Tarkastelussa käytetyt antennit olivat horisontaaliantenneja niin että pystyisin tutkimaan niitä HFTA-ohjelmalla. Analyysissa käytin antenneina puoliaaltodipoleita. Mikäli todellisuudessa käytettäisiin monielementtisiä jagiantenneja, analyysi olisi silloinkin kelvollinen lähtökulmien osalta, muutosta tulisi kuitenkin antennien vahvistusarvoihin. Käytännössä jageilla lähtökulmien kattavuus olisi hiukan parempi.
Ensimmäisestä blogiartikkelistani selviävät kohdealueet ja montako vastaanottopistettä alueelta oli valittu. Vastaanottopisteiden valinnassa olin pyrkinyt maantieteellisesti tasaiseen jakaumaan kyseisen alueen sisällä. Tasainen jakauma ei aina ollut etusijalla, jos alueella ei ollut paljon asutusta ja näin ollen edes radioamatöörejä. Näin yritin varmistaa, että ennusteen tulokset kuvaavat tasapuolisesti koko kohdealuetta tai kohdistuvat kohdealueen sellaisiin osiin, jossa todennäköisimmin voisi olla aktiviteettia.
Rakenna 60-metrinen masto!
Jos oletetaan että OH-asemilla tyypillisen maston korkeus on 42 metriä, niin silloin tämän tutkimuksen valossa tällainen masto on vähintäänkin 20 m liian lyhyt lähtökulmien optimoinnin kannalta! Jokin 60-metrinen masto, ainakin täällä länsirannikolla, tuntuisi olevan lähellä optimikorkeutta. Tällöinkin 80M:lle olisi löydettävä jokin muu ratkaisu kuin horisontaalidipoli/-jagi. Käytännössä varmaan kilpailuasema tulisi rakentaa esim. Vaasan/Mustasaaren/Maalahden saaristoon, jolloin maaperän johtavuus saadaan hyväksi ja yksinkertaisella vertikaaliryhmällä voitaisiin saavuttaa 80M:llä lähtökulmien kannalta sama tulos kuin esim. 95 metriä korkealla jagilla. Vertikaali olisi tuossa tapauksessa ratkaisu myös 160M:n antenniksi.
Alla olevissa taulukoissa itse antennikorkeuden valinta jokaiselle bandille oli kokeilun tulosta. Onneksi melko nopeasti tuntui löytyvän ne korkeudet, joilla saavutettaisiin (VOACAP-ennusteiden valossa) mahdollisimman paras tulos mahdollisimman monella kohdealueella. Käyn alempana vielä yksityiskohtaisemmin läpi, mitä seikkoja täytyi ottaa huomioon.
Seuraavassa siis Vaasan horisontista katsottuna optimaaliset antennien korkeudet eri bandeilla, säteilykulman suurin vahvistus ja antennin vertikaalisen säteilykuvion -3 dB:n kohdat. Kuten nähdään, ihan optimituloksen saavuttamiseksi olisi oltava kaksi mastoa: ykkösmasto olisi DX-masto (tietysti jos kilpailuissa haluaa ajaa moneen suuntaan yhtä aikaa, pitäisi tällaisia sitten olla tarpeellinen määrä...hi!). Kakkosmasto olisi optimaalisin vaihtoehto lähialueen yhteyksiin (Vaasasta katsoen siis lähinnä Eurooppa ja Lähi-itä).
Muistutetaan vielä, että "optimaalinen korkeus" tarkoittaa tässä yhteydessä sellaista antennin korkeutta, jolla HFTA:n hyvyysluku on mahdollisimman korkea VOACAP:n laskemille tilastollisille lähtökulmille. HFTA laskee antennille hyvyysluvun sen perusteella, miten hyvä on tarkasteltavan antennin lähtökulmat ja vahvistus tarkasteltavan (VOACAP-)lähtökulmajakauman suhteen.
Koska aikaa on kulunut lähes vuosi tämän analyysin jälkeen, pitää tässä joulun välipäivinä tehdä uusi analyysi ja tarkistaa noiden arvojen paikkansapitävyys vielä kerran :)
Taulu 1. Ykkösmaston antennikorkeudet
Taulu 2. Kakkosmaston antennikorkeudet
h/AGL = korkeus metreinä maanpinnasta
Analyysi kokonaisuudessaan kuvineen kaikkineen on luettavissa englanninkielisenä osoitteesta: http://www.voacap.com/antennas/statistical-elevation-angle-distribution/
Erityisesti em. sivuilla kannattaa tutkia kohdealuekohtaisia ennusteita. Niissä on tehty vertailua eri laskentamenetelmien ja auringonpilkkulukemien välillä. Vuoden alussa olin optimistinen sen suhteen, että Auringon aktiivisuus lähtisi nopeasti nousuun ja tein vertailuaineistoa pilkkulukemalle 25. Nyt voi todeta, että emme ole vielä niin pitkällä. Pilkkulukema on vieläkin alle 10...
Hajahuomioita tutkimusaineiston laadinnasta
Aineisto rakennetaan REL-parametristä
Tietenkin tärkeä kysymys on se, millaiset ennusteet kelpuutin osaksi aineistoa, jonka perusteella tilastollinen lähtökulma-analyysi tehtiin. Tässä minun ja Deanin lähestymistavat alkujaan erosivat. Omana valintakriteerinäni oli REL- eli luotettavuusparametri (Reliability). Käymämme sähköpostikirjeenvaihdon perusteella Dean alun perin kelpuutti omaan aineistoonsa arvoja vain S DBW:n eli signaalinvoimakkuuden perusteella. Myöhemmin käsittääkseni hän siirtyi käyttämään sekä REL- että S DBW-arvoja datan suodattamisessa.
REL kuvaa todennäköisyyden sille, että asetettu signaali-kohinasuhde (REQ. SNR) saavutetaan tietyllä taajuudella tiettyyn aikaan. Asetin signaali-kohinasuhteeksi 24 dB-Hz, mikä suurin piirtein vastaa arvoa, jolla CW:tä voi juuri ja juuri kopittaa. Valitsin aineistoon kaikki ne yhteysvälit, joilla REL oli suurempi kuin nolla. Tämän jälkeen käyttäjä voi itse EAA-ohjelmalla tehdä aineistosta suodatuksen esimerkiksi niin, että vain sellaiset yhteysvälit huomioidaan, joissa CW-tason kuuluvuudenlaadun saavuttamisen todennäköisyys on välillä 10-90 %. Mitä suuremmaksi prosenttiluvun nostaa, sitä vähemmän aineistosta löytyy tuloksia. REL-parametrin valinta oli osaltani ehkä periaatteellinen, koska halusin olla uskollinen VOACAPin perusfilosofialle: REL kuvaa todennäköisyyttä saavuttaa tietty signaali-kohinasuhde (SNR), sen sijaan S DBW kuvaa pelkkää signaalinvoimakkuutta ottamatta huomioon kohinaa.
Vertaillaan kahta etenemismallia
Toinen periaatteellinen Deanin ja omaa aineistonlaadintaa koskeva kysymys on ennusteen etenemismallin valinnassa. Dean suosi (silloin ainakin) laskentamenetelmää 25 eli "pakotettua pomppumallia", joka kertoo tietyn yhteysvälin kaikki mahdolliset etenemismuodot. Itse käytän laskennassa luonnollisesti samaa mallia. "Pakotettu pomppumalli" on etenemismalli, jossa oletetaan että signaali taipuu aina ionosfääristä takaisin maahan ja maasta taipuu takaisin ionosfääriin. Se ei huomioi mahdollista ionosfäärin kerroksissa tapahtuvaa etenemistä. Laskentamenetelmästä 25 sanotaan, että 7000-10000 km:n jälkeen sen ennustetarkkuus alkaa heiketä.
Itse käytin vertailun vuoksi lisäksi laskentamenetelmää nro 30, joka n. 10000 km:n jälkeen alkaa huomioida signaalin mahdollisen etenemisen ionosfäärin kerrosten sisällä. Tämä mielestäni antaa selvästi totuudenmukaisempia tuloksia erittäin pitkillä yhteysväleillä kuin menetelmä 25. Noin 10000 km:iin saakka menetelmä 30 käyttäytyy kuten menetelmä 25. Kuitenkin niillä on periaatteellinen ero, josta syystä Dean ei mieltynyt siihen. Nimittäin laskentamenetelmä 30 ei kerro muuta kuin todennäköisimmän etenemismuodon tiedot eli lähtökulmatiedon vain yhdestä etenemismuodosta, joka on VOACAPin mielestä tarkasteltavan yhteysvälin todennäköisin etenemismuoto.
Tyypillisesti todennäköisin etenemismuoto toteutuu alhaisilla lähtökulmilla. Menetelmä 25 arvioi siis kaikki mahdolliset etenemismuodot eli se huomioi myös korkeammilla lähtökulmilla mahdollisesti onnistuvat yhteydet, mutta menetelmä 30 ei. Tässä yhteydessä pitää kuitenkin muistuttaa, että mikäli haluaa rakentaa asemalleen kilpailukykyiset antennit, silloin täytyy keskittyä kattamaan analyysien alimmat lähtökulmat. Siellä signaali on parhaimmillaan, ja siitähän mm. kilpailuissa on kyse: mahdollisimman kovasta signaalista.
Huomioidaan koko auringonpilkkujakso
Kolmas seikka, joka on tärkeä huomioida lähtökulma-analyyseissä, on auringonpilkkulukemien valinta. Tutkimusaineistoa laadittaessa tulee huolehtia siitä, että koko auringonpilkkujakso otetaan huomioon. Tämä tarkoittaa että kaikki yhteysväliennusteet pitää ajaa monella erilaisella auringonpilkkulukemalla, nimittäin lukemilla 5, 25, 50, 75, 100 ja 150. Deanin lähtökulma-aineisto, joka löytyy ARRL:n Antenna Bookin CD:ltä, on laskettu kaikilla auringonpilkkulukemilla. Näin kannattaa ehdottomasti menetellä. EAA-ohjelmassa on laskennan jälkeen mahdollisuus valita, haluaako tilastollisen lähtökulma-aineiston kaikille vai jollekin tietylle auringonpilkkulukemalle. Tällä tavalla voi tarkastella, miten lähtökulmien jakauma mahdollisesti muuttuu pilkkuminimin ja pilkkumaksimin aikoihin.
Huomioidaan vuoden kaikki kuukaudet
Ja vielä löytyy neljäskin huomioitava seikka: laskentaan valittavat kuukaudet. Alun perin Dean koosti aineistonsa vain loka-, marras- helmi- ja maaliskuun yhteysväliennusteista. Hän nykyään laskee aineiston kaikkien kuukausien osalta, kuten itse teen. Aiemmin tietokoneet olivat tehoiltaan melko vaatimattomia ja kokonaisvaltaiseen tilastolliseen analyysiin olisi kulunut huomattavan paljon aikaa.
Kun tein analyysikokeiluja, VOACAPin tulosmateriaali tyypillisesti kasvoi 0,5-1 gigatavun kokoisiksi tiedostoiksi, joissa saattoi olla lähes 30 miljoonaa tekstiriviä. Tällaisen tiedoston lukeminen millä hyvänsä tekstieditorilla on haaste, tässä yhteydessä itse kehun EditPad Pron kykyä käsitellä näinkin suuria aineistoja sujuvasti.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti