Tee-se-itse täsmäennuste YLE Radio Finlandin lähetyksille

VOACAP Quick Guide: Home

 

Jari Perkiömäki, JKP, Vaasa (julkaistu Radiomaailma-lehdessä 9/2003)

YLE Radio Finland lähettää ulkomaille suunnattuja ohjelmia suomeksi, ruotsiksi, venäjäksi ja latinaksi. Varsinkin kun itse on matkoilla, usein tekee mieli tietää, millä taajuuksilla lähetys kuuluu parhaiten siinä kaupungissa tai lomakohteessa missä sattuukin olemaan.

Radio Finlandin painetussa ohjelmaesitteessä on esitetty peittoaluekarttoja eri kohdealueille ja Digitan tarkkailuraportteihin perustuvat kuuluvuusarviot. Nämä molemmat ovat satunnaisen kuuntelijan kannalta hyviä apuvälineitä. Tiedonjanoisemman kaukokuuntelijan kannalta ne ovat kuitenkin vain suuntaa-antavia, sillä taajuussuunnittelu perustuu kahteen aikataulujaksoon, kesäajan ja talviajan aikatauluihin. Näin ollen kartat ja arviot eivät välttämättä kerro tarpeeksi kuuluvuuden laadusta tiettynä kuukautena saati tiettynä päivänä.

Signaalin laatu voi eri kuukausina vaihdella kohdealueella melko paljon. Esimerkkinä olkoon vaikka YLE:n lähetysten kuuluvuus Australian itäosissa. YLE on perinteisesti lähettänyt ohjelmia Australian suuntaan 21 MHz:n alueella. Tämä taajuusalue on ennusteohjelmien mukaan hyvä muulloin paitsi kesäaikaan, jolloin kuuluvuus esim. Australian itäosissa heikkenee. Parempia taajuuksia olisi etsittävä tuolle ajanjaksolle esimerkiksi 17 MHz:n alueelta. Tämä artikkeli opastaa, kuinka laaditaan suhteellisen tarkat täsmäennusteet YLE:n - ja muidenkin yleisradioasemien - lyhytaaltolähetyksille.

Mitä tarvitaan?

Tarkkoja päiväkohtaisia ennusteita tekeviä ohjelmia ei ole juuri saatavilla. Monien ohjelmien (esim. VOACAP, ICEPAC, REC533, ACE-HF, WinCAP, IONCAP jne) ennustetarkkuus rajoittuu kuukausitasolle. Tämä tarkkuus on riittävä kaukokuuntelijalle.

Kuukausitason täsmäennusteen tekemiseen tarvitaan neljä asiaa, jotka saa vapaasti kopioitua Internetistä:

Keliennusteohjelma

Keliennusteohjelmana käytetään Yhdysvaltain Department of Commercen (NTIA/ITS) ylläpitämää VOACAP (Voice of America Coverage Analysis Program) -ohjelmaa. Sen käytöstä olen kirjoittanut englanninkielisen pikaoppaan joka löytyy osoitteesta http://www.uwasa.fi/~jpe/voacap/. Lisäksi suomen kielellä löytyy kirjoituksiani Radioamatööri-lehdestä (12/2002 ja 1/2003).

VOACAP on helppokäyttöinen ohjelma, vaikka sitä on moitittu monimutkaiseksi ja hankalaksi. Syy näihin kommentteihin voi olla siinä, ettei ohjelma tarjoa ohjeita saatujen tulosten tulkintaan, mikä kuitenkin ennusteen kannalta on kaikkein tärkein osa. VOACAP Quick Guiden pyrkimyksenä on kertoa, mitä tulokset ovat ja kuinka niitä on tulkittava. Samalla se opastaa oikeiden alkutietojen syöttämisessä. Opas ohjaa ja taustoittaa käyttöä niin, että mahdollisimman tarkka ennuste saadaan tehtyä.

Mikäli ohjelmaa ei ole vielä tietokoneelle asennettu, haetaan asennuspaketti (itshfbc.exe) em. osoitteesta ja asennetaan se asennusohjelman ehdottamalla tavalla C-levylle.

Yleisradioasemien antennimallit

Haetaan ZIP-muotoinen tiedosto (hfcc.zip), joka sisältää yleisradioasemien tyypillisimmät antennikuvaukset. Nämä antennimallit ovat suoraan käytettävissä VOACAP-ohjelman kanssa.

Puretaan ZIP-paketti esim. WinZip-ohjelmalla (www.winzip.com) ja tehdään C:\itshfbc\antennas-hakemiston alle hakemisto nimeltä hfcc, jonne kaikki ZIP-paketissa olevat tiedostot tallennetaan. Näistä malleista tarvitsisimme YLE:n tapauksessa viittä eri antennityyppiä, vaikka paketti itse sisältää yli 650 erilaista antennia. Jatkossa mikäli haluaa laatia ennusteen jonkin muun aseman kuuluvuudelle esim. Suomessa, näistä antenneista voi olla hyötyä.

Mikäli on kiinnostunut näiden antennien suuntakuvioista, käytetään niille tarkoitettua HFant-oheisohjelmaa, joka tulee mukana VOACAP:n asennuspaketissa.

Auringonpilkkulukemat

VOACAP:n yhteydessä ei voi käyttää mitä tahansa auringonpilkkulukemaa. VOACAP:n sisäiset ionosfäärimallit ja ennustealgoritmit edellyttävät, että ohjelmassa käytetään Lincoln-McNishin algoritmiin perustuvaa kuukauden tasoitettua auringonpilkkulukemaa (International Smoothed Sunspot Number).

Missään nimessä ei tule käyttää päivätason auringonpilkkulukemaa saati muilla menetelmillä laskettuja kuukauden tasoitettuja auringonpilkkulukemia, joita ei ole sovitettu VOACAP-käyttöön. Yllä mainitusta www-osoitteesta löytyvät ne lukemat, joita käytetään VOACAP:n kanssa.

Yleisradioasemien taajuusluettelo

Haetaan viimeisin (tätä kirjoitettaessa A03) HFCC:n ylläpitämä tiedosto (a03allx2.zip), joka sisältää kansainvälisten yleisradioasemien taajuudenkäyttösuunnitelmat. Sieltä löytyy myös Digitan laatima suunnitelma YLE Radio Finlandin lähetyksille. Tietojen salassapito näyttää kuitenkin olevan tällä hetkellä osa yleismaailmallisempaa kehityssuuntaa, sillä HFCC:n julkisesta taajuusluettelosta näyttäisi puuttuvan useiden asemien taajuustietoja.

YLE:n tiedot löytyvät, kun etsii kaikki rivit, joissa LOC-sarakkeesta lukee POR. HFCC:n ZIP-paketissa on myös SITE.TXT-niminen tiedosto, missä ovat lähetinpaikkakuntien tunnukset koordinaatteineen kaikille ITU:n taajuuskoordinoinnin alaisille asemille. Tämä on käyttökelpoinen tiedosto, mikäli haluaa tehdä ennusteita siitä, miten muut yleisradioasemat kuuluvat Suomessa. Samanlainen luettelo löytyy myös (ainakin vuoden 2002) WRTH:n loppulehdiltä.

HFCC:n asemaluetteloa täydellisempi tietokanta on saatavissa ILGRadion www-sivulta osoitteesta http://www.ilgradio.com/ilgradio.htm. Asematietojen lataaminen vaatii rekisteröitymistä ja voi viedä jonkin aikaa. Odottaminen silti kannattaa, koska tiedot ovat paljon monipuolisemmat kuin HFCC:n ylläpitämässä luettelossa.

Porin lyhytaaltoasemasta

Porin Preiviikistä tyypillisesti lähetetään 100 kW:n, 250 kW:n ja 500 kW:n lähetystehoilla. 100 kW on tarkoitettu lähinnä Suomen/Skandinavian tarpeisiin, 250 kW Venäjän lähialueen lähetyksiin ja 500 kW kaikkiin muihin lähetyksiin.

Käytettävissä olevien tietojen mukaan Preiviikin antennikenttä on 40 hehtaarin suuruinen ja sisältää mm. 13 kpl jopa 75 m:n korkuista mastoa kymmentä amerikkalaisen TCI:n toimittamaa verhoantennia varten. Rohde & Schwarzin käännettävä log-periodinen antenni on 40 m korkeassa betonimastossa. Olen lisännyt antenniluetteloon (taulu 1) sarakkeen "VOACAP-koodi", joka viittaa VOACAP:ssa käytettävään antennikoodiin.

Taittodipoleista rakennettujen ns. HRS-verhoantennien pääkeilaa voidaan sähköisesti siirtää "suunta"-sarakkeessa olevien astelukemien rajoissa. Sähköisesti suuntaa muutettaville antenneille on HFCC-antennitiedoissa omat antennimallinsa. Valitettavasti tietoa siitä, miten paljon pääkeilaa on kunkin lähetyksen kohdalla siirretty, ei löydy HFCC:n julkisista taajuustiedoista. Tästä syystä meidän on tyytyminen S00-päätteisiin antenneihin, joissa pääkeila on taajuusluetteloissa ilmoitetun astelukeman osoittamaan suuntaan.

 #  tyyppi       VOACAP-koodi    MHz  suunta ast. kohdealueet
 1  HRS 4/4/1.0  HFBC_001.S00  11-21  310 +/-15   Pohj. Am.
 2  HRS 4/4/1.0  HFBC_001.S00   9-17  310 +/-15   Pohj. Am.
 3  HRS 4/3/0.5  HFBC_004.S00   9-17  240 +/-15   Et. Am./, Eur.
 4  HRS 4/4/1.0  HFBC_001.S00  11-21  240 +/-15   Et. Am./, Afr.
 5   CH 2/1/0.5* HFBC_711.S00      6  240  ei     Pohj. Eur. (6120 kHz)
 6   HR 2/2/0.5  HFBC_011.S00   6-12  220  ei     Länsi-Eur. (11755 kHz)
 7  HRS 4/4/1.0  HFBC_001.S00  11-21  160 +/-30   Lähi-itä, Afr.
 8  HRS 4/3/0.5  HFBC_004.S00   9-17  160 +/-30   Lähi-itä, Afr.
 9  HRS 4/4/1.0  HFBC_001.S00   9-17   75 +/-15   Kaukoitä
10  HRS 4/4/1.0  HFBC_001.S00  11-21   75 +/-15   Kaukoitä
11   LPH         HFBC_800.S00   6-26   60...310   kaikki

Taulu 1. YLE Radio Finlandin käyttämät lähetysantennit.

*) Alunperin antenniksi oli merkitty HR 2/1/0.4; heijastajan purkamisen jälkeen CH 2/1/0.5 on ehkä lähin vastine, vaikka säteilykulmissa on eroa (antennin oikeampi tunnus lienee kuitenkin CH 2/1/0.4 ?)

Antennin valinta ennusteisiin

HRS 4/4/1.0 -antenni (VOACAP:ssa HFBC_001.S00) on hyvä lähtökohta, kun halutaan tehdä ennusteita Radio Finlandin kuulumisesta kaukomailla, kuten Pohjois-Amerikassa, Kaakkois-Aasiassa ja Afrikassa. Samoin tämä antenni on käyttökelpoinen ennustettaessa muiden isojen yleisradioasemien ulkomaanlähetysten kuulumista Suomessa. HFCC-taajuustiedoissa näyttäisi olevan mainittu pääkeilan suunta, joka merkitään kohtaan MainBeam. Kuvassa 1 nähdään HRS 4/4/1.0:n säteilykulmat ja kuvassa 2 antennin suuntakuvio.

Kuva 1. HRS 4/4/1 -antennin säteilykulmat nähtynä VOACAP-ohjelman mukana tulevalla HFant-ohjelmalla . Paras säteilykulma on 7 astetta; -3 dB:n pisteet ovat 3,5 astetta ja 11 astetta.

Kuva 2. HRS 4/4/1 -antennin suuntakuvio HFant-ohjelmalla tarkasteltuna.

Täsmäennusteen laatiminen

Tehdään pari ennustetta: ensimmäinen lokakuuksi Australian itäosaan (Brisbane) ja toinen lokakuuksi Etelä-Afrikkaan (Johannesburg). Näissä ennusteissa, jotka on tehty tiettyyn kaupunkiin, pitää huomata, että ennuste ei ole pätevä isommalle alueelle. Brisbaneen tehty ennuste ei siis ole voimassa Kaakkois-Aasiassa eikä Johannesburgin ennuste muualle Afrikkaan. Isoja alueita varten pitäisi laskea peittoaluekartat VOAAREA-ohjelmalla.

1. VOACAP:n syöttötiedot

Avataan VOACAP-ohjelma ja syötetään alkutiedot tarkasti kuvan 3 mukaan.

Kuva 3. Syöttötiedot Pori-Brisbane-yhteysvälille lokakuussa 2003.

Pari huomionarvoista asiaa:

2. Ennusteen ajaminen

Ajetaan ennuste valitsemalla Run-valikosta kohta Time. Näin ohjelma laskee 24 tunnin ajalta kaikille taajuuksille kaikki tulosparametrit. Laskennan jälkeen ilmestyy ikkuna "Select FREQUENCY/PARAMETER to plot". Valitaan kaikki taajuudet (ALL) ja tulosparametriksi SNR (signaali-kohinasuhde). Sitten painetaan valikkoa "Accept" (kuva 4).

Kuva 4. Tarkasteltavien taajuuksien ja tulosparametrin valinta ennusteen laskennan jälkeen.

SNR tarkoittaa ennustettua signaali-kohinasuhdetta 15 päivänä kuukaudessa. Mikäli SNR-arvo on suurempi kuin 60, niin signaalin laatu on kohtuullinen tai sitä parempi. Mitä suurempi SNR-arvo, sitä parempi signaalinlaatu. Kannattaa tutkia myös parametriä SNRxx, joka kertoo kuuluvuuden laadun 27 päivänä kuukauden päivistä (Req. Rel. = 90%). Mikäli SNRxx:n arvo on korkeampi kuin 60, on todennäköistä että asema kuuluu kohtuullisen hyvin kuukauden jokaisena päivänä.

Kuva 5. Signaali-kohinasuhteen (SNR) kehitys 24 tunnin aikana tarkasteltavilla taajuuksilla lokakuussa (Pori-Brisbane).

Esille tulee kuva kaikkien taajuuksien SNR-arvoista 24 tunnin ajalta (kuva 5). Jos nyt tutkitaan esimerkiksi 10-11 UTC ajankohtaa lokakuussa, huomataan että taajuus 21.800 MHz antaa Brisbanessa parhaimman tuloksen. Muita YLE:n lähetyksiä Kaakkois-Aasian ja Australian suuntaan on klo 2330-2345 UTC 11.895 MHz ja 07-08 UTC 21.670 MHz. Nähdään että 11.895 MHz:llä kuuluvuus olisi huono ja 21.670 MHz:llä ihan kohtuullinen.

Mikäli haluaa tutkia tilannetta muualla Kaakkois-Aasiassa, niin vaihdetaan vastaanottopaikkaa (Receiver) ja ajetaan uudestaan Run > Time.

Etelä-Afrikan lähetystä varten muutetaan vain antennin suunta (175 astetta) ja vastaanottopaikka (Johannesburg). SNR-graafi näyttää kuvan 6 mukaiselta. YLE:n lähetyksen ennustetaan kuuluvaksi 17-18 UTC taajuudella 17710 kHz erittäin hyvin (SNR lähes 90 dB-Hz) ja 10-11 UTC 21595 kHz hyvin (SNR = n. 70 dB-Hz) 15 päivänä kuukaudessa.

Kuva 6. Signaali-kohinasuhteen (SNR) kehitys 24 tunnin aikana tarkasteltavilla taajuuksilla lokakuussa (Pori-Johannesburg).

Kohdealueiden koodit

HFCC-tiedostossa (ja mm. ILGRadion tietokannassa) kohdealueet on merkitty CIRAF-koodilla. CIRAF-koodien määrittämät alueet saa näkyviin mm. VOAAREA-ohjelmalla. Kuvassa 7 VOAAREA-ohjelmalla tehty kartta Euroopan CIRAF-alueista, eli jos haluaa ennustaa, mitkä lähetykset kuuluvat Suomessa parhaiten, etsittäisiin sellaiset lähetykset joiden kohdealueina olisivat alueet 18, 19, 27, 28 ja 29.

Kuva 7. Euroopan CIRAF-alueet.