50MHz

50 MHz – auch im Sonnenminimum immer für eine Überraschung gut !

Wir begrüßen jetzt auch die E-Lizenzinhaber auf diesem sehr interessanten Band. 
Die BNetzA-Mitteilung gilt zwar immer nur für 1 Jahr, lässt aber zusammen mit den IARU-1 Empfehlungen Hoffnungen für eine dauerhafte Freigabe aufkommen.
Dazu können wir alle etwas beitragen, indem wir uns an die strikte Vorgabe horizontale lineare Polarisation halten. Die bisherigen Alleinnutzer Europa-weit nutzen vorrangig vertikale Polarisation. So kommt es zu einer klassischen Win-Win-Situation, die extrem beschränkte Ressource “Frequenz” wird doppelt nutzbar.

In dieser Rubrik werden die verschiedenen Ausbreitungsarten im 6m-Band erklärt.
Ein Rezept für die eigene Abschätzung, ob die sich aufbauende Metallionen-Schicht eventuell auch 50Mhz erreicht, gibt es unter 1×1 der Es-Funkerei.

Als Grenzband zwischen HF und VHF ist es für 50MHz einleuchtend, dass die Kurzwellen-Ionosphärenphysik mit der stetigen Abnahme der Plasma- und Teilchenströme von der Sonne immer seltener für Streuungen/Reflektionen an F-Schichten funktioniert. Leider nimmt zusätzlich seit mehr als 5 Sonnenzyklen von je ca. 11 Jahren auch noch die Gesamtaktivität der Sonne in den Maxima systematisch ab. [1]
Die Sonnenexperten unter den Astro-Physikern sprechen von einem möglichen längeren Minimumähnlich dem Maunder-Minimum von 1640 bis 1700.

Bild1: Anzahl der Sonnenflecken als sichtbares Kriterium der Sonnenaktivität                                               Quelle: NASA 

Da die überbrückbare Distanz durch die Gesetze der Geometrie entlang der gekrümmten Erdoberfläche definiert wird, verlieren wir gerade in den nächsten Jahren die Wirksamkeit der am höchsten über der Erdoberfläche gelegenen Schichten, Zeilen 7 bis13 in Tabelle1. 
Je größer die Zeilen-Nummer, umso kräftiger wird der Ausfall in den nächsten Jahren.

Bild2: Distanz d der Antenne zur DX-Anomalie 

Die Brauchbarkeit der Vorhersagen für den eigenen Standort hängt zuerst von der direkten Entfernung bis zur VHF-DX-Anomalie ab. Diese Region, bzw. das Eintrittsfenster bei Tropopfaden, müssen noch innerhalb des eigenen Funkhorizonts, direkte Sichtlinie + Beugung entlang der Erdoberfläche, liegen. Diesen Abstand dkann man sich modellhaft leicht selbst ausrechnen [2]

 
mit         h als mittlerer senkrechter Höhe der VHF-DX-Zone über der Erdoberfläche und

              s als Höhe des eigenen Standorts über der ansonsten glatten Fläche im Modell  
Interessanter Weise spielt die Frequenz bei dieser VHF/UHF-Näherung nur eine untergeordnete Rolle.

Tabelle 1 fasst praktische Erfahrungswerte aus berichteten Beobachtungen zusammen. 
Wie man leicht erkennen kann, werden die Faustregeln der maximalen Abstände bis zum Anfang einer VHF-DX-Region:
100km bis 200km für Tropo (Zeile 1 und 2),
≥ 1000km für Es, Ms, Aurora, FAI und
typ. 2500km für F2-Ausbreitung (Zeilen 11 bis13)

im Wesentlichen bestätigt. Dieser maximal mögliche Abstand geht natürlich mit in die insgesamt überbrückbare Entfernung in der letzten Spalte ein.

Gleichzeitig sieht man, daß die Höhe des eigenen Standorts für Tropo-Bedingungen starken Einfluss hat, da die DX-Region im vertikalen Abstand h ca. 2 Zehnerpotenzen tiefer liegt, als bei allen anderen Arten. Das ist der Hauptgrund, warum Tropovorhersagen so oft am eigenen Standort nicht nutzbar sind. Hier kommt es darauf an, das Eintrittsfenster in der richtigen Höhe möglichst parallel zu treffen

Mit diesen Werten, z.B. als Kreise um den eigenen Standort, kann man in den einschlägigen Kartendarstellungen der Prognosen im Internet „peilen“. Im einfachsten Fall durch Auflegen einer Folie auf das Display und Skalieren der Anzeige durch Drücken der STRG-Taste und Drehen am Scrollrad der Maus. Mittlerweile unterstützt fast jeder Browser diese Funktionalität.

Teilweise sind Entfernungsangaben auch in den Prognosekarten eingezeichnet. Das Beispiel in Bild3 zeigt eine nur mäßige Vorhersage für 2m Tropo, die sich aber auch auf 50MHz sehr oft als durchaus tauglich erweisen.

Bild3: 200km-Kreispeilung einer Tropo-Vorhersage für den Standort von DP5V 

Dieser Beitrag möchte vor allem 50MHz-Neueinsteiger ermutigen, die am wenigsten von der Sonne beeinflussten Arten Tropo und Es zu nutzen. Im “magic-band” trifft, mit steigender Frequenz vom 20m-Band ausgehend, die Physik der sporadischen E-Schicht auf die Meteorologie der troposphärischen Wellenleiter. Tropo-ducts treten im UHF- und SHF-Bereich häufiger auf, erreichen aber im VHF-Bereich ihre größten Ausdehnungen. 
Beide Effekte sind bis heute noch nicht wirklich verstanden. Dank ständig steigender Rechenleistung sind die Tropovorhersagen auf stochastischer Basis der Meteorologie, verbunden mit Radiosonden-Messungen in der Troposphäre, für 144Mhz schon recht gut. Es gibt aber gerade im Oktober und bei ruhigem Winterwetter immer wieder über mehrere Stunden und Tage stabile Wellenleiter, die vorher in keiner Vorhersage sichtbar waren.
Auch Meteorscatter zeigen sich sehr unbeeindruckt von der schwächelnden Sonne. Die Beschränkung auf 25W Sendeleistung (PEP) macht diese Betriebsart, auch mit MSK144, allerdings technisch nicht einfach. Außerdem fehlt das kurze persönliche „Hello“ oder „ufb sig es 73 tu“. Auch wenn man sich in SSB über „nur“ 2000km bereits das 4.Mal in einer Woche trifft, ist das kurze Anrufen und bestätigen der Signalstärke Pflicht und trägt in weltweiten Krisenzeiten ein Stück zur Völkerverständigung bei.

Für den Einstieg in Tropo und Es reicht ein horizontaler Rundstrahler und max. 20W völlig aus. Das kann z.B. der Halbwellendipol fürs 40m-Band sein. Mit etwa 7* Lambda/2 = 21m hat er die richtige Länge für 50MHz. Als inverses V mit ca. 4m – 12m – 4m Aufhängung, ergibt das mit einem Balun im Fußpunkt fast Rundstrahl-Charakteristik. Die sich einstellende Impedanz von ca. 120Ω kann jeder interne Tuner im TRX auf ein SWV besser als 3:1 abstimmen. Damit sind auch aus Tallagen Es-Einfachsprünge leicht erreichbar, da hier meist größere Vertikalwinkel für Europa-Verkehr nötig sind, als sie bei einem Beam auftreten. Wenn der Dipol in Ost-West-Richtung gespannt ist, hat er außerdem in südliche Richtungen, dort treten die Es-Öffnungen zuerst und am häufigsten auf, automatisch flachste Anteile im vertikalen Richtdiagramm und ist der Kurzwellen-Groundplane oder dem FM-Vertikalstrahler im RX-Verhalten deutlich überlegen. Letztere sind in DL immer noch wegen der vertikalen Polarisation auf 50MHz nicht zulässig.

Gleichzeitig sollte man sich mit „Ersatzantennen“ in Tallage auf 50MHz immer darüber bewusst sein, dass auch bei scheinbar absolut ruhiger Frequenz das ausführliche QSO mit dem OM vom Nachbar-OV den, wegen schneller QSB-Phasen, wirklich flotten Es-DX-Betrieb erheblich behindern kann.

Bild4: Erreichte Locator-Felder 50 MHz in Tropo und Es bei DP5V im Sommer 2016

Bei den in Bild 4 im Sommer 2016 erreichten Locator-Feldern an der Clubstation DP5V des DARC-OV S22 (Sachsen/Kamenz) am Standort der Interessengemeinschaft Pichofunk (DB0PIB in JO71EC) mit der oben beschriebenen Antenne in 500m ü.NN wird das typische Es-Öffnungsverhalten deutlich. 
Bevorzugt in südlichen Regionen (Feld 1) treten die häufigsten Öffnungen auf. Spätestens zum Mittag sind Signale aus der Ägäis hörbar. Die Dauer der QSB-Perioden und die im Maximum erreichbare Feldstärke lassen schon erste Vermutungen für die mit dem Pfeil gekennzeichnete „Wanderung“ der aktiven Zone zu. Bei stabilen Signalen und langer Öffnung sind am späten Abend die Kanaren mit S9+ erreichbar.

Die Bereiche 2 und 3 sind häufig im Juni (IARU-Region 1 VHF-Contest!) und der 1. Julihälfte mit langen Öffnungszeiten erreichbar. Öffnungen Richtung Nord blieben 2016 auf Ende Juli und Anfang August beschränkt. 

Eine sehr plausible Erklärung gibt Jim Kennedy K6MIO/KH6 in [3]
Demnach löst die winkelabhängige Wärmeeinstrahlung der Sonne 2 tageszeitliche Aufwinde (Tiden) in der Troposphäre aus. Dieser Aufwind verdichtet die Ladungsträger und führt so zu einer dünnen Es-Wolke, an deren Unterseite einlaufende Funkwellen wieder zur Erdoberfläche gebeugt werden.

Beim Vergleich mit den im Jahr 2016 gefahrenen Es-QSOs konnte allerdings nur die Häufung der 2. Tide von 16:00 Uhr bis 22:00 Uhr lokaler Zeit bestätigt werden. Das 1. Häufungsfenster von 08:00 Uhr bis 14:00 Uhr kann nicht einmal andeutungsweise erkannt werden. 

Bild5: Vergleich der Es-QSOs 2016 bei DP5V mit den Gezeitenfenstern nach K6MIO (Gelb) für 50MHz im Tagesverlauf. Approximation mit Polynomen 5. Grades in Rot

 Literaturangaben

[1]               https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cycle_24
[2]              DM2ABK: Rothammels Antennenbuch 13.Auflage S.1431              
[3]              Jim Kennedy K6MIO/KH6: Midlatitude Es: Complex, Not Too Complicated 
                  DUBUS 2/2016 S. 86
                  DUBUS 3/2016 S. 91

Autor: Frank DL5DSB