Zobrazení dosahu přímé rádiové vlny na profilu terénu

Profil okoli - vysilac KletDosah rádiové vlny, elektromagnetického vlnění, je dán několika aspekty. Mezi ně patří použitý kmitočet, vyzářený výkon, polarizace vlnění, vyzařovací diagramy antén, ale také počasí, možné překážky a profil terénu. Zjistit, nebo případně vypočítat, přesný dosah s vyznačením na mapě je velice problematické a v amatérských podmínkách prakticky nemožné. Díky moderním technologiím a znalostem fyziky si můžeme alespoň přibližně nechat vykreslit dosah přímé rádiové vlny v závislosti na profilu terénu.

Ve většině případů dokážeme vyhledat na mapě umístění naší přijímací antény a z dostupných zdrojů i antény vysílací.

Profil terénu, kterým se rádiová vlna šíří, si jednoduše můžeme zobrazit několika způsoby:

  1. na mapách Mapy.cz díky funkci
  2. v aplikaci Google Earth  – výškový profil;
  3. Ubiquiti airLink;
  4. ve webové aplikaci heywhatsthat.com.

Mapy.cz

Mapy patřící do portfolia projektů Seznam.cz, jsem používal pro mapování cesty a zobrazení výškového profilu hned na začátku. Výhodou je jednoduchá obsluha, kde si vystačíme s výběrem funkce Měření vzdálenosti z menu Nástroje (přímo na mapě vpravo dole). Vyznačíme zdrojový a cílový bod, a ihned vidíme vzdálenost, azimut a profil. Nic sofistikovaného, ale pro jednoduché orientační ověření Mapy.cz poslouží dobře. Bohužel projekce možného dosahu rádiové vlny zde možná není.
Profil okolí - Kleť - mapy.cz

Google Earth

Oproti Mapy.cz nabízí aplikace od společnosti Google více možností. Má ale také o poznání složitější ovládání. Nejprve je nutné přidat cestu, ke které zobrazíme výškový profil. Více o funkci nalezneme na internetu. Ani zde ale jednoduše nezobrazíme dosah rádiové vlny, pouze pokud bychom měli k dispozici potřebná data z nějakého výpočtu.
Profil okolí - Kleť - Google Earth

Ubiquiti airLink

AirLink je hezká webová aplikace od známého výrobce zařízení pro WiFi, společnosti Ubiquiti Networks. Bohužel je ale určena pouze pro zařízení WiFi a mikrovlnná pojítka. Předností aplikace, od předchozích dvou, je možnost zobrazení tzv. Fresnelových zón (podrobněji dále).
Profil okolí - Kleť - airLink

heywhatsthat.com

Postupně jsme se dostali k mému favoritovi. Heywhatsthat.com je webová aplikace umožňující zobrazení nejen výškového profilu určité cesty, ale také panoramatu s dominantními body.

Profil okoli - vysilac KletPráce s aplikaci je velice jednoduchá:

  1. vybereme funkci New panorama;
  2. pod mapou vybereme metrický systém (Metric – budeme zadávat v metrech; English – ve stopách);
  3. vyhledáme vysílač na mapě nebo zadáme jeho souřadnice;
  4. zadáme výšku vysílače (vysílacích antén, vyhlídky rozhledny) nad zemí nebo nad hladinou moře;
  5. zadáme název panoramatu (bez diakritiky) – bude zobrazen v rolovacím menu v horní části stránky;
  6. klikneme na tlačítko Submit request.

Po vygenerování je zobrazena stránka s panoramatem a mapou.

Klikáním do panoramatu nebo mapy je zobrazován profil terénu ke konkrétnímu bodu s linkou přímého dohledu (protože je Země kulatá, vidíme „přímku“ prohnutou).

Na mapě máme několik tlačítek. Horizon zobrazí horizont, tedy vzdálenost na kterou můžeme z našeho místa dohlédnout. Visibility cloak označí červenou barvou místa, které můžeme vidět. Contours zvýrazní kontury terénu a Up in the air profil dosahu všesměrové antény.

Určitě překvapí, že Horizon a Visibility cloak dosahují do poměrně krátkých vzdáleností v poměru k výšce hory Kleť (něco přes 1000 m n. m.). To je dáno zakřivením Země, se kterým se při kalkulacích počítá.

Up in the air je zajímavá funkce, které neumí přímo zobrazit dosah anténního systému, ale zobrazí šíření elektromagnetické vlny ovlivněné různými překážkami. Pokud si dostatečně oddálíme mapu, uvidíme dva obrazce – oranžový a modrý. Jejich maximální poloměr ve stopách (a to i v případě, že máme zapnut metrické systém) se definuje v barevných polích pod mapou. (Pokud např. sledujeme letecký provoz pomocí ADS-B přijímače s aplikací DUMP1090, můžeme tento „virtuální“ dosah stáhnout jako datový soubor a v aplikaci DUMP1090 použít – http://www.heywhatsthat.com/api/upintheair.json?id=VIEWID&alts=5000 – VIEWID je parametr VIEW z URL vlevo nahoře od obrázku panoramatu; v mém případě tedy PBNV9C98; alts definuje vzdálenost ve stopách; stažený soubor uložíme mezi HTML soubory aplikace DUMP1090 jako upintheair.json.)

Pokud si pod terénním profilem klikneme na text Parameters, můžeme zadat další vlastnosti, včetně použitého kmitočtu. Po jeho zadání se nad a pod přímku viditelnost přidají další dvě. Ty zobrazují tzv. Fresnelovu zónu č. 1. Ve stručnosti by v této zóně neměl být umístěn žádný předmět, protože v opačném případě dochází o odrazům vln a dalším fyzikálním jevům zhoršující příjem signálu. Pro bezproblémový přenos může překážka zasahovat do zóny max. 20 %. Za ještě únosné je považováno max. 40 % (60 % musí být volné pro signál). Při větším zastínění dochází k velkým ztrátám nebo rušení vlastním signálem (odražený signál je fázově posunut a s přímým se na přijímací straně odečítá – snižuje se přijímaná úroveň). Zasahuje-li do Fresnelovy zóny terénní překážka, je označena oranžovou výplní (stejně tak jako v případě aplikace Ubiquiti airLink). Existence předmětu ve Fresnelově zóně č. 1 sama o sobě neznamená, že signál překážkou neprojde. Vždy záleží na tloušťce překážky, materiálu a použitém kmitočtu. Díky fyzice šíření elektromagnetických vln je samozřejmě možné pozorovat limitovaný dosah i za horizontem pohledu (nicméně nemám na mysli šíření odrazem/lomem v ionosféře, která se uplatňuje do kmitočtů cca 30 MHz).

Slabinou heywhatsthat.com je problém s diakritikou, ale ta nemá na funkci podstatný vliv.

Závěr

Jak Mapy.cz tak i Google Earth poskytují jednoduché zobrazení terénního profilu. Pokud ale chceme zobrazit více, plně vyhoví aplikace Ubiquiti airLink a heywhatsthat.com. Heywhatsthat.com nám může pomoci i např. s plánováním výletu, abychom se ujistili, zda budeme mít výhled podle našich představ.

U všech aplikací si ale musíme uvědomit, že terénní profil je počítán bez zastavěných ploch. V reálné situaci nám může stát v cestě nějaká zástavba, v tom nejhorším případě ocelová.

1 komentář u „Zobrazení dosahu přímé rádiové vlny na profilu terénu

  1. Tonda

    Díky za potvrzení, něco podobného jsem uváděl v článku v časopise RA při využití technologie ADSB pro využití odrazů od letadel na UKV.
    73, Tonda, OK7AJ

Napsat komentář