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W6NL阐述的地形对风压的影响,在山坡上风压会高达平地的三倍
继去年11月底的CQWW CW比赛后,天线在比赛后期损失惨重,经过一个冬天,能用的天线所剩无几,五处说我们一夜回到了2013年初。起原因归根结底是山上的风大,7-8级风是经常的,如果遇到平原上的大风天气,山上的风则更大了,长时间的大风引起部件的疲劳,尤其对紧固件和旋转器考验比较大,因此我们在力所能及的范围内,逐步改善天线系统的抗风性能是一个重要的内容,但是由于施工时间安排和经济原因,我们不可能一步到位,我们只能尽力而为。用电线做的天线也会因为冬天的冰凌和平时的重力和伸长,我们目前只能用滑轮升降,定期修剪。山上的动物会破坏馈线和直立天线的振子,总长几公里的馈线在山上蜿蜒走线,我们不可能做护套去防护,只能发现破坏再去更换,这都是很无奈的事情。阅读了很多国外超级大台建设的故事,我们和他们一样,除了技术上不断优化以外,和大自然做斗争也是一个重点内容之一。
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我们付出了代价,但是得到了更低的仰角
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结果是我们即使用比较低的塔,也比很多在平地上的台有更好的信号和更长的传播时间(MUF高)
然而实际上我们要比2013年初的时候条件要好很多,很多基础工作不是白做的,比如我们的4副铁塔,大型天线的上塔经验,利用竹竿做天线的心得体会,对之前两年存在的八木天线的优缺点的判断,这都是我们2013年开始建设上路湾基地时所没有,我们在这个基础上参加了2015年
CQWPX SSB,详情见:2015年比赛记录,文中简要介绍了2015年上路湾的完整天线计划:
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上路湾山顶的360度环视,有一半的垂直视角小于0°,正南和正西的局部大于1°,关键方向都有长距离向下坡度
- 10米 主力:西山顶14米塔,可旋转改良CL10,6米高位置6米主梁410东北堆叠,电台室附近
倒V,(CQWW SSB改6米主梁的410,朝南)一套2进1的stackmatch。辅助:东边6米水管支撑可旋转改良EF510一副。
- 15米 主力:西面15米塔,可旋转改良
CL15,6米高位置6米主梁415东北堆叠,电台室附近倒V, (CQWW SSB改6米主梁415,朝南)一套2进1的stackmatch,辅助:东面10米塔可旋转改良EF515一副
。
- 20米 主力:东面14米塔,可旋转改良CL20,8米位置6米主梁320东北堆叠,电台室附近
倒V,(CQWW SSB改6米主梁320,朝南)一套2进1的stackmatch,
辅助:东面18米(升到12米)升降杆可旋转6米主梁320一副。
- 40米 主力:西山顶附近东北和西北两副20米主梁线八木+西山顶塔13米位置可旋转moxon,一套3进1的stackmatch。
辅助 :东山顶15米高倒V一副(CQWW SSB改四方阵列)。
- 80米 主力:东面平台四方阵列,辅助:西山顶北边15米高倒V一副,(CQWW
CW和160m共用SAL接收天线)。
- 160米 主力:CQWW SSB架设西边15米高倒L,
(辅助:CQWW 增加低波段共用SAL接收天线)。
和去年11月底比赛后的初稿相比,主要区别在于40米的主力天线改成了15米高的水平线八木,性能上进一步提升,堆叠的下面一副天线为了考虑覆盖面,都改成主梁比较短的4单元八木,20m的次主要天线由4SQ改成下面堆叠三单元,在照顾覆盖更宽的角度外,尝试一下短主梁可不可以减小对主天线的影响。
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山顶西北的天线布置
这次比赛由于准备工作的后几天下雨,最终完成的情况很差,比赛开始天线不全,基本上是用辅助天线在工作,比赛中修复了20m旋转器,架设了40m两付固定方向的水平电线八木,改进后的CL15主叫天线也在第二天上塔,虽然这只是我们整个计划中的一小部分,但是我们仍然验证了我们2015天线计划中的大部分天线设计内容。2015的重建计划将在后面的比赛准备中陆续完成,这是一套完整的多人多机配置的天线系统,按照以前的经验,今年是完全能够建设完毕的。
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山顶东边的天线布置
2015年除了天线布局的调整和完善外,另外一个重要内容就是天线性能的优化,趁大多数天线需要重新安装,我们借机重新计算了所有天线的尺寸,上一次计算还是2011年在老学校的时候,我们的天线多数来自于PNV,图的是个便宜,当时在安装天线的时候就发现天线的数据是不对的,我们意识到是由于配管和原装天线的不同,所以造成有一个比例的误差,因此我们用等径的铝管进行模拟,然后按一个比例去同时缩减所有的振子长度,这个计算对有的天线效果还可以,对另外一些天线就显得误差比较大了。这次大部分天线都在地上放着,我们有机会测量了所有配管的详细尺寸,根据此配管做了重新优化,注重带宽已经CW和SSB的平衡,得到了如下的天线设计数据:
10m
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15米高度CL10 5ELE八木的改良数据
原来准备用6单元10m主梁设计,但是发现在保持前后比相当的情况下只增加了1db的增益,由于10m天线和40m Moxon共用旋转器,为了减轻旋转器的压力,我们决定还是用5单元7.2米主梁比较适合。
15m
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12米高度CL15 5ELE八木的改良数据
这是一副9.8米主梁的改良CL15,实测方向性非常尖锐,半功率角约为40°,到60°的时候信号会明显下降。这幅天线的设计甚至比CL10还略好一点。
20m
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15米高度CL20 4ELE八木的改良数据
40m
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15米高度20米长主梁40米4ELE电线八木数据
这副天线没啥好讲的,固定方向,很长的主梁,效果肯定比其他旋转的好,我们在40m上不可能有更高的高度,所以这是目前最好的方案了,这副天线相当于CL20的放大,在40m上利用地形的低仰角不足模型上仰角的不足。
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15米高度的40m W6NL MOXON改良数据
这幅6.7米主梁的MOXON与其说是W6NL的改良,还不如说是为了适合塔高不够的修正,好在我们的主力天线是固定方向4单元长主梁的电线八木,MOXON胖胖的方向图正好作为其他方向补充。
80m
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80m 直立四方阵列数据
这是标准hibrid正交移相电路应用于四分之一波长间距的结果,实测的感觉非常相似,三个方向都是相对大信号,一个方向信号小,
但这和标准的4SQUARE天线的波瓣相差甚远,初步分析的结果是天线阻抗的设置有问题,我需要进一步模拟以找到更好的结果。
160m
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15米高160m倒L直立天线数据
由于以前用两节竹竿绑扎而成的18米高度,强度上很难保证,所以这次准备改单根15m竹竿,竹竿上用滑轮,方便调试。但问题是我们的架设方案正好和天线增益方向最好的角度是反向的,虽然只差1个dB,但是有点遗憾。
室内部分初步完成布局:
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规划中的操作室布局
6台FU728功放已经到位,经过几轮反复,他们基本上能保证稳定运行,还有一台1KFA作为综合辅助台使用,平时也可以作为遥控操作,另有一台MN2000功放可以作为备用。5套集成BPF和一个20m单波段BPF组成了完整的滤波系统,但综合辅助台目前只能用单波段滤波器,以后可以添置一台集成BPF。我们有5套stackmatch,其中3套2进一,2套3进一,目前还多余一套,可以大才小用做天线切换开关。老的两套6pak使用起来不太可靠,目前的配置中这不是必须的,如果有时间自制几套6pak,那么对于天线切换来讲会更自由一点。6套DIY的互锁装置已经就位,需要做布一套互锁总线,加上增加一个综合辅助位的6向互锁,这样整个互锁系统也可以自由搭配。这次比赛前添置了几套新的YAESU
1000DX旋转器,这样6个旋转器都可以统一起来,操作界面更直观。已经有一套80m的4square控制系统,需要制作一套40m的4square控制系统。电台室里已经有7套计算机,主力机位的6套PC都可以用双屏显示,但是目前20m和160m机位还需要配置显示器支架,另外这两台机器比赛软件也需要安装。最后,由于机位增多,原有的电源和照明系统已经不太满足比赛的需求了,应该择机进行统一改造,当然空调的安装,地线、网络和馈线的布线也可以同时进行。
第十一次团体比赛
请参考2015年比赛记录
(上)中的3
比赛后的硬件思路调整:
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根据硬件设备情况,对室内布置思路适当调整,可以承载M/M(多人多机)比赛
设台思路的微调,由于又增加了一台ACOM2000a和MN2013功放,功放的数量可以满足8个操作机位,这样可以把1号-2号组成15米-160米互为辅助,3号-4号组成10米-80米互为辅助,20米全天都可以操作,用5号和6号组对,
其中6号机位设计成可以远程遥控操作,剩余的40m波段由7号-8号组成一个兼顾SO2R操作的机位,其中7号这样形成的多人多机布局,比原来的紧凑型多人多机更合理。而需要做多人双机时,可以通过集中接线盒调整到1-4号机位上,由此可能需要增加BPF的数量:1号机位用15米单波段BPF,2-4号机位用三个集成多波段BPF,5-6号机位用两个20米单波段滤波器,7-8号机位用两个集成多波段BPF,目前缺一个20米单波段滤波器,需要采购
,当然也可以每次根据不同比赛改变滤波器配置,这就不需要增加滤波器了。对于多人多机SSB比赛,在狭小的空间内同时这么多人语音操作,声音的干扰不可忽视,需要考虑使用主动降噪耳机。
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手动天线切换面板
这次完成了一个手动天线和电台的交换面板,有点像人工电话交换机,便于根据组别灵活分配天线。目前建立了15米5单元辅助八木天线,和10米5单元辅助八木天线,20米暂时用15米高倒V辅助天线(有条件时再改成升降杆带旋转的5波段SPIDERBEAM,兼顾了遥控台的操作),经实践,其实用性也很强,鉴于架设方便,40m辅助和80米辅助也采用倒V,东山顶的40米辅助倒V需要布置馈线,东边的80米倒V辅助利用原来20-80辅助的馈线架设,解决有无问题。根据西山顶塔和旋转器的承载能力,取消40米moxon的架设,改成旋转DP,同时也省去了40米主叫朝南专用天线,这次比赛中对比了20米的主力天线和辅助倒V天线的效果,他们差别不大,所以优化CL20迫在眉睫。另外由于15米主叫和辅助之间略有干扰,可以考虑把现有15米辅助塔升高一节后装新优化的CL20,而把目前的20米主力塔改成15米辅助,15米辅助天线应和主力天线一样用CL15,这样主副天线几乎没有差别,我们可以根据不同方向优劣来选择哪个位置做主叫天线。由此我们可以在适当的位置上架设两副8米高的15米波段以及一副12米高的20米波段倒V天线,用以代替原堆叠和朝南专用天线。10米波段比较容易实现双八木堆叠,所以仍然保留该想法,并增加一副山顶上的10米高倒V天线兼顾八木未覆盖的方向。至于STACKMATCH的分配就成为15米主叫、辅助以及20米主叫用三个2stack,10米和40米主叫用两个3stack,充分利用了现有资源。
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天线布置改进计划示意图
总结下来,我们会有10米双CL10堆叠+EF510辅助,15米无差别双塔CL15,20米CL20这6副铝管八木天线,以及40米波段双4单元电线八木,80米主叫仍用4SQ,只是需要更换竹竿,160米修复倒L天线,其余的8副天线全是偶极天线,包括一副10米倒V,两副15米倒V,2副20米倒V,一副80米倒V,一副40米水平DP和一副40米倒V。并完全取消的朝南专用天线。
大量采用电线制作的天线会成为上路湾的特色。
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10m辅助天线EF510和弯曲了的20m主力天线CL20
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10m主力天线、15m辅助天线和15m主力天线
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以15人用餐配置的厨房用品和餐具,上图是部分示例
本次比赛完成了大部分电源改造,每组机位有一个空气开关盒以及两个插座,功放直接接到空气开关上,计算机和电台电源则通过拖线板插到上述插座上。1-4号机位已经全部完成,5-8号机位的电源需要下次连到总开关上。后勤方面购置了整套的不锈钢厨房用品和其他餐具,实现了自助简餐供应。
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去年底安装好的热水器,生活设施在不断改善中 |