HFTA-Analyse „high bands“(20m, 15m und 10m)

Einleitung

Die folgende Analyse wurde bereits Ende 2011 durchgeführt, als der mögliche Standort Leeder aufkam. Es war daher der Turm als Annahme für den Standort eines 3 Element Beams gemacht worden, ohne die tatsächlichen Verhältnisse zu kennen. Falls sich jemand tiefer für die HFTA-Analyse interessiert kann er gerne eine Kopie der detaillierten Simulationsergebnisse anfordern. Darin sind die Höhenschnitte für die ausgewählten Azimutwinkel, die Elevationsstatistiken und die, durch das Gelände, veränderten Antennendiagramme sowie die verschiedenen „figure of merits“ dargestellt. Dies ist für die Bänder 20m, 15m und 10m sowie für Antennenhöhen von 10, 15 und 20m durchgeführt worden.

DX-Möglichkeiten „high bands“

Bei hoher Sonnenaktivität sind alle drei „high bands“ für DX nutzbar. Bei abnehmender Sonnenaktivität verschiebt sich dies zu 20m und 15m. Bei weiterer Abnahme verlagern sich die DX-Möglichkeiten im Wesentlichen auf 20m.

Die erste Priorität liegt daher auf dem 20m-Band. 15m ist sicher auch ein interessantes Band und ausgesprochen „nice to have“ mit guter Performance.

HFTA-Simulation „high bands“

Die Software HFTA („HF terrain analysis“ = Kurzwellen Gelände Analyse) stammt von Dean Straw, N6BV, und ist neben anderen Programmen auf der beiliegenden CD des „ARRL Antenna Book, 21st Edition“ (Editor: Dean Straw) enthalten. 

Ansatz des HFTA-Programms

HFTA enthält zwei wesentliche Komponenten:

1. Das veränderte Antennendiagramm für einen Standort im Gelände gegenüber einem Standort in der Ebene wird für jeweils einen Azimut-Winkel mittels „ray-tracing“ bestimmt. Dabei werden Reflektion und Beugung berücksichtigt. Für diese Berechnungen wird ein Höhenschnitt für den gewünschten Azimut benötigt. Weiter kann die Art der verwendeten Antenne und die Höhe über Grund eingegeben werden.
2. Weiter verwendet HFTA langfristige Elevations-Statistiken über die zu erwartenden Abstrahlwinkel z.B. von DL zu den verschiedenen Regionen der Erde, z.B. Nordamerika. Derartige Statistiken werden auf der CD mitgeliefert. Mit diesen Statistiken werden die berechneten Antennendiagramme bewertet und ein sogenannter „figure of merit“ bestimmt. Dieser ergibt sich als gemittelter, effektiver Antennengewinn durch die Bewertung mit der Elevationsstatistik. 

durchgeführte HFTA-Simulationen

Ziel der durchgeführten HFTA-Simulationen ist es die optimale Höhe über Grund für einen 3-Element Beam am Ort des Turms zu bestimmen. Hierzu wurde aus Satellitendaten mit Hilfe von MICRODEM ein Bündel von Höhenschnitten im 5° Azimut-Raster und mit ca. 2500m Ausdehnung erzeugt. Weiter wurden die HFTA Berechnungen für eine Reihe von Zielgebieten durchgeführt. Die Berechnungen wurden jeweils für die Bänder 20m, 15m, und 10m sowie für Antennenhöhen von 10m, 15m und 20m über Grund durchgeführt.

Als Ergebnis der HFTA-Simulationen stellt eine Antennenhöhe von 15m über Grund in etwa die optimale Höhe für einen 3-Element Beam mit Blick auf die beiden Bänder 20m und 15m dar. Die Performance auf dem10m-Band wurde dabei außer acht gelassen.

Vergleich mit Referenzkonfiguration

Als Referenzkonfiguration wurde ebenfalls ein 3-Element Beam in 15m Höhe in einer Ebene gewählt. Der Vergleich der „figure of merit“ am Ort des Turms mit den „figure of merit“ für die Referenzkonfiguration erlaubt einen Vergleich, wie das Gelände am und um den Standort die Verhältnisse für die verschiedenen Bänder beeinflusst.

3-Element Beam in 15m Höhe, Standort Turm Leeder

schwarz = innerhalb +/- 2dB,     grün = > 2dB besser,     rot = > 2 dB schlechter

 Was bedeuten diese Zahlenwerte?

Die folgende Auflistung zeigt zur Veranschaulichung die erforderlichen Antennen der Referenz-Konfiguration um bestimmte dB-Werte aus obiger Tabelle zu kompensieren: 

Schlußfolgerung

Nach den HFTA-Simulationen wird der Standort des Turm durch das Gelände für die nördlichen Richtungen bevorzugt, von ca. 280° bis 80° Azimut, einschließlich Hawaii und vieler Pazifikinseln, insbesondere auf dem 20m Band. Vergleichbar sind die Verhältnisse in nördlichen Richtungen mit einem 6-Element Beam in 15m Höhe in der Ebene. Für die südlichen Bereiche, insbesondere für Afrika ist der Standort durch das Gelände hingegen benachteiligt, vergleichbar mit einem drehbaren Dipol 15m über einer Ebene. Für Indien und die Golfstaaten, 95° und 110° Azimut, sind die Verhältnisse etwa gleich mit denen eines 3-Element Beams in 15m Höhe über einer Ebene.

 Anmerkung

 Wie exakt die Vorhersagen von HFTA sind, ist nicht bekannt. Die Ergebnisse von HFTA erscheinen in der Tendenz plausibel. Sollte die Realität von den HFTA-Ergebnissen nicht zu sehr abweichen, wären wir mit dem Standort für die „high bands“ gut bedient.

Weiter sollten die Kabelverluste gering gehalten werden. Dann könnte man an diesem Standort mit entsprechender Leistung, zumindest auf dem 20m und 15m Band für die nördlichen Richtungen von 280° bis 80°, gut mitspielen. Mit diesen beiden Bändern wäre man auch für „high band“ DX nicht nur bei hoher Sonnenaktivität sondern auch in Zeiten geringerer Sonnenaktivität gut gerüstet. Auch das 10m Band wäre nicht ausgesprochen schlecht, abgesehen vom obligatorischen Afrika-Malus des Standorts.