Costruiamo con il LE2GO

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Costruiamo col LE2GO - #1 Spiegagli cosa accade nel far-field e finalmente imparera' a calcolarlo (il campo em) Verifica matematica del lobo di radiazione a 90º e comparazione dipolo orizzontale con verticale Radiazione di corpo nero quantistica e fotoni Spiegagli i fotoni (seppure in modo non esatto ed incompleto) e capirà COSA sta calcolando! Spiegagli cosa cosa accade nel Near Field e, di nuovo, capirà COSA sta calcolando. - citazione metodologica di IZ0EYJ Federico Questo esercizio prende spunto dal confronto metodologico promosso da un collega: utilizziamo i mattoncini del LE2GO per costruire la spiegazione matematica dei differenti valori (del campo em), ad un angolo di elevazione zenitale di 90 gradi, fra un dipolo verticale ed un dipolo orizzontale, con specifico riferimento ad una altezza dal suolo di multipli dispari di lambda quarti del punto di alimentazione di essi. Nel mattoncino Free-Space E Guadagno abbiamo visto che il lobo di radiazione di un dipolo verticale (contesto free-space) ha componenti nulle sul piano zenitale per valori di 90 gradi (e -90 gradi): inutile quindi utilizzare i mattoncini Far-Field E Near-Field e Contributo Riflessivo E Contributo Attenuativo Del Terreno, in quanto ovvio che il valore della componente ad un angolo di elevazione di 90 gradi (con contributo riflessivo nullo dato dalla componente a -90 gradi) non puo' che essere nullo! Nel mattoncino Free-Space E Guadagno abbiamo visto che il lobo di radiazione di un dipolo orizzontale (contesto free-space) ha componenti non nulle sul piano zenitale per valori di 90 gradi (e -90 gradi); nel mattoncino Far-Field E Near-Field abbiamo appreso che il lobo di radiazione si ottiene da una analisi far-field; nel mattoncino Contributo Riflessivo (E Contributo Attenuativo) Del Terreno abbiamo appreso la formula matematica per il suo calcolo Il ritardo subito dalla componente riflessa risulta pari a (h/sen(αα))*(1-cos(2*αα)). Ricordiamoci (mattoncino Contributo Riflessivo (E Contributo Attenuativo) Del Terreno) della relativa rotazione di fase pari a lambda mezzi nel caso di polarizzazione orizzontale; nel mattoncino Verificare Un Modello abbiamo anche appreso la importanza di una validazione. Prendiamo quindi la nostra calcolatrice e mettiamo i dati dentro la formula, ripetendo la operazione fatta per una altezza lambda quarti anche per una altezza 3/4 lambda, confrontando i risultati ottenuti con i noti pattern zenitali; possiamo ripetere tale calcolo anche per altezze con multipli pari di lambda quarti; i risultati sono tabellati in figura.
Nella tabella abbiamo l'angolo della componente zenitale considerata sulla prima riga, i valori di sen(αα), cos(2α) ed (1-cos(2α)) nelle successive tre; seguono i valori dei ritardi espressi in termini di lambda (a cui nel caso di polarizzazione orizzontale dobbiamo aggiungere 0,5) evidenziando con sfondo giallo (e verde) i valori di interesse; si nota un ritardo di fase pari a lambda (o multiplo di essa) per la componente a 90 gradi nel caso di altezze pari ad un multiplo dispari di lambda quarti (quinta e settima riga); nella seconda riga compare la validazione del peak per un angolo di elevazione zenitale di 30 gradi nel caso di altezza lambda mezzi (sesta riga) e del relativo null a 90 gradi che compaiono nel secondo lobo da sinistra; idem dicasi per il peak a 20 gradi (altezza 3/4 lambda, terzo pattern) nella settima riga ed i peak intorno a 15 gradi e 50 gradi (altezza pari a lambda) del quarto pattern; nella settima riga sono ben visibili i null a 30 e 90 gradi presenti nel quarto pattern. Far-Field, un termine matematico Il calcolo del contributo riflessivo del terreno nel far-field risulta effettuato considerando riflessioni a distanze dell'ordine di lambda dal punto di alimentazione della antenna: sono punti molto... near! I termini GUADAGNO e LOBO DI RADIAZONE vanno propriamente relazionati al termine FAR-FIELD In un modello simulato Real Ground vediamo ridotti i benefici calcolati dal Perfect Ground teorico Antenne, nozioni di base Il guadagno di una antenna si calcola FREE-SPACE matematicamente, gli effetti del suolo si stimano REAL-GROUND ipoteticamente. LE2GO, una light description degli effetti: utilizzo dei mattoncini per raggiungere una crescita, growth, nella comprensione della scienza oggetto di studio per i radioamatori.

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Costruiamo col LE2GO - #2 input: dato che noi forniamo ad un algoritmo per ottenere un risultato There is nothing magic about propagation - CT1BOH Jose but a little bit of math... yeah, there must be!

There is nothing magic about propagation - In search of MUF isolines Questo esercizio prende spunto da una relazione in cui compare una altisonante espressione, isolinea, riferito a MUF, termine che viene impropriamente inteso[x] come frequenza critica fcnella riflessione - o meglio rifrazione - ionosferica: MUF[x] e' un valore statistico, non un valore deterministico come foF2. Utilizziamo i mattoncini del LE2GO per costruire un collegamento multi-hop fra CT e JA: nel mattoncino La Rifrazione Ionosferica abbiamo imparato ad utilizzare Dispense Di Propagazione, nello specifico i capitoli Collegamenti A Lunga Distanza La Rifrazione Ionosferica Da CT Lisbona a JA Tokyo sono 11000Km, beaming 25deg (il corrispondente ha un beaming di 335deg): [ogni puntino blu sono 1000Km] se ogni hop fosse 3000Km collegheremmo JD1 Ogasawara, non Tokyo. Per coprire una tratta di 11000Km, secondo il modello multi-hop [vedi Dispense Di Propagazione] occorrono hop di uguale lunghezza[*] ed in numero tale da raggiungere la destinazione, ovvero dovuti a tre rifrazioni ionosferiche (3F2, la prima a 1850Km fruibile tramite la componente ad 1 grado di elevazione zenitale, la seconda a 5500Km, la terza a 1850Km dalla destinazione, ovvero a 9150Km) e due al suolo (a 3700Km e 7300Km rispettivamente), ed anche quattro rifrazioni ionosferiche (4F2, la prima a 1400Km fruibile tramite la componente a 6 gradi di elevazione zenitale, la seconda a 4100Km, la terza a 6900Km e l'ultima a 1400Km dalla destinazione, ovvero a 9600Km) e tre al suolo (a 2800Km, 5500Km e 8200Km rispettivamente), ed anche cinque rifrazioni ionosferiche (5F2, la prima a 1100Km fruibile tramite la componente a 10 gradi di elevazione zenitale, la seconda a 3300Km, la terza a 5500Km, la quarta a 7700Km e l'ultima a 1100Km dalla destinazione, ovvero a 9900Km) e quattro al suolo (a 2200Km, 4400Km 6600Km e 8800Km rispettivamente), ed anche sei rifrazioni ionosferiche (6F2, la prima a 900Km fruibile tramite la componente a 15 gradi di elevazione zenitale, la seconda a 2750Km, altre tre a 4600Km, 6400Km e 8250Km ed un'ultima a 900Km dalla destinazione, ovvero a 10100Km) e cinque al suolo (a 1800Km, 3650Km, 5500Km, 7350Km e 9200Km rispettivamente), ed anche sette rifrazioni ionosferiche (7F2, la prima a 800Km fruibile tramite la componente a 18 gradi di elevazione zenitale, la seconda a 2400Km, altre quattro a 4000Km, 5500Km, 7000Km e 8600Km ed un'ultima a 800Km dalla destinazione, ovvero a 10200Km) e sei al suolo (a 1600Km, 3200Km, 4750Km, 6250Km, 7800Km, 9400Km rispettivamente).

In tabella vediamo sintesi di quanto sopra, riportando le distanze con differente sfondo e su differenti linee. Con sfondo azzurro i punti di riflessione ionosferica, con sfondo verde i punti di riflessiona al suolo, spesso coincidenti o quasi coi precedenti. Come sempre, cio' che non esiste (MUF isolines) affascina! Che si legge anche fare due conti, mai, nemmeno l'inverso del seno: it's math! Approfondimenti tematici sui termini utilizzati nella relazione citata IRI - International Reference Ionosphere For given location, time and date, IRI provides monthly averages of the electron density, electron temperature, ion temperature, and ion composition in the ionospheric altitude range. The user can provide a number of input parameters: hmF2, foF2, etc. La definizione di MUF[x], o meglio MUF3000, e' il valore statistico, con il 50% di probabilita', della massima frequenza utilizzabile per un hop di definita lunghezza; per contro, la frequenza critica fcdi riflessione ionosferica in un punto e' il valore deterministico (misurato in quel momento dalle ionosonde) di foF2 in quel punto moltiplicato per l'inverso del seno dell'angolo di impatto che ivi forma l'onda elettromagnetica con la ionosfera[vedi Dispense Di Propagazione]. Poiche' detto angolo dipende dalla posizione della stazione trasmittente, ne consegue che fc cambia al cambiare del valore di un hop e quindi possiamo esattamente calcolarlo, non stimarlo statisticamente, per hop di qualsivoglia lunghezza. Le misure, attuali e reali, non stimate, di foF2 consentono la realizzazione di mappe che possiamo utilizzare per conoscere la massima frequenza utilizzabile in un collegamento multi-hop fra due qualsivoglia punti. Non esistono mappe che indichino la massima frequenza utilizzabile - punto, in quanto essa dipende dalla lunghezza specifica di un hop. Esistono mappe che stimano la MUF, ovvero la massima frequenza probabilmente (al 50%) utilizzabile qualora la lunghezza di ogni hop sia (3000Km) definita, non variabile. Il modello IRI, sulla base di dati statistici (MUF) ed opzionalmente della correzione derivante dai reali valori attuali di foF2, consente di stimare la densita' elettronica media in un dato punto e per un dato giorno. La densita' elettronica reale attuale e' funzione di foF2.