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Text File  |  1992-01-27  |  5KB  |  133 lines
  1. SUBJECT: Vertical Beams on VHF and the effect of metal masts on 
  2. propagation patterns, gain, and bandwidth (part two).
  3.  
  4.                TOWERS AND THEIR EFFECT ON VHF BEAMS
  5.  
  6.        Towers have a dramatic effect on VHF beam patterns.  Many 
  7. hams mount their VHF beams on separate masts or towers next to their 
  8. main tower.  Many hams also mount their VHF beams on arms extending
  9. from the tower.  
  10.  
  11.        The tower poses an eclipsing effect on the VHF beam's pattern.
  12. The pattern is attenuated sharply by the tower, especially when the 
  13. beam is pointed at the tower.  This is fairly obvious.  The 
  14. attenuation is greater the closer the beam is placed to the tower. 
  15.  
  16.        This does not cover end mounted beams which actually use the 
  17. tower or mast in their pattern.  When a VHF beam is placed to the 
  18. side of a tower, the area of the beam's forward lobe must be taken
  19. into consideration.
  20.  
  21.        figure one:
  22.                            p                 p
  23.                             p               p
  24.                              p             p
  25.                               p     T     p
  26.                                p  T   T  p
  27.                                 p       p
  28.                                  p     p
  29.                                   p   p
  30.                                     X
  31.  
  32.  
  33.        In this example, the T's represent the tower, the X 
  34. represents the beam, and the p's represent the edges of the 
  35. forward lobe where the left p's are the right side and the 
  36. right p's are the left side of the lobe.  The area between 
  37. the edges, including the tower, is the high attenuation area.  
  38. The angle formed by these edges is 60 degrees for this example.
  39.  
  40.        Figure two:
  41.                           p    
  42.                            p
  43.                             p
  44.                              p     T
  45.                               p  T   T
  46.                                P
  47.                                 p
  48.                                  p
  49.                                 \ p
  50.               p p p p p p p p p p pX  
  51.                                      \
  52.  
  53.        In this figure, the designators are the same as figure 
  54. one.  The beam's forward lobe is 60 degrees at the 3 dB points 
  55. for this example. The minimum angle of the beam antenna, to 
  56. directly pointing to the tower, is the same as the 3 dB point 
  57. beam width or 60 degrees.  This means that the beam has a 120 
  58. degree angle, 60 degrees either side of the tower in relation 
  59. to the beam, that is an attenuation or eclipse zone.  
  60.                                  
  61.        It can be seen that the farther away the beam is from 
  62. the tower the smaller the angle of attenuation is in relation 
  63. to the beam.  The ascii representation needs much improvement, 
  64. but the point can be seen.
  65.  
  66.        ------------------------------------------------------
  67.  
  68.         VHF BEAMS ABOVE AND BELOW HORIZONTAL HF BEAMS
  69.  
  70.  
  71.        Normally, you should place the VHF beam approximately 
  72. one wave length above any HF horizontal with excellent results.
  73. Using the information from part one, best signal propagation can
  74. be obtained.
  75.  
  76.        Mounting the VHF beam below the HF horizontal beam can
  77. present problems relating to masting attenuation as stated in 
  78. part one.  A solution can be had though.  By mounting the VHF beam
  79. offset to the mast and counter balancing the arm with another VHF 
  80. antenna or weight, you can mount the VHF antenna(s) below the HF
  81. beam.
  82.  
  83.        figure three:
  84.  
  85.  
  86.        -----------------------[]-------------------- HF beam
  87.                               ||
  88.                               ||
  89.                               || mast
  90.                               ||
  91.                 _______       ||          |
  92.                    o----------[]---------o|  VHF beams on cross boom
  93.                               ||          |
  94.                               ||
  95.                              ||||
  96.                              |||| tower
  97.  
  98.        This is a head on view of the configuration discussed above.
  99. The only difficulties observed was the top heavyness of the HF beam
  100. on the extended mast (not recommended for high wind areas) and some
  101. difficulty on obtaining ducting for 2m/1.25m SSB operation.  This
  102. is dependent on the proximity of the Horizontal VHF beam to the HF 
  103. beam.  This side mounting configuration rotates with HF beam and
  104. maintains a constant distance from the tower and HF beam.
  105.  
  106.        -------------------------------------------------------
  107.  
  108.            METAL GUYS AND THEIR EFFECT ON VHF BEAMS
  109.  
  110.        There is some effect on VHF beams and their proximity to 
  111. metal guys.  Most of the efect takes place when the beam is mounted
  112. to the side of the tower enveloped by metal guys.  The effect
  113. is not significant unless the beam is close the guys.  
  114.  
  115.        If the VHF beam is on a rotor, make sure you have proper 
  116. clearance for good rotation.  Having the last element snag on the
  117. guy will send you back up the tower for adjustments.  This simple
  118. step is often overlooked when installing a VHF beam in this way.
  119.  
  120.        Metal guys can be a serious disaster if they become entangled
  121. on the rotatable VHF beam.  Take it from experience.
  122.  
  123.  
  124. -WS
  125.  
  126.  
  127.  
  128.  
  129.  
  130.  
  131.  
  132.  
  133.