6m Radiation Angle by Height of Antenna and Vertical Stacking 50MHz(6m) Cubical Quad And ...



Single Antenna 6el. 6m Quad Short Boom


@ 6mh


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@ 12mh


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@ 18mh


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@ 24mh


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@ 30mh


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Two Antennas Vertical Stacked 6el. 6m Quad Short Boom


@ 6mh, @12mh


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@ 12mh, @18mh


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@ 18mh, @24mh


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@ 24mh, @30mh






위의 시뮬레이션 데이터를 요약 해 보면 아래와 같다.

[Single]
@6m : 16.27dBi, 13deg.
@12m : 16.99dBi, 7deg.
@18m : 17.13dBi, 5deg.
@24m : 17.07dBi, 4deg.
@30m : 17.27dBi, 3deg.

@6m : 16.27dBi, 13deg. 라는 표현은 안테나가 6m 의 높이에 있을 때 가장 이득이 높아지는 Main Lobe의 이득은 16.27dBi 이며 방사각, 또는 입사각은 13도 이다.

[Stacked]
@6m, @12m : 18.4dBi, 8deg.
@12m, @18m : 19.27dBi, 5deg.
@18m, @24m : 19.62dBi, 4deg.
@24m, @30m : 19.75dBi, 3deg.

@6m, @12m : 18.4dBi, 8deg. 라는 표현은 두 개의 안테나를 각각 지상고 6m 와 12m에 두고 스택을 한 경우를 말하며, 이때 main lobe의 이득은 18.4dBi 이며 그 방사각, 입사각은 8도이다.

스택 : 이득의 측면 >>>
이득의 측면에서 스택을 했을경우 상황에 따라서 2~3dB정도의 이득 증가가 있다. 6el. 이상의 안테나에서 1el.를 추가해서 얻을 수 있는 추가 이득은 최대 0.4dB정도 밖에 안된다. 그 이상 소자를 더 추가한다면 소자 하나를 추가했을 때 얻어지는 이득의 증가 폭은 더 작아진다. 이 때 스택을 함으로서 한번에 2~3dB의 이득을 증가시킬 수 있다.

스택 : 방사 패턴의 측면 >>>
하나의 안테나를 사용했을때 여러가지 각도로(5, 10, 15, 20, 25, 30도 등으로) 방사패턴이 생성된다. 이 때 두 개의 안테나를 수직으로 스택함으로써 가장 낮은 각도로 방사되는 main lobe쪽으로 방사패턴을 집중 시킬 수있다. 실제로 우리가 50MHz에서 DX 를 위해 필요한 부분은 제일 각도가 낮은 방사각으로 나타나는 main lobe 이다.

여기까지 스택의 효과에 대한 이야기를 마치고, 지상고에 따른 방사각과, 그에 따른 전파의 도달거리에 대해 정리를 해 보면 아래와 같다. 이후의 이야기에서는 스택에 대해서는 생각하지 않고, 단일 안테나에 대해서만 다루겠다.


지상고에 따른 방사각,  50MHz 에서 Es층을 이용한 전파의 도달거리 

안테나의 main lobe의 방사각이 3도 일 때인 지상고 30, 5도 일 때인 지상고 18미터와, 방사각 13도 인 지상고 6미터를 비교해 보겠다. 50MHz에서 절대적으로 중요한 Es (Sporadic E Layer)의 높이가 100km상공에 형성 되었을 때, 한번 Es에 반사되어 도달 할 수 있는거리를 계산해 보면 정말 놀랍다.

방사각 13도 일 경우 : (100 / tan 13) * 2 = 433km
방사각 5도 일 경우 : (100 / tan 5) * 2 = 2,286km
방사각 3도 일 경우 : (100 / tan 3) * 2 = 3,816km

위의 계산에 따르면 안테나가 대략 6미터의 지상고에 있을때 약 200km 떨어진 곳의 상공에 있는 Es 를 통해 400km 정도 떨어 진 곳과 교신 이 된다는이야기이다. 나머지 5도 일 경우와 3도 일 경우를 생각 해 보면 되겠다. 서울에서 반경 200km 떨어진곳, 1,100km 떨 어진 곳, 2000km떨 어진 곳의 위치를 생각해 보면 되겠다. 우리가 생각하는 그 곳의 상공에 Es 가 형성되어있어야 한다.

여기 까지 다음 이야기를 위한 안테나 높이와 높이에 따른 방사각에 대한 이야기를 마치겠다.

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    ... 는 지구자전의 영향으로 Es층이 움직이는 방향을 표시한다. drawing by HL2UVH [Es 층 까지의 거리& 안테나의 지상고] http://sojubox.egloos.com/3340738 서울을 기준으로 (1)까지


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