niistä näkee, että pienellä maatasolla maksimikenttä
löytyy vertikaalin sivusuunnasta. Samoin käy "äärettomällä"
maatasolla (tai mallinnuksessa täysin johtavalla tasolla).

Mutta otapa joku rajattu (täysin johtava) maataso, vaikka
läpimitaltaan 1 aallonpituus ... niin vertikaali alkaa
toimia tämän tason syöttöelementtinä, ja maksimi kääntyy
vinosti matasosta ylöspäin. Sama tapahtuu ihan tarkasti
huonon maatason päällä, kun Brewsterin efektit otetaan
huomioon. Millään todellisella vertikaalilla suomalaisen
peltomaan tai saven päällä ei löydy maksimia horisontin
suuntaan, vielä vähemmän hiekkakentän päällä. Tästä on
pieni hyppy ajatukseen, että sopiva maataso on joko
pieni tai ääretön. Käytännöläheinen ihminen valitsee
ensimmäisen vaihtoehdon, mutta välttelee houkuttelevan
näköista isoa peltikattoa, vaikka se hyötysuhteen kannalta
onkin "sataprosenttinen" kandidaatti.

Esitettyyn aikaisempaan kommenttiini tulee vielä laajemmat
tarkennukset (se oli kokonaisuudessaan vasta luonnos)....

Tunnetusti kohennettu ja pienikokoinen maataso - jossa lisäksi
vielä kulkee suhteellisesti vain vähän virtaa (vrt. top-hat),
antaa erittäin hyvän hyötysuhteen tehon syötössä vertikaaliin.
Se on ensimmäisen toiveen täyttymys. DX-kulmat tehdäänkin sitten
seuraavaksi säteilevän rakenteen korkeutta valitsemalla, ottaen
huomioon Brewsterin määräämät reunaehdot annetussa maastossa.

Lyhennetty pystydipoli onkin täten mitä mainioin säteilijä
sopivaan korkeuteen ripustettuna.  Ja tällöin vaihdetaan
vaikka alunperin himottu peltikatto puussa roikkuvaan
pystylankaan (mieluimmin useampaan sellaiseen: 4-square).

Kertokaa sitte tuloksenne, kun kokeet on tehty!

                 73, "Zaba"  OH1ZAA




At 13:14 20.2.2006 +0200, OH6LI wrote:

>Mitä uutta tässä oli?
>Paljon metallia ja korkealle.
>Mitä enemmän ja mitä korkeammalle, sitä parempi.
>
>Sehän se oli ZabaMassan suunnanosoituksen kohde.
>
>
>73,
>jukka
>
>
> >-----Original Message-----
> >From: Jokiniemi Jari (Nokia-NET/Espoo)
> >Sent: 20 February, 2006 08:45
> >To: Oksanen Markku.A (Nokia-NRC/Helsinki); Klemola Jukka
> >(Nokia-TP/Salo)
> >Subject: FW: [CCF] Vertikaali pusikossa
> >
> >Mitens kommentoitte?
> >
> >Mikä tämä jorina maatason koosta (ihan pieni tai ääretön)?
> >
> >-Jari
> >
> >>-----Original Message-----
> >>From: ccf-bounces at contesting.com
> >>[mailto:ccf-bounces at contesting.com] On Behalf Of ext Zaba' OH1ZAA
> >>Sent: 16 February, 2006 12:50
> >>To: ccf at contesting.com
> >>Subject: Re: [CCF] Vertikaali pusikossa
> >>
> >>
> >>Sirs!
> >>
> >>Aika harvoilla taitaa olla mittaustuloksia puiden vaikutuksista
> >>vertikaaliantennin kenttävoimakkuuteen. Kuten alla mainitusta
> >>Topband-keskusteluryhmän viesteistä voi lukea, ovat jotkut
> >>yrit- täneet käyttää itse puita säteilijöinä, mutta siinäkin
> >on välillä
> >>jäänyt epäselväksi, onko resultoiva kenttä ollut kotoisin puussa
> >>kulkevasta virrasta, vai onko itse syöttöjärjestelmä ollut varsi-
> >>nainen kentän todellinen lähde (virta koaksiaalin suojassa, esim.)
> >>
> >>Itse olen ajellut Yyterin maisemissa mobile 28/50 MHz:n asemalla, ja
> >>todennut, että joissakin paikoissa ympäröivä metsä on toiminut
> >>jonkunlaisena dielektrisenä linssinä, jolloin kenttä on peräti
> >>vahvistunut keskimääräistä korkeammalle tasolle. Yksi
> >fysiikan laki on
> >>kuitenkin sen verran ankara, että "sitä tehoa, jota on säteilty jo
> >>yhteen suuntaan, ei voida säteillä toistamiseen eri suuntaan"
> >>(populaarisesti sanottuna), joten ei voi odottaa, että "metsä voisi
> >>jossain oloissa korvata linukan".
> >>
> >>Itselläni on se käsitys, että huonosti johtava aines antennin
> >ympärillä
> >>aiheuttaa aina ylimääräisiä häviöitä. Mikäli puiden mahla olisi
> >>juoksevaa kuparia, niin niitä voisi todellakin
> >>käyt- tää hyödyllisenä osana antennirakennetta; näin ei
> >kuitenkaan ole.
> >>Kaikkein huonoin tilanne on keskinkertainen johtavuus, jonka voi
> >>simuloida, laittamalla useita pieniä vastuksia vaikka metrin välein
> >>alemman bandin varttiaallon pystylankaan.
> >>Tämmöinen johdin tai puu (jossa mahla johtaa) toimii ehdottomasti
> >>kentän vaimentimena, koska siihen indusoitu virta muuttuu lämmöksi.
> >>Keskusteluissa mainitut kenttäerot talven ja kesän välillä
> >voivat myös
> >>hyvin ja melkein todennäköisemmin perustua bandin talvi- ja
> >kesäkelien
> >>erosta, koska mainitut efektit perustuvat tuntumaan, eikä mittauksiin.
> >>
> >>Mikäli puut ovat sisältä ja ulkoa ihan kuivia, niin ne toimivat
> >>dielektrisenä massana, joka vaikuttaa kenttään, mutta ei aiheuta
> >>häviöitä. Silloin myöskään puun pituus ei suorastaan enää resonoi
> >>millään taajuudella, koska siinä ei kulje varsinaista "pitkän matkan"
> >>virtaa, joka yhdistäisi elektronien kulkumatkan aallonpituuteen.
> >>
> >>Ainoa kokemus vertikaaleista on minulla 80-luvulta OH1AF:n vanhasta
> >>paikasta. Alkuperäinen 3.5 MHz:n varttiaalto ei ollut menestys, mutta
> >>sitten järjestettiin säteilijälle lisää pituutta ja
> >huippukapasitanssi.
> >>Täten saatiin virta irti maan läheisyydestä, ja häviöt pienennettyä.
> >>Varsinainen paras säteily lähti heti huippukapasitanssin alla
> >olevasta
> >>noin 20 metrin pystyosuudesta. Tämä vaikutti myös korkeutensa
> >ansiosta
> >>erityisesti hyödyllisiin lähtökulmiin.
> >>Seuraavan kerran kun katsoin "workkimistilastoa", niin siellä
> >oli 4 kpl
> >>SRAL:n vanhaa A4-kokoista lokikirjaa täynnä Karibian DX:iä ja muuta
> >>herkkua. Puita oli OH1AF:n vanhassa pihapiirissä kohtalaisen
> >runsaasti,
> >>mutta oli muita mastojakin.
> >>
> >>Edellisen perusteella suosittelen vertikaaleja, jotka jäljittelevät
> >>sähköisesti 5/8 aallonpituutta, ja joista pienivirtainen huippuosa on
> >>muutettu esim. 4 x 7.5 m (horisontaali X) huippukapasitanssiksi
> >>(esimerkki on 3.5 MHz:n bandille). Muistakaa, että luonto ei salli
> >>virran jatkavan matkaansa ylös ilman huippukapasitanssia, jos
> >>vertikaalin alaosa on ristikkoa, ja yläosa vaikka pitkä kapeneva
> >>putkivertikaali (esim. 60 mm >> 25 cm). Virta lähtee
> >kulkemaan kapeaan
> >>putkeen, jos huipussa on tuo mainittu kapasitanssi.
> >>Tämän asian voi tarkistaa antennien simulointiohjelmistolla, joten on
> >>hyvin mahdollista menestyä vertikaalirakenteella, jonka alaosa on
> >>tukeva ristikko ja yläosa ohut (+ top hat).
> >>
> >>Pidennetyn rakenteen etu on, että voidaan käyttää kohotettua
> >ja pientä
> >>maatasoa, jolloin maahäviöt pysyvät kohtalaisen pienenä; tehokkaan
> >>maatason kun pitäisi olla aallonpituuteen nähden pieni tai lähes
> >>ääretön. Tämä asia koskee nimenomaan lähtökulmia. Jos on
> >vaikka 120 kpl
> >>varttiaallon radiaalia, ja sen jälkeen alkaa huono maataso, niin
> >>säteilyn lähtökulmat määräytyvät kuitenkin sen huonon maatason
> >>mukaisesti. Tähän seikkaan liittyvät suoraan ns. Brewsterin kulmat
> >>pystypolarisaatiolle, ja kuten puidenkin johtavuuden kanssa,
> >sieltäkin
> >>löytyvät suurimmat häviöt juuri keksinkertaisen johtavuuden kohdalla.
> >>Esim. puhdas järvivesi ei johda, eikä tuota haviöitä, mutta sillä on
> >>taas merkittävä dielektrinen vaikutus, joka vaikuttaa vertikaalin
> >>lähtökulmiin.
> >>
> >>Yhteenvetona voi sanoa, että puilla on vaikutusta vertikaalien
> >>toimintaan, mutta ne eivät estä tehokasta vertikaalien käyttöä.
> >>Puun rakenteen vaikutus johtuu mikroaaltotaajuuksilla eniten lehtien
> >>absorptiosta, ja matalilla taajuuksilla pystyrunkojen ja oksien
> >>nesteiden johtavuudesta, ja siihen liittyvistä rf- virran
> >läpikulkeman
> >>nesteen resistiivisistä häviöistä. Selvää on, että jokainen virta
> >>aiheuttaa myös sähkökentän, mutta tässä tapauksessa se menee
> >>häviöllisen prosessin kautta (vähän kuin alle 100%:n
> >hyötysuhde akkujen
> >>lataamisessa).
> >>
> >>Avaraan kenttään verrattuna tappioita tulee. Desibeleistä en
> >kuitenkaan
> >>mene takuuseen, vaikka erikoisissa ympäristöissä voi hakemalla (kts.
> >>28/50-mobile yllä) yhteen selektiiviseen suuntaan jopa metsän
> >>dielektrinen vahvistus olla mahdollinen!
> >>Useimmiten on kuitenkin kyse häviöistä, ja on luonnollista,
> >että häviöt
> >>ovat pienimpiä varsinkin kunnon talvipakkasella, kun vesimolekyylien
> >>"dipolit" ovat jähmettyneet paikoilleen.
> >>
> >>
> >>Onnea vain kokeiluihin!        73, "Zaba"  OH1ZAA
> >>
> >>
> >>
> >>At 08:38 16.2.2006 +0200, OH6XX wrote:
> >>
> >>>Moro,
> >>>
> >>>Itsellä ei ole ollut vertikaalia pusikossa, mutta pari vuotta sitten
> >>>oli Topband -listalla ko. aiheesta väittely:
> >>>
> >>>http://lists.contesting.com/archives//html/Topband/
> >>>
> >>>ja hakukenttään woods
> >>>
> >>>Juha OH6XX
> >>>
> >>>----- Original Message -----
> >>>From: <ari.korhonen at kolumbus.fi>
> >>>To: <ccf at contesting.com>
> >>>Sent: Thursday, February 16, 2006 1:19 AM
> >>>Subject: [CCF] Vertikaali pusikossa
> >>>
> >>>
> >>>Terve,
> >>>
> >>>Onko kenelläkään käytännön kokemusta vertikaalin tai
> >vertikaaliryhmän
> >>>toiminnasta puuston keskellä? Eli onko vertikaalielementin
> >>välittömässä
> >>>läheisyydessä (1-2m) olevilla korkeilla puilla merkittävää
> >vaikutusta
> >>>antennin toimintaan?
> >>>
> >>>Ari, OH5DX
> >>>
> >>>_______________________________________________
> >>
> >>_______________________________________________
> >>CCF mailing list
> >>CCF at contesting.com
> >>http://lists.contesting.com/mailman/listinfo/ccf
> >>
> >