9A3ZA home page

Home Optimiziranje sustava radijala vertikalnih antene W6SAI Wireless

 

OPTIMIZIRANJE SUSTAVA RADIJALA
KOD VERTIKALNIH ANTENA

UTJECAJ TLA NA RAD ANTENA

 

            Utjecaj tla oko i ispod antene predmet je proučavanja ovog teksta, odnosno uvjeti u kojima antena radi. Pretežno se sreću tekstovi o, poglavito vertikalnim antenama kakve nas ovdje zanimaju, gdje je antena smještena u tzv. slobodni prostor, bez ikakvog utjecaja tla na njen rad. Želja nam je prikazati međusobni utjecaj antene i tla na kojem je postavljana. Podjelit ćemo proučavanje na dva područja:

·        polje u području blizu antene i

·        polje u području dalje od antene.

Blisko područje, uz samu antenu, imat će utjecaj na rad antene, njenu impedanciju, iskoristivost, kut zračenja itd. dok će u području daleko od antene prisutnost ili neprisutnost “zemlje” u području postavljanja antene imati utjecaja na karakteristiku zračenja, odnosno jačinu polja koje će antena proizvoditi na određenom mjestu udaljenom od antene.

Utjecaj tla različit je i obzirom na polarizaciju antene. Za horizontalno polariziranu antenu znakovito je da su joj karakteristike zračenja uglavnom ovisne o visini postavljanja iznad tla, a za vertikalno polariziranu antenu kut i jačina proizvedenog signala izuzetno jako ovise o prirodi tla na kojem je postavljena, znači njegovoj kakvoći (vodljivost  odnosno dielektrična konstanta i dr., vidi kasnije u tekstu), a i o visini postavljanja antene iznad tla.

 

 

UTJECAJ TLA NA KOJEM JE ANTENA POSTAVLJENA

 

UTJECAJ  VISINE POSTAVLJANJA NA IMPEDANCIJU TOČKE NAPAJANJA

Utjecanjem izračenog vala iz antene, odbijenog iz zemlje, inducira se u anteni napon. Magnituda i faza struje koja je posljedica induciranog napona ovise o visini antene iznad površine od koje dolazi do odbijanja vala, a to je tlo ispod antene. Ukupna struja u anteni sastoji se od dvije komponente. Amplituda prve određena je snagom davača i otporom točke napajanja antene u tzv. slobodnom prostoru. Druga je komponenta inducirana u anteni uslijed reflektiranog vala od tla. Ta druga komponenta struje, dok je razumno manja od prve, na radnoj visini antene, možemo reći da je relativno nebitna. Na nekim visinama te će dvije komponente biti u fazi, znači ukupna će struja biti veća nego ona inducirana na točki napajanja u slobodnom prostoru. Na ostalim visinama te dvije komponente nisu u fazi, te je ukupna struja razlika tih dviju komponenata. Promjena visine iznad zemlje rezultirat će promjenom ukupnog toka struje pri konstantnoj pobudi. Veća struja pri istoj pobudi znači da je otpor antene manji i obratno. Drugim riječima otpor točke napajanja antene pod utjecajem je visine postavljanja antene iznad tla uslijed međusobnog djelovanja antene i tla. (vidi sl. 2)

 

Električke katakteristike tla imaju utjecaj i na amplitudu i na fazu od tla odbijenih signala. Zato će električne karakteristike tla ispod antene imati i utjecaja na impedanciju antene kao i na reflektirani val od tla. Na raznim mjestima postavljanja antene na istu visinu, ali iznad raznovrsnog tla, bit će izmjerene različite impedancije antene.

 

Sl. 1. promjene otpornosti u točki napajanja vertikalne i horizontalne poluvalne antene. Pune linije odnose se na idealno tlo, a isprekidana na realno tlo.

 

OBJAŠNJENJA UZ Sl. 1:

Hight of Center of Vertical Half-Wave in Wavelenghts = visina sredine vertikalne poluvalne antene u valnim dužinama (l)

Radiation Resistance in Ohms = otpor zračenja u Ohmima (W)

Height of Horizontal Half-Wave in Wavelenghts = Visina horizontalne poluvalne antene u valnim dužinama (l)

Vertical Half-Wave = vertikalna poluvalna antena

Horizontal Half-Wave = horizontalna poluvalna antena

 

 

Sl. 1 prikazuje na koji način otpor zračenja horizontalne i vertikalne poluvalne antene ovisi o visini postavljanja antene iznad tla.(u valnim dužinama [l]). Za horizontalno polariziranu poluvalnu antenu razlika od idealnog do realnog tla gotovo je zanemariva ako je antena postavljena na visinu veću od 0,2 l. Na manjim visinama otpor točke napajanja iznad idealnog tla vrlo strmo pada kako se antena približava idealnom tlu, no u slučaju realnog tla, kakvo je u praktičnom radu, taj pad impedancije nije tako izrazito strm. Iznad realnog tla otpor počinje rasti na visinama ispod 0,08 l. Razlog tome porastu impedancije na vrlo malim visinama iznad realnog tla je taj što je sve veća količina induciranog polja apsorbirana od realnog tla u kojem su, za razliku od idealnog tla, prisutni i određeni gubici. Za vertikalno polarizirani poluvalni dipol razlika u otporu točke napajanja iznad idealnog i realnog tla je neznatna, kao što se vidi na sl. 1. Dijagram je baziran na poluvalnim antenama za koje se pretpostavlja da su sačinjene od beskonačno tankog vodiča.

 

 

SUSTAV UZEMLJENJA ZA VERTIKALNE MONOPOLE

U ovom ćemo se poglavlju osvrnuti na vertikalne monopole koji zahtjevaju svojevrsni sustav uzemljenja koji nadomješta “nedostajući” dio – drugu polovicu dipola. U teoriji se obično razmatraju vertikalni monopoli iznad idealnog tla. Također se mogu naći i razmatranja o GP antenama u slobodnom prostoru kod kojih 3 ili 4 radijala čine sustav uzemljenja. Idealno tlo dalo bi jednako učinkovitu i funkcionalnu antenu za vertikalni monopol, kao da je vertikalni poluvalni dipol napajan u sredini, premda je otpor u točki napajanja na rezonantnoj frekvenciji kod monopola upola manji nego kod dipola napajanog u sredini. No, pitanje je, kako napraviti “idealno” uzemljenje, idealno tlo, za naše realne vertikalne antene?!

 

 

Tablica 1

Optimiziranje sustava uzemljenja kod vertikalnih antena

 

A

B

C

D

E

F

UKUPAN BROJ RADIJALA

16

24

36

60

90

120

DUŽINA SVAKOG RADIJALA (l)

0.1

0.125

0.15

0.2

0.25

0.4

RAZMAK RADIJALA ( °)

22.5

15

10

6

4

3

UKUPNA DUŽINA SVIH RADIJALA (l)

1.6

3

5.4

12

22.5

48

GUBITAK SNAGE PRI MALIM KUTEVIMA ELEVACIJE (W)

3

2

1.5

1

0.5

0*

IMPEDANCIJA TOČKE NAPAJANJA (W)

52

46

43

40

37

35

Kod proračuna gubitaka i impedancije točke napajanja računalo se da je zračilo duljine l/4.

*Reference. Gubici ovog sustava nisu usporedivi sa gubicima sustava koji radi u uvjetima idealno vodljivog tla.

 

 

SIMULACIJA IDEALNOG TLA U OKOLINI POSTAVLJANJA ANTENE

Efekt idealno vodljivog tla u okolini postavljanja antene (okolinom smatramo onaj prostor iz kojeg još tlo ima utjecaja na otpor u točki napajanja i gubitke u tlu) može se simulirati oko realne antene postavljanjem vrlo širokog metalnog tanjura, mreže ili slično, na tlo, ili neposredno iznad tla. (Uporaba metalne mreže od koje se rade ograde za piliće isl. HI). Da bi se približili idealnim uvjetima, širina postavljanja treba biti bar l/2 na svaku stranu od antene.

Otpor točke napajanja l/4 dugačke antene iznad idealnog tla teoretski bi trebao biti oko 36 W. Koristeći empirijska i teoretska saznanja dosadašnjih istraživanja, sustav uzemljenja od 120 radijala, pri čemu je svaki dugačak bar l/2, rasprostranjenih ravnomjerno zrakasto ispod točke postavljanja antene, također zamjenjuje tzv. idealno vodljivo tlo kad su u pitanju struje koje se induciraju uslijed odbijanja vala od zemlje. Takvi se radijali mogu jednostavno položiti po tlu, ili ukopati do par centimetara ispod površine tla.

 

Drugi pristup simulaciji idealnog tla odnosno uzemljenja, jest korištenje GP antene koja je sa svoja četiri radijala uzdignuta dovoljno u zrak, iznad realnog tla. Visine veće od l/8 prema iskustvima daju odlične rezultate. Postavljanjem sustava uzemljenja blizu idealnog, onog sa 120 radijala ili mrežom ili metodom korištenja GP antene, na bar l/8 iznad realnog tla, smanjuju se gubici u tlu u okolini antene. Do toga dolazi zato što je mreža vodiča, radijala, postavljenih jedan do drugog (zvjezdasto),  ta koja daje efekt puno manje otpornosti, odnosno veće provodnjivosti tla nego što ga daje samo realno tlo. Ako se ne postavi mreža radijala, ili se ne koristi metoda simulacije idealnog tla podizanjem GP antene na l/8 ili više iznad realnog tla, VF struje bit će primorane teći kroz realno tlo, u kojem dolazi do znatnih gubitaka uslijed njegove slabije vodljivosti od idealnog tla.

 

 

SUSTAVI UZEMLJENJA MANJI OD IDEALNOG

 

Pogledajmo što se događa kad je sustav uzemljenja skromniji, lošiji od idealnog. Podsjetimo se prvo da idealna l/4 vertikalna antena u slobodnom prostoru treba samo četiri radijala. Tako vertikalka sa četiri radijala u slobodnom prostoru predstavlja limit u pogledu mogućnosti sustava uzemljenja, dok idealno tlo predstavlja drugi limit.

Realni antenski sustav iznad realnog tla jest zapravo cilj našeg razmatranja. Nedostatak informacija i prilična neobavještenost čini se da su potisnuli pitanje važnosti uzemljenja vertikalnih antena. U slučaju vertikalnih antena postavljenih iznad samog tla, puno je površnih definicija u smislu “radijala što više to bolje” i “puno kratkih radijala bolje je nego par dugačkih” postalo gotovo nepisanim pravilom kod razmatranja sustava uzemljenja vertikalnih antena, no puno je pitanja takvim razmatranjem ostalo neodgovorenim. Prije svega to se odnosi na opimalan broj radijala obzirom na njihovu dužinu, ili ako hoćete, optimalna dužina radijala, obzirom na broj radijala koji ćete postaviti.

 

Pitanje je: koliko i kako dugačkih radijala uporabiti za uzemljenje vertikalne antene?

 

Sustav sačinjen od 120 radijala, pojedinačne dužine l/2 nije baš najpraktičniji u svim slučajevima, iako je to zaista reprezentativna instalacija! Borba radioamatera sa skučenim prostorom, nejednakim na sve strane oko mjesta postavljanja vertikalne antene itd. doprinosi tome da se moraju tražiti kompromisna rješenja. Nažalost, gubici u tlu rastu vrlo naglo sa smanjenjem broja radijala. Brojka od 15 radijala preporuča se kao najmanja koju bi trebalo koristiti ako je ikako moguće! Experimentalna mjerenja pokazuju da s tim brojem radijala otpornost u točki napajanja vertikalne antene je već tako smanjena da je njena učinkovitost dovedena na svega 50% !!, naravno u slučaju da koristimo l/4 vertikalnu antenu.

 

Kako se smanjuje broj radijala, tako se smanjuje i visina vertikalnog zračila koje ono treba za postizanje optimalnih rezultata. Drugim riječima ako koristimo vrlo mali broj radijala, zajedno sa skraćenim vertikalnim zračilom (radijatorom), nema ih smisla produžavati do l/2. To je zato što je i područje međusobnog utjecaja kratkog zračila i tla manje nego kad je zračilo pune dužine (l/4). Sa 15 radijala. npr. dovoljna je visina zračila od l/8. Ako se koristi samo par radijala, (npr. 2), visina zračila je skoro nebitna, ali je učinkovitost l/4 visokog zračila sa takvim sustavom uzemljenja tek oko 25%. (Još je manja sa kraćim zračilom).

 

Načelno govoreći, velik broj radijala, premda su neki od njih, ili svi, kratki bolje je rješenje nego manji broj dužih radijala, kad se radi o vertikalnoj anteni montiranoj na površini zemlje. Presjek žice od koje se izrađuju radijali je relativno nebitan. Zadovoljit će žice od kojih obično izrađujemo žičane antene, ali i one tanje od njih. (najbolje su one koje se same na livadi ne spetljaju HI!).

 

Mjerenje gubitaka u tlu na radnoj frekvenciji nije lak posao. Puno je činitelja koji na to utječu, a i za praktičnu uporabu u amaterskom životu nije od presudne važnosti, pa ćemo reći da je tipična vrijednost za mali sustav uzemljenje (15 i manje radijala) od 5 do 30 W, ako se koristi antena visine od l/16 do l/4. Impedancija u točki napajanja antene zbroj je gubitaka i otpora zračenja.

 

Tablica 1 donosi broj radijala koji valja uporabiti obzirom na njihovu dužinu u nekim pretpostavljenim slučajevima. Uporaba radijala puno dužih nego što preporuča tablica, ili uporaba puno većeg broja radijala nego se preporuča obzirom na njihovu dužinu, neće donijeti poboljšanje karakteristika antenskog sustava. Jedino će možda doprinjeti frustraciji uslijed neadekvatnog odziva antenskog sustava u kojem se neopravdano uporabilo više vremena  odnosno materijala u izradi od preporučenog prema tablici. Svaka preporučena konfiguracija predstavlja optimalni odnos između broja i dužine radijala. Vrijednosti u tablici računate su  za zračeći element dužine l/4.

Vrlo približna aproximacija gubitaka pri uporabi kraćih zračila moguća je podvostručavanjem iznosa gubitaka u dB pri svakom prepolavljanju dužine antenskog radijatora. Za duže antene gubici se smanjuju približno 2 dB za konfiguraciju A (tabl. 1), za poluvalni radijator. Načelno, duže antene donijet će bolje karakteristike. Tablica je bazirana na prosječnoj provodljivosti tla. Varijacije iznosa gubitaka mogu biti prilične, posebno ako se koristi vrlo malo ili samo nekoliko radijala. Ako antenu postavljate iznad suha tla, pijeskovita tla, stjenjaka isl. morate očekivati da će gubici biti još veći. S druge strane, provodljivost tla veća od prosječne, vlažna tla pogodna su i za postavljanje sustava sa svega par radijala. Kad se antene slažu u sustav (više antena), bilo kao pasivni ili napajani elementi, uzajamni utjecaji još će više smanjiti otpore pojedinih elemenata drastično povećavajući gubitke u tlu. Npr. antena sa 52W otpornosti u točki napajanja i otporom gubitaka u tlu od 10W, imat će učinkovitost od oko 83%. Sustav načinjen od dvije takove antene imat će učinkovitost od 70% ili manje ! U tim je slučajevima posebno potrebno obratiti pozornost na gubitke u tlu, ako se želi učinkovit rad sustava. Posebno se taj učinak smanjenja postotka učinkovitosti sustava može primjetiti kod blizu postavljenih vertikalki, kada je za ispravan rad potrebno dodatno voditi računa o smanjenju gubitaka u tlu.

Ako se želi usmjerenost, ili su uvjeti prostora takvi, može se u nekom pravcu postaviti više dužih, blizu jedan do drugog montiranih radijala, a kraće, postavljene na većem razmaku jedan od drugog, u drugim pravcima.

 

MULTIBAND UZEMLJENJE

Sustav može biti projektiran za korištenje raznih optimiziranih rješanja za više opsega. Obično se počinje sa nekoliko radijala za najniži opseg, te se dodaje više kraćih radijala za što bolje performanse sustava na višim opsezima. Nije potrebno previše brinuti da baš sve bude detaljno onako kako je opisano u tablicama. Manje razlike u broju i dužini radijala neće uzročiti veće probleme. Tako će sustav sa 32 ili 40 radijala od 0,14l ili 0,16l raditi jednako dobro kao i konfiguracija “C”, prikazana u tablici. Ako se koristi manje od 90 radijala, nema smisla produžavati ih do l/4. Tu je velika razlika od GP antene, kod koje se koriste 4 rezonantna radijala l/4 dužine, a antena se postavlja u zraku. Za antenu koja se montira na tlu, četiri l/4 duga radijala daleko su od optimuma. pošto su radijali antene koja se montira na površini zemlje praktički na tlu, ako ne i malo ukopani, oni su induktivno i kapacitivno vezani na tlo, te efekt rezonancije nije tako bitan. Njihova je glavna zadaća u tom slučaju da osiguraju male gubitke pri odbijanju vala od površine tla. Razlog što je pri uporabi malog broja radijala, dovoljna i njihova mala duljina jest taj što u promjeru kruga do kuda dopiru radijali, par radijala čine tako rijetku mrežu da većina struja reflektiranih iz zemlje prolaze zapravo kroz zemlju između radijala, a ne odbijaju se od te rijetke mreže. Što se više žica dodaje, razmak među njima postaje sve manji, a veća dužina pomaže da se struje šire dalje.(pojednostavljeno).

 

Citat iz knjige “Radio Broadcast Ground Systems”: Experimentalno je dokazano da sustav uzemljenja koji se sastoji od 15 radijala nema potrebe produžavati dulje od 0,1l, dok sustav od 113 radijala ima utjecaja skroz do duljine od 0,5l..

 

Također i mnogi drugi opiti i rezultati potvrđuju ovakvo stajalište. Iz ovoga ne valja izvući zaključak da bi ova dva sustava radila jednako dobro, već da je opitima i mjerenjima dokazano što se u ovom poslu isplati, a što ne.

Graditelj antene treba prvo proučiti koje su mu mogućnosti na raspolaganju, ovisno o tome što želi postići. Preispitati mogućnosti postavljanja neke od kombinacije radijala, ovisno o njihovoj dužini, te proučiti i druge mogućnosti postizanja istog cilja, a to je obično – jak signal na opsegu. Jedna od mogućnosti je povećanje snage davača npr.,(HI), te vidjeti što mu se od svega najviše isplati i što je uopće izvedivo. Svakako su tu i mogućnosti postavljanja veće antene, boljeg sustava uzemljenja, te postavljanje sustava faziranih antena.

 

 

UTJECAJ TLA UDALJENOG OD ANTENE

 

Karakteristike tla udaljenog od antene vrlo su važne, posebno za vertikalno polariziranu antenu. Iako je sustav uzemljenja vertikalno polarizirane antene optimiziran, te gubici u tlu smanjeni na najmanju moguću mjeru, električke karakteristike tla još uvijek mogu pokvariti performanse vertikalne antene i smanjiti njenu učinkovitost na manju od one koju bi imala da se postavlja na tzv. idealnom tlu. i koje ste na koncu očekivali. Stvar je u tome da se refleksije vertikalno i horizontalno polariziranih valova ponašaju vrlo različito.

 

REFLEKSIJE OPĆENITO

Iznad ravna tla i horizontalno i vertikalno polarizirani valovi izračeni iz antene dodiruju tlo i odbijaju se procesom vrlo sličnim kao što se vidljiva svjetlost odbija od ogledala. kao i u slučaju s vidljivom svjetlošću, kut odbijanja jednak je kutu upada, te se valovi, recimo koji upadaju pod kutem od 15°, odbijaju također pod kutem od 15°. Reflektirani val miješa se sa direktnim valom (onim koji se emitira prema horizontu) na razne načine. Neki od čimbenika međusobnog utjecaja direktnog i odbijenog vala su: visina antene, električke karakteristike tla, te polarizacija valova. Na nekom su kutu elevacije iznad horizonta direktni i reflektirani val u fazi, to je maksimum jačine polja oba vala koji su doprli u isto vrijeme u istu točku u prostoru. U takvom slučaju rezultirajuće polje jest jednostavni zbroj jačina ta dva vala, odbijenog i direktnog. (Ovo predstavlja teoretsko pojačanje u jačini polja od 6 dB iznad jačine polja koja bi se proizvela u slobodnom prostoru). Na nekom drugom kutu elevacije valovi su potpuno u protufazi, a na ostalim kutevima elevacije rezultirajuće polje ima jačinu koja je posljedica međusobnog utjecaja direktnog i odbijenog vala. To znači da efekt utjecaja tla na nekim kutevima elevacije daje za rezultat pojačano, a na nekim drugim oslabljeno polje, obzirom na polje koje bi se na istim kutevima elevacije pojavljivalo u slobodnom prostoru.

 

 

REFLEKSIJE U UDALJENOM PROSTORU I VERTIKALNA ANTENA

Po azimutu, vertikalna je antena omnidirekciona. l/2 vertikalka iznad idealnog tla ima karakteristiku zračenja kako je prikazano na sl. 3. Iznad realnog tla njena je karakteristika kako vidimo u osjenčanom dijelu iste slike. Slučaj zračenja vrlo nisko prema horizontu, kojem smo se nadali, unatoč recimo idealnom tlu, nije postignut.

 

 

Slika 2. (vidi objašnjenje u tekstu)                     Sl. 3 (vidi objašnjenje u tekstu)      

PSEUDO-BREWSTEROV KUT I VERTIKALNA  ANTENA

Ako ste se katkad zagledali u površinu vode u trenucima kada Sunce silazi prema horizontu, iako je njegova jakost već oslabila, ono je svojim bljeskom potpuno onemogućilo gledanje kroz vodu. Kad je pak Sunce visoko na nebu, bez obzira na njegovu jakost, njegova svjetlost prodire kroz vodu i možemo normalno gledati objekte ispod površine vode. Kut kod kojeg se događa ova promjena zove se Brewsterov kut, prema škotskom fizičaru Sir. Davidu Brewsteru. Slična situacija postoji i u slučaju vertikalno polariziranih antena. VF energiju predstavimo si kao sunčevu svjetlost iz prošlog primjera, a tlo ispod antene kao vodu iz prošlog primjera. Pseudo Brewsterov kut je onaj kut kod kojeg je reflektirani val iz zemlje za 90 ° pomaknut u fazi obzirom na direktni val. Ispod tog kuta reflektirani je val između 90° i 180 °pomaknut u fazi obzirom na direktni val. Postoje dakle neki kutevi u kojima dolazi do poništavanja vala, a najveće se poništavanje događa blizu 0°.

 

 

 

Tablica 2

Vodljivost i dielektričke konstante raznih tipova tla

Tip tla

Dielektrička konstanta

Provodljivost

(S/m)

Relativna kvaliteta (opisno)

Obična voda

80

0.001

 

Slana voda 

81

5.0

 

Niža brda, bogata zemlja u ravnicama, nalazišta nafte isl.

20

0.0303

Vrlo dobro

Niža brda, bogata zemlja, masna tla

14

0.01

 

Ravnice, močvarna tla, guste šume, porječja

12

0.0075

 

Srednja brda i šume

13

0.006

 

Srednja brda, šumarci

13

0.005

Prosječno

Stjenjaci, planinska područja, strma brda

12-14

0.002

Skromno (Oskudno, loše)

Pješčane ravnice, suha tla

10

0.002

 

Gradovi, stambene zone isl.

5

0.001

Vrlo loše

Visokourbanizirana područja  industrijske zone (velegrad)

3

0.001

Izuzetno loše

 

 

 

 

 

 

 

Čimbenici koji određuju PBA za određenu lokaciju ne ovise o samoj anteni, nego o tlu na području njenog postavljanja. Prvi od njih je faktor provodljivosti tla, G, koji je mjera za sposobnost tla da provodi el. struju. Provodljivost je obrnuto proporcionalna otporu. Drugi je čimbenik dielektrična konstanta; k, veličina bez jedinice mjere, a govori o veličini koja je u svezi s kapacitivnim učinkom tla. Za obje ove veličine vrijedi: što veća brojka – to kvalitetnije tlo. (za postavljanje vertikalnih antena). Treći čimbenik koji određuje PBA za oderđenu lokaciju je radna frekvencija antene. PBA raste sa porastom frekvencije, ostale se varijable ne mijenjaju.

 

Tablica 3

PROMJENE PBA OBZIROM NA FREQ., DIEL. KONSTANTU I VODLJIVOST TLA

FREQ. (MHz)

DIEL. KONSTANTA

VODLJIVOST TLA (S/m)

PBA (°)

7

20

0.0303

6.4

 

13

0.005

13.3

 

13

0.002

15

 

5

0.001

23.2

 

3

0.001

27.8

14

20

0.0303

8.6

 

13

0.005

14.8

 

13

0.002

15.4

 

5

0.001

23.8

 

3

0.001

29.5

21

20

0.0303

10.0

 

13

0.005

15.2

 

13

0.002

15.4

 

5

0.001

24.0

 

3

0.001

29.8

 

 

Uočimo da je načelno kod boljih tla dielektrička konstanta i vodljivost tla većih vrijednosti. Prema ovome dijelimo tla na: izuzetno loša, vrlo loša, loša, prosječna, vrlo dobra itd., bez uzimanja pojedinačnih vrijednosti za provodljivost i dielektričku konstantu. Ovo pojednostavljuje davanje načelnih ocjena kvalitete tla i proračune koji su za radioamatersku praksu dovoljne preciznosti. Slatka i slana voda posebni su slučajevi. PBA je kod obične vode 6.4° i prilično je neovisan o frekvenciji ako je ova manja od 30 MHz. Slana pak voda, uslijed izuzetne vodljivosti nikad neće uzročiti PBA veći od 1° na frekvencijama ispod 30 MHz. Izuzetno loša vodljivost terena u gradskim područjima više je uzrokovana podzemnim građevinama i instalacijama nego samom kvalitetom tla na određenom području. PBA na nekoj lokaciji može se pročitati iz krivulje na slici br. 4.

 

Sl. 4 (vidi objašnjenje u tekstu)

 

            Kada znamo koji nam je kut zračenja antene, možemo se pri predviđanju mogućnosti rada DX-a poslužiti nekim od tabličnih proračuna ili računalnih programa za predviđanje prostiranja. Naime, za svaki radioput između dvije radiopostaje, npr. u južnoj Europi i Japanu postoji na svakoj frekvenciji u svako doba godine, recimo pojednostavljeno za svaki dan, pri čemu se misli i na datum, jer se moramo u proračunu dotaknuti i 11 godišnjeg sunčevog ciklusa, neki optimalni kut s kojim je moguće da tako kažemo “dobaciti” do željene točke u svijetu. Da li će nam opseg prema željenom području biti otvoren u odabrano vrijeme rada, saznat ćemo iz nekog od takovih proračunskih alata, ali nam je kao varijabla potreban i taj kut zračenja naše antene o kojem smo govorili u prethodnom štivu. Kad uzmemo u obzir da je statistički proračun obično točan izračun mase nepotpunih i nepouzdanih podataka, dođemo do spoznaje da je za bilo koje doba rada najželjeniji kut zračenja antene od 10°do 12°. Ovo vrijedi za 42% slučajeva kad je opseg otvoren. Slijedeći najomiljeniji kut za rad je između  4° i 6°, koji je najučinkovitiji u 29% slučajeva pri radu na opsegu koji je otvoren.. Postoje neki kutevi zračenja antena koji su najčešće učinkoviti na određenom frekventnom području, kao npr.  prema USA:

 

Tablica 4

BAND

80m

40m

20m

15m

10m

KUT

11-20°

12–15°

5-11°

5-8°

3-7°

 

No, ovo su već bili podaci kojima se ovaj puta nećemo previše zamarati. Nama je najvažnija spoznaja o kutu zračenja naše vertikalne antene, koji, za razliku od recimo beama, kod kojeg to na dovoljnoj visini postavljanja možemo čitati iz podataka o konstrukciji same antene, nije tako jednostavno odrediti, a za što smo razloge spominjali u prethodnom štivu.

 

                                                                                                      

Lit.       ARRL - ANTENNABOOK

            ARRL - HANDBOOK

            DARC - DAS ANTENNA BUCH   

 

 

 

Home Optimiziranje sustava radijala vertikalnih antene W6SAI Wireless