Když přijde víkend, většina radioamatérů sbalí fidlátka a vyjede někam na kopec. Ideálně na odzkoušenou kótu, odkud je spojení jisté. Mezi členy a příznivci naší expedice máme však i některé jednotlivce (oni se jistě poznají), kteří na portejblech téměř cíleně vyhledávají takové kóty, ze kterých to "nechodí". Kdyby to však chtěl někdo ještě o jeden řád povýšit, může se věnovat vysílání nikoli z kopců, ale naopak z údolí, strží, roklí, lomů a kaňonů!
Cože si to tam šuškáte? Kolik že mám v krvi promile? Ale ne, já to opravdu myslím vážně! Vždyť s vysílačkou se dovoláte i ze dna propasti Macocha - samozřejmě pokud použijete správný způsob...
Near vertical incidence skywave
Pokud chcete vysílat z hlubokého údolí ven, napřímo to nepůjde. Radiová vlna se přes kopec neohne. Jediný způsob je, vysílat kolmo vzhůru "do mraků" a doufat, že se část signálu odrazí zpět k zemi, kde jej zachytí protistanice. Mnozí namítnou: "A co je na tom zvláštního? Vždyť ionosferický odraz používají radioamatéři už od pradávna - bez něj by neudělali žádná DX spojení ." Jenže právě v tomto chápání může být skrytý háček možného neúspěchu. Bude potřeba splnit úplně jiné podmínky a použít i jiné technické vybavení než se používají na spojení dálková:
-
Místo v ionosféře, kde potřebujeme, aby se náš signál odrážel leží přímo nad námi, ne někde nad obzorem na půl cesty ke vzdálenému cíli. Proto nás bude zajímat, jaké má vlastnosti ionosféra přímo nad Českou republikou, nikoli někde nad Atlantikem. Vhodná denní doba pro místní spojení bude odlišná oproti době vhodné pro spojení DX. Energii musíme vyzařovat kolmo vzhůru, ne šikmo nad obzor. Nelze proto používat vertikální antény. S vertikálem v zahradě, ani s miniwhipem na autě spolehlivé NVIS spojení neuděláte. Anténa musí být horizontální! Navíc relativně nízko nad zemí, aby maximum energie vyzařovala kolmo nad sebe.
-
Při spojení NVIS potřebuje získat od ionosféry úplný odraz i od kolmo dopadajících vln. A zde je tak trochu zakopaný pes - představte si ionosféru jako vrstvu horkého vzduchu nad silnicí. Horký vzduch se zrcadlí jen z dálky - při hodně šikmém pohledu. Když se podíváme kolmo, je průhledný. Při DX spojeních nás většinou zajímá nejvyšší použitelný kmitočet označovaný MUF a používáme takovou frekvenci a vlnu, aby se nám signál odrážel co nejdále od našeho stanoviště a následně lámal do dálky. Aby se nám však ionosféra "zrcadlila" i při kolmém ozařování zespodu, musíme použít mnohem nižší frekvence, než je MUF. Pro místní spojení nás bude zajímat především kmitočet označovaný jako f0F2 (což je maximální kmitočet ionosferické vrstvy F2, při kterém dojde ke kolmému odrazu) a naše vysílací frekvence se musí nacházet kousek pod ním. Ideálně asi o 15% pod f0F2 , aby nám signál netlumila ionosferická vrstva D.
-
Protože musíme vyslat maximum energie směrem vzhůru, je vhodné umístit anténu níž nad zemí, než používáme pro dálková spojení, což pozmění vyzařovací diagram antény. Optimální výška zářiče nad zemí pro NVIS je 0,16 lambda. Vyhoví i výška okolo 0,1 lambda*. Při dalším snižování zářiče už začne rychle klesat jeho účinnost. Při snížení výšky klesne anténě vstupní i vstupní impedance. Anténu bude nutné přizpůsobit k vysílači anténním tunerem. V mnoha případech může být výhodnější použít složený dipól namísto otevřeného, aby tuner nemusel transformovat příliš velký rozdíl. Na výkon i impedanční přizpůsobení nízko umístěné antény má velký vliv vodivost podloží pod anténou. V terénu je vhodné vyhledat vlhká místa a anténu natáhnout nad nimi. Anténu lze natáhnout i nad rybníkem nebo přes řeku. Když je podloží suché a nevodivé doporučuje se pod vlastní anténu natáhnout řadu vodičů s délkou o 5% delší než je dipól antény. Dráty by měly být těsně nad zemí a upevněny izolovaně. Pamatujte, že jde o prvek s vlastní rezonací a ta by neměla být zatlumena vodivým kontaktem se zemí, nemají-li nastat ztráty. Dráty se pak chovají jako reflektor a veškerou energii zářiče odráží vzhůru. Anténa s reflektorovými prvky poskytuje signál silnější o 3 až 6 dB. A navíc nepotřebuje průběžně dolaďovat, protože její impedance není závislá na aktuální vlhkosti půdy.
-
Horizontálně natažená anténa vyzařuje vlny s konkrétní polarizací. S touto polarizací míří signál vzhůru do ionosféry. I když je známo, že se polarizace při odrazu stáčí, při kolmém odrazu je tato změna minimální. Proto je vhodné orientovat antény obou stanic ve stejném směru. Např. oba dipóly natáhnout v ose sever-jih. A to i v případě, že jeden bude v Jeseníkách, druhý ve Vyškově a kdy z hlediska přízemní vlny na sebe budou mířit minimem svého vyzařovacího diagramu. Naopak, vyloučení přímé přízemní vlny nám bude jen ku prospěchu, zbavíme se tím nežádoucích interferencí.
V odborných článcích na internetu se můžete dočíst:
...že NVIS spojení se používá především v armádě. Vojáci používají frekvence od 2 do 4 MHz v noci a od 5 do 7 MHz přes den. Pokrytí signálem je souvislé, bez hluchých míst, v okruhu do 650 km okolo vysílače a to i ve členitém terénu. Strategické využití má tato technologie zejména v tropech...
Na obecné seznámení to stačí, ale pro praktické použití jsou tyto informace nedostatečné.
Následující obrázek zobrazuje na mapě barevně oblasti
odpovídající kmitočtu f0F2 v konkrétním dni a hodině:
Aktuální mapku najdete zde https://www.sws.bom.gov.au/HF_Systems/6/5
Graf ukazuje změny f0F2 během dne 21.7.2020 nad územím ČR:
Aktuální graf kmitočtu f0F2 najdete zde https://www.ngdc.noaa.gov/stp/IONO/rt-iono/realtime/PQ052_foF2.png
Pozornému čtenáři při prohlížení mapky jistě neunikne, že směrem od rovníku kmitočet f0F2 stoupá a celé pole se ještě navíc v denním rytmu přesouvá po obvodu Země. Úspěšné spojení lze navázat prakticky po celý den, ale jen tehdy, pokud je zvolena ve správný čas ta správná frekvence.
Pokud narazíte na návod, kde se píše, že radioamatéři používají pro NVIS kmitočty 3,5 a 7 MHz a jehož autorem je třeba Američan žijící na Floridě, v Kalifornii či na Hawai, zbystřete! On, díky své zeměpisné poloze, může používat podstatně vyšší kmitočet, než vy zde ve Střední Evropě. Když jeho návod bezmyšlenkovitě okopírujete, spláčete nad výsledkem. Americká radioamatérská sdružení, která využívají NVIS spojení při spolupráci se záchrannými sbory v dobách mimořádných událostí, často používají během dne radiové pásmo 7 MHz. A ze stejného důvodu se používá pásmo 5,3 MHz, na kterém v USA funguje NVIS spojení po celý den a ne nadarmo se přezdívá Rock Band.
Pokud se podíváte nad Evropu, bývá v časech slunečního minima vzestup kmitočtu f0F2 nad 4 MHz poměrně vzácný a rozhodně netrvá po celý den. S vyššími kmitočty a se spojením na pásmu 7 MHz můžene počítat jen když nám sluníčko vyjde vstříc a zvýší svou aktivitu. Proto pokuch začínáte s experimentováním, bude v našich podmínkách daleko efektivnější věnovat se NVIS pokusům na pásmu 3,5 MHz a během zimního období dokonce i na pásmu 1,8 MHz. V tomto ohledu je to, ve srovnání s americkými radioamatéry, pro nás nepříznivé - antény pro dolní krátkovlnná pásma jsou stavebně rozměrnější. A tak zatím co si kolega z USA může dovolit ke své NVIS anténě na čtyřicítku natáhnout i pozemní síť reflektorů. Naopak český portejblista bude rád, když si do turistického baťůžku přibalí Yaesu FT-817 a obyčejné čtyřicetimetrové invertované véčko na osumdesátku, jehož střed se mu podaří zavěsit alespoň do sedmimetrové výšky někde na větev (invertované-V je jednoduchá a přitom velmi dobrá NVIS anténa) .
Protože se spojení NVIS odehrává geograficky na malém území, většinou v rámci hranic jednoho státu (co do dosahu urazí však vlna vzdálenost 2x 250km), není pro mnohé české radioamatéry zajímavé a při místním spojení raději komunikují přes VKV či UKV převaděč. Je to škoda, protože umění navázat spolehlivé NVIS spojení (do míst jinými pojítky nedostupnými), může být mimořádně důležité třeba právě v období různých živelných událostí, kdy ostatní způsoby komunikace selžou nebo budou převaděče bez proudu. Osobně by mě jako patriota potěšilo, kdyby se tomuto odvětví radioamatérské činnosti věnovalo více operátorů. Alespoň pro zábavu**. Nikdy nevíme, kdy se nám tato praktická zkušenost může v budoucnu hodit. Ale už se možná blýská na lepší časy - v době koronavirové pandemie vznikl na pásmu 80 metrů mnoha operátory hojně navštěvovaný odpolední kroužek, vedený Honzou OK2VPX ze Senice na Hané, který začíná denně v 17:30 místního času v okolí frekvence 3,773 MHz LSB, kde se můžete ozvat a spojení vyzkoušet. Když použijete anténu v plné nezkrácené délce, třeba výše zmíněné invertované-V, dokážete udělat spojení i s výkonem pouhých 5 wattů.
Srovnání vyzařovacího diagramu dipólu s různou výškou nad zemí
Porovnání invertovaného-V a nízkého dipólu s reflektorem
Vzhled a rozměry antény NVIS s pozemním reflektorem
*) Většina našich vodorovně natažených drátových antén pro nižší pásma KV tuto podmínku splňuje (myšleno výšku nad zemí jen 0,16 lambda či méně). Výjimkou jsou jen drátovky natažené mezi panelovými domy. Většina z nás tedy vlastní NVIS anténu, aniž bychom ji pro tento účel primárně stavěli.
**) Vím, že někteří neradi na 80m vysílají (kvůli určitému "lidskému fenoménu", co se na tomto bandu vyskytuje). Ale cílem přeci nemusí být sáhodlouhé vykecávání, které by zavdalo příčinu k odstartování mnohahodinového nesouvislého monologu. Jde přeci hlavně o um a zručnost při stavbě a vyladění portejblové NVIS antény v mnohotvárných podmínkách naší přírody. Vlastní obsah spojení lze omezit jen na značky, předání reportu, udání onoho netradičního portejblového QTH a jeho nadmořské výšky a krátký popis zařízení.
[datum: 23.7.2020; licence: CC-BY-ND]
§ Upozornění:
Informace obsažené na těchto stránkách jsou poskytovány „tak jak jsou", bez jakýchkoli záruk. Nejedná se o návod ve smyslu občanského zákoníku. Veškerá rizika související s použitím těchto informací přebírá uživatel. Tyto stránky obsahují informace získané vlastním studiem a vlastními praktickými pokusy. Využitím těchto informací podstupuje uživatel sám dobrovolně určité riziko možné škody. Veškerá rizika podstupuje uživatel sám a autor stránek za ně nepřebírá žádnou zodpovědnost.