Bereik en vermogen

Alles over zend(ontvang)ers en toebehoren.
Bericht
Auteur
Gebruikersavatar
Hylke_PA9HK
Berichten: 62
Lid geworden op: 25 okt 2017, 13:06
Roepletters: PA9HK
Locatie: Koedijk, Nederland
Contacteer:

Bereik en vermogen

#1 Bericht door Hylke_PA9HK »

Beste lezers,

Ik ben Hylke, 17 jaartjes jong en ik heb op 26 mei m'n F-examen in Nieuwegein.
Cursus gaat goed, oefentoetsen vlieg ik doorheen dus ik heb er vertrouwen in.
Het leek mij wel een goed idee om naast de DLZA ook gewoon het één en ander te lezen en leren over apparatuur.
Zo kan ik de geleerde kennis 'toepassen' en krijg ik er meer een beeld bij.

Nu kwam ik met de volgende vraag.
Bij VHF/UHF gaan de golven ongeveer rechtuit vanaf de zendende antenne, ze buigen minimaal mee (tenzij temperatuurinversie) met de aarde.
Een hoge antenne is dus optimaal voor je bereik. Het bereik kan ik uitrekenen met x (in kilometers) = 4sqrt(hoogte antenne in meters). Ideale en handige formule.

Nu heb ik bij sommige zendontvangers wat verschillen gezien. De ene transceiver kan tot 17 watt op VHF/UHF, en de ander wel tot 50 watt. Maakt dit verschil van 33 watt nou heel erg uit in je bereik? Of is vooral de hoogte van de zendende en ontvangende antenne van groot belang?

Ik heb al flink wat zitten googelen, maar nog niet echt iets kunnen vinden. Hopelijk weten jullie er meer van :)

Groetjes,
Hylke Kingma
Alkmaar
Hylke Kingma, 19 jaartjes jong, Lid Landelijke JOTA-JOTI Organisatie, docent natuurkunde & scheikunde i.o. aan de Hogeschool van Amsterdam, oproepchauffeur op de trekker-oplegger, in bezit van Klein Vaarbewijs 2 en marifoon basis, mail: PA9HK@vrza.nl

PH7R
Berichten: 1114
Lid geworden op: 26 jan 2020, 16:50
Roepletters: PH7R
Locatie: Veenendaal

Re: Bereik en vermogen

#2 Bericht door PH7R »

Hoi Hylke,

Ook daar is een formule voor: 32,45 + 20log f + 20log R. f=frequentie en R de afstand tussen beide antennes in km. Uit de formule dat het trajectverlies toeneemt met de freq en afstand. Zowel een verdubbeling van de frequentie maar ook een verdubbeling van de afstand geven allebei een toename van 6db (20log 2 = 20 * 0,3 =6). Of een vermogensverzwakking van een factor 4 bij de ontvanger. Ontvangen vermogen neemt kwadratisch af met de frequentie en afstand.
Bovenstaand in vrije ruimte en isotrope stralers.
De wereld is vol van idioten die niet snappen wat belangrijk is

Gebruikersavatar
PA5COR
Berichten: 2560
Lid geworden op: 29 jan 2006, 13:21
Roepletters: PA5COR
Locatie: Sneek

Re: Bereik en vermogen

#3 Bericht door PA5COR »

Hoogte van de antenne, gain van die antenne, en vermogen wat je kan maken.
Elk heeft invloed op de signaal sterkte die je gaat maken bij je tegenstation.
Neem je bijvoorbeeld een Diamond X 510N die ik gebruik die heeft een echte gain van 6 dBd op 2 meter en 9 dBd op 70 cm, wat wordt bereikt door het "stapelen" van 5/8 elementen zodat je een soort pannekoek achtige afstraling krijgt welke alleen naar de horizon uitstraalt.

Vermogen aan de antenne ( reken met verliezen in je coax) maakt zeker wat uit tussen 17 watt en 55 watt bij mijn transciever zit zo'n 4 tot 5 dB verschil bijna een S punt sterker.
Ik gebruik 15 meter Ecoflex 15 coax met N connectors 0.4 dB verlies op 2 meter en 0.9 dB verlies op 70 Cm.

Je vraag, vermogen of hoogte:
Hoogte voor direct bereik, maar hou rekening met je verliezen in de coax die je gebruikt.
Heb je een lange lengte nodig gebruik zo verlies arme coax als mogelijk.
Mijn FT991A leverde uit fabriek 60watt op 2 en 55 watt op 70 cm.
Wil je weten wat er op de antenne komt reken dan je verlies op de 2 en 70 van de coax en dan weet je wat bij de antenne arriveert aan vermogen.

Had ik aircom plus als coax genomen dan had ik een verlies gehad op 2 meter van 0.8 dB, op 70 1.25 dB, met RG 213 op 2 1.3 dB en 70 2.6 dB verlies.
Je kan rekenen met dB's dus zie maar wat je dan verliest.
Licensed since 1977
IC 9700, bodnerised, FT 991 A, Heathkit SB 1000, 200 watt 2 meter P.A.FT 847 dubbel collins filters

PA3CQN
Berichten: 789
Lid geworden op: 10 dec 2014, 21:59
Roepletters: PA3CQN
Locatie: Groningen
Contacteer:

Re: Bereik en vermogen

#4 Bericht door PA3CQN »

Eigenlijk zijn het twee verschillende dingen.

Het bereik aan de hand van de hoogte is een gevolg van de kromming van de aarde. Normaal gesproken is het nodig dat er een zichtverbinding tussen beide stations is ( allerlei propagatie etc daargelaten ). Heb je geen zichtverbinding dan kun je zenden met een vermogen wat je wil maar het helpt niet.

Het vermogen is van belang als je wel een zichtverbinding hebt. Maar om 1 s-punt te stijgen heb je 4 x zoveel vermogen nodig, 6dB dus.
Reken maar eens na met het voorbeeld van PA5COR: 17 W is 12,3 dB, 55 W is 17,4 dB. Het verschil is 5 dB, precies die genoemde bijna 1 s-punt.

Maar het is dus niet zo dat je met meer vermogen een grotere afstand overbrugt dan de kromming van de aarde en antennehoogte toelaten.
_______________________________________________
Na jaren afwezig toch maar weer eens rondkijken.
UV-B5, RTL stick, SDRPlay2, miniwhip, magloop, X300
http://www.pa3cqn.nl
_______________________________________________

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2494
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Re: Bereik en vermogen

#5 Bericht door PA3DJS »

@PD1RM:
De formule die jij toont is voor vrije veld demping. Neem als voorbeeld een hoge banddeel SHF microgolf link waarbij de eerste Fresnelzone voor het grootste deel open is. In ons VHF/UHF geval is de nabijheid van de aarde de spelbreker. Die zorgt ervoor dat de trajectdemping aanzienlijk hoger is.

@HILSGBT:
Bij normale aardse communicatie van grofweg enkele km tot aan de radiohorizon heb je doorgaans 12 dB extra demping per verdubbeling van afstand. Of zonder dB's: 16 keer meer vermogen nodig om twee keer zo ver te komen. Propagatie verondersteld over vlak land. Die hoger dan verwachte demping wordt veroorzaakt doordat je signaal ook reflecteert op de aarde. Helaas werkt die gereflecteerde "straal" de directe "straal" tegen voor afstanden veel groter dan de antennehoogte.

Voor na het examen, of als je voldoende geestelijke tijd hebt, relevante info vind je als je zoekt op two ray propagation model, eventueel met ground reflection erbij. Voor eenieder die examen gaat doen: het tweestralenmodel is geen N of F examenstof, laat je er niet door afleiden. Je kunt het altijd na het examen bekijken.

Nu weer even praktisch
Als je in een bepaalde situatie met 17 W bijvoorbeeld 15 km ver komt, zou je met 50W een factor (50/17)^0.25 = 1.3 verder komen (vlak land, gelijke storingsniveau's). Is die 15 km een beperking t.g.v. van een berg, dan ga je met 50 W die berg ook niet over komen, dus dan blijft het bij 15 km.

Ga je voorbij de horizon, dan neemt de demping sneller toe met toenemende afstand, en gaat propagatie via de troposfeer, ionosfeer en vliegtuigen een belangrijkere rol innemen.

Hoogte doet echt veel op VHF en UHF. Je komt er mee boven de obstakels uit (voorkomen van tegenhouden van je duur opgewekte RF energie). Kom je in de buurt van de radiohorizon dan geeft verdubbeling van hoogte 6 dB minder demping. Anders gezegd één S-punt meer bij je tegenstation, en bij jezelf natuurlijk. Doordat in de nieuwe sitautie de radiohorizon verder komt te liggen, kun je die minder demping omzetten in meer afstand. Oh ja, die 6 dB moet je dan natuurlijk niet kwijtraken in de extra kabelllengte....

De vraag kan opkmen wat neem je als hoogte. Zit je in een weiland, dan is het ten opzichte van maaiveldhoogte. Zit je in dichte bebouwing, dan kun je ook via relfectie op een hoog obstakel nog ergens binnen komen terwijl je dat op grond van je hoogte niet verwacht. Ga je dan omhoog met je antenne, dan kan het gebeuren dat je ontvangstsignaal eerst afneemt (en er van die tweestralenformule dus niks klopt). Kom je boven de obstakels uit, dan neemt je signaal weer toe.

Kun je dagelijks op VHF/UHF voorbij de horizon werken?
Ja dat kan via tropo scatter. De demping is helaas wel erg hoog waardoor je dat met een rondstraler en 50 W niet gaat lukken in spraakmode. Aan beide zijden heb je veel vermogen nodig, en veel antenne gain.

Spraak vs lage bit rate modes
Veel formules en richtlijnen zijn gebaseerd op spraakcommunicatie.
Door gebruik te maken van lage bit rate digitale modes (FT8 en zo), kun je veel dB's winnen. Daardoor kun je nu afstanden overbruggen voorbij de horizon met een gemiddeld station die je vroeger alleen kon halen met een superstation (veel power, grote antennes).

pa1bvm
Berichten: 3324
Lid geworden op: 17 mar 2010, 17:31
Roepletters: PA1BVM
Locatie: Schijndel

Re: Bereik en vermogen

#6 Bericht door pa1bvm »

gelukkig zijn er allerlei invloeden op het signaal ..anders zou je nooit verder komen dan een paar honderd kilometer ..
Er is verschillende " propagatie" .. per band / frequentie weer anders
Een signaal kan ook tegen verschillend dingen reflecteren ( scatteren).. denk aan regendruppels , meteoren , de maan , vliegtuigen ..
Een gedeelte van het signaal zou dan een tegenstation achter de " horizon" kunnen bereiken en zo kan je dan toch flinke afstanden overbruggen ..

Sommige van deze " propagatie " methodes zijn goed voorspelbaar , andere wat minder ... en door gebruik te maken van slimme modulatie soorten en speciale " weak signal " digitale technieken is het zelfs mogelijk om signalen onder de ruis drempel te detecteren .. tot wel -20 <> -28 dB onder de ruis .
Een goed getrainde Morse operator zou signalen van -10 a -12 onder de ruis drempel kunnen decoderen .. dat is een verschil van dus ongeveer 10 a 16 dB
....dat is een factor 10 tot 40

Ben zelf ooit met SSB op 144 Mhz begonnen met een transceiver die 3 watt pep kon maken ( ICOM IC-202) .. met een 9 elements yagi .. na 2 jaar had ik 18 landen gewerkt met propagatie TROPO ( temperatuur inversie ) en met Sporadische -E ( Ionisatie van de E-laag door de Zonne energie )
Ehh daarna .. met een eindtrapje van 100 watt ging het wel beter .. :lol: :lol:
Laatst gewijzigd door pa1bvm op 16 apr 2021, 11:42, 1 keer totaal gewijzigd.

PH7R
Berichten: 1114
Lid geworden op: 26 jan 2020, 16:50
Roepletters: PH7R
Locatie: Veenendaal

Re: Bereik en vermogen

#7 Bericht door PH7R »

PA3DJS schreef: 16 apr 2021, 11:20 @PD1RM:
De formule die jij toont is voor vrije veld demping. Neem als voorbeeld een hoge banddeel SHF microgolf link waarbij de eerste Fresnelzone voor het grootste deel open is. In ons VHF/UHF geval is de nabijheid van de aarde de spelbreker. Die zorgt ervoor dat de trajectdemping aanzienlijk hoger is.
Klopt is formule trajectverlies en opgenomen in Veron cursusboek en daarmee examen stof. Hoewel ik nog geen examen ben tegengekomen waar deze formule is gevraagd.

Voor de rest goede uiteenzetting.
De wereld is vol van idioten die niet snappen wat belangrijk is

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2494
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Re: Bereik en vermogen

#8 Bericht door PA3DJS »

@PD1RM & anderen natuurlijk:
Probeer (in gedachte) eens zelf wat getallen in de formule te stoppen. Ik denk even aan 145 MHz, antennehoogten van 12 m, beide kanten dipolen, PTX = 10 W (40 dBm), 20 km afstand tussen de antennes, 3 dB kabeldemping aan iedere kant.

Waar vul ik dan mijn hoogte in? Iedere zendamateur met een beetje ervaring op VHF/UHF weet dat hoogte invloed heeft op de overdracht tussen twee antennes. Dan moet er een bel gaan rinkelen m.b.t. of dit de goede formule is om het RX signaal te bekomen.

Als je dan toch alleen de vrije veld demping in acht neemt, kom je op -64 dBm uit de plug.

Wat is dat voor S-punt? Voor een VHF RX zou moeten gelden: S9 = -93 dBm (HF -73 dBm voor S9). Dat is dus een aflezing van S9+30 dB. Dat is wel erg hard op 20 km afstand met rondstralende 2 dBi antennes op 12 m hoogte.

Het tweestralenmodel komt op -91 dBm uit de plug onder aan de kabel (net onder S9). Zonder bebouwing in het pad zal dat niet al te veel mis zitten. Helaas hebben veel amateurs te maken met bebouwing en dan zullen er wel een paar S-punten vanaf gaan.

PA3CQN
Berichten: 789
Lid geworden op: 10 dec 2014, 21:59
Roepletters: PA3CQN
Locatie: Groningen
Contacteer:

Re: Bereik en vermogen

#9 Bericht door PA3CQN »

@PA3DJS

Maak het niet te ingewikkeld. Examens gaan uit van, wellicht niet realistisch, ideale omstandigheden.
De werkelijkheid is zoals zo vaak natuurlijk een heel stuk ingewikkelder en van allerlei randverschijnselen afhankelijk. Maar je moet toch ergens beginnen.
_______________________________________________
Na jaren afwezig toch maar weer eens rondkijken.
UV-B5, RTL stick, SDRPlay2, miniwhip, magloop, X300
http://www.pa3cqn.nl
_______________________________________________

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2494
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Re: Bereik en vermogen

#10 Bericht door PA3DJS »

@PA3CQN:
Ik was daar ook een beetje bang voor (voor het te moeilijk maken). Ik schreef niet voor niets:
"Voor na het examen, of als je voldoende geestelijke tijd hebt, relevante info vind je als je zoekt op two ray propagation model, eventueel met ground reflection erbij. Voor eenieder die examen gaat doen: het tweestralenmodel is geen N of F examenstof, laat je er niet door afleiden. Je kunt het altijd na het examen bekijken. ".

Als je gevoel wilt hebben voor de relatie tussen vermogen en afstand in VHF/UHF LOS verbindingen, zul je toch moeten weten dat in een groot afstandsgebied tot aan de radiohorizon de demping tot de vierde macht met de afstand gaat. In dB's krijg je dan een term in de vergelijking met ongeveer 40*log(afstand). Een ander puntje was dat hij in eerste instantie een beetje op het verkeerde been werd gezet.

Ik gok dat TS zijn hoofd inmiddels aardig vol heeft met F-kennis, en er wellicht nog wat verdieping bij wil hebben.

Gebruikersavatar
Rene - pg3r
Berichten: 846
Lid geworden op: 18 okt 2009, 15:17
Roepletters: pg3r
Locatie: Rotterdam

Re: Bereik en vermogen

#11 Bericht door Rene - pg3r »

Nog wat leesvoer:

https://en.wikipedia.org/wiki/Hata_model

3.5e tot 4e macht als functie van de afstand klopt aardig.

Gebruikersavatar
PC1L
Berichten: 1394
Lid geworden op: 14 okt 2007, 17:02
Roepletters: PC1L
Contacteer:

Re: Bereik en vermogen

#12 Bericht door PC1L »

HylkeKingma schreef: 16 apr 2021, 08:51 Maakt dit verschil van 33 watt nou heel erg uit in je bereik? Of is vooral de hoogte van de zendende en ontvangende antenne van groot belang?
Net gezien ( eigenlijk al te laat ) toch nog even reageren.

Absoluut, los van het vermogen dat een zekere waarde ( S waarde ) regelt aan de ontvangstzijde, zolang die hoogte het direct zicht regelt tussen de twee stations : de hoogte is uitsluitend een v. d. voorwaarden / bepalende zaken ( direct zicht dus ). Als je ziet dat een satelliet op 800 km hoogte met soms enkele tientallen mW ERP te bereiken is ( ontvangen en zenden dus ! ) terwijl de trajectdemping ver boven de - 100 dB komt .. echter er is direct zicht.

Zo heb ik de nodige verbindingen gemaakt via en met sats met dergelijke QRP vermogentjes. Natuurlijk waren er dan even geen andere stations ( QRP en QRO ) QRV ..

Heb er indertijd een scriptje op internet losgelaten, zie https://www.qsl.net/pa3gje/aprs/hoogteopp.htm

Gebruikersavatar
PA3HMP
Berichten: 2298
Lid geworden op: 06 jul 2011, 15:03
Locatie: Lage Mierde
Contacteer:

Re: Bereik en vermogen

#13 Bericht door PA3HMP »

Leuk hoor al die formules, maar feitelijk heb je er weinig aan, een van de factoren is hoe breed je signaal is, dat is ook de reden waarom een CW signaal verder komt dan spraak of helemaal als je het vergelijkt met breedband of ATV, zie het als een tuinsproeier, hoe meer info je erin stopt hoe breder de straal en hoe minder ver het komt.

Goos
Berichten: 338
Lid geworden op: 16 nov 2011, 20:45
Roepletters: pa0sir

Re: Bereik en vermogen

#14 Bericht door Goos »

@PA3HMP
De vraag was eigenlijk : Hoeveel maakt het uit in afstand of ik 17 Watt heb of 50 Watt. Dan neem ik aan dat ik niet de mode verander.

Dit valt helemaal buiten de vraagstelling
En dan zijn er ook nog de ITU modellen voor de afstanden , en die geven het pad verlies op voor een percentage van de tijd.
Het voordeel hiervan is , dat je redelijk kunt voorspellen hoeveel procent van de tijd er verstoring zal zijn bij herhaling van toegewezen frequentie's.
O ja maar dat weten al veel mensen uit ervaring dat er verschillen zijn tussen paden over water en over land.
Ik heb een paar jaar geleden meegewerkt aan een propagatie onderzoek om een ITU model op UHF te verifiëren. De oude dateerden nog van de jaren 60 ??
Toen ook nog extra een traject genomen over water en land om te kijken of dit op een of andere manier te combineren viel , maar hier kwamen onverwachte resultaten uit die nog om nader onderzoek vragen.


Goos
Peilen is het omgekeerde van een antennediagram opmeten.
pa0sir

pc1mb
Berichten: 2423
Lid geworden op: 05 sep 2011, 16:30
Roepletters: PC1MB
Locatie: JO22pe

Re: Bereik en vermogen

#15 Bericht door pc1mb »

Na het tweestralenmodel nu ook het tuinslangmodel. Radio is heel begrijpelijk :lol:

Mode keuze is gewoon een manier om SNR op te krikken. Minder bandbreedte is minder noise (N) bij dezelfde S, automatisch hogere SNR. Mits de ontvanger dat goed smal filtert natuurlijk.

Las net nog een staatje dat je met FT8 11W afstanden kan overbruggen waarvoor je op SSB (+10dB SNR op 2500kHz) 25kW nodig zou hebben...

Plaats reactie