Achtergronden en effecten van antennestoringen

Samenvatting

Storingen die we via onze antenne ingang binnenkrijgen zijn geen nieuw fenomeen. Als het te ontvangen radiosignaal maar voldoende sterk is, hebben we er weinig last van. Belangrijk is echter niet hoe sterk de storing en het gewenste signaal zijn, maar die maar de verhouding tussen die twee. In deze notitie gaan we nader in op de oorzaken en gevolgenvan atmosferische storingen.
 

Achtergronden en effecten van antennestoringen

(09 mei 2009)   

Achtergronden en effecten van antennestoringen

Inleiding

Storingen die we via onze antenne ingang binnenkrijgen zijn geen nieuw fenomeen. Als het te ontvangen radiosignaal maar voldoende sterk is, hebben we er weinig last van. De oorsprong van die storingen is viervoudig.
Belangrijk is echter niet hoe sterk de storing en het gewenste signaal zijn, maar die maar de verhouding tussen die twee.

Wat mag de minimale S/N verhouding zijn?

Voor SSB is 6dB (1 S-punt) en FM is 10 dB (ca 2 S-punten) voldoende terwijl voor CW op het gehoor 0 dB en voor geoefenden -10 dB voldoende is. Voor digitale modes is het sterk afhankelijk van de mode.

Ontvangstrapporten

Als men zijn oor te luisteren legt op de banden, dan blijkt vrijwel elk tegenstation met de kwaliteit 5 en sterkte 9 te worden ontvangen. Soms is er dan nog de toevoeging 10 over negen of 30 over negen. Die laatste uitdrukking betekent dat de S-meter in de hoek staat. Maar 5 plus 10 betekent ook een vrijwel maximale uitslag.
Het lijkt er wel op alsof het merendeel van de stations met ongeveer de zelfde signaalsterkte binnenkomt.

De realiteit

Maar let op, S-punten zijn een logaritmische maat. Zo'n klein beetje meteruitslag kan dan wel meer dan een 10 voudig verschil zijn.
S-9 komt overeen met 50 microvolt op de antenne ingang van onze ontvanger. Dat is globaal zo voor alle fabrieks apparatuur. Een S-punt is gelijk aan 6 dB. Daarmee zouden we aan de S-meter moeten kunnen aflezen hoe sterk het te ontvangen signaal is.


Helaas is dat niet waar. De meeste S-meters zijn niet gekalibreerd en bovendien sterk niet-linear. Vooral voor sterke signalen is de meter erg onnauwkeurig. Dat wordt veroorzaakt door de AGC - de automatic gain control - die in elke SSB-ontvanger aanwezig is. Sterke signalen zouden anders de versterkertrappen en de mixer oversturen. met als gevolg vervorming van de modulatie en introductie van extra stoorsignalen.

S-9 signalen zitten dicht bij de grens van oversturing. Het is in dergelijke gevallen verstandig om de ingangsverzwakker in te schakelen. Een S-meter stand van 3-5 is meer dan genoeg voor goede verstaanbaarheid.
Evenzo is om de zelfde reden het gebruik van een long-wire voor ontvangst van de LF en lager HF-banden te ontraden. Voor optimale ontvangst op de LF band is een spriet van 1 meter zelfs optimaal. Voor zenden echter is een 1/4 golf of een 1/2 golf dipool juist gewenst voor een hoog effectief uitgestraald vermogen.


We moeten zorgen dat het gewenste signaal niet verdrinkt in de achtergrond storing. We moeten daarom voor verstaanbare SSB-ontvangst zorgen voor een signaal/ruisverhoudig (S/N) die minimaal 6 dB is ofwel 1 S-punt. Bij een S/N verhouding van 1, waarbij de storing even sterk is als het signaal, is voor een ervaren luisteraar de belangrijkste informatie nog juist waarneembaar.


Er zijn meerdere plaatsen in het traject van antenne naar luidspreker waar storingen worden geintroduceerd. We noemden hierboven als storingen ten gevolge van oversturing van versterkertrappen. Op de UHF banden is de grootste bron van storingen de thermische ruis van de eerste versterker trap. Maar op de HF banden zijn storingen die via de antenne ingang binnen komen de belangrijkste boosdoeners. Met name op de frequenties lager dan 21 MHz bepalen die of een radiokontakt wel of niet mogelijk is.

Waar komen die storingen vandaan?

Allereerst uit de atmosfeer. Sterke impulsvormige signalen van lokale onweersbuiten, knetterende en krakende signalen van ontladingen over grote afstande, sissende ruis afkomstig uit het heelal en van geladen regendruppels en electromagnetische storingen veroorzaakt door elektrische apparatuur in huis en in de naaste omgeving. Dat is voornamelijk random ruis met een breed frequentiespectrum. Het zijn signalen, die door atmosferische ontladingen uit een groot gebied op onze antenne aankomen. De sterkte neemt toe naarmate de frequentie lager is. Behalve storingen van lokale oorsprong komen ze uit alle richtingen. Richtantennes zullen daar dus geen verbetering voor geven. Dat is wel het geval voor storingen die door electrische apparatuur in de omgeving worden veroorzaakt. Richtantennes kunnen daar wel een paar S-punten verbetering in S/N opleveren. Het gebruik van magnetische loops danken daar hun faam aan. Impulsvormige storing treedt veel minder op. Deze storing wordt meestal via noise-blankers onschadelijke gemaakt.
Op de 20-meter band is een atmosferisch stoornivo van 6-8 S-punten voor een halve-golf dipool heel normaal.
Evenzo 7 - 10 S-punten op 40 meter. In werkelijkheid zal op 40 meter de indikatie een S-punt minder zijn door het gebruik van korter antennes.


Een verborgen bron van storingen is de antenneleiding. Vooral bij lange afstand tussen antenne en ontvanger kunnen staande golven optreden op de kabel. De kabel fungeert dan als antenne. Het stoorsignaal kan op diverse manieren de antenneingang bereiken. Via inlek door de mantel, via een overgangsweerstand van de connectoren, via de balun en door instralen op de antenne. De S/N verhouding zal daarmee afnemen. Onder een dergelijke situaltie zullen verliezen in de antenne en verlengspoelen ook een verslechtering van de S/N verhouding betekenen.

Een grondige inspectie van antenne en leidingsysteem in niet eenvoudig maar essentieel om deze bron aan te pakken.

Meer informatie

Probleem bij PA3CXM Sterke stoorsignalen in 40 en 80 meter
Storingen bij ontvangst Een overzichtsartikel
Antenneperikelen Een slechte connector oorzaak van slechte S/N

(Pieter, Bruinsma, PA0PHB)
2009/05/09
() 

Referenties, informatie:

Probleem bij PA3CXM Sterke stoorsignalen in 40 en 80 meter
Storingen bij ontvangst Een overzichtsartikel
Antenneperikelen Een slechte connector oorzaak van slechte S/N







lll