Zysk anteny dBd, a dBi
Jak przeliczyć zysk wyrażony w dBi na zysk wyrażony w dBd i odwrotnie.
Zysk anteny mierzy się w dB. Samo określenie zysku w dB nic nam nie mówi.
Z takiego zapisu nie jesteśmy w stanie dowiedzieć się, względem jakiej anteny
został on określony. Potrzebny jest nam punkt odniesienia.
Wprowadzono zatem określenia:
dBi (zysk względem anteny izotropowej). Da się go tylko wyliczyć
(jest on teoretyczny), ponieważ nikt nie jest w stanie wykonać anteny izotropowej
(punktowego źródła umieszczonego w próżni i promieniującego w każdym
kierunku jednakowo), będącej punktem odniesienia.
dBd (zysk względem dipola półfalowego). Można go wyliczyć z uwagi na to
,że dipol półfalowy obliczeniowo ma zysk większy od anteny
izotropowej o 2,15 dB.Znając zysk względem anteny izotropowej
odejmujemy od tej wartości 2,15 dB i mamy zysk wyrażony w dB ale
względem dipola półfalowego.
Zysk taki (dBd) możemy również wyznaczyć fizycznie ale żeby jego
wartość była prawdziwa powinno być to wykonane w warunkach
laboratoryjnych, dla nas nieosiągalnych, a nie rzeczywistych.
Przykład:
Mamy antenę o zysku 3 dB względem dipola półfalowego (3 dBd).
Ile wynosi zysk względem anteny izotropowej ?
3 dBd = 5,15 dBi (3 dB + 2,15 dB = 5,15 dB)
Mamy antenę o zysku 6 dB względem anteny izotropowej (6 dBi).
Ile wynosi zysk względem dipola półfalowego ?
6 dBi = 3,85 dBd (6 dB - 2,15 dB = 3,85 dB)
Właściwości poszczególnych najważniejszych pasm amatorskich:
Pasmo |
Dzień |
Noc |
80 metrów |
Pewna łączność ze stacjami z Polski i bliższymi krajami Europy. |
Zasięg zmienny, możliwe łączności rzędu kilku tysięcy km, szczególnie w zimie. |
40 metrów |
Właściwości zbliżone do pasma 80 m., lecz maksymalne zasięgi znacznie większe. |
Właściwości zbliżone do pasma 80 m., lecz maksymalne zasięgi znacznie większe. |
20 metrów |
Najlepsze pasmo do pracy dalekosiężnej, nie przydatne na krótkie dystanse. |
Nadaje się do pracy dalekosiężnej tylko w niektórych okresach roku. |
15 metrów |
Właściwości tego pasma leżą na pograniczu właściwości pasm 20 i 10 m. Często otwarte dla pracy dalekosiężnej w czasie gdy pasmo 10 m. jest już nieczynne. |
Właściwości tego pasma leżą na pograniczu właściwości pasm 20 i 10 m. często otwarte dla pracy dalekosiężnej w czasie gdy pasmo 10 m. jest już nieczynne. |
10 metrów |
Sporadycznie zapewnia lepsze warunki łączności dalekosiężnych niż pasmo 20m. Silnie zależy od stanu jonosfery. |
Przydatne jedynie do lokalnych łączności na fali przyziemnej. |
2 metry |
Łączności troposferyczne na dystansach 100 - 150 km. Przy anormalnych warunkach meteorologicznych do 1500 km. Możliwe łaczności zorzowe, meteorowe i na sporadycznej warstwie E na dystansach 1500 - 2000 km. |
Łączności troposferyczne na dystansach 100 - 150 km. przy anormalnych warunkach meteorologicznych do 1500 km. Możliwe łaczności zorzowe, meteorowe i na sporadycznej warstwie E na dystansach 1500 - 2000 km. |
W zależności od wysokości na jakiej rozchodzą się fale radiowe
rozróżniamy propagację ( tym terminem określamy zjawisko
rozchodzenia się fal radiowych ):
przyziemną, troposferyczną i jonosferyczną.
Propagacja przyziemna stosowana jest na najniższych częstotliwościach
dla bliskich łączności krajowych. Począwszy od pasma 7 MHz, fala
przyziemna podlega dużemu tłumieniu i praktycznie pozwala na łączności
w zasięgu zaledwie kilkunastu kliometrów.
Propagacja ta jest powszechnie stosowana również przez użytkowników
pasma ogólnodostępnego 27 MHz ( CB)
Propagacja troposferyczna ( propagacja na fali rozproszonej )
oparta jest na załamaniu i odbiciu fal radiowych w tych warstwach
troposfery, w których wystepują nagłe zmiany stałej dielektrycznej
( np. na granicy mas powietrza o różnych temperaturach i wilgotnościach ).
Propagacja troposferyczna znajduje zastosowanie we wszystkich
pasmach amatorskich jednakże podstawowe znaczenia ma ona na
częstotliwościach powyżej 100 MHz.
Propagacja jonosferyczna jest podstawowym rodzajem propagacji
stosowanym na wszystkich pasmach krótkofalowych. Przy propagacji
jonosferycznej, fale radiowe biegnące od powierzchni Ziemi ulegają
zakrzywieniu w zjonizowanych warstwach rozrzedzonego powietrza,
leżących w odległości 150 - 400 kilometrów od Ziemi i jako
fale odbite wracają w kierunku jej powierzchni. Zdolność jonosfery
do kierowania fal radiowych z powrotem w kierunku Ziemi zależy
od częstotliwosci tych fal i stopnia zjonizowania. Łatwiej zakrzywiają
się fale dłuższe, dlatego też, przy niskim stopniu zjonizowania - gdy fale
o częstotliwościach 14, 21 czy 28 MHz są niemal zupełnie niezakrzywione
i biegną bezużytecznie dalej - w pasmach 3.5 czy 7 MHz można na
propagacji jonosferycznej osiągnąć odległość wielu setek
czy tysięcy kilometrów.
Istnieje kilka charakterystycznych warstw jonosfery, różniących się własnościami:
Warstwa D |
Leży na wysokości 50 - 90 kilometrów. Nie ma ona praktycznego znaczenia, gdyż na tych wysokościach tłumienie fal radiowych jest znacznie skuteczniejsze od ich załamania. |
Warstwa E |
Leży na wysokości około 120 km. Pozostaje ona zjonizowana wyłącznie pod wpływem bezpośredniego promieniowania słonecznego i po zachodzie Słońca zanika. Pozwala na nawiązywanie łączności w ciągu dnia na bliższych odległościach w zasiegu Europy. |
Warstwa F1 |
Leży na wysokości około 200 km. Na tej wysokości powietrze jest tak rozrzedzone, że jonizacja utrzymuje się jeszcze długo po zachodzie Słońca i osiąga minimum tuż przed jego wschodem. Jest najcenniejsza dla łączności dalekosiężnych. |
Warstwa F2 |
Podlega najsilniejszej jonizacji i umożliwia międzykontynentalne łączności w pasmach 40, 15, 10 oraz 6 metrów. W porze nocnej, a także w czasie zimy warstwy F1 i F2 łączą się, tworząc jedną niezbyt aktywną warstwę F na wysokości około 250 km. |
Warstwa E |
Występuje sporadycznie w postaci obłoków o nadzwyczaj silnej jonizacji. Pozwala ona na łączności na dystansach setek kliometrów na wyższych pasmach amatorskich oraz na pasmach UKF. |
Istotny wpływ na stopień jonizacji poszczególnych warstw, ma liczba
występujących w danym okresie plam słonecznych.
Aktywnośc Słońca zawiera sie cyklu 11 - letnim.
Średnia liczba plam słonecznych sięga od kilkunastu w minimum cyklu
do kilkudziesieciu w jego maksimum.
Porównanie parametrów charakterystycznych róznych anten:
Typ anteny |
Fala przyziemna |
"Short skip" |
"Long skip" |
QSB-zaniki |
Podpory |
System uziemienia |
Straty w linii |
Wielopas-mowość |
Strojenie |
Wymagana przestrzeń |
Polaryzacja |
Czas zmiany kierunku |
Wycinanie QRM |
Odpornośc na zakłócenia |
Koszt |
Pionowa ćwierćfalowa
Ground Plane |
doskonała |
zła |
dobra |
bardzo zła |
1 |
bardzo ważny |
niskie |
jedno pasmo |
stałe |
promienie poziome |
pionowa |
-------- |
żadne |
żadna |
niski |
Antena ćwiecfalowa GP jest głównie stosowana do łączności lokalnych
w paśmie UKF, choć można ją wykonac również na zakres fal krótkich.
W tabeli poniżej zamieszczono pozostałe popularne anteny krótkofalowe:
Typ anteny |
Fala przyziemna |
"Short skip" |
"Long skip" |
QSB
zaniki |
Podpory |
System
uziemienia |
Straty w linii |
Wielopas-
mowość |
Strojenie |
Wymagana
przestrzeń |
Polaryzacja |
Czas zmiany
kierunku |
Wycinanie
QRM |
Odporność na zakłócenia |
Koszt |
Dipol zasilany
koncentrykiem |
dobra |
bardzo dobra |
średnia |
zła |
2 |
żaden gdy wysoko |
średnie |
jedno wąskie pasmo |
żadne |
linia prosta |
pozioma |
godziny |
prawie żadne |
średnia |
niski |
Dipol zasilany linią drabinkową |
zła |
bardzo dobra |
średnia |
średnia |
2 |
żaden gdy wysoko |
bardzo niskie |
dowolne pasmo |
umiarkowane |
linia prosta |
pozioma |
godziny |
prawie żadne |
średnia |
niski |
Windom zasilany linią drabinkową |
zła |
bardzo dobra |
średnia |
średnia |
2 |
żaden gdy wysoko |
niskie |
dowolne pasmo |
umiarkowane |
linia prosta |
pozioma |
godziny |
prawie żadne |
średnia |
niski |
Dipol typu W3DZZ
( linka miedziana a nie stalowa ) |
zła |
bardzo dobra |
średnia |
zła |
2 |
żaden gdy wysoko |
niskie |
kilka waskich pasm |
stałe |
linia prosta |
pozioma |
godziny |
prawie żadne |
średnia |
średni |
Dipol typu odwrócone V |
średnia |
bardzo dobra |
średnia |
dobra |
1 |
żaden gdy wysoko |
niskie |
jedno wąskie pasmo |
stałe |
linia prosta |
mieszana |
godziny |
prawie żadne |
zła |
niski |
3 elementowa Yagi |
dobra |
bardzo zła |
doskonała |
zła |
1 |
żaden |
średnie |
jedno pasmo |
stałe |
zależy od podpory |
pozioma lub pionowa |
sekundy |
doskonałe |
doskonała |
wysoki |
Pionowa z pułapkami |
doskonała |
zła |
dobra |
bardzo zła |
1 |
bardzo ważny |
niskie |
kilka wąskich pasm |
stałe |
promienie poziome |
pionowa |
-------- |
żadne |
żadna |
wysoki |
Pionowa wydłużana obwodami |
bardzo dobra |
bardzo zła |
średnia |
bardzo zła |
1 |
bardzo ważny |
niskie |
jedno wąskie pasmo |
specjalne |
sztuczna ziemia |
pionowa |
-------- |
żadne |
żadna |
wysoki |
Longwire |
dobra |
dobra |
średnia |
dobra |
2 |
przeciętny |
------- |
dowolna częstotliwość z układem strojeniowym |
średnio złożone |
linia prosta |
mieszana |
godziny |
prawie żadne |
bardzo zła |
bardzo niski |
Windom |
średnia |
bardzo dobra |
średnia |
zła |
2 |
przeciętny |
średnie |
jedno pasmo |
proste |
linia prosta |
pozioma |
godziny |
prawie żadne |
zła |
niski |
2 elementowa typu Quad |
bardzo dobra |
zła |
doskonała |
bardzo dobra |
1 |
żaden |
średnie |
jedno pasmo |
stałe |
zależy od podpory |
mieszana |
sekundy |
doskonałe |
doskonała |
wysoki |
|