Jak probíhalo "skimmer" měření majáku OK1IF v pásmu 80m s výkonem 500mW.
Aneb "nesmělý" a "opatrný" úvod do zajímavých měření.
Pamatuji
si, jak jsem před nedávnem přikládal svůj podpis k petici
o zákazu použití skimmeru v závodech.
Obával jsem se určitého zneužití a
vytvoření podobných věcí, jako
vysílání obrovskými výkony do
více směrů na VKV. Po prvotních zkušenostech s
těmito měřícími zařízeními, však
dnes svoje názory musím přehodnotit. Je to zřejmě
další postupný vývoj a to směrem
pozitivním. SDR přijímače se zřejmě budou stále
více rozšiřovat. Sofistikované algoritmy
vyhodnocení nám zřejmě v budoucnu přinesou nové a
nové poznatky i do oblastí, kde jsme si mysleli, že
žádný pokrok se již neočekává. Mají
totiž jednu obrovskou výhodu a to tu, že pracují zcela
autonomně a automaticky s vysokou přesností výsledků.
Zřejmě budou, po propracování určitých
metod, použity k monitorování a měření a to
i v takové oblasti, která by mohla contesting vést
do "pekel" a "černých děr". Totiž
porušování závodních podmínek
dosáhlo takového stavu, že je to již
nenormální. Asi těžko budeme OM Power přesvědčovat,
že jejich PA jsou vlastně předimenzované. Zvýhodňovat se
v závodech "super" koncovými stupni a
dalšími podvody, již dnes nemá nic
společného s HAM spiritem. Jediná správná
cesta musí věst ne přes větší a ještě
větší koncové stupně, ale přes větší
a ještě větší anténní
systémy. To je ta novátorská a plně HAM spirit
cesta. Je tomu již více než 8 roků, co jsem orientačně
začal monitorovat v pásmu 80m sílu pole různých
contestových stanic. Vznikla zajímavá
databáze, podle které se dalo orientačně
porovnávat, co se u koho děje. Samozřejmě, že na sílu
signálů má vliv strašně mnoho faktorů, kde
stěžejní je zisk antén, vyzařovací úhel,
stav ionosféry a její výška, rozpad či
vznik D vrstvy, výskyt ionoduktů po trase a mnoho
dalších faktorů. Nikdy však nelze exaktně něco
prohlásit, pokud měření probíhá jen z
jednoho místa a za použití jediné antény,
bez srovnávání s referenčními
signály. Systém skimmerů však toto malinko
posunuje někam výše. Zřejmě se bude nutné
této oblasti více věnovat a to zvláště ve
spojitosti s přechodovými ději v ionosféře.
Zkrátka bude to velice zajímavá cesta k
"umravňování" té šíleně
špatně nastoupené cesty BIG GUNS. Čím dříve
se nad tím zamyslíme, tím bude naše snaha o
srovnávání korektnější. Ale
přeci jenom i zde musíme být velice
opatrní a obezřetní. Zatím skutečně nejsou
stanoveny exaktní metody s uvažováním všech
vlivů. Ionosféra je šíleně dynamická věc,
která se s polohou může šíleně měnit a to i v
relativně blízkých vzdálenostech. Na
vyšších pásmech si tedy zatím
nedovedu představit, jak všechny tyto vlivy studovat. U
nižších pásem (160 a 80m) si to však
představuji již snáze. Ale..... Šlápnutí
vedle by mohlo mít nedozírné následky a
mohlo by vytvořit "anti nástroj".
Uvedl jsem již orientačního měření majáku v
pásmu 40m. Srovnávání s
blízkými ionogramy z Průhonic je velice
zajímavé, má však dosti malou
vypovídací schopnost. Samozřejmě ukazuje
zajímavé přechodové jevy, zvláště
kolem východu a západu sluníčka. Daleko
zajímavější je však orientační
měření v pásmu 80m. Opět tedy maják 500mW,
anténa "pádlovka" a kontrola síly signálu
přes celou noc. Ale jak říká klasik. Jedno měření
= žádné měření. Přesto však již i zde se
dají poznat korelace se známými jevy. Co jsme tedy
naměřili?
Maják byl spuštěn s textem:
vvv cq ok1if ok1if ok1if beacon 500mw lw42m jo70ms testing skimmer rx+
Někteří z Vás se domnívají, že skimmer to
cq nutně potřebuje ke spojení s Vaší call. Ověřil
jsem si však, že i vynecháním tohoto CQ jsem byl
skimmerem bezpečně zachycen. Dále zde bylo podezření, že
někdy při měření síly signálu skimmer omylem k
naší volačce přiřadí signál
naší protistanice. Kromě jednoho sporného
případu (náhle udávané
zesílení o 15dB) však skimmer měřil korektně.
Dokonce i tak sporné dopočítávání
výkonu někoho, při srovnávání s
referenčním signálem majáku, vycházelo
velice přesně. Tady asi budeme muset být obezřetní. Totiž
každý může mít maximum vyzařování pod
jiným úhlem, to se může projevit např. dodatečným
útlumem v D vrstvě. Můžeme mít jinou vzdálenost a
jiný azimut ke skimmer přijímači (tedy jinou oblast
odrazu). Skutečně těch vlivů může být mnoho. Ale
orientačními zkouškami např. dnes s OK2CQR, kde
náš azimut ke DK9IP byl přibližně 250° a
vzdálenost přibližně stejná, až
zarážejícím způsobem souhlasila v rozdílu
mezi 500mW a 100W. (Asi máme s Petrem i stejné
pádlovky HI).
Praktické rozdíly většinou jsou v oblasti
pod 2-3dB od teoretických hodnot. (Vysílání
ze stejného místa jen s jiným výkonem).
Tedy přesnost měření až neskutečně veliká. Ale
zkuste si to sami. Problém při těchto měřeních
bývá většinou v časovém posunu mezi těmito
dvěma měřeními. Ale vraťme se k tomu, co bylo naměřeno.
Pouze dva skimmer přijímače zachytily signál 500mW.
DL2CC JN48NS Azimut 245° QRB 479km
DK9IP JN48EX Azimut 250° QRB 518km
Změřená síla mého signálu nad šumem,
se u nich dosti podstatně lišila. Problém je asi v
použitých přijímačových anténách.
Pokud změřené hodnoty v závislosti na čase vyneseme do grafů, pak dostaneme následující:
V pravo je spojnicový graf s vyhlazenou zelenou křivkou trendu.
Tím bychom měli eliminovat určité chyby měření,
které se vymykají trendu. (Možná až
příliš přísná podmínka na
časové rozdíly kolem 20 minut)
Všimněte si, že křivka trendu je u obou skimmerů přibližně
shodná. U DL2CC vzhledem k malým naměřeným
hodnotám není tak výrazná.
Co z toho můžeme usuzovat? No pojďme si vynést typické ionogramy pro "boule" na křivkách trendu.
V pravo je čas ionogramu v UTC. Už tam něco vidíte?
Rozhodující je výška odrazné vrstvy.
Musíme si uvědomit, že skimmer přijímače jsou od
nás ve vzdálenosti přibližně 500km. Tady již
nevyužíváme vlastnosti pádlovky pro
šíření kolmo nahoru (kde má
nejvyšší zisk), ale přeci jenom složku pod
úhlem menším jak 90°. Všimněte si
například maxima signálu. Ten nastal těsně po 22 UTC. A
co nám ukazuje ionogram z 22.15 UTC? Pracovní kmitočet je
téměř shodný s kritickým kmitočtem. Ano je to
náš známý "směrnicový efekt".
Fenomén nás QRPistů. A v tu dobu je skutečně
náš signál zachycen s v maximální
možné úrovni. Jakoby nám někdo "zdarma" věnoval PA
zesilující 4x. Ale o tom už jsme se bavili
tolikrát, že nemá smysl to zde opakovat. Snad jen můžeme
konstatovat, že to funguje.
Co tedy říci v závěru těchto počátečních "opatrných" měření?
- Zdá se, že software rádií SDR nemá velikých chyb
- Zdá se, že měření
jasně prokazují trendy a možná budou použitelná
pro porovnávání signálů stanic
- Zdá se, že zákon
zachování energie možná platí (jestliže to
někomu se ziskem vyzáří někam, pak toho jinam musí
vyzářit méně)
- Zdá se, že možná
budeme zase o chloupek chytřejší, ale v celku
zjistíme to, že jsou ještě věci mezi nebem a zemí
Samozřejmě tyto experimenty může provádět každý z Vás. Kde to najdu?
http://www.reversebeacon.net/
Snad ještě jedno
upozornění. Pro tento "výzkum" je nutné
používat majáků. Maják by však neměl
působit rušivě. Skutečně výkon kolem 500mW je
téměř dostatečný. Stejně se však najde někdo (už
mne upozorňovaly stanice z DL), kterým se maják
nelíbí. Chápu ho a snažím se být s
majákem "on air" co nejméně. Přesto bych však
uvítal zájemce o podobné pokusy. A co je
ideální maják? Samozřejmě naše
oblíbené zařízení RockMite s
vyměněným obvodem klíčování.
http://www.hamgadgets.com/store/product_info.php?products_id=48
Stojí sice asi 7USD (kolem 150 Kč), ale je to vynikající věc. Tedy hodně úspěchu ve výzkumu.