Man ska ha klart för sig att prestanda hos ett HF-system
i stor grad bestäms av störmiljön, och att alla påståenden om utbredning
utgörs av medelvärden, och stora avvikelser kan förkomma.
Nedan ett par figurer från en artikel i QTC 2/1969, skriven av en av mina mentorer, SM4AWC. Dessa visar dels förväntad fältstyrka från typiska amatörradioinstallationer, och dels förväntad brusnivån på olika frekvenser. Kurvorna kommer i sin tur från material som togs fram av Telegrafverkets "antennguru" Folke Strandén i början av 50-talet.
I synnerhet brusnivåerna kan väl betraktas som "lätt optimistiska" i dagens radiomiljö.
Fältstyrkevärdena kan räknas om så att de istället visar utbredningsdämpningen mellan isotroper, alltså förlustfria helt rundstrålande antenner. Dessa förkommer dessvärre endast i skolböcker.
Om vi normerar sändareffekten till 1 W eller 0 dBW till en förlustfri halvvågsdipol så ger det en genomsnittlig fältstyrka av mellan 20 och 30 dBµV/m, och en isotropantenn för 3,5 MHz får en absorptionsarea av grovt räknat 500 m2.
20 dBµV/m eller 10 µV/m motsvarar då en mottagen signaleffekt av grovt räknat 1E-10 W eller 80 µV över 50 ohm, motsvarande -100 dBW, -70 dBm eller "S9".
Därför brukar vi systemkonstruktörer ofta använda tumregeln "100 dB mellan förlustfria isotroper" vid grova dimensioneringsbetraktelser över HF-system i det låga frekvensområdet där NVIS-utbredning förekommer.
Nu är det väldigt sällan som 1 W sändare är 9 "S-enheter över bruset, i synnerhet nattetid, så det måste bero på något. Primärt är detta att små sändarantenner som mer ofta ligger på 10 % eller 1 % av dipolens verkningsgrad, alltså -10 eller -20 dB, används.
Signal/brusförhållandet i detta frekvensområde är nästan helt oberoende av mottagarantennernas verkningsgrad, eftersom både signalerna och bruset dämpas lika mycket. En liten antenn kan ge ett lika gott S/N som en stor så länge det dämpade bruset överstiger mottagarbruset med en viss marginal.
Man brukar säga att 1 % eller -20 dB mottagarantennverkningsgrad är tillräckligt för att kunna överrösta bruseffekterna från alla brukliga mottagare i det lägre HF-området.
En brusfältstyrka av -20 dBµV/m eller 0,1 µV/m i 3 kHz motsvarar en antennbrusfaktor hos en dipol av c:a 35 dB, så man kan tillåta en verkningsgrad av runt 1 % innan mottagarbruset kommer i samma storleksordning som det dämpade antennbruset.
Men 35 dB antennbrusfaktor på 3,5 MHz är en brusnivå som endast fanns under amatörradions storhetstid, och erfarenhetsmässigt har nivån stigit med 5 dB per årtionde i förortsmiljö, alltså med 25 dB,
En inte alldeles ovanlig brusfaktor i dag är 55 - 60 dB, vilket medger en verkningsgrad av 0,1 % eller mindre hos en mottagarantenn utan att S/N påverkas nämnvärt.
Störfältstyrkan runt mottagarantennen och sändarantennens verkningsgrad blir därför dimensionerande för HF-förbindelser på korta och medellånga avstånd.