0207
Antény NVIS
03.05.2006

Antény NVIS ( Near Vertical Incidence Skywave (nebo Scattering) - skoro svislý ionosférický odraz (rozptyl)) vznikly jako typ při válce ve Vietnamu u US armády okolo roku 1960. Někdo si povšiml, že vodorovně umístěná prutová anténa má sice slabší signál asi o 1 S, ale zato signál velice stabilní. Signál není větší měrou ovlivňován okolním terénem, ani zástavbou. Jak vznikla vodorovně umístěná prutová anténa? Tak, že anténa obvykle upevněná na zadní části automobilu byla pro lepší průchodnost terénem za špičku přitažena k přednímu nárazníku. Tím vznikl vznikl oblouk nad uzemněným vozidlem. Při pátrání v historii bylo zjištěno že antény s tímto způsobem vyzařování byly použity německou armádou v průběhu druhé světové války. Nyní se tento typ antény používá pro spojení pohotovostních jednotek a v armádách. V neposlední řadě jej používají amatérské záchranné sítě, např. v Německu.

V popisech se uvádí že tento typ nízko umístěné antény je vhodný pro pro spojení v okruhu asi 800 mil a kmitočty od dvou do deseti MHz. Kmitočty zhruba do 5. MHz přes noc a kmitočty nad 5 MHz přes den. Kmitočet 5 MHz je použitelný celých 24 hodin. Toto ale neplatí jako dogma. Vhodný kmitočet je ovlivňován sluneční činností. Aktuální stav a předpověď šíření pro tento typ provozu najdeme na odkazu [7]. Z těchto stránek je také mapa vlevo. Mapa se získává měřením radarových odrazů od ionosféry. V mapě je uveden nejvyšší použitelný kmitočet pro svislý odraz. Tento kmitočet se označuje FOF2 a měl by být co nejvyšší aby byl minimální útlun ve vrstvě D, ale musí být nižší než kritický kmitočet vrstvy F. Mapa je obnovována každou hodinu. Zajímavé je jak se směrem k severu snižuje nejvyšší použitelný kmitočet pro spojení NVIS.

Protože šlo o pozemní vojska a nikoliv námořníky nejedná se asi o míli námořní. Proto při přepočtu na rozumné jednotky vychází kružnice s průměrem 1300 km. Maximální používaný výkon vysílače je 100 W. To je optimální pro spojení v naší republice a s částí sousedních států. Výška antény bývá okolo 0,1 až 0,25 λ. Dále se uvádí, že je dobré mít konce ramen dipólu blízko nad zemí. Tím se má eliminovat povrchové šíření. (V [2] je naopak uvedeno že ramena by měla být zvednuta.) To je vlastně většina invertovaných V antén našich amatérů. Mne ale zajímá chování zkrácených antén při extrémně malých výškách. Navíc ještě při provozu QRP. Myslím, že výsledky budou zajímat více lidí. Část tohoto textu byla volně převzata ze stránek [1], kde jsou popsány i zkoušky s touto anténou.

Anténa je drát 1/4 λ.Tato anténa je popsaná v [6]. Je to velice jednoduchá anténa vhodná pro provoz z přechodného stanoviště. Její délka je pro pásmo 3,5 MHz je 2x 33 stop, to je přibližně 20 metrů. Pro pásmo 7 MHz se rozpojí propojka na středním izolátoru. Účinná délka antény je potom 10 m. Myslím že obrázek je dostatečně názorný. Jako uzemění (nebo protiváha) slouží automobil. V případě K6SOJ, Land Cruiser. Pokud nemáme možnost uzemnit koaxiální kabel na automobil, musíme použít protiváhu dlouhou také 1/4 λ. Jak vyplývá z textu, provozuje K6SOJ tuto anténu s IC-706, čili se 100W. Tak jak je anténa popsaná, vypadá velice sympaticky. Uvidíme výsledky.
Předem musím ale upozornit, že v testu půjde vyloženě o subjektivní výsledky platné pro tyto antény instalované v daném prostředí. Nejde o žádné exaktní poznatky. Na to nemám ani měřící přístroje, ani kvalifikaci. Pokud tato stránka někoho inspiruje a napíše česky odborně fundovanou studii, budu velice rád. Čeština na rozdíl od angličtiny většinou respektuje jednoznačný význam slova.

ODZKOUŠENÁ VERZE

Jako podpěry. Použil jsem tři tyče dlouhé 1,5 m z šestimetrového stožárku. ( Nezlikvidoval jsem nic, šestimetrový stožárek je nadále funkční.) Musel jsem dodělat dvě patky pod tyče, tři růžice na uchycení kotev a dipólu. Dvanáct kotev s jedním izolátorem a zkracovačkou dodala za lidový peníz 5.- Kč za kus bez DPH firma DRBAL. Pochopitelně + poštovné a balné. Na levém obrázku je vidět kluzný střed. Nerezové lanko je uloženo v zářezu silonové kulatiny. Může se volně posouvat a já nemusím přebíhat jako cvok při napínání antény z jednoho konce na druhý. Pro tuto anténu a pásmo 3,5 MHz jsou izolátory přemostěny vodičem. Střed je pro anténu 1/4 λ použit jako dělící izolátor pro změnu délky antény při přechodu na pásmo 7 MHz . U další antény bude použit jako střed dipólu. Délku vodičů antény jsem udělal přesně podle [6] z oblíbeného kabelu PK. (Jsem zvědav co budou dělat amatéři až nebude.) Podle mé zkušenosti nemá cenu u portable antén laborovat na co nejmenším SWR a snažit se vyhnout použití tuneru. Anténa je totiž pokaždé v jiném prostředí s jinou vodivostí zemně a jiným okolním terénem. Vždy by se musela nastavovat znova. To je nepřiměřeně mnoho práce. Aby se pokud možno vyloučil vliv zemního odporu (lépe vodivosti) položil jsem pod anténu protiváhu dlouhou dvacet metrů. Protiváha je uzemněna na kolík. Anténa v této verzi je 180 cm vodorovně nad zemí.

Na 3,5 MHz v rozsahu pro PSK31 nic není. 12:40 UTC, ladím PSK31 na 7 MHz a na obrazovce je výzva od Franty OK2SFO. Opava, lokátor JN 89 ww, 233 km. Dává mi report 599. Anténu má FD4 pět metrů nad zemí a jeho TS-57 má výkon 30 W. Další je v 12:57 UTC Rudi DF3ZE/p s ostrova Amrum, lokátor JO 44 ep, vzdálenost 670 km. Opět dostávám report 599. Jeho anténa je ZEPP, TEN-TEC Argonaut V dává výkon 15 W. Výšku antény nevím. Ale vzhledem k tomu že vysílá z přechodného stanoviště myslím, že to nebude také nebude žádná sláva.
Tak to jsou první dvě spojení v pásmu 7 MHz na anténu 1/4 λ, dlouhou 10 m a 180 cm nad zemí s výkonem 5W. U antény jsem zkoušel odpojit protiváhu. I když bylo vše uzemněno, zem byla po dešti řádně vlhká, klesl příkon do antény asi na polovinu. Zřejmě bude lepší používat protiváhu stále a ne místo ní jako [6] pouze automobil. Možná by vyhověl kamion. Ale ten nevlastním a zkoušky nemohu provést.
Anténu po zkouškách hodnotím vzhledem k nákladům a pracnosti poměrně dobře. Slušně fungovala nakonec  i bez kamionu a spokojila se i s malým SUZUKI WAGON R+. Skutečně, natáhnout z auta deset metrů drátu ve výšce 170 cm pro pásmo 7 MHz není problém téměř na žádném místě. Myslím, že i anténa natažená mezi stromy někde na kopci splní slušně svůj účel. V žádném případě to ale asi nebude anténa pro stálé QTH.

LITERATURA

[1] http://www.tactical-link.com/field_deployed_nvis.htm stránky Patricia Gibbons - WA6UBE
[2] NVIS antény pro krátké vzdálenosti. J. Peček, OK2QX RADIOAMATÉR 1 / 2006 str. 25
[3] Skrátený dvojpásmový dipól Vince Lear, G3TKN / ZL1VL RADIOŽURNÁL 6 / 2004 str. 19
[4] http://www.hamuniverse.com/nvisbeam.html stránky o anténách NVIS s odkazy
[5] http://www.vcars.org/tech/NVIS.html stránky Dr. Carl O. Jelinek N6VNG
[6] http://www.emcomm.org/projects/nvis.htm 1/4 λ drátová NVIS anténa
[7] http://www.ips.gov.au/HF_Systems/3/3 předpověď šíření NVIS - The Australian
Space Weather Agency
[8] http://home.centurytel.net/w9wis/NVIS.html stránka s odkazem na popis a manuál
NVIS antény používané v US armádě
[8] http://www.radioamateur.ca/techniques/nvis.html mobilní NVIS anténa - stránky K6SOJ
    a spousta dalších stránek