Antenas DXpedition para locais de água salgada

Publicado: maio 17, 2015 em Antenas
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Um estudo sobre Antenas 20m

Por Kenny Silverman, K2KW

Qual é melhor uma antena de 20m para uma DXpedition ilha: Yagi a 25 “, ou uma vertical ou dois na praia? (Dica, você está em um site dedicado às antenas verticais – esta é uma pergunta do truque!)

“Sabedoria convencional” diria que Yagi (normalmente um ou dois tribanda elemento full-size Yagi) seria uma ótima escolha de antenas para uma DXpedition em uma praia. O que torna o Yagi tão grande? Vamos examinar as razões para usar um Yagi …

O Top 10 Razões para usar uma Yagi em uma DXpedition, mesmo quando você está na praia:

  1. Você usou Yagis em sua estação de casa
  2. Você entender como eles funcionam
  3. Yagis tem diretividade
  4. Todo mundo usa Yagis em DXpeditions, de modo que o deve ser grande
  5. e …

Hmm. Eu não consigo pensar em qualquer outra razão! Mas todos sabem que qualquer antena pelo oceano funciona muito bem, ou pelo menos “sabedoria convencional” diz-lhe assim.

OK, vamos examinar o uso de uma Yagi para uma DXpedition grave para uma ilha remota. Para essa discussão, vamos supor que você está indo em uma DXpedition de uma vida para Recife Kingman (KH5K) no meio do Oceano Pacífico. Kingman é uma ilha interessante, que é de cerca de 25 ‘de largura, e 450’ por muito tempo. Toda a ilha é composta de quebrado conchas, pedras e escombros. Não há areia, árvores, ou qualquer outra coisa. O vento sopra normalmente em um 30 mph constante. Está dias longe de qualquer tipo de ajuda médica.

Agora imagine a dificuldade de montar um triband típica Yagi, onde se você soltar uma porca, você provavelmente não vai encontrá-lo novamente. Em seguida, sua equipe tem de armstrong a 35-40 libra Yagi, que é em cima de um 25 ‘mastro, na posição vertical. Eu estou supondo que você não está mesmo indo para considerar um rotador, o que acrescentaria mais 25 lbs. a parte superior do mastro! Lembre-se que o vento está soprando, pelo menos, 30 mph, e você está em pé sobre escombros soltos. Para obter o Yagi instalado, você provavelmente vai precisar de 3-4 pessoas a andar a antena para cima e segurá-la na posição enquanto fixar a base em as conchas, encontrando pontos guy estáveis ​​(por 2 conjuntos de indivíduos, ou 6 cordas total) no escombros, e adicionando uma linha de tag para rodar o Yagi. Qualquer deslize, e um poderia facilmente se cortar sobre os escombros, ou possivelmente até mesmo quebrar um osso se você caiu. Qualquer problema relativamente pequeno assim nos trópicos provavelmente vai se tornar seriamente infectado na ordem curta. Com base no vento e as condições de risco, você provavelmente vai precisar de 4-6 pessoas por algumas horas para erguer a antena de forma segura. Isso está parecendo um grande esforço para apenas uma antena … Ahh, mas presuntos espera valem o esforço não são?

Talvez, mas sua saúde vem em primeiro lugar. Você pode se perguntar – há uma maneira mais fácil e melhor?

Primeiro, vamos pensar um pouco mais sobre a propagação para Recife Kingman. Kingman é no meio de nenhum lugar, mais precisamente, no meio do Oceano Pacífico. Com base nas distâncias das três principais áreas-alvo, mais descolar ângulos são susceptíveis de ser muito baixa, geralmente inferior a 10 graus, e muitas vezes abaixo de 2 graus! A Europa é o principal alvo, e você provavelmente vai gastar metade do seu tempo de operação no longo caminho (normalmente muito baixos decolar ângulos). A maioria das antenas Yagi típicos têm uma largura de feixe de cerca de 60 graus, o que significa que você provavelmente vai ter de virar a Yagi para cada uma das principais áreas-alvo:

Como chegar para atingir áreas de KH5K:

JA: ~ 305 graus

Europa: a partir de ~ 355 graus para 20 graus (que é a principal ênfase para a expedição)

EUA: ~ de 43 graus a 58 graus

Continuando com nosso original “Yagis são a melhor” cenário, continuam convencidos de que a Yagi ainda é a melhor antena. E se eu lhe dissesse que um simples quarto de onda vertical no oceano, ou melhor ainda um 2 elemento dipolo vertical, matriz, seria um performer muito melhor! Eu posso ouvir os especialistas dizendo: “Verticais são para crianças” ou “Os homens reais usam Yagis!” Você acredita que não há nenhuma maneira que uma Yagi pode ser inferior a um vertical!

Então, por que você acha que setores funcionam tão mal? Porque “sabedoria convencional”, diz isso? Infelizmente “sabedoria convencional” sobre o desempenho de antenas verticais geralmente vem de comparar uma Yagi em casa para o preso vertical no quintal. Em casa o Yagi será melhor, mas não sobre o oceano! No oceano, você vai ver que verticais são a escolha certa para antenas de alto desempenho, que só acontecerá a ser mais fácil de instalar também!

Primeiro, deixe-me dissipar um mito de longa data: Antenas horizontais sobre a água salgada não obter qualquer melhoria a partir da água de sal (de um aumento da condutividade do solo). Bem, para ser exato, quase todos os ângulos úteis para propagação HF obter melhoria útil pouca ou nenhuma. A antena horizontal (e assim faz o vertical) recebe um benefício do oceano, porque o oceano apresenta um primeiro plano sem perturbações para a energia de entrada e out-going.A água salgada também tem menos perda de solo típico para cada reflexão. Para mostrar a você o impacto da condutividade do solo, foram criados os dois seguintes figuras: Figura 1 (abaixo) mostra que a decolagem ângulos na faixa de 30-90 graus (para cima) não obter alguma melhoria limitada da água salgada. Figura 2 (abaixo) compara a 2 elemento da matriz vertical sobre terra e água salgada. A única antena que recebe reforço de sinal significativa por estar ao lado, ou sobre, água salgada é uma vertical. Na verdade, verticais obter cerca de um aumento de 6 dB de ganho quando colocado sobre a água salgada, ea radiação no ângulo pseudo-Brewster é preenchido (o que é radiação em ~ 12 graus).Sinais de que a água salgada está aprimorando direita foram a maioria dos sinais DX estão chegando – no ângulo pseudo-Brewster !!

Figura 1: 2-element Yagi a 25 ‘por terra e água salgada.Ganho de pico é de 10,40 dBi (mais de água salgada) a 38 graus decolar ângulo neste projeto. Figura 2: 2-elemento dipolo verticais array (parasitas) sobre a terra e água salgada média. Ganho de pico é de 10,01 dBi (mais de água salgada) com 8 graus decolar ângulo neste projeto.

OK. Vamos voltar para Kingman.

Sugeri que uma simples vertical, seria melhor para tomar mais útil fora ângulos … deixe-me mostrar-lhe porquê. A Figura 3 (abaixo) compara a 2 ELE Yagi a 25 ‘altura sobre a água de sal em comparação com uma onda 1/4 vertical sobre água salgada. A antena com lotes de ganho em 40 graus decolar ângulo é o 2-element Yagi a 25 ‘. A outra antena é a 1/4 de onda vertical. Aviso prévio, a decolar ângulos inferiores a 10 graus, a vertical é mãos para baixo vencedor! Você pode salientar que a Yagi tem mais “ganho”. Isso é verdade, mas o dB extra ou dois ganho é em descola ângulos que não importam! Um simples vertical através do oceano podem e normalmente irá superar uma Yagi na maioria dos caminhos DXpedition típicos, porque a energia a partir da vertical tem menos saltos para a meta! É tudo uma questão de os ângulos dos sinais que chegam.

Figura 3: Yagi a 25 ‘em relação a uma onda 1/4 vertical sobre água salgada

Como você viu na Figura 3, o quarto onda vertical é um bom executor. Ainda melhor para a nossa expedição Recife Kingman é que um único vertical é realmente peso leve (talvez 3-4 libras para o 16 “vertical), e pode ser montado e instalado em apenas alguns minutos. Em comparação com o Yagi, a vertical só precisa de alguns ornamentos; fixação rudimentar, e você não precisa se preocupar em virar a antena! E uma vez que você está indo lá para operar, você pode estar no ar em 30 minutos, se você queria! Tente fazer isso com o Yagi.

Eu aposto que alguns de vocês não estão convencidos ainda que uma única 1/4 onda vertical é uma escolha boa o suficiente. OK, deixa-se o “anti vertical” um pouco, e em vez de um quarto de onda vertical, vamos examinar a 2 elemento matriz vertical parasita usando 1/2 de comprimento de onda dipolos verticais. Para entender melhor o que essa matriz parece, imagine um elemento 2 Yagi na vertical, mas menos o mastro e retranca para apoiá-lo (muito menos peso total). (Ver imagem à direita)

Existem algumas vantagens do uso de dipolos verticais (comparada quarto elementos de comprimento de onda): eles eliminam a necessidade de radiais, e elevando o ponto de alimentação, você consegue um adicional de 1,5-2,0 dB de ganho em baixas decolar ângulos. A matriz vertical parasitária (vs. uma matriz faseada) é uma maneira fácil de aumentar o ganho e diretividade, mas ainda é muito fácil de instalar e ajustar. A matriz parasita precisa de menos peças do que elementos em fase, o que é um aspecto importante na DXpeditions. Figura 4 (em baixo) compara o elemento 2-Yagi a 25 ‘para a matriz vertical 2-elemento usando dipolos verticais. Você pode ver que a matriz vertical agora tem quase o mesmo ganho de pico como o Yagi, mas o ganho é focado exatamente onde a maioria dos sinais que chegam são provenientes de: 0-10 graus! E as verticais são agora os vencedores claros 0-20 grau tirar ângulos – que poderia pedir mais? Uma vez que muitos dos sinais estão chegando em torno de 1 grau decolar ângulo, muitas vezes as verticais pode ser de 20 dB mais forte do que Yagi! Falar de uma antena de banda de abertura!

Figura 4: Yagi @ 25 “em comparação com uma matriz vertical de 2 elemento usando dipolos verticais

Mas tenho certeza de que os Yagi-amantes estão dizendo:. “Eu aposto que se você fosse capaz de obter o Yagi até uma boa altura como 50 ‘, que certamente iria vencer a matriz vertical Pense novamente gajo Primeiro, a instalação! uma Yagi de 50 ‘em uma DXpedition é difícil, se não impossível. Em segundo lugar, ainda não se compara com a matriz vertical! Figura 5 (abaixo) compara a 20m 2-element Yagi a 50’ para a matriz vertical. Tenha em conta que o Yagi tem agora uma grande quantidade de energia que está sendo irradiada para cima. Claro que o lóbulo principal é reduzido, mas o 2-elemento vertical ainda será melhor na maioria dos sinais DX.

Lembre-se, que uma típica tribanda pesa pelo menos 35-40 lbs., E adicionar mais 20 libras ou assim para o mastro, para um total de pelo menos 55-60 libras. Um elemento dois full-size dipolo vertical, matriz para 20m não pesa mais de 18 lbs. se devidamente construída. A matriz vertical é muito mais eficiente se você considerar uma métrica fundamental para DXpeditions: dB por Pound de antena.

Figura 5: Yagi @ 50 ‘em relação ao 2-elemento matriz vertical usando dipolos verticais

E você ainda precisa de mais convincente? OK, a Figura 6 (abaixo) é a energia em 5 graus decolar ângulo. A antena com todo o sinal (o grande) é a matriz vertical 2-elemento que tem 9,9 dBi em 5 graus decolar ângulos. A antena que se encontra abaixo de 12-20 dB em todas as direcções, é a boa Yagi ole em 25 ‘… Outro ponto importante é que um elemento de matriz vertical 2 tem um padrão muito grande, que é da ordem de 120 graus em relação aos pontos de -3dB .Assim, a matriz vertical 2-elemento pode abranger todas as três principais áreas-alvo sem virar a antena!. Além disso, se houver chamadores de outras direções (presume que há um caminho de água nessas direções), a vertical tem ganho mais útil do que a Yagi faz em azimutes que estão fora do lado ou atrás da antena.

Figura 6: Energia a 5 graus decolar ângulo de uma Yagi @ 25 ‘em comparação com uma matriz vertical de 2 elemento usando dipolos verticais

Alguns dos especialistas pode ainda dizer que este foi um “Made up” exemplo … Desculpe desapontá-lo, mas o exemplo Kingman Reef era real, e foi com base nas discussões de planejamento para a próxima Recife Kingman DXpedition.Para muitos DXpeditions ilha, matrizes verticais deve ser dada mais atenção nas bandas altas do que atualmente estão recebendo.

Os modelos de computador tem sido verificada por testes empíricos que fizemos de salinas ao disparar sobre a água salgada. Os dados medidos segue o modelo. Verticais foram selecionados para os locais “Equipe verticais”, no Caribe e comparações com full-size Yagis foram feitas, confirmando os modelos, também. As comparações foram feitas ao longo de muitas horas contínuas de mudança e para trás, com diferenças de até 9 S-unidades (em um ‘medidor MP), com média de 2-4 S-unidades, a favor das verticais. A Equipa Vertical Yagis foram usados ​​ocasionalmente durante as competições, mas apenas para cobrir as direções onde as verticais tem nulos. Esta poderia ser uma daquelas situações em que se você ainda não tentei, você não percebe o que está acontecendo. Como bom é um conjunto vertical maior usando dipolos verticais? Tom, N6BT, comentou que eles são verdadeiramente a par com as grandes conjuntos de cortina comercial que ele usou em Saipan. A água salgada é a chave para mercados verticais. Se você pode chegar perto de água salgada, ou literalmente sentar-se à direita em que, como em Recife Kingman, verticais são a resposta para antenas de alto desempenho – além de ser significativamente mais fácil de transportar e set-up.

73, Kenny K2KW

Um agradecimento especial a Tom Schiller, N6BT, para a oferta de entrada para este artigo.

comentários
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