Εμβέλεια σταθμών στα VHF - UHF

Από το Shack του SV1HH
Από το Shack του SV1HH
Σύγκριση διάδοσης HF και UHF / VHF.

Τα ραδιοφωνικά σήματα στα HF - βραχέα (από 2 έως 30 MHz) μπορούν να ληφθούν σε απομακρυσμένες τοποθεσίες με χρήση κύματος εδάφους ή κύματος «ουρανού». Τα κύματα «ουρανού» όπως αναφέρονται στη διεθνή βιβλιογραφία και αρθρογραφία περιλαμβάνουν πολλές κατηγορίες κυμάτων ανάλογα με τον τρόπο ανάκλασης ή διασποράς. Αυτό έχει να κάνει με το ποιο στρώμα της ατμόσφαιρας είναι υπεύθυνο για την ανάκλαση του κύματος.

Έχουμε αναφερθεί σε αρκετές αναρτήσεις μας στη διάδοση των  κυμάτων. Πιέζοντας στην ετικέτα «Διάδοση Κυμάτων» στο άνω μέρος της σελίδας μας μεταφέρεστε στην ενότητα που έχει σχετικές αναρτήσεις με τη διάδοση των κυμάτων.

Επανερχόμενοι στο θέμα μας, αναφέρουμε ότι τα σήματα εδάφους ακολουθούν το ανάγλυφο του εδάφους σε λοφώδεις περιοχές και η εμβέλειά τους μπορεί να φτάσει από 1 έως 150 Km, ανάλογα βέβαια με τη συχνότητα εκπομπής και την ισχύ του σταθμού. Για αποστάσεις μεγαλύτερες των 80 Km έως μερικές χιλιάδες Km, εμπλέκονται τα εξ ανακλάσεως κύματα στο στρώμα F2 της ιονόσφαιρας, μέρος αυτών που αρχικά ονομάσαμε ως κύματα «ουρανού».

Τα σήματα VHF και UHF (άνω των 50 MHz) λαμβάνονται μόνο με διάδοση μέσω οπτικής επαφής. Εξαιτίας αυτού, οι πύργοι κεραιών UHF / VHF πρέπει να είναι πολύ ψηλοί ή να βρίσκονται σε πολύ υψηλά σημεία όπως βρίσκονται εγκατεστημένοι οι επαναλήπτες προκειμένου να έχουν μεγαλύτερο ορίζοντα και κατά συνέπεια μεγαλύτερη εμβέλεια αφού δεν ενοχλούνται από κτίρια ή μικρότερα υψώματα. Υπάρχουν όμως και οι εξαιρέσεις στις οποίες αναφερθήκαμε στην ανάρτηση μας http://sv1ahh.blogspot.com/2019/08/6.html :

Ο τύπος που διέπει την εμβέλεια στα VHF / UHF είναι:
Εμβέλεια  σήματος = τετραγωνική ρίζα του 2 φορές το ύψος της κεραίας
D=√2.h
Όπου "D" είναι η απόσταση σε μίλια (mi) από ένα σταθμό και "h" είναι το ύψος του συστήματος της κεραίας πάνω από το μέσο έδαφος που μετράται σε πόδια (ft).
Η εμβέλεια από σταθμό βάσης VHF με πύργο 100 ποδών θα είναι 14.1 μίλια. Δύο σταθμοί βάσης θα μπορούσαν να επικοινωνήσουν σε περίπου 30 μίλια απόσταση εάν κάθε βάση ήταν εξοπλισμένη με πύργο κεραίας 100 ποδών.

Για τις θαλάσσιες επικοινωνίες ισχύει :
Εμβέλεια (Ναυτικά μίλια) = 2,25 x √ ύψος της κεραίας [σε μέτρα]
Κατά τον υπολογισμό της εμβέλειας ανάμεσα σε δυο κεραίες, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη και οι δύο κεραίες.

Ο τύπος παρατίθεται στη συνέχεια και λαμβάνει υπόψη του το άθροισμα των τετραγώνων του ύψους των δύο κεραιών:

Εμβέλεια μεταξύ δύο κεραιών [ναυτικά μίλια]= 2,25 x (√ ύψους της πρώτης [μέτρα] + √ ύψους της δεύτερης κεραίας [μέτρα])

Παράδειγμα: η εμβέλεια της εκπομπής ενός πλοίου (η κεραία βρίσκεται 10 m πάνω από τη θάλασσα) και η κεραίας της βάσεως του λιμεναρχείου στη στεριά (30 m πάνω από τη θάλασσα) είναι 2,25 x (√10 + √30) = περίπου 12 Ναυτικά μίλια θα είναι η εμβέλεια μεταξύ των δύο κεραιών. Έξω από αυτήν το πλοίο δεν θα ακούγεται ούτε θα ακούει. Όλα αυτά ισχύουν θεωρητικά υπάρχουν όμως και άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν σε μικρό ποσοστό την εμβέλεια που υπολογίστηκε θεωρητικά από τους ανωτέρω τύπους.

Λόγω της περιορισμένης απόστασης που καλύπτουν τα συστήματα VHF / UHF, οι περισσότερες εγκαταστάσεις απαιτούν "επαναλήπτες" για να καθιερώσουν μία αξιόπιστη επικοινωνία σε σημαντική απόσταση. Οι επαναλήπτες, ως γνωστόν, είναι πομποί και δέκτες που τοποθετούνται πάνω στις κορυφές βουνών και επανεκπέμπουν τα λαμβανόμενα σήματα. Οι επαναλήπτες λειτουργούν ως σταθμοί αναμετάδοσης. Πολλοί επαναλήπτες χρειάζονται για να καλύψουν αποστάσεις μεγαλύτερες των 200 Km.

Οι εγκαταστάσεις επαναληπτών VHF / UHF είναι πολύ πιο δαπανηρές σε σχέση με ους πομποδέκτες των βραχέων (HF). Απαιτούν εγκατάσταση στο υψηλότερο δυνατό σημείο, παροχή ηλεκτρικού ρεύματος και μετρητή, κτίριο για στέγαση του εξοπλισμού. Ανάλογα με τη χώρα, τα καιρικά φαινόμενα όπως οι ακραίοι άνεμοι και θερμοκρασίες, είναι επίσης παράγοντες που λαμβάνονται υπόψη κατά το σχεδιασμό και εγκατάσταση τους συστήματος..

Επιπλέον, επειδή οι τοποθεσίες εγκατάστασης των επαναληπτών είναι ευάλωτες, θα πρέπει να εξεταστεί η ασφάλεια και το κόστος αυτής.