Вопрос к опытным практикам или хорошо знающим физику распространения радиоволн.
Думаю это поможет выяснить какие антенны лучше использовать и не использовать в условиях плотной городской застройки.

Смотрите, есть прописная истина что для максимально дальней связи нужен прижатый к горизонту лепесток диаграммы направленности антенны. А в условиях железобетонного колодца, городской застройки, отсутствия прямой видимости задранный или нормальный, прижатый лепесток это зло или благо?

Если для связи на НЧ КВ (NVIS) или со спутниками, самолетами, задранный лепесток в указанных условиях благо, а вот на ВЧ КВ, УКВ, ДМВ с наземными объектами как?

Отраженка в городе работает на верхнем КВ, УКВ, вспомним что угол падения равен углу отражения, хотя конечно есть дифракция с рефракцией. Но если угол высокий, то отраженка также будет лупить вверх?

Смущает что вояки при наличии препятствия, горы, холма между объектами, нацеливают носы направленных антенн на двух этих объектах на вершину препятствия, верхнюю кромку так сказать, и за счет дифракции связываются. Но для этого надо находиться за зоной радиотени препятствия.

Получается что в совсем ближней зоне, задранный лепесток это хорошо до максимум VHF, а вот на UHF нужен прижатый, даже в условиях отраженки? Кто знает, подскажет?

Mexico
Смущает что вояки... нацеливают носы направленных антенн на двух этих объектах на вершину препятствия
Там от рельефа препятствия зависит. Если взять пушку на 430мгц, и нацелить её в лесу на макушку высоко-стоящей сосны, то можно с неё работать отражением во все стороны, так как углы переотражения в данном случае не известны.
В городской застройке такой эксперимент провалился, пусть и не с треском, но всё-же. Отражение по видимому происходило от оконных проёмов, или иных предметов соседней девятиэтажки, расположенных под нужным мне углом, что оказалось ничтожно мало.

Получилось, что дерево, игольчатое, даже с учётом поглащения 430, отражало лучше. Думаю дело в углах.

Обалдеть, отраженка от дерева, да еще на 430. Я думал что на 430 этот финт вояк не работает, т.к дифракция ничтожная. Сколько элементов было, поляризация, мощность, расстояние до сосны, расскажи подробнее про эксперимент.
Это получается что если нет возможности поставить антенну высоко, то можно направить яги на самую верхушку подъемного крана или высокой мачты какой вещать на всю округу?

Mexico
5 элементная антенна, кусок кабеля RG58 длинною в метр, 4 ватта на выходе. Поляризация разная, в зависимости от корреспондента, а стоял почти под сосной. Ну метров с 20 в неё стреллял.

Финт работает, но всё это ни в какое сравнение не идёт с антенной непосредственно на самом дереве.
Отражающая способность там низка, а поглащение хорошее.
В горах, если имеется скальная порода, отражение будет в разы лучше.
Железобетонные здания тоже отражают, но углы не те, отражают они вверх.

Думаю что направив антенну на башенный кран, можно использовать его в качестве ретранслятора, ведь у крана (у будки) есть дно =)
Чем больше элементов в антенне, тем наверное лучше, т.к. луч более узкий.

Дифракция тут не причём. Наверно правильнее назвать это "рефракцией", тоесть банальным отражением от зеркала, пусть и "мутного" селгка.
У вас в Москве телебашня ведь есть, уже можно было и попробовать эксперимент. Хотя шуму наверно с неё тонна, если антенну направить.

У нас же в городе всё наоборот наблюдается. Даже эксперимент "полуспециально" недавно провели. Расстояние 4 км, я на юго-западе, второй корреспондент в центре, прямой видимости у него нет, тем более с уровня второго этажа но с улицы, в руках держит антенну 10 элементов (433), направляет на меня - связь есть, но "кубиков" мало. Направляет куданибудь не на меня - тоже мало кубиков, направляет в 20-этажный (или около того) дом что в ~500 метрах от него - и опана - "кубики" выпрыгивают из станции, хотя направление совсем не на меня. Именно это меня и убедило что 433 можно сказать шикарно отражается от домов (ну наверно панельных железобетонных). Поляризация вертикальная. Как в горизонтальной незнаю, не пробовали.

wаnderer
Как в горизонтальной незнаю, не пробовали.
Надо было антенну-то покрутить в руке, может под углом кубики посыпались-бы из станции так, что хоть ведро подставляй =)
Строение строению рознь...

Вань, ты хочешь сказать что от типовых городских ж/б домов, точнее от арматуры, метал. решетки залитой бетоном отражается вверх? Может это потому происходит что стреляешь ты снизу, т.е угол падения равен углу отражения, под высоким углом выстрелило, под высоким и отразилось. Если это так, то получается что задранный вверх лепесток это плохо для связи отраженкой в городской застройке с наземными объектами.
Т.е отраженкой в городе надо работать максимально плоским лепестком, чтобы в зенит полезное излучение не шло.

с уровня второго этажа но с улицы, в руках держит антенну 10 элементов (433), направляет на меня - связь есть, но "кубиков" мало. Направляет куданибудь не на меня - тоже мало кубиков, направляет в 20-этажный (или около того) дом что в ~500 метрах от него - и опана - "кубики" выпрыгивают из станции, хотя направление совсем не на меня.
Отраженка в городе хорошая на 70см есть, это известно. Но вот под каким углом лучше излучать, вот вопрос. Не помните, он нос яги задирал в направлении крыши дома или паралельно земле держал траверсу?

Mexico
Да, именно это и имел ввиду. Угол падения равен углу отражения. Стрелляю вверх, и получаю отражение вверх, так как здание стоит ровное, не пезанская башня =)

Т.е отраженкой в городе надо работать максимально плоским лепестком, чтобы в зенит полезное излучение не шло.
у меня именно так практически получается на 2 м. бум яги горизонтален, специально направляю на соседние дома для работы на отраженке. стоит только задрать вверх - все, никакой связи, улетает в небо :)

Mexico
он нос яги задирал в направлении крыши дома или паралельно земле держал траверсу
А тут наверно раз на раз не приходится. Зависимость может быть от фактуры материала облицовочного. Вспомните обычный велосипедный катафотик. Он хоть и плоский, а отразить может не так как кажется на первый вгляд, ввиду своей структуры, которая издалека кажется плоской, а приглядишься - он всёж под 45 градусов внутри =)

Я как-то на двойке, с обычной портативки открывал репитер Сергиево-Посадский, а это не много не мало, под сотню км. Такой финт получался только в одном определённом месте на просёлочной дороге (удаление от зданий метров 200). Видимо где-то всё-ж находился нужный мне угол для переотражения у зеркала (здания).

Дорожку которую выбирает ВЧ вообще трудно угадать. Может и вот так получиться, попади антенной в чужое окно:

Рисунок конечно примитивный, но суть отражает. А так как комната у нас не двухмерная, то и исходящий луч может быть куда угодно, левее, правее, но вниз.

Не помните, он нос яги задирал в направлении крыши дома или паралельно земле держал траверсу?
Немножко задирал, но как сильно незнаю, но мне кажется сильно и не задерёшь ибо 20-этажный дом в полукилометре всётаки, да и руку держать постоянно в одном направлении наверно не очень удобно, хотя фиг знает.
И кстате, если бы вся отраженка от зданий улетала бы вверх, то каким образом была бы связь между районами города которые разделяют серьёзные горки, причем даже на портативку ? А вот в условиях леса через подобную же горку уже врятли было бы слышно на 433 мГц, - вот там наверно действительно, всё что отразилось от горы - вверх улетело и пропало.
Но как же тогда объяснить связь в условиях гор на 60-80 км прямой волной на 433 (из города в другой город, расстояние ~60 км а между нами есть серьёзные препятствия ввиде гор), а связь есть, через что там радиоволны проходят ? облетают над горами ?

wаnderer
Отражаются. Горы-же не строго вертикальны как панельные дома, есть и отвесы. Углы разные у естественного рельефа.

wаnderer
Как я понял, радиоволна идёт по пути наименьшего сопротивления. Согласен, у гор есть перевалы, а у городов улицы. Так вот, оказалось, вдоль улиц наблюдается усиление до 10 дБ (!) по сравнению со средней картиной ослабления радиоволн по городу. Причина: волна не испытывает затухания при падении под малыми (0-30 градусов) углами к препятствию.

Sagara
Вспомнил берег моря. Когда волны под острым углом идут (ветер сбоку), они катятся и катятся вдоль берега. Скорее всего, в горах многократные отражения под малыми углами, как в волноводе, без ослабления.

Увеличить

Mexico
Нашёл упоминание программы Winprop, но она моделирует только в плоскости X-Y. Интересные результаты её использования нашёл в одном исследовании по распространению радиоволн сотовой связи в условиях города.

Питер_AM
но она моделирует только в плоскости X-Y
Ничего удивительного, карты городов у нас пока тоже двумерные. Да и считает она очень условно, по тени, переотражение даже одного уровня в расчет не берется, что в принципе тоже понятно. Ведь неизвестны отражающие свойства материалов из которых построены дома на карте.


Если добавить третью плоскость в математику прораммы презабавное бы получилось зрелище, зрелище...
Мне в детстве мечталось умение зрить потоки электромагнитного излучения...
Вот первые шаги... домечтался узрел =))) кто бы мог подумать, что видеть я его буду именно так... мечты, мечты...

Мыслю я, что работа на отражение в условиях городской застройки сродни тропоферной связи. То есть, если облучать высотку откуда угодно под каким угодно углом отраженка полезет во все стороны с непредсказуемой поляризацией. Причем чем выше частота - тем равномернее будет полученное покрытие. Ну на пальцах - пятно от прожектора на стене дома видно со вполне разных углов (грубо говоря до полусферы). Поэтому думаю, что лучше всего получится, если целить в верхнюю треть.

При всё позитиве вопроса Mexico такая постановка задачи некорректна.
Если у вас в руках портативка - вертите её как хотите, пока не получите положительного результата. Если Яги - цельтесь в верхние области зданий, а там уж как получится. Случайность. Человек не способен мысленно спрогнозировать интерференционную картину в условиях застройки.

Antisanitar
Причем чем выше частота - тем равномернее будет полученное покрытие.
Не всегда, разумеется, но в условиях хорошего переотражения - да. Если кому интересно, могу выложить моделирование распространения волн 2 м и 70 см диапазонов средствами HFSS в большом помещении, заставленном поглощающими/пропускающими и отражающими предметами разных размеров. Любопытные результаты. Охарактеризовать можно так: чем выше частота, тем более однородная интерференционная картина.

При всё позитиве вопроса Mexico такая постановка задачи некорректна.
Если у вас в руках портативка - вертите её как хотите, пока не получите положительного результата.
Я хочу понять, как при работе и на штыревую балконную или автомобильную антенну в застройке сказывется лепесток.

А целиться ли яги в верхнюю часть? Почитав тему, я понял что в городе наоборот находясь внизу не стоит задирать нос волнового канала, иначе все отразившись от стены уйдет в молоко, в зенит.

Понятно, что мы не можем спрогнозировать всю картинку, но хотя бы одну зависимость, задранный лепесток это польза или вред?

Если кому интересно, могу выложить моделирование распространения волн 2 м и 70 см диапазонов средствами HFSS в большом помещении, заставленном поглощающими/пропускающими и отражающими предметами разных размеров. Любопытные результаты. Охарактеризовать можно так: чем выше частота, тем более однородная интерференционная картина.
Выложите пожалуйста.

Antisanitar
Ну на пальцах - пятно от прожектора на стене дома видно со вполне разных углов
Так длинна волны-то разная. От округлой песчинки сигнал 430мгц не отразится ни капли, в отличие от светового излучения.
Поэтому важен рельеф в целом, тоесть большие детали играют роль.

Mexico
А целиться ли яги в верхнюю часть? Почитав тему, я понял что в городе наоборот находясь внизу не стоит задирать нос волнового канала, иначе все отразившись от стены уйдет в молоко, в зенит.
Нет. Нет какой-то общей закономерности. Рассматривайте (условно) городские постройки как некое подобие лабиринта из призм, частично поглощающих, а частично отражающих (интересно, в каком ещё направлении... и с какой поляризацией).
Вот иллюстрация


Результаты моделирования выложу ближе к вечеру.

интересно, в каком ещё направлении... и с какой поляризацией
от асфальта еще

Mexico Думаю, что больше польза, чем вред. Городские сооружения для радиоволн не есть идеальное зеркало, а, скорее, матовая поверхность. Так что сигнал не улетит в небо как от идеального зеркала, а рассеится от верхних этажей в том числе и вниз. Эквивалент как при работе с меньшей мощностью но с большей высоты. Думаю, что это плюс. Ну, опять же как при освещении прожектором.
Представим, что от 12-го до 16-го этажа висит зеркало. Мы светим туда прожектором с земли. Луч ушел в небо и пропал. А если повесить белое полотно, то часть отразилась вверх, и ладно, но часть отразилась вниз и в стороны!! И во дворе светлее и из соседних кварталов видно. Железобетон для радиоволн УКВ скорее белое полотно, чем идеальное зеркало.
Из личного опыта - я работал на отражение от высотки WiMAX-овской балалайкой. Мощности БС-ки не знаю, а абонкомплект стандартный 250 мВт вроде. 8 км. целил в верхние этажи.

Следующий шаг будет - попытка подсчитать сколько уйдет в космос, а сколько останется пригодно для приема на поверхности земли. После прикидки потерь при отражениях в городских условиях имхо, быстро упремся в энергетику портативок, а не в д/н используемых антенн, т.е. вернемся к самому началу. Итог - тупа антенна - пользуйся и не парься. Острая д/н - ищи вариант в каждом конкретном случае. Спор о использовании автомобильных антенн в городе и за городом (четверть vs коллинеар) уже был. Вроде пришли к выводу, в городе выиграет четверть, за городом коллинеар сможет реализовать свой КУ.

Jafar
После прикидки потерь при отражениях в городских условиях имхо, быстро упремся в энергетику портативок, а не в д/н используемых антенн, т.е. вернемся к самому началу.
:) Конечно.

В городе, где вследствие интерференции и затенения мощность на дистанции в 100 м колеблется в сотни раз, можно просто забыть про диаграмму направленности. Только если остронаправленная антенна, фиксированное местоположение приёмника и передатчика, тогда можно "помутить"...

Mexico
ты хочешь сказать что от типовых городских ж/б домов, точнее от арматуры, метал. решетки залитой бетоном отражается вверх? Может это потому происходит что стреляешь ты снизу, т.е угол падения равен углу отражения, под высоким углом выстрелило, под высоким и отразилось

Тут надо учесть одно обстоятельство. ЖБ арматура, сваренная крупной сеткой с размером ячейки сантиметров 20*20 - это совсем не зеркало никакое, это набор из антенн-переизлучателей, рамок и вибраторов, и они будут активно переизлучать радиоволны, в соответствии с их собственными диаграммами направленности. + переизлучать переизлученное другими такими же рамками и вибраторами расположенными рядом. Будет сложнейшая интерференционная картина, больше всего, как мне кажется, похожая на отражение света от сильно смятого большого листа белой бумаги. Т.е будет в значительной части просто рассеяние с поглощением.

Т.е будет в значительной части просто рассеяние с поглощением.

Именно!!! :-) Даже в большей степени поглощение, чем рассеяние. Но то, что рассеится может дать интересные результаты. Нужно только чтобы рассеивалось на высотах повыше. Значит.. ТАДАААМММММ!!!! Задраный кверху лепесток это, по крайней мере, неплохо. А вот если угадать с углом подъема, тодаже и хорошо!
Хочу, правда, заметить, что "оптимальный" угол наклона будет изменяться от района к району, даже от квартала к кварталу и будет зависеть от ширины улиц и средней высоты здания. Но мне все же кажется, что самые интересные результаты проявятся на немаленьких углах возвышения. Градусах на 30...45. Почему? Потому что малые углы изъезжены стандартными резинками, четвертушками и пр. Излучать в зенит - тоже наврядли толк будет. А вот где-то посередке, причем пониже, чем посередке. Самое оно.

Mexico
Не взыщите за задержку, конец месяца...

Итак, постановка задачи следующая.
Имеется помещение (возиться с его наполнением времени в общем-то не было)


Увеличить

размерами 31х14х3,5 м, в котором 6 окон размером 2,1х1,4 м.
Волновой порт (через него радиоволны проникают внутрь) имеет размеры 1,4х1,4 м.
Через окна радиоволны могут покинуть внутренний объём. Стены помещения имеют конечную проводимость; материал стен - листовое железо.
Стеклянная перегородка имеет толщину 0,35 м, дверной проём 1,2х2,8 м (между перегородкой и потолком есть зазор).
Диаметр аквариума - 2 метра, высота как у перегородки.

Излучаемая мощность и для 145 МГц и 430 МГц - 1 Вт.

Результаты (модуль напряжённости электрического поля, В/м) представлены в виде срезов по уровням высот помещения в следующем порядке:
1. высота соответствует середине волновода;
2. высота по нижней кромке волновода;
3. высота по середине "пуфиков".
Также приведены картинки для пола и ограничивающих объём помещения поверхностей.

Результаты:
145 МГц


Увеличить


Увеличить


Увеличить


Увеличить


Увеличить



430 МГц


Увеличить


Увеличить


Увеличить


Увеличить

milstd
Исключительно зрелищно, но к чему это?

Специально, для проработки этого вопроса собрал 3-х элементный волновой канал на PMR диапазон.
Ситуационный план - вот

Увеличить
При работе покуазанному азимуту шумодав открывает не только местный супермаркет и стройка, а и, попутно, какие-то автосотянки (не могу пока лоцировать где они) и рынок (радиотень глухая строго внизу по картинке).

Antisanitar
Исключительно зрелищно, но к чему это?
Просили проиллюстрировать:


milstd
Если кому интересно, могу выложить моделирование распространения волн 2 м и 70 см диапазонов средствами HFSS в большом помещении, заставленном поглощающими/пропускающими и отражающими предметами разных размеров. Любопытные результаты. Охарактеризовать можно так: чем выше частота, тем более однородная интерференционная картина.
Mexico

Выложите пожалуйста.