NVIS

NVIS Ce este NVIS ?

Un acronim de la “Near-Vertical Incidence Skywave” – “Unda cu Radiatie Aproape Verticala”

Reprezinta opusul DX-ului (legatura la mare distanta)

Zona de acoperire “locala” este cuprinsa intre 0 – 450 km

Propagarea “normala”

Pentru a ajunge la mare distanta, semnalul trebuie emis de antena sub un unghi MIC (<30 grade)

Aceasta conditie este necesara pentru a atinge ionosfera la o distanta cat mai mare fata de punctul de emisie.

Zona de “umbra” este zona aflata intre locul unde unda reflectata de ionosfera ajunge din nou la sol si locul unde unda de suprafata se opreste.

Propagarea “normala”Illustration courtesy of Barrett Communications Pty

Propagarea NVIS Pentru a acoperi zona “locala”, semnalul trebuie

emis la un unghi MARE, de obicei intre 60-90 grade (fata de orizontala)

Semnalul se intoarce astfel , in urma reflexiei din ionosfera, acoperind o zona aflata in raza 0-450 km.

Astfel se asigura semnal in “zona de umbra” –ca si cum ati stropi cu un furtun intr-o umbrela!

Propagarea NVISIllustration courtesy of Barrett Communications Pty

NVIS functioneaza cand:

Unghiul de radiatie al antenei este MARE

Unda de suprafata este cat mai redusa pentru a nu interfera cu unda reflectata de ionosfera

Frecventa este corect aleasa; Daca este prea mare, undele nu se mai reflecta de ionosfera ci o vor traversa pierzandu-se in spatiu!

Alegerea frecventei potrivite:

Compunerea ionosferei– Straturile:D, E, F1 & F2

Stratul D si intr-o mai mica masura, stratul E atenueaza si absorb semnalul

Cel mai bine reflecta semnalul stratul F2

Este bine sa cunoastem frecventa la care stratul F2 devine “transparent” si nu mai reflecta undele radio (foF2).

Frecventa adecvata pentru NVIS este mai mica cu aproximativ 10% decat foF2

Ionosfera

Illustration courtesy of the University of Ulster Communications Centre

NVIS – Frecventa si Ora Practic, frecventele la care NVIS poate fi folosit

sunt cuprinse in gama: 1,8 Mhz - 10 Mhz. In timpul zilei este bine sa folosim frecvente in

jurul a 10 Mhz, in timpul serii si al diminetii frecventele din mijlocul gamei (7Mhz) iar noaptea cele din partea de jos.

Frecventa optima este, de asemeni, afectata de anotimp si de activitatea solara.

Pentru a obtine cele mai bune rezultate, utilizati cele trei benzi de frecvente; 1,8Mhz, 3,5Mhz, 7 Mhz si 10 Mhz.

Frecventa critica si NVISFrecventa Critica este cheia succesului

legaturilor NVISFrecventa Critica (foF2) este cea mai mare

frecventa la care, la un moment dat, un semnal transmis vertical va fi reflectat catre pamant. Frecventele mai mari de aceasta vor traversa stratul F2 ajungand in spatiu

Intrucat folosim radiatie perpendiculara pe ionosfera pentru NVIS, valoarea frecventei Critice (foF2) are o mare importanta in fenomen!

Cum putem afla sau estima valoarea foF2?

Cum putem afla frecventa critica NVIS:

Informatii in timp real de la sonde spatiale si sateliti

Site-uri WEB care furnizeaza predictii ale Frecventei critice: – RAL STIF, IPS Euromaps

Programe specializate in predictii de propagare, tabele sau materiale asemanatoare: - W6ELprop etc.

Regula: frecventa mare ziua; frecventa medie la tranzitia zi-noapte/noapte-zi; frecventa mica noaptea

Cum arata o ionograma

O ionograma in timp real

Harta de predictie ionosferica

Courtesy of RAL Short Term Ionospheric Forecasting Site

NVIS pentru radioamatori

In practica, banda de 40m (7 MHz) este banda de frecventa maxima

Banda de 80m (3.5 MHz) este banda de frecventa medie

Banda de 160m(1.8 MHz) este banda de frecventa joasa

Benzile de 80m si 160m sunt puternic afectate in timpul zilei de absorbtia din stratul D precum si de zgomotul si de zgomot in functie de perioada anulu I precum si noaptea

Ar fi necesara o alta banda pentru perioada de “tranzitie” zi/noapte, in jurul frecventei de 5 MHz

Antena potrivita pentru NVIS

Trebuie sa radieze la unghi mare fata de orizontala (60-90°) pentru NVIS

Antenele verticale nu pot fi folosite deoarece au unghi de radiatie predominant mic, apropiat de orizontala

Dipolul semiunda la inaltimea recomandata de literatura (0,5*L) radiaza la unghi mic, DAR, acelasi dipol la o inaltime de maxim 0,25*L radiaza la unghi mare !

Nu este indicata nici amplasarea la inaltime mai mica de 0,25*L deoarece apar pierderi in sol. Un fir cu rol de reflector sau o plasa pot reduce aceste pierderi

La antena verticala nu gasim unghi mare de radiatie

Courtesy of ARRL Handbook

Ce spun cartile despre inaltimea unui dipol

Cartile recomanda pentru a obtine radiatia la unghi mic din dipol, amplasarea fata de sol a acestuia la o inaltime de 0,5 din lungimea de unda

Pentru a respecta aceasta recomandare, inaltimea de instalare a unui dipol ar trebui sa fie destul de inalta pentu benzile de 80m si 160m!

Dipol orizontal la inaltime “recomandata”

Dipol orizontal la inaltime mica=Unghi mare de radiatie

Pe masura ce coboram fata de sol dipolul, acesta incepe sa radieze tot mai mult la unghi mare si tot mai putin la unghi mic

Nivelul optim de radiatie la unghi mare se obtine cand intre sol si dipol inaltimea este de un sfert de lungime de unda (0,25*L)

Coborand dipolul mai jos de un sfert de lungime de unda, incep sa apara pierderi de semnal in sol

In practica, se folosesc inaltimi intre 0,25-0,15 din lungimea de unda pentru a utiliza NVIS

Dipol orizontal la inaltime “mica”=Unghi mare de radiatie

Illustration courtesy of NVIS Communications (Worldradio Books)

NVIS – Antene monobanda

Dipolul este, in esenta, o antena monobanda

Pentru NVIS au fost dezvoltate unele antene derivate din dipol:

-Dipolul cu reflector;-Antena “Shirley”;-Antena “Jamaica”

NVIS – Dipol cu reflectorIllustration courtesy of NVIS Communications (Worldradio Books)

NVIS – Antena “Shirley”

Illustration courtesy of NVIS Communications (Worldradio Books)

NVIS – Antena “Jamaica”

Illustration courtesy of NVIS Communications (Worldradio Books)

NVIS – Antene multiband

Am aratat mai inainte ca, pentru a beneficia de NVIS 24/24 este necesar sa putem opera pe diferite benzi de frecventa. Sunt necesare astfel antene multiband sau de banda larga

Exemple de antene simple: LongWire, Inverted-L, Shallow, Inverted –V, Dublet, Loop unda intreaga (la inaltime scazuta 0.15-0.25λ, inclusiv cu reflector dedesubt)

Pot fi folosite si alte antene multiband

NVIS – Antena “Elice”Illustration courtesy of NVIS Communications (Worldradio Books)

NVIS – Antena “Collins”

Illustration courtesy of NVIS Communications (Worldradio Books)

NVIS – Dublet multiband

Illustration courtesy of NVIS Communications (Worldradio Books)

NVIS –Dipol inchis aperiodic (T2FD)

Lungimea totala a antenei – aprox. 27,5m

Rezistenta neinductiva - 600 Ω

BALUN 12 : 1 pentru adaptarea la 50 Ohm

Exemplu: Barker & Williamson BWD 1.8 – 30 MHz Dipol pliat multiband

Courtesy of Barker & Williamson Manufacturing Inc.

NVIS pentru statii mobilePuteti folosi o antena spic pentru NVIS, dar nu

plasata VERTICAL! Alegeti una din urmatoarele variante:

a) Indoiti spicul peste autovehicol, pe cat posibil puteti fara ca acesta sa se rupa;

b) Indoiti spicul in afara autovehicolului, la cel putin 45° (numai in stationare)!

Puteti folosi antene bucla (loop) din fata pana spre spatele autovehicolului sau deasupra acestuia

NVIS – Antena spic “Codan”

Illustration courtesy of Codan Pty.

NVIS – Loop Fata-Spate(WA6UBE)

Photos courtesy of Patricia Gibbons, WA6UBE

NVIS – Magnetic Loop (Armata Rusa)

Photo PA3EQB

NVIS – Magnetic Loop (Australia)

Photo Q-Mac Pty

NVIS – Magnetic Loop

Photo WB3AKD

Alte cateva lucruri despre NVIS

NVIS in al Doilea Razboi Mondial

D-Day: Comunicatiile stabile dintre cartierul general al fortelor de debarcare (Uxbridge) si navele de desant au fost realizate cu antene orizontale cu radiatie la unghi mare dupa insuccesul celor verticale! (pe bza cercetarilor conduse de Dr. Harold Beverage care a perfectionat aceste antene)

Trupele Wermacht au utilizat intens NVIS pentru comunicatiile mobile in al doilea razboi mondial

NVIS in ziua debarcarii (D-Day)

Illustration courtesy of NVIS Communication, Worldradio Books

Vehicul militar german cu antena NVIS in al Doilea Razboi Mondial

Photo Schiffer Publishing/Tactical Link

ALE : Automatic Link Establishment

Echipamentele ALE scaneaza si testeaza posibilitatile de a avea legaturi pe un set predefinit de frecvente – de obicei in benzi diferite.

Fiecare statie dintr-o retea ALE emite semnale si, la randul ei, asculta semnalele altor statii

Analiza acestor semnale, pe baza erorilor care apar furnizeaza solutii pentru alegerea celei mai potrivite frecvente pentru a stabili comunicatia la un moment dat. Selectia se realizeaza automat.

Pagini WEB utile pentru cei care doresc sa aprofundeze NVIS

http://digisonde.oma.be/ Ionosonde at Dourbes, Belgium. Ionograme pentru stabilirea foF2

http://ionosphere.rcru.rl.ac.uk/maps.htm Rutherford Appleton Lab Space Weather Web – Harta de predictie pentru foF2

http://www.ips.gov.au Agentia Spatiala Australiana. Harti utile care acopera si Europa

http://www.cebik.com/cb.html Note ale lui I.V. Cebik pe marginea unor antene pentru NVIS

http://www.scn.org/IP/nwqrp/archives/apr98/nwqapr04.htm Antena “L” pentru mobil. http://www.codan.com.au/ Codan Communications (Australia) HF SSB & Satellite http://www.iinet.net.au/~barrett Barrett Communications ( Aus.) Commercial HF SSB http://www.qmac.com/ Q-Mac Communications (Aus.) HF SSB

http://www.chbrain.dircon.co.uk/ Charles Brain, G4GUO's Website. Programe pentru ALE si alte experimente cu moduri digitale.

http://www.raynet-hf.net/ RAYNET HF Team website. Informatii utile. http://www.tactical-link.com/ Interesting US Amateur NVIS site with a Military

learning

NVIS - REZUMAT Acoperire radio 0-450km; Unghi mare pentru radiatie (60-

90°)

Alegerea corecta a frecventei de lucru imediat sub frecventa critica (foF2) este cel mai important aspect.

Antena trebuie sa fie orizontala si nu verticala (cu exceptia antenelor Loop Magnetic

Antena trebuie sa fie la mica inaltime fata de sol – intre 0,25 si 0,15 din lungimea de unda.

O antena NVIS are radiatie omnidirectionala. Pentru utilizare 24/24 este necesar un sistem care sa

acopere 3 benzi (inclusiv antena).

NVISNear-Vertical Incidence

Skywave

Articol original de Gordon L Adams, G3LEQ,

Grafica Paul D Gaskell, G4MWO,

Traducere si adaptare, Adrian Florescu, YO3HJV2008