Trefwoorden

 

Prof. grafiek

Ham grafiek

Opstralingshoeken

(Eerder verschenen in Electron # 10, 1988)

 

 

Inleiding

 

In Electron van het jaar 1988 heeft een serie van vier door PA0WOL vertaalde artikelen gestaan over de voortplanting van elektromagnetische golven, oorspronkelijk verschenen in "Neues von Rohde & Schwarz" in 1986, van de hand van Axel Stark. De interessante informatie in deze verhalen bleek zeer bruikbaar voor de radio-zendamateur hobby en ik heb daarom ook menigmaal geput uit deze rijke bron bij mijn berekeningen en verhaaltjes over antennes. Vooral een bepaalde grafiek uit het laatste deel uit deze serie blijkt voor mij nog immer zeer waardevol en daarom denk ik dat ook anderen hier hun voordeel mee kunnen doen.

 

 

Waarschijnlijkheid van ontvangst

 

Vrijwel vanaf het begin van de 20e eeuw is de firma Rohde &Schwartz actief geweest op het gebied van de radio techniek. Vanaf het begin is men daarom ook betrokken geweest bij de bouw en inrichting van grote radio stations en de bijbehorende antenneparken.

 

Om de effectiviteit van deze antenne systemen te kunnen beoordelen (en daaruit het optimale vermogen van het betreffende radio station voor een bepaald verzorgingsgebied te bepalen) heeft men steeds vele metingen gedaan.  Praktische metingen aan bestaande en nieuw ontwikkelde antenne systemen zijn pas mogelijk als systemen reeds  geļnstalleerd zijn. Aanpassingen achteraf zijn dan nog wel mogelijk maar minder gemakkelijk uitvoerbaar en in ieder geval kostbaarder dan wanneer de antenne meteen de eerste keer al goed functioneert. Verder heeft men in de loop der tijden veel kennis opgedaan uit deze metingen en is de kennis over de voortplanting van elektromagnetische golven ook sterk toegenomen.

 

 

Rekenprogramma

 

Om vooraf al te kunnen bepalen hoe een antenne er uit zou moeten zien voor het bereiken van een tevoren gesteld doel werd een rekenprogramma ontwikkeld door de researchgroep "Ionosfeer" in het onderzoeksinstituut van de Deutsche Bundespost dat in de loop der tijden steeds is geperfectioneerd en aangevuld met kennis uit de praktijkmetingen. Met behulp van dit programma kan vervolgens worden berekend, met welk aangegeven waarschijnlijkheidspercentage de optimale opstralingshoek lager is dan een aangegeven waarde voor signalen die ons vanaf middel, tot zeer grote afstanden bereiken.

Zo'n grafiek vinden we in figuur 1.

 

                               Figuur 1: Waarschijnlijkheid van de ontvangsthoek als functie van de frequentie.          

 

Gebruik van de grafiek

 

De grafiek van figuur 1 dient men als volgt te lezen.

Stel dat we willen weten wat voor antenne we nodig hebben voor het beste "lange afstand werk" op een frequentie van 10 MHz. In de grafiek lezen we dan bij 10 MHz af, dat de signalen voor 90 % van de tijd zullen binnen komen onder een hoek kleiner dan 37 graden, voor 50 % van de tijd is deze hoek kleiner dan 18 graden en voor 10 % van de tijd kleiner dan 8 graden. We kunnen dan het beste een antenne ontwerpen die een stralings- (ontvangst) maximum heeft onder een opstraalhoek van 37 graden en - 3dB punten op 37 graden respectievelijk op 8 graden t.o.v. de horizon.

 

In verschillende artikelen over HF antennes heb ik deze grafiek met succes kunnen toepassen, waarbij ik de hoeken tussen de 90 en 10 % ontvangstwaarschijnlijkheid steeds het optimale 'DX opstralingsgebied' heb genoemd. Antennes die volgens dit principe zijn ontworpen blijken in de praktijk (gemiddeld) ook inderdaad aan de verwachtingen te voldoen.

 

 

Amateur metingen

 

In latere jaren heeft ook een aantal Engelse radio amateurs een serie metingen gedaan ter bepalen van de optimale antenne voor ontvangst van signalen uit de Verenigde Staten. Deze metingen vonden plaats over een beperkt aantal frequenties, voor een beperkt deel van de tijd, maar blijken toch goed overeen te komen met de uitgebreide metingen van Rohde & Schwarz en het programma van de Deutsche Bundespost.

De resultaten van deze metingen vinden we in figuur 2.

 

  

                Figuur 2: Minimum opstraalhoek voor DX verkeer tussen Engeland en de Verenigde Staten

 

 

 

Bob J. van Donselaar

mailto:on9cvd@amsat.org