Distanza copribile e QRP in HF

[IK3OCA]

Ciao a tutti,
praticando da tempo in HF QRP in CW resto spesso meravigliato sulla distanza che si riesce a coprire con potenze veramente minime, da 1 Watt in giù fino ai milliwatt, e questo usando entrambi i corrispondenti antenne di modesto guadagno.
La sensazione che ho, e che vorrei verificare, è che nella riuscita del collegamento concorra assieme alla potenza irradiata quache altro fenomeno di aggiunta di energia, come se le onde radio a volte liberassero un'energia presente e potenziale.
Sarei molto grato a chi ne sa di più se potesse fornire qualche altro elemento.
Best 73's Rosario IK3OCA

[ik2nbu Arnaldo]

Ciao Rosario,

la moltiplicazione energetica in HF non esiste     

In primis conta il modo di emissione, che è determinante nel rapporto S/N segnale rumore fra i 2 corrispondenti,
per fare il giro del mondo in QRP basta usare in alternativa CW, PSK31, FT8 etc. e sopratutto avere antenna performante monobanda.

Se invece tenti il DX QRP in SSB, le cose si fanno molto + impegnative, spesso il collegamento
riesce solo se il tuo corrispondente ha buoni mezzi, antenne da big gun, e potenze QRO.

Un QSO fra 2 stazioni QRP-QRP è una grande soddisfazione in HF, ma occorre scegliere il momento giusto
e sopratutto avere buone antenne, e buon ricevitore, ergo saperlo usare ( ignoranza ormai regna sovrana nelle HF)

Con la propagazione di oggi, spesso caratterizzata da forte QSB, ti suggerisco di imparare ad usare il software VOACAP, per approfondire come funzionano le varie bande nelle varie ore del giorno e della notte  (anche qui i DXman pappa pronta dal cluster non aiutano)

Ad esempio stamane ero in 60 metri con 15 watt ed ho fatto 10 QSO europei con antenna dedicata ai 5 mhz (filare 15 metri)
ma 1 ora dopo i segnali passavano da S7 a S0 e fine dei giochi in banda laterale, viaggiava solo FT8.

I condotti propagativi che mantengono inalterata l'energia irradiata come viaggiasse in un tunnel senza resistenza alcuna,
si verificano solo dai 10 Ghz a salire e consentono ad esempio QSO impensabili fra Italia ed Africa sulle Microonde, ma sono fenomeni
rari e variabili in base al meteo, a volte si rimbalza sulle nuvole temporalesche sul mare.

Nei giorni scorsi c'è stata invece una bella tempesta magnetica solare, questa invece influisce di brutto sugli strati ionizzati della nostra atmosfera, creando di solito condizioni HF insolite come ad esempio skip molto corto in 20 metri, ma in genere sono condizioni peggiorative per quanto riguarda il DX, il rumore in banda HF si alza e tutto diviene a macchia di leopardo, ad esempio colleghi un paese con buoni segnali RTX ed a soli 100 Km da quel punto è tutto un deserto...

Negli anni 80 ti confermo che ho fatto il giro del mondo in telegrafia con 1 watt ed anche meno, ma oggi è fantascenza.

73 Arnaldo I QRP CLUB 001  www.ik2nbu.com

[IK3OCA]

Arnaldo grazie dell'intervento, su cui provo a parzialmente dissentire, in contrasto virtuoso perchè tende a scoprire il vero, e mai come confronto di personalità.

Dico "provare" perchè non ho elementi .. scientifici a supporto, ma solo esperienze e sensazioni.
Sono d'accordissimo sul rapporto S/N, sulle diverse possibilità fra SSB e CW, e ok anche per le antenne (ma la mia è multibanda), e anche su ricevitori, capacità di saperli usare e ... orecchio, e sul momento buono data la variabilità della propagazione, e grazie per il suggerimento del VOACAP; io uso i beacon, se sento il beacon allora si può andare.

Mi sentirei meno d'accordo sull'assenza di condotti propagativi in HF e ti spiego perchè: anni fa, in camper in Grecia, in Agosto, di notte, scendevo la montagna che portava a Kalamata che è sul mare, guidando con la radio CB accesa; sceso sotto circa i 500 metri sul livello del mare, e sempre di fronte al mare, ho sentito chiaramente l'aprirsi della propagazione (al di sopra la banda era muta); ne è sorto anche un QSO con un corrispondente in Corsica con segnali forti; ripeto che sopra di quell'altezza la banda era chiusa.
Secondo me ero entrato in un condotto propagativo presente dal livello del mare a +- 500 metri sopra.
Inoltre, riguardo agli echi dei segnali radio in HF (si parla di echi fino a 3 secondi!) qualcuno per tentare di spiegarli ha parlato addirittura di condotti propagativi extra ionosfera.

Non è banale la radio!

Dici che non esiste una moltiplicazione energetica in HF.. io non lo posso smentire, ma, a parte il fatto che si sanno meno cose di quante non se ne sanno, vorrei proprio approfondire questa ipotesi, insieme a quella degli echi, perchè, se no, i conti non mi tornerebbero.

Chissà che ci si rilegga con novità del genere; ti mando una stretta di mano per il tuo giro del mondo in QRP CW!

Rosario IK3OCA

[Schottky]

... inoltre, riguardo agli echi dei segnali radio in HF (si parla di echi fino a 3 secondi!) qualcuno per tentare di spiegarli ha parlato addirittura di condotti propagativi extra ionosfera.

Ciao Rosario, sulla versione inglese di Wikipedia, a questo indirizzo:

         https://en.wikipedia.org/wiki/Long_delayed_echo

troverai una trattazione sull'argomento a partire dal 1927, quando l'ingegnere civile e radioamatore Jørgen Hals dalla sua casa vicino a Oslo, in Norvegia, aveva ripetutamente osservato una seconda eco radio inaspettata con un notevole ritardo dopo la fine dell'eco radio primaria.

Sempre all'indirizzo sopra sono esposte le 5 ipotesi sul tema e, soprattutto, a fondo pagina troverai una ricca bibliografia qualora tu voglia approfondire.

Infine a QUESTO indirizzo potrai ascoltare diverse registrazioni di tali echo.

Una buona serata,
Schottky

[ik2nbu Arnaldo]

Ciao Raga,

gli echi sono un cosa, mentre i condotti propagativi che non deteriorano il segnale originale, sono un'altra faccenda.

Quando la propagazione era molto forte negli anni 80/90, capitava abbastanza spesso di collegare un paese "via corta" ad esempio con una 4 elementi direttiva in 28 puntata sul sud america, ed ascoltare la propia stessa voce in ritardo di alcuni secondi ed attenuata che arrivava via lunga dal retro dell'antenna dopo avere fatto il giro della terra ! Il segnale compiendo numerosi salti e rimbalzando sugli strati ionizzati ritornava al mittente sotto forma di eco, ma con il ciclo solare odierno molto difficilmente potrete sperimentare questa cosa, ahimè sono tempi di magra assoluta.

Per tornare al tema della domanda inziale, ed usando la cara vecchia telegrafia "ad orecchio" il livello minimo
per decodificare un segnale (sia QRp che QRO) con filtro stretto inserito CW, dipende dalla qualità complessiva del ricevitore
in termini di sensibilità e selettività.

Anche un S=1 può essere sufficiente in CW, ovvero sono - 121 dbm se volete testare la vostra radio HF con un generatore,
mentre coi moderni modi digitali tipo FT8 si scende oltre questa soglia e grazie al software si decodifica anche un segnale sepolto nel rumore e indistinguibile ad orecchio.

Quindi non esiste una distanza QRP calcolabile a priori, a meno di non inserire nel calcolo le variabili + significative
quali: antenna RX, antenna TX, condizioni ionosferiche precise, potenza in uso,rumore di fondo presente presso le 2 stazioni.

Vocap ti consente di inserire queste variabili: https://www.voacap.com/hf/
e fornisce una previsione affidabile sulla fattibilità del QSO, in vari modi di emissione e con varie potenze in uso.

73 Arnaldo ik2nbu

[r5000]

73 a tutti, spesso si sente in radio chi sostiene che per le bande basse serve l'amplificatore, per il qrp sono gli altri che ti collegano ecc... ma la verità è che la variabile propagazione fà sempre la differenza, se aiuta bastano e avanzano i milliwatt anche in 80 mt, abbiamo fatto molti qso con l'817 al minimo e antenne portatili, loop magnetici o stili caricati in portatile vuol dire una grossa mano dalla propagazione, chiaro che si coglie l'occasione e non è la regola (quasi...) ma quando provi tutte le sere e ti colleghi un giorno sì e l'altro a fatica è il bello della radio, nessuno pensa ai numeri che la propagazione mette in gioco, 50-60 dB di differenza sono la regola e aggiungere 10 dB a 100 watt non basta ma nemmeno con 30 dB in più non fai la differenza quindi passare da 1 watt a 1000 watt non risolve, con la propagazione favorevole io arrivo allo stesso modo anche con 1 milliwatt, 60 dB di perdita in meno fanno questo e non è un miracolo...

[Marco De Caprios]

la moltiplicazione energetica in HF non esiste     

Mi spingo a dire in tutto lo spettro eletromagnetico.

[IK3OCA]

Ciao gente, grazie Schottly della dritta sull'eco che leggerò volentieri assieme al materiale allegato, e grazie agli altri per l'interessamento.

Riguardo proprio all'eco a suo tempo ne registrai uno (in CW) che si presentò in tutte le frequenze da 30 a 18 MHz e che ricevetti con S 7-9 (!) (RTX di allora ICOM 720A e antenna verticale CB modificata); analizzando presso un amico col suo oscilloscopio il ritardo appariva di 0,7 secondi circa, vale a dire che, se l'onda avesse viaggiato alla velocità della luce, avrebbe percorso 200.000 Km, quindi quasi 3 volte la circonferenza della terra a livello del suolo o 120.000 Km. a livello della ionosfera; ma allora come poteva presentarsi dopo tale percorso con un segnale così forte?

Da qui sono sorte le ipotesi di strani percorsi, di amplificazione ionosferica, di rallentamento della velocità di propagazione, o altre, e da qui anche la domanda sul come si sia possibile fare QSO a bassissima potenza in CW a distanze grandi senza l'effetto di altri fenomeni.

A ben guardare la radio presenta sicuramente dei misteri, quantomeno per me ignorantone.

73 de Rosario IK3OCA

p.s.: HI quando parlai del fenomeno dell'eco ai colleghi radioamatori della sezione ARI di Padova mi venne consigliato di controllare la radio 

[Marco De Caprios]

"....Passando attraverso i materiali la luce subisce degli eventi di dispersione ottica e, in moltissimi casi di interesse, si propaga con una velocità inferiore a c_0, di un fattore chiamato indice di rifrazione del materiale. La velocità della luce nell'aria è solo leggermente inferiore a c_0. Materiali più densi, come l'acqua e il vetro rallentano la luce a frazioni pari a 3/4 e 2/3 di c_0. Esistono poi materiali particolari, detti metamateriali, che hanno indice di rifrazione negativo. La luce sembra rallentare per effetto di urto anelastico: viene assorbita da un atomo del materiale attraversato che si eccita e restituisce la luce in ritardo e in direzione deviata.

Nel 1999, un gruppo di scienziati guidati da Lene Hau fu in grado di rallentare la velocità di un raggio di luce fino a circa 61 km/h. Nel 2001, furono in grado di fermare momentaneamente un raggio. Si veda: condensato di Bose-Einstein per ulteriori informazioni.

Nel gennaio 2003, Mikhail Lukin, assieme a scienziati della Harvard University e dell'Istituto Lebedev di Mosca, riuscirono a fermare completamente la luce dentro un gas di atomi di rubidio a una temperatura di circa 80 °C: gli atomi, per usare le parole di Lukin, "si comportavano come piccoli specchi" (Dumé, 2003), a causa degli schemi di interferenza di due raggi di "controllo". (Dumé, 2003)

Nel luglio del 2003, all'Università di Rochester Matthew Bigelow, Nick Lepeshkin e Robert Boyd hanno sia rallentato che accelerato la luce a temperatura ambiente, in un cristallo di alessandrite, sfruttando i cambiamenti dell'indice di rifrazione a causa dell'interferenza quantistica..."

Wikipedia

[IK3OCA]

Aquila tw71 grazie del contributo, in effetti fra le varie ipotesi io stesso avevo pensato a un rallentamento della velocità di propagazione delle onde radio, pensando che nel cavo coax la velocità è circa 0,66 volte; se fosse stato così le distanze indicate prima di 200.000 Km e 120.000 Km si ridurrebbero di 1/3, restando però sempre enormi.

Ma se, come tu riporti, alcuni scienziati sono riusciti non solo a rallentare, ma addirittura a fermare la luce, allora - semprechè il fenomeno sia del medesimo genere - si potrebbe ipotizzare  un qualche condotto che rallenti molto le onde radio e con bassa dispersione e che ripresenti il segnale dopo un certo lasso di tempo sotto forma di eco anche con intensità ragguardevole.

Sta di fatto che non sappiamo molte cose: non è questo uno stimolo avvincente?

Ma io resto ancora incuriosito dalla possibilità di propagazione con minime potenze. Non sarà un fenomeno attinente a quelli che abbiano accennato?

73 de Rosario IK3OCA

[Marco De Caprios]

La distanza che percorrono le onde radio che ipoteticamente chiameremo di "rimbalzo" non è una distanza calcolabile con una semplice equazione perchè se è vero come ha specificato Arnaldo che ritornano dalla parte opposta alla direzione verso cui sono state trasmesse è anche vero che le stesse hanno compiuto una serie di rimbalzi tra terra e strati ionizzati della ionosfera (appunto) percorrendo una distanza molto superiore a quella della semplice circonferenza terrestre (che come saprai allontanandoci dalla superfice aumenta proporzionalmente alla quota). Bisogna anche tenere conto del "mezzo" che attraversano, cioè della densità dei vari strati della troposfera e dei gas che la compongono.
Non so poi le condizioni in cui avete effettuato quella misura ma quando vengono effettuate misure di fenomeni con tempistiche così ridotte è sempre possibile fare degli errori anche minimi ma che cambiano molto il risultato delle misure.

[IK3OCA]

Aquila tw71 le misure vanno prese tenendo conto di possibili errori come dici tu e io ne sono consapevole, ma se ti riferisci al tempo di ritardo dell'eco calcolato con l'oscilloscopio in 0,7 secondi e questo fosse stato in realtà, per esempio, 0,5 secondi (0,5 = - 28%), le distanze che dovevano essere coperte sarebbero restate comunque enormi, tanto da non poter generare in condizioni normali un segnale forte come quello ricevuto.
Per cui in ogni caso la cosa appare tutt'altro che banale.
Oltretutto leggo che vengono riferiti ritardi intorno ai 3 (!) secondi, pensa un po' tu.

C'è altro che non sappiamo.

TNX + 73 Rosario IK3OCA

[Marco De Caprios]

Interessante studio, con tempistiche calcolate nella norma (ma c è una anomalia non spiegata)http://www.hambook.com/download/studio%2520sugli%2520echi%2520long%2520path.pdf

inviato Redmi S2 using rogerKapp mobile

[IK3OCA]

Grazie Aquila tw71 della segnalazione, ci ho messo un po' a rispondere cercando anche altro materiale del genere.
Oltretutto dopo un po' il link che mi hai dato si è svuotato.. !

In questo:
http://www.qsl.net/ik3xtv/

IK3XTV, in uno dei suoi numerosi articoli, ipotizza, in base ad esperimenti, sia la presenza di condotti a bassa attenuazione, ricevendo beacons via sia short che long path, quindi facendo il giro della terra con intensità alternate secondo il momento, e anche con più giri della terra, sia effetti di amplificazione per focalizzazione (allego copia dell'articolo).

Riporta anche che l'energia dei fulmini pare che si propaghi a bassissima attenuazione lungo condotti ionosferici, di intermodulazione tipo effetto Lussemburgo, e di effetti di diverso assorbimento ionosferico in dipendenza della potenza emessa.

Quest'ultimo argomento è apparso anche su Antentop (allego copia dell'articolo) dove si parla di apertura di propagazione (trigger effect) in stretta corrispondenda con emissioni potenti in frequenze vicine.

Mi fermo al momento qui: pare che ci siano più cose che non sappiamo di quelle che sappiamo!

73 Rosario