VHF propagatie: moeten antennes elkaar kunnen "zien"?

VHF-propagatie: hoe werkt dat?

In discussies over VHF ontvangst wordt er vaak over gesproken dat antennes elkaar zouden moeten “zien” om te kunnen ontvangen. Dit is ook altijd mijn overtuiging geweest. Totdat ik de video Understanding VHF Propagation van Rohde & Schwarz op YouTube zag. In deze video wordt de mythe ontkracht dat VHF (30–300 MHz) uitsluitend rechtlijnig (“line-of-sight”) werkt. In de video laten ze  zien welke gebruikelijke en bijzondere propagatiemodi je in de praktijk tegenkomt, waarom bereik soms verrassend groot is, en hoe je dat in je voordeel kan laten werken.

Wat is VHF en waarom relevant?

• Toepassingen: 30–300 MHz is de VHF band. Je vind er o.a. omroep (FM/TV), marifoon, luchtvaart, bedrijfsmobilofoons en bijvoorbeeld radio-amateurs. De VHF antennes zijn relatief compact.
• Waarom geen verlies na de horizon: de atmosfeer, aarde en objecten buigen, reflecteren en verstrooien signalen. Daardoor reikt het “radio-zicht” vaak verder dan het geometrisch zicht.

Vier gebruikelijke VHF-propagatiemodi

1. Troposferische refractie (kromming)

   • De brekings index van radiosignalen in de troposfeer daalt gemiddeld met de hoogte, waardoor signalen licht naar de aarde buigen. Resultaat: radiohorizon > visuele horizon.

2. Reflectie

   • Weerkaatsing tegen grond, water, gebouwen of grote structuren. Handig voor “passieve repeater”-effecten, maar vaak ook bron van multipad (interferentie en flutter).

3. Diffractie (knife-edge)

   • “Om de hoek/over de heuvel” dankzij buiging langs randen en toppen. Maakt ontvangst mogelijk zonder direct zicht, met verzwakking.

4. Verstrooiing (scattering)

   • Veelvoudige micro-reflecties aan ruwe oppervlakken of turbulente luchtlagen; draagt bij aan dekking in stedelijk/ruig terrein, maar introduceert fading.

Vier bijzondere VHF-propagatiemodi (lange-afstand)

1. Troposferische ducting

   • Mechanisme: De temperatuur in de atmosfeer stijgt, terwijl dit normaal juist daalt. Hierdoor kan er koude lucht onder een warme luchtlaag gevangen blijven. Dit werkt als een soort kanaal waarbinnen de radiosignalen kaatsen tussen de luchtlagen of tussen de lucht en de zee.
   • Gevolg: Zeer grote afstanden met vaak hoge signaalsterkte; paden zijn smal/gericht en weersafhankelijk (stabiel hogedrukweer, vaak ’s nachts en ochtenden, veel boven zee/kusten).

Sporadic-E (Es)

• Wat gebeurt er? Op ±90–120 km hoogte ontstaan af en toe “vlekken” met veel geladen deeltjes. Die werken even als een spiegel voor radiosignalen.

• Wat merk je? Plotseling groot bereik (honderden tot >1000 km), vooral in late lente en zomer.

  • Ontvangst is grillig: het signaal kan snel sterker/zwakker worden of helemaal wegvallen (fading).
  • De “spiegel” hangt maar boven bepaalde plekken, dus op de ene locatie hoor je wél iets en even verderop níet (“patchy” gebieden).
  • Werkt het best op 50 MHz (6 m) en soms op 70 MHz (4 m) en 144 MHz (2 m).

2) Meteor scatter

• Wat gebeurt er? Als een meteoor de atmosfeer in schiet, laat hij een kort spoor van geladen deeltjes achter. Dat spoor kaatst VHF-signalen heel even terug.
• Wat merk je?
  • Korte “pings” van een fractie van een seconde tot een paar seconden; tijdens pieken van meteorenzwermen soms tot tientallen seconden.
  • Voorspelbaar rond grote zwermen zoals de Perseïden (augustus).
  • Handig voor korte digitale berichten en zwaksignaal-modi.

3) EME / Moonbounce

• Wat gebeurt er? Je stuurt je signaal naar de maan; dat wordt daar zwak weerkaatst en komt terug op aarde.
• Wat merk je?
  • Het signaal verzwakt extreem (≈ 250 dB verlies).
  • Je hebt grote, richtende antennes, ruisarme apparatuur, zeer stabiele tijd/frequentie en meestal digitale zwaksignaal-software nodig.

Praktische tips (antenne, plek, instellingen)

• Zet je antenne hoog en vrij. Hoe hoger en zonder obstakels, hoe stabieler je bereik. Muren/gebouwen zorgen voor extra weerkaatsingen en verlies.
• Kies de juiste oriëntatie (polarisatie).
  • Lokaal / FM / repeaters: meestal verticaal.
  • Zwaksignaal-DX op 2 m / 70 cm: vaak horizontaal; dat geeft minder storingen uit de omgeving.
• Let op het weer. Bij hogedruk, temperatuuromkering (inversie) of zeemist kan een “kanaal” ontstaan dat signalen verder draagt (ducting).
• Seizoen en tijdstip tellen mee.
  • Sporadic-E: vooral late lente en zomer.
  • Meteor-reflecties: vroeg in de ochtend en rond jaarlijkse meteorenzwermen.
• Beperk last van weerkaatsingen (multipath). Gebruik waar mogelijk een richtantenne, monteer hoger, en werk met smallere bandbreedte en foutcorrectie om wegvallende signalen te temperen.

• VHF is niet alleen “rechtlijnig”. Dagelijks bereik wordt bepaald door buiging, weerkaatsing, om-de-hoek-effecten en verstrooiing.
• Speciale omstandigheden (ducting, Sporadic-E, meteoren, moonbounce) kunnen ineens heel ver bereik geven of juist storingen veroorzaken. Een deel is te voorspellen met weer- en ruimteweerinfo.
• Vooraf plannen loont. Stem antenne-hoogte, oriëntatie en werkmode af op je doel (lokaal vs. DX), je omgeving en het weer.