Rainscatter Nedir

 10 GHz bandında mikrodalga haberleşmesi ve amatör telsizcilikle uğraşanlar için en heyecan verici propagasyon (yayılım) türlerinden biri şüphesiz Rainscatter (Yağmur Dağılımı) modudur. 

Amatör telsizcilikte VHF, UHF ve özellikle SHF (Mikrodalga) bantlarına geçtiğimizde, ufuk çizgisi en büyük sınırımız haline gelir. Ancak doğa, bize bu sınırları aşmamız için harika fırsatlar sunar. İşte bu fırsatların en dinamik ve heyecan verici olanlarından biri: Rainscatter (Yağmur Dağılımı).

Peki, arkasını göremediğimiz koca bir dağın arkasındaki istasyonla hatta bazen yüzlerce km mesafede, sırf arada şiddetli bir yağmur var diye 10 GHz'de nasıl QSO yapabiliyoruz? Gelin bu işin arkasındaki fiziğe ve pratik detaylara yakından bakalım.

1. Rainscatter Nedir ve Hangi Frekanslarda Etkilidir?

Rainscatter, elektromanyetik dalgaların atmosferdeki yoğun yağış alanlarına (yağmur, dolu veya sulu kar fırtınaları) çarparak saçılması ve bu sayede normalde görüş hattında (Line of Sight) olmayan istasyonların birbirleriyle haberleşebilmesi durumudur.

Bu olay her frekansta gerçekleşmez. Frekans seçiminde kritik parametre, sinyalin dalga boyu ile yağmur damlasının fiziksel boyutu arasındaki ilişkidir.

• Alt Sınır (Kritik Eşik): Yağmur dağılımı genellikle 4.3 GHz (6 cm) civarında kendini göstermeye başlar. 144 MHz veya 430 MHz gibi alt bantlarda yağmur damlaları dalga boyuna göre çok küçük kaldığından sinyal doğrudan içinden geçer (dağılım ihmal edilebilir düzeydedir).

• En Verimli Bantlar: Bu modun en popüler ve verimli kullanıldığı frekanslar 10 GHz (3 cm) ve 24 GHz (1.2 cm) bantlarıdır. 10 GHz'de 3 cm olan dalga boyu, fırtına bulutlarındaki iri yağmur ve dolu tanelerinin boyutlarıyla mükemmel bir rezonansa girer.

• Üst Sınır (Zayıflama): 24 GHz'in üzerine çıkıldığında (örneğin 47 GHz veya 76 GHz), yağmur damlaları sinyali dağıtmaktan ziyade emmeye (attenuation/zayıflatma) başlar ve sinyal yok olur. Bu yüzden 10 GHz, rainscatter için "altın frekans" olarak kabul edilir.

2. Yağmur Damlaları Sinyali Nasıl Dağıtır? (Mie Saçılması)

Peki, sıvı haldeki bir su damlası nasıl olur da bir ayna gibi davranıp 10 GHz sinyalini yansıtır?

Buradaki fiziksel fenomen aslında bir "yansıma" (reflection) değil, saçılma (scattering) olayıdır. Elektromanyetik dalga boyu, çarptığı parçacığın (yağmur damlası) boyutuyla hemen hemen aynı olduğunda Mie Saçılması (Mie Scattering) teorisi devreye girer.

Mie Saçılması

Sinyal bulut kütlesine ulaştığında, her bir yağmur damlası küçük birer dielektrik saçıcı (anten) gibi davranır. Gelen enerjiyi emer ve her yöne doğru yeniden yayınlar (re-radiate). Bu saçılma izotropik (her yöne) değildir; sinyalin büyük kısmı ileriye doğru (forward scatter) ve bir kısmı da geriye doğru (backscatter) yayılır. İki amatör telsizci, antenlerini aynı yağmur hücresine (rain cell) çevirdiklerinde, bu saçılan sinyaller üzerinden havada buluşmuş olurlar.

Rain Scatter

3. Sinyal Güçlenir mi, Saçılır mı? Ses Kalitesi (Audio) Neden Bozulur?

Rainscatter haberleşmesinde en çok şaşırtılan konulardan biri sinyalin karakteristiğidir.

• Sinyal Gücü: Sinyal kesinlikle güçlenmez, aksine ciddi bir saçılma kaybına (scattering loss) uğrar. Ancak antenlerin kazancı (gain) yüksek olduğunda ve doğru yağmur hücresi hedeflendiğinde, normalde hiç duyulamayacak bir sinyal birden gürültü eşiğinin üzerine çıkar.

• Ses Kalitesindeki Değişim (Doppler Etkisi ve Distorsiyon): Rainscatter üzerinden gelen bir CW (Mors) veya SSB (Ses) sinyalini dinlediğinizde, sinyalin saf ve net olmadığını, "hışırtılı", "coşkulu" (watery/gurgling sound) veya adeta bir fırça sesine benzediğini fark edersiniz. Bunun nedeni, bulut içindeki binlerce yağmur damlasının rüzgar nedeniyle sürekli ve farklı hızlarda hareket etmesidir. Her bir damladan saçılan sinyal, mikroskobik düzeyde farklı bir Doppler kaymasına uğrar. Bu durum sinyalde faz dalgalanmalarına ve frekans yayılmasına (spectral broadening) yol açar. 10 GHz'de bu bozulma o kadar yoğundur ki, bazen karşı istasyonun sesini tanımak imkansız hale gelebilir.

Scattering 

4. Hangi Modlarla Haberleşme Yapılır?

Sinyal kalitesindeki bu dramatik bozulma, mod seçimini doğrudan etkiler:

• CW (Mors Kodu): Rainscatter için en güvenilir ve bir numaralı moddur. Sinyal ne kadar hışırtılı ve yayılmış olursa olsun, insan kulağı o ritmik tonu ayırt edebilir. Genelde ayırt edilmeyi kolaylaştırmak için daha kalın/pes tonlar (keskin bir 800 Hz yerine daha geniş bir ton) tercih edilir.

• SSB (Ses): Güçlü yağmur hücrelerinde SSB haberleşmesi mümkündür. Ancak Doppler etkisi nedeniyle ses robotikleşir ve hışıldar. Anlaşılırlığı artırmak için tane tane ve yüksek sesle konuşmak (ve gerekirse hecelemek) gerekir.

• Dijital Modlar (FT8, Q65 vb.): Klasik FT8 gibi modlar, rainscatter'ın neden olduğu yüksek frekans yayılmasına (doppler spread) karşı hassastır ve senkronizasyon kaybedebilir. Ancak WSJT-X yazılımındaki Q65 modu, mikrodalga saçılma modlarındaki bu faz kaymalarını tolere edebilecek şekilde özel olarak tasarlanmıştır ve dijital rainscatter operasyonlarında başarıyla kullanılmaktadır. FM modu ise bu tür bir faz bozulmasında tamamen işlevsiz kalır, asla kullanılmaz.

Sonuç: Yağmuru Takip Etmek

10 GHz'de rainscatter kovalamak, radar haritalarını (meteoroloji radarlarını) izlemeyi, fırtına hücrelerinin yönünü tahmin etmeyi ve anlık anten çevirmeyi gerektiren harika bir satranç oyunudur. 

Yurtdışında (Amerika'da) iki istasyonun görüşebilmesi amacıyla yapılmış bir site var.

rainscatter.com sitesinde siz ve karşı istasyon girilerek uygun bulutlar seçilebiliyor.

rainscatter.com

Maalesef Türkiye'de bulut yüksekliğini meteorolojiden almak mümkün olmadığı için bu tür bir çalışma yapamasam da, cep telefonundaki meteoroloji uygulaması veya web sayfası üzerinden yağmur bulutları takip edilebilir.

Elimizde uygun api olmasa da bazı görüntü işleme teknikleri ile Türkiye için harita sorununu çözdüm.

Şu an için http://rs.kayhan.name.tr adresinde (bazı browserlar otomatik düzeltiyor..ama başı http olacak. https değil) yayina geçmiş olan site üzerinden mikrodalga için hem rainscatter hem de direkt haberleşme için konuşmak istediğiniz istasyon ile hangi bulutların uygun olduğunu bulabilirsiniz. 

.

Bir diğer önemli konu da polarizasyon.

Eğer iki istasyon arasında görüşme denenecek ise bu polarizasyonda en verimlisi Vertikal'dir.. Yağmur damlaları vertikalde daha uzun oludğundan verim yükselir. Ancak karşı taraf (örneğin beacon ise) horizontal ise, herm vertikal hem horizontal olarak ihtimali değerlendirmek lazım.

Ankara ilinde 10.451.700 frekansında 7/24 çalışan Horizontal polarizasyonda bir beacon'umuz var. 

Yukarıda da bir ekran çıktısını görebileceğiniz bu beacon muhtemelen kırk ikindi yağmurları gibi yüksek bulutlu yağışlarda birkaç yüz km uzaktan bile duyulma ihtimaline sahip. Bu yüzden radyo amatörü iseniz dinlemeyi deneyin. Duyarsanız bana bir kaydını gönderin ki size SWL sertifikanızı gönderebileyim.

Bu beaconu dinlemek için ortak her iki istasyonu da görebilen bir noktada yüksek yağış bulutları olmalı.. 

www.heywhatsthat.com adresinden yaptığım çalışmayi yapay zeka ile İstanbul Kayışdağı merkezli bir nokta ile birleştirdiğimde olası yüksek qso olasılığına sahip bulut oluşma bögeleri şu şekilde çıktı.

Ankara- İstanbul Rainscatter Bulut Bölgeleri

Bir sonraki gök gürültülü sağanak yağışta telsizinizin başına geçmeyi ve anteninizi o kara bulutlara çevirmeyi unutmayın!

73!

Meteor Scatter için MSHV Program Kullanımı - 2

 İlk yazıda temel olarak programın kullanımından bahsettim.

Şimdi VHF te bir QSO nasıl yapılır ondan bahsedeceğim.

Meteor Scatter için en iyi zaman aralığı sabaha karşı, 4-5 civarı. Meteor yoğunlukları en yüksek bu zaman diliminde oluyor. Sabah 10-11 e kadar da devam ediyor. Bu saatten sonra azalsa da, Büyük meteor yağmurları sırasında yine de QSO yapmaya yeterli meteor bulunabiliyor.

Öncelikle meteor Scatter QSO yapmanın iki temel yolu var. Random yani rastgele, ya da Sked yani randevulaşarak.

Random QSO için, her modun bir genel çağrı frekansı vardır..

Örneğin FSK441 için 144.370Mhz, MSK144 için 144.360 MHz.(SSB olduğunu belirtmeme gerek yok sanırım..Bu frekanslarda FM görüşme kesinlikle yapılmaz) 

Anten yönü olarak ta en fazla amatörün bulunduğu Avrupa yönüne doğru anteni çeviriyorum..

Meteor Scatter da elevation yani yükseklik açısına ihtiyacınız pek yok. Sadece azimuth ayarı yeterli oluyor.

Eğer istasyon yakın ise (1000 km altı) MSHV programında görebileceğiniz HotA ya da HotB yönüne çevirmek daha iyi olabiliyor.

Bu direkt olarak o istayona dönmek yerine biraz açı verip, meteor yansıtma olasılığını arttıran bir yöntem. Ama şart değil. Genelde direkt konuşulacak istasyona anten çevrilip QSO gerçekleştiriliyor.

Mesafeler de, 500-550 km den başlayıp 2000 km'ye kadar çıkabiliyor. 2000'in üzeri nadir olsa da imkansız değil.

 

MSK144 yapacağımızı var sayalım.

Telsizimizi 144.360 frekansına alıyoruz.

MSHV programında üstteki mod kısmında MSK144 seçiyoruz. 

Auto Dec veya RT Dec seçeneğini işaretliyoruz(RT Dec daha iyi çalışıyor bence) 

Doğuda olduğuuz için TX First seçeneğini işaretliyoruz.

Tx6 buttonuna (ekranın alt sağ kısmında) basıyoruz.

Eğer telsiz/bilgisayar bağlantılarımız tamam ise, cihazımızın 30 saniye boyunca TX yaptığını fark edeceksiniz. 

Sonraki 30 saniye ise cihaz dinlemeye geçer. Size cevap verecek bir istasyon olana kadar bu şekilde devam edilir. 

herhangi bir istasyon size cevap verdiğinde ise mouse ile bu çağrı işareti işaretlendiğinde, otomatik olarak rapor çağrı işareti vs oluşturulur.

Sıra size geldiğinde de TX yapılır. 

Bir bilgi, ASeq seçeneği seçili olursa (Ana ekranda- GEN MSG düşmesinin üstünde) FT8 de olduğu gibi QSO otomatik olarak tamamlanana kadar devam eder.

Aşağıda büyük bir meteor geçişi sonrası ekrandaki decodeları ve sinyal seviyelerini görebilirsiniz.

Gördüğünüz gibi, 20:09:30 da birden fazla istasyonun sinyalini çözmüşüm.

Alttaki kısımda, Time saati,  T: periodun kaçıncı saniyesinde çözüldüğü, dB duyulan sinyal gücünü, DF, karşı tarafın sinyali ile bizim telsizimizin frekans farkını göstermekte.

mesajlardan anladığımız ise, OM7CM istasyonunun  UT5VD yi çağırdığı, OK2WO ve OK1AAM istasyonlarının CQ gönderdiği, 9A5ID'nin ise karşı istasyona sinyal raporu gönderdiği.

Bir alttaki ekran görüntüsünde ise, SP9XWL istasyonuna yaptığım çağrıyı görüyorsunuz.

Mouse ile o satırı seçtiğimde otomatik olarak, hem karşı tarafın locator bilgisini hem de çağrı işaretini doldurdu. Locator bilgisinden, karşı istasyonun benden kaç derece ve kaç km uzakta olduğu bilgisini otomatik olarak hesapladı.

Eğer yönlü bir anteniniz var ise, anteninizi buradaki azimuth açısına uygun çevirebilirsiniz. Rotor yok ise, anteninizi bu istasyonların ağırlıklı bulunduğu Avrupa yönüne çevirmeniz yeterli olacaktır.

mesajlardan göreceğiniz gibi, QSO bir kaç adımdan meydana geliyor. Karşı tarafı çağırma (TX1)

Karşı tarafı ilk duyan istasyonun TX2 ile yanıt vermesi...

Karşıdan TX2 yani raporu duyan istasyonun , TX3 e geçip R+20 gibi cevap raporu göndermesi,

TX3 ü duyan istasyonun ise, Tx4 ile qso yu bitirmesi.

Yani başlangıçta her iki istasyon da TX1 ile başlarken,

İlk duyan TX2 TX4, ikinci duyan ise TX3 TX5 mesajlarını göndermekte.

Aseq seçili ise bu süreç otomatik gerçekleştirilmekte.

Meteor Scatter'da görüşme süreleri bir QSO'nun maksimum 60 dakika sürmesi yönündedir. Yani 60 dakikada bitirilemeyen bir QSO geçersiz olur. 

QSO sırasında, internet üzerinden vs, seni şöyle duydum, böyle duydum.. şimdi şu mesajı gönderiyorum tarzı konuşmalar, QSO yu geçersiz kılar. Tek istisnası, karşı taraftan TX4 yani RR73 mesajı aldığınızda, sizin 73 göndermenize gerek yoktur. Karşı istasyonu bu mesajı aldığınız konusunda bilgilendirdiğinizde QSO tamamlanmış olacaktır.

 Random QSO konusunda son bilgi. 

Aşağıdaki ekran görüntüsünde , bazı çağrıların yanında rakam yazdığını göreceksiniz.

Örneğin CQ 280 S51ZO..

Bu log ben 144.360 ta dinlerken alındı. S51Zo istasyonu TX'ini 144.360 ta yapıyor ama, RX olarak 144.280 frekansını dinliyor demek. Bu istasyon ile görüşmek istiyorsanız, 144.280 e geçip oradan çağırmanız ve orayı dinlemeniz lazım.

Karşı taraf sizin çağırdığınızı duyar duymaz, hem TX hem RX ini 144.280 e geçirecektir. Ve QSo orada devam edecektir.  Yani HF teki gibi split bir görüşmeden ziyade, bir randevulaşma mesajı olarak anlayabiliriz.

 Yukarıda random QSO yapmayı anlattık.

Peki Sked nasıl yapılır?

http://www.on4kst.com/chat/ adresine girilir.

Burada kullanıcınızı oluşturduktan sonra, 

Enter into the 144 & 432 MHz chat here linkine girilir. Buradaki diyalogları bir süre takip ettiğinizde zaten neler konuşluyor neler yapılıyor kolaylıkla kavrarsınız.

Yeni başlayan birisi olduğunuz anlaşıldığında, insanlar sizinle QSO yapabilmek için birbiriyle yarışacaktır. Bu yüzden hiç çekinden olmayın.

Chat sayfası ile ilgili size verebileceğim tek ip ucu

direkt chat penceresine yazdığınız şeyler herkese gider. Ama yazdığınız yazının karşı tarafta bir uyarı yapmasını (meep diyorlar buna) istiyorsanız, "/CQ TA2NC mesaj"  şeklinde başına /CQ yazarak yazmanız yeterli. Burada karşı tarafa , hangi frekans(QRG) hangi mod (fsk msk vs) hangi period ta qso yapacağınızı teyitleşip qso'nıza başlayabilirsiniz.

İlk aşamadan anlatacaklarım bu kadar. Daha detay sorular olur ise, buraya yazarsanız cevaplamaktan mutlu olurum.

Bol QSOlar.

HF Frekanslar ve Özellikleri

Eminim epey bir yerde benzer bilgileri okumuşsunuzdur , zaten çoğumuz da tecrübelerimiz ile bunları biliyoruz ama, yeni başlayan arkadaşlar için özet bir bilgi olarak paylaşayım dedim.

HF bandındaki radyo dalgaları iyonosfere çarparak geri yansıma özelliğine sahiptir. Bu sayede çok düşük güçler ile neredeyse tüm dünya ile konuşabilmekteyiz. Ancak bu fiziksel olay, her noktada kesintisiz bir kapsama alanı oluşturmaz.
İşte bu durumu açıklayan temel kavramlar:

1. Atlama Mesafesi (Skip Distance) Vericiden çıkan radyo dalgalarının iyonosferden yansıyarak yeryüzüne ilk ulaştığı noktaya kadar olan mesafeye atlama mesafesi (skip distance) denir. Bu, sinyalin "gök dalgası" (sky wave) olarak katettiği en kısa yoldur.
2. Ölü Bölge (Skip Zone) Yer dalgalarının (ground waves) menzili dışında kalan ancak henüz gök dalgalarının yere inmediği arada kalan boşluğa ölü bölge (skip zone) denir. Bu bölgede bulunan alıcılar, ne yer dalgasını ne de yansıyan gök dalgasını alabildikleri için iletişime kapalıdırlar.
 Bu fenomen nedeniyle, belirli bir frekansta binlerce kilometre ötedeki bir istasyonla pürüzsüz bir görüşme yaparken, size sadece 150-200 km uzaklıktaki bir istasyonu hiç duyamayabilirsiniz.

Özetle: Çok uzak mesafe: Gök dalgasının yere indiği "atlama noktası" üzerindedir. Çok yakın mesafe: Yer dalgalarının ulaştığı doğrudan görüş alanındadır. Orta (Ölü) bölge: İki sinyalin de ulaşamadığı, "atlama"nın üzerinden geçtiği sessiz bölgedir. Bu durum kullanılan frekansa, günün saatine ve güneş aktivitelerine (iyonosferin yoğunluğuna) bağlı olarak sürekli değişkenlik gösterir..

Burada elbet hem sizin hem karşı istasyonun kullandığı anten tipi de çok önemlidir.

Eğer Yagi gibi uzak atım bir anten kullanılıyor ise ilk çıkış açısı küçüleceğinden sinyalin ilk atlaması çok daha uzağa giderken, NVIS tip bir anten kullanılıyor ise, sinyaller neredeyse yere dik bir şekilde iyonosfere çıkacağından daha yakın mesafe haberleşme mümkün olur. 

Özellikle askeri HF antenleri genelde NVIS yapıda olup, lokal, orta-yakın mesafe haberleşmeler için optimize edilmiştir.

Skip Zone- Atlama Bölgesi

160m Bandı (1.8 MHz)

Iyonosferin D tabakasından yansıyan bu kısa dalga sinyaller yüzünden, gündüz 100-120 km’lik menzilin pek dışına çıkılamayan bu band, özellikle geceleri D tabakasının kaybolmasından sonra F tabakasından yansıdığı için uygun bir anten ile birkaç bin km mesafelere erişilebilir. Bu yüzden genelde gece kullanılan bir bandtır.
Kışın ve güneş aktivitesinin düşük olduğu dönemlerde çok daha sessizdir.

80m Bandı (3.5 MHz)

160m bandı ile benzerlikler gösterir. Ancak frekansı daha yüksek olduğundan D tabakasından daha düşük açılardan yansıyabilir. Bu yüzden gündüz menzili 2000 km’ye kadar çıkabilir. Gece veya Gün doğumu/batımı sırasında (Grey line) atmosferik gürültü de düşük olacağından 9000 km’lere kadar çıkma imkânı verebilir.

40m Bandı (7 MHz)

Bu frekans hala D tabakasından etkilenmekle beraber daha performanslıdır. SKip Distance (En yakın atlama noktası) 400-500 km ye kadar düştüğünden yakın mesafe hava haberleşmelerine uygundur. Ayrıca DX kullanıma da uygundur. Yaz aylarında atmosferik gürültünün yüksekliğinden dolayı performansı çok iyi olmaz ve güneşin 11 yıllık döngülerinden de etkilenmektedir. En kalabalık bandlardan biridir.

30m Bandı (10 MHz)

Şartları 40m bandına yakın olsa da, yazları propagasyonu çok daha açık bir bandtır. Gündüzleri 1600 km ye yakın bir menzili olan bu band, geceleri 12000 km civarı görüşmelere imkân verir. 24 saat kullanılan bir band olması bu bandın önemini arttırır. Ancak bu bandta SSB görüşme yapılamamaktadır. CW veya dijital modlar kullanılabilir.

20m bandı (14 MHz)

En popüler band olan bu band, yazları Iyonosferden kaynaklı tüm gün kullanılabilirken, kış aylarında akşama doğru tamamen kapanır ve sadece gündüz kullanılabilen bir band olur.
Alt bandlara nazaran daha gürültüsüz bir band olduğundan çoğu DX istasyonuna buradan ulaşmak mümkündür.
İlk atlama uzaklığı olarak gündüzleri 700km, geceleri de 1600 km civarında bir atlama noktası olduğundan mahallî görüşmeler için uygun bir band değildir.

17M bandı (18 MHz)

15M bandı ile benzerlik gösteren bu band, 11 yıllık güneş döngüsünden etkilenir. Solar aktivitenin maksimum olduğu dönemlerde gündüz ve gece kullanılabilmesine rağmen, bu aktivitenin düşük olduğu dönemlerde ancak öğle saatlerinde kullanılabilmektedir. Atlamak uzaklığı 1200 km civarındadır.

15M band (21 MHz)

20m bandının daha gürültüsüz alternatifi olarak görünen bu band, güneş aktivitesinin yoğun olduğu zamanlarda kullanılabilir. Aktivite yoğunken geceleri de kullanılabilen bu band, düşük aktivitede gündüzleri birkaç saat kullanım sunabilmektedir. Bahar aylarında ES(Sporadic E) açılımları ile yansıması mümkündür. 1600 km atlama uzaklığı vardır.

12M Bandı (24 MHz)

Bu band solar aktiviteye oldukça bağımlıdır. Solar aktivitenin yüksek olduğu dönemlerde her tür anten ile DX çalışabilme imkânı sunarken, solar aktivitenin düşük olduğu dönemde neredeyse tamamen kapanır. Sadece ekvatoral bazı enlemlerde limitli kullanım sağlar. Atlama uzaklığı 1600 km civarındadır.

10M Bandı (28 MHz)

12M bandına oldukça benzeyen bu band, solar aktivitenin yüksek olduğu dönemlerde çok düşük güçlerle 12000 km’ye kadar görüşme imkânı sağlayabilir. Bu dönem gün batımından sonra birkaç saat daha aktif kalabilir. Solar aktivitenin düşük olduğu dönemlerde band tamamen ölüdür. Ancak, VHF özelliği gösterebildiğinden dolayı, Meteor Yansıtma, SporadicE gibi yansıma türleri ile kullanılabilmektedir. Sporadic E açılımları ile multihop (çoklu yansıma) ile bahar-yaz başı döneminde 4000-4500 km mesafeler ile görüşmek mümkündür. Atlama mesafesi 2000 km olan bu band mahallî qsolar için kullanılamaz.