Rolul ionosferei în radio la distanță

Radiofront 1941 №7

Broadcast pe distanțe lungi, este posibilă numai prin existența unor straturi reflectorizante în partea superioară a atmosferei Pământului. Aceste straturi sunt formate astfel încât razele ultraviolete ale soarelui scinda unele din moleculele de gaz la particulele încărcate pozitiv - ioni - și electroni. Un astfel (un proces numit ionizare, iar regiunea ionizat a atmosferei denumite ionosferei. Undele radio penetrează ionosferă, refractate și la o ionizare suficientă se poate întoarce înapoi la sol. Fig. 1 prezintă trei cazuri posibile de a aduce undelor radio în ionosferă în funcție de gradul de ionizare. In caz, în timp ce ionizarea este slab, iar valurile trec prin stratul, doar ușor curbat drum.

In cazul in care b ionizare suficient pentru unda reflectată și a revenit la sol, și în cele din urmă, în cazul de ionizare este atât de puternică încât valurile sunt complet absorbite.

Fig. 2 arată calea a două unde radio 20 și 10 de metri în lungime, cu un anumit grad de ionizare. Lungimea de undă de 20 de metri (linie solidă), reflectate de ionosfera și a reveni la pământ (lungimea de undă de 10 metri (linia punctată) este doar ușor deformată strat și se lasă în spațiul interplanetar. Toate lungime de undă mai mare de 20 de metri sunt reflectate, iar lungimea de undă este mai mică de 10 de metri va penetra ionosfera. mai joasa frecventa de transmisie, cu atât mai mare probabilitatea de reflecție, și mai puternică ionizarea în stratul, frecvența mai mare va fi mai reflectate de la ea.

ZONA TĂCERII

De o importanță considerabilă este unghiul la care undele radio incidente pe stratul ionizat. zona de tăcere se produce atunci când ionizare este insuficientă pentru a reflecta incidentul valuri la „unghiuri abrupte, cu toate acestea incident de valuri la unghiuri mici, astfel se va reflecta. Așa cum se arată în Fig. 3, toate undele emise de antena la un unghi mai mare decât o valoare critică, trece prin stratul și undele emise la un unghi mai mic, revenind la sol.

Înainte de semnalele de zonă liniștită poate fi auzit numai în imediata vecinătate a transmițătorului din cauza unui val de suprafață.

De multe ori a observat că incidentul fascicul de pe Pământ la punctul A este reflectată de pe suprafața sa, reintră stratul, reflectat din nou și a revenit la pământ deja la punctul B. două, trei, și reflexii multiple de acest fel apar deseori în transmisie la frecvențe înalte, în special la o distanță lungă. Fig. 3 arată că semnalul poate ajunge, de asemenea, la un punct B, după o singură reflexie. Dacă ambele semnale vin la un punct B, sunt aproximativ egale în putere, poate fi foarte puternic decolorare din cauza interferențelor.

Când zona de tăcere se întinde pe o distanță lungă, auzim numai stația îndepărtată. Odată cu creșterea de ionizare va fi redus, și va apărea mai aproape de stația. În acest caz, vom începe să-și piardă postul de îndepărtat din două motive. În primul rând, ele vor fi înfundate cu stații de vecinii zgomotoase și, în al doilea rând, o ionizare ridicată determină semnalele de absorbție ale stațiilor îndepărtate, care fac un drum lung în regiunile ionizate. Extinsă zona moartă de mai sus frecvența de lucru, cu atât mai probabil posibilitatea de comunicare pe distanțe lungi.

Deoarece ionizare în atmosfera superioară cauzată de radiația solară, condițiile de trecere va fi la lungimi de undă mai scurte in mod dramatic diferite pentru zi și noapte. De exemplu, luați în considerare modificarea condițiilor de comunicare pentru o zi normală de iarnă. În primele ore ale dimineții, înainte de soarele răsare de ionizare foarte slab. În acest caz, o serie de 10 metri va fi complet mort, și 20 de metri poate fi auzit doar izolate stații foarte îndepărtate. Cu toate acestea, pentru frecvențe mai mici de ionizare este suficientă pentru funcționarea normală. Deci, pe valurile de 40 de metri vor fi condiții bune de comunicare pe distanțe lungi, este de asemenea bun și valuri în 160 de metri. La răsărit de ionizare începe să crească rapid și să ajungă la un maxim după-amiază. Odată cu apropierea de prânz (zona moartă va fi redus pe toate benzile și două ore după ionizare răsăritul soarelui este suficientă pentru a reflecta undele gama de 10 metri. În jurul prânzului, un interval de 20 de metri va fi umplut relativ stații vecine, și 10 de metri în acest moment poate fi de comunicare pe distanțe lungi . Dupa apusul soarelui de ionizare se va diminua, va începe recuperarea inversă a atomilor neutri și molecule.

zona de tăcere se va extinde treptat, pentru fiecare bandă. valuri în prima recepție de oprire de 10 de metri, și apoi 20 de metri.

furtuni magnetice

Comunicare de la mică distanță, de obicei, este perturbată și a reprezentat pentru a trece la lungimi de undă mai lungi.

straturi reflectorizante și ionizare anormale

Ionosfera este de obicei compus din mai multe straturi de ionizat. Dintre acestea, cel mai important rol în propagarea undelor radio reda straturi E și F. E înălțimea stratului deasupra suprafeței pământului este de aproximativ 100 km, iar stratul F - 220-240 km. Pe aceste straturi nu afectează vremea este aproape de suprafața Pământului.

Strat F în timpul zilei se imparte in doua straturi F1 și F2; prima dintre ele se află puțin sub cea de a doua. F2 strat este ionizat mai puternic decât straturile F1 și E, și joacă un „rol în transmiterea la lungimi de undă scurte. Semnale de înaltă frecvență suficient, care intră prin straturi moderat ionizate E și F1, se reflectă mai puternic ionizate stratul F2 așa cum este prezentat în Fig. 4. Pentru frecvențe mai mici de important strat E, și de cele mai multe link-uri la 160 de metri este realizată prin reflectarea acestui strat.

Stratul E uneori să apară o regiune de ionizare foarte intens numit strat aberant E. ionizare anormală strat E poate să apară în orice moment, și rațiunea ei necunoscute. In cazul anormale stratului de ionizare E poate provoca un val de reflexie 5 și 10 metri.

Alte fenomen anormal numit efect Delindzhera încalcă deplină a comunicării unde scurte pe porțiunea luminată a globului. Motivul Efectul Delindzhera, aparent, sunt erupții pe soare, ceea ce determină o creștere foarte mare în ionizare în partea inferioară a ionosferei. Ca urmare, undele radio scurte sunt absorbite. În acest moment, este, uneori, posibilitatea de a comunica în continuare pe unde ultrascurte. Delindzhera efect poate dura câteva minute sau chiar ore.

variațiile sezoniere

Ionizarea stratului F2 este cea mai mare în timpul iernii, cu vârfuri de zi cu zi, la momentul de după-amiază. Acest lucru înseamnă că zona moartă mai îngustă este după-amiaza zilei de iarnă, în acest moment poate fi o comunicare de încredere la frecvențe foarte mari, de exemplu, valurile de 10 metri. In vara lui ionizare este mai puțin semnificativă decât în timpul iernii, și un maxim de zi cu zi pentru stratul se muta la apus de soare. Astfel, pentru valuri de 10 metri în zona de vară a tăcerii va fi mai mare, iar conectarea la aceste valuri pot fi de multe ori imposibil. Datorită creșterii în zona de vară a tăcerii pe valuri de 20 și 40 de metri pot fi de așteptat pentru a îmbunătăți condițiile de relații de lungă distanță, dar la distanțe de mai multe mii de kilometri de imagine este complicată de raportul dintre locurile luminate și cernite de pe glob. La transferul ecuator condiții de vară se pot prevala de la un capăt al legăturii, precum și condițiile de iarnă - pe de altă parte. Cele mai bune condiții pentru comunicații pe distanțe lungi sunt, în primăvara și toamna devreme. Observate în mod semnificativ mai multe cazuri de reflexii anormale din stratul E. Aceste reflecții în timpul lunilor de primăvară și vară poate fi de câteva ore pentru a oferi condiții bune de comunicare pe distanțe lungi, în 5 și 10 metri. Trecerea de la iarna la condițiile de vară, și vice-versa, nu se realizează fără probleme. Primăvara și toamna luni sunt caracterizate printr-o stare instabilă a ionosferei. Acest lucru este vizibil mai ales pentru fanii, care lucrează în mod regulat în banda de 10 metri.

frecvențe critice

Se numește critică de frecvență de cea mai înaltă frecvență, care este încă reflectată de acest strat, atunci când semnalul este incident pe stratul de la unghiuri drepte. În cazul în care semnalul este reflectat incident de la unghi drept, se va reflecta și în toate celelalte unghiuri, și, astfel, zona de tăcere la toate frecvențele sub valoarea critică va fi absent. critică de frecvență indică gradul de ionizare al straturilor si pot fi folosite pentru a prezice „radiopogody“, selectați valuri cele mai avantajoase pentru comunicare, calculul zonei extinse tăcere, și așa mai departe. D. Măsurătorile sunt efectuate la frecvențe critice stații ionosferice. În Uniunea Sovietică există mai multe astfel de stații, una dintre ele în golf Silent pe Frantsa Iosifa Land, este cel mai nordic al stației ionosferei din lume.

În ultimii 3-4 ani, au existat mai multe cazuri de conexiuni pe distanțe lungi în 10 și intervalul de 5 metri decât înainte. Acest lucru se datorează, pe de o parte, creșterea bruscă a numărului de radioamatori care operează în aceste benzi, iar pe de altă parte - efectul ciclului de 11 ani de activitate petelor solare. Ionizarea atmosferei sunt strâns legate de numărul de pete solare; Cu cat mai multe pete solare acolo pentru un an, cu atât mai mare gradul de ionizare. Petele solare au fost mult timp obiectul (observarea astronomi, și se înregistrează numărul lor sunt menținute în mod regulat, deoarece 1750. Aceste înregistrări arată că numărul de pete varfuri de obicei, la fiecare 11 ani. Ultimul maxim a fost în 1939 și 1940. Nivelul mediu de ionizare în ultimii cinci ani a crescut an de an, care rezultă în frecvență mai multe și mai ridicată, având în vedere posibilitatea de a reflecta. condiţiile de comunicare pe valuri 10 și 5 metri în iarna lui 1940-1941 a fost deja un pic mai rău decât au fost în 1939-1940, din viitor, valoarea fiecărui an ore, potrivite pentru comunicarea pe aceste valuri x va fi redusă, iar în 1944 sau 1945 activitate în aceste intervale vor ajunge la un nivel minim. Prin acest timp, datorită condițiilor de banda de 20 de metri va fi similare cu cele care au avut loc în 10 de metri în ultimul an, și gama de 40 de metri Acesta va fi din nou potrivite pentru conexiunile pe distanțe lungi.

În continuare comunicare VHF

frecvență VHF este prea mare pentru reflexia din F2 stratul. Dacă se observă astfel de reflecții, ele sunt pentru perioade de ionizare foarte mare, de exemplu, în maximum sunspots și apar pe distanțe lungi, semnalele intra in pat la un unghi foarte obtuz. Numeroase link-uri în intervalul de 5 tone, care au fost observate în timpul lunilor de vară în Statele Unite, în trecut, explica stratul de ionizare aberant E.

Cele mai multe dintre aceste obligațiuni a avut loc în seara. Măsurătorile ionosferice arată că stratul anormal de vară E este adesea formată în dimineața înainte de răsărit și apus de soare, cu zona sa este, uneori, la doar câțiva kilometri pătrați. Datorită acestei conexiuni pe VHF este posibilă doar între un număr foarte limitat de articole. Cu toate acestea, în cazul în care există atât o mulțime de aceste zone într-o varietate de domenii, condițiile de comunicare pe VHF poate fi destul de bun.