|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Rola jonosfery w łączności radiowej dalekiego zasięgu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / odbiór radia Transmisja radiowa na duże odległości jest możliwa tylko dzięki istnieniu warstw odblaskowych w górnej części atmosfery ziemskiej. Warstwy te tworzą się, ponieważ promienie ultrafioletowe światła słonecznego rozszczepiają niektóre cząsteczki gazu na dodatnio naładowane cząstki – jony – i na elektrony. To (proces ten nazywa się jonizacją, a zjonizowany obszar atmosfery jest zwykle nazywany jonosferą. Fale radiowe wnikające w jonosferę ulegają załamaniu i przy wystarczającej jonizacji mogą powrócić na ziemię. Rysunek 1 pokazuje trzy możliwe przypadki wnoszenia fal radiowych w jonosferę w zależności od stopnia jonizacji.W przypadku „a” jonizacja jest słaba, a fale przechodzą przez warstwę tylko nieznacznie zakrzywiając swoją drogę.
W przypadku b jonizacja jest wystarczająca do odbicia fal i powrotu do podłoża, aw przypadku c jonizacja jest na tyle silna, że fale są całkowicie pochłaniane.
na ryc. 2 przedstawia drogę dwóch fal radiowych o długości 20 i 10 metrów z pewnym stopniem jonizacji. Fale o długości 20 metrów (linie ciągłe) odbijają się od jonosfery i wracają na ziemię (fale o długości 10 metrów (linie przerywane) są tylko nieznacznie zakrzywione w warstwie i idą w przestrzeń międzyplanetarną. Wszystkie fale dłuższe niż 20 metrów również zostanie odbite, a fale krótsze niż 10 metrów przenikną jonosferę. Im niższa transmitowana częstotliwość, tym większe prawdopodobieństwo odbicia i im silniejsza jonizacja w warstwie, tym wyższa częstotliwość nadal będzie od niej odbijana . STREFA CISZY Istotny jest kąt, pod jakim fale radiowe padają na warstwę zjonizowaną. Strefa ciszy występuje, gdy jonizacja jest niewystarczająca do odbicia fal padających pod dużymi kątami, jednak fale padające pod małymi kątami zostaną odbite. Jak pokazano na rys. 3, wszystkie fale wypromieniowane z anteny pod kątem większym niż pewien kątem, przechodzą przez warstwę, a fale emitowane pod mniejszym kątem wracają do podłoża.
Przed strefą ciszy sygnały są słyszalne tylko w bezpośrednim sąsiedztwie nadajnika ze względu na falę powierzchniową. Często obserwuje się, że wiązka padająca na Ziemię w punkcie A odbija się od jej powierzchni, ponownie uderza w warstwę, odbija się ponownie i wraca na Ziemię już w punkcie B. Bardzo często występują odbicia podwójne, potrójne i wielokrotne tego rodzaju przy transmisji na wysokich częstotliwościach, zwłaszcza na duże odległości. na ryc. 3 pokazuje, że sygnał może również dotrzeć do punktu B po pojedynczym odbiciu. Jeśli oba sygnały docierające do punktu B mają w przybliżeniu taką samą siłę, może wystąpić bardzo silne zanikanie z powodu interferencji. Na podstawie szerokości strefy ciszy można w przybliżeniu ocenić warunki przejścia fal o różnych zakresach, słuchając tylko w jednym z nich. Załóżmy, że w zasięgu 20 metrów słychać stacje znajdujące się w odległości zaledwie 200 km. Oznacza to, że przy tej jonizacji sygnały z odległości 10 metrów prawdopodobnie również powrócą na ziemię. To prawda, że przy tych częstotliwościach strefa ciszy prawdopodobnie rozciągnie się do 2000 km. Jeśli na falach o długości 20 metrów istnieje bardzo wąska martwa strefa, to dla fal o długości 40 metrów nie ma strefy ciszy. Kiedy strefa ciszy rozciąga się na dużą odległość, słyszymy tylko odległe stacje. Wraz ze wzrostem jonizacji zwęzi się i zaczną pojawiać się pobliskie stacje. W takim przypadku zaczniemy tracić odległe stacje z dwóch powodów. Po pierwsze, zostaną one zatkane przez głośne pobliskie stacje, a po drugie, wysoka jonizacja powoduje pochłanianie sygnałów z odległych stacji, które pokonują duże odległości w zjonizowanych obszarach. Im szersza martwa strefa i im wyższa częstotliwość pracy, tym większe prawdopodobieństwo komunikacji na duże odległości. Ponieważ jonizacja w górnych warstwach atmosfery jest spowodowana promieniowaniem słonecznym, warunki przejścia fal krótkich w nocy iw ciągu dnia będą bardzo różne. Rozważmy na przykład zmianę warunków komunikacyjnych podczas normalnego zimowego dnia. We wczesnych godzinach porannych przed wschodem słońca jonizacja jest bardzo słaba. W takim przypadku zasięg 10 metrów będzie zupełnie martwy, a na 20 metrach będzie słychać tylko kilka bardzo odległych stacji. Jednak dla niższych częstotliwości jonizacja będzie wystarczająca do normalnej pracy. Tak więc na falach o długości 40 metrów będą dobre warunki do komunikacji na duże odległości, fale o długości 160 metrów również dobrze przechodzą. Wraz ze wschodem słońca jonizacja zaczyna gwałtownie wzrastać i osiąga maksimum po południu. W miarę zbliżania się południa (martwa strefa zawęzi się na wszystkich pasmach i około dwóch godzin po wschodzie słońca jonizacja wystarczy do odbicia fal pasma 10-metrowego. Około południa pasmo 20-metrowe zostanie wypełnione stosunkowo pobliskimi stacjami, a o godz. W tym czasie możliwa jest komunikacja na odległość 10 metrów. Po zachodzie słońca jonizacja zmniejszy się, ponieważ rozpocznie się odwrotna redukcja neutralnych atomów i cząsteczek. Strefa ciszy będzie stopniowo rozszerzać się dla każdego zakresu. Najpierw zatrzyma się odbiór fal o długości 10 metrów, a następnie 20 metrów. BURZE MAGNETYCZNE W niektóre dni można zaobserwować przy odbiorze radiowym, że liczba stacji amatorskich w zasięgu gwałtownie spada w porównaniu do zwykłych dni, wszystkie sygnały bardzo zanikają, wiele stacji stale słyszalnych zanika, a nowe, w większości odległe stacje, nigdy wcześniej nie odbierane, pojawić się. Zjawiska te są spowodowane burzami magnetycznymi, w których pole magnetyczne Ziemi, zwykle dość stabilne, ulega silnym zmianom. Burzom magnetycznym zawsze towarzyszy spadek jonizacji. W rezultacie strefa ciszy rozszerza się, a nocne warunki propagacyjne mogą utrzymywać się przez cały dzień. Podczas burzy magnetycznej stacje na pasmach wysokich zwykle znikają dużo wcześniej niż w zwykłe dni. Na 20 metrach panują dobre warunki do komunikacji dalekobieżnej około południa, podczas gdy w zwykłe dni w tych godzinach można pracować tylko na odległościach do 2000 km. Burza magnetyczna trwa od jednego do kilku dni. Występujące w tym czasie zaburzenia w jonosferze powodują znaczne zanikanie, któremu towarzyszy wiele zniekształceń. Komunikacja na krótkich dystansach jest zwykle przerywana i do pracy trzeba było przełączyć się na fale dłuższe. WARSTWY ODBLASKOWE I JONIZACJA ANOMALNA Jonosfera zwykle składa się z kilku zjonizowanych warstw. Spośród nich największą rolę w propagacji fal radiowych odgrywają warstwy E i F. Wysokość warstwy E nad powierzchnią Ziemi wynosi około 100 km, a warstwy F 220-240 km. Warstwy te są całkowicie niezależne od pogody w pobliżu powierzchni Ziemi. Warstwa F w ciągu dnia rozpada się na dwie warstwy F1 i F2; pierwszy z nich leży nieco niżej niż drugi. Warstwa F2 jest silniej zjonizowana niż warstwy F1 i E i odgrywa dużą rolę w transmisji krótkofalowej.. Sygnały o odpowiednio wysokiej częstotliwości, które przeniknęły przez średnio zjonizowane warstwy E i F1, są odbijane przez silniej zjonizowaną warstwę F2, jak pokazano na ryc. 4 W przypadku niższych częstotliwości ważna jest warstwa E, a większość komunikacji w odległości 160 metrów wynika z odbicia od tej warstwy.
W warstwie E czasami występują obszary bardzo intensywnej jonizacji, które nazywane są anomalną warstwą E. Anomalna jonizacja warstwy E może wystąpić w dowolnym momencie, a przyczyna jest nieznana. W przypadku anomalnej jonizacji warstwa E może powodować odbicie fal na 5 i 10 metrach. Inne anomalne zjawisko, zwane efektem Delingera, polega na całkowitym zakłóceniu komunikacji krótkofalowej w oświetlonej części globu. Przyczyną efektu Delingera wydają się być erupcje słoneczne, które powodują bardzo duży wzrost jonizacji w dolnej części jonosfery. W rezultacie pochłaniane są krótkie fale radiowe. W tej chwili czasami możliwa jest komunikacja na duże odległości na falach ultrakrótkich. Efekt Delingera może trwać minuty, a nawet godziny. ZMIANY SEZONOWE Największą wartość jonizacji warstwy F2 osiąga zimą, z maksimum dobowym występującym w godzinach popołudniowych. Oznacza to, że najwęższa martwa strefa będzie po południu w zimowy dzień, kiedy to możliwa jest niezawodna komunikacja na bardzo wysokich częstotliwościach, na przykład na falach o długości 10 metrów. Latem jonizacja jest mniej znacząca niż zimą, a maksimum dobowe dla warstwy przesuwa się w kierunku zachodu słońca. Tym samym dla fal 10-metrowych latem strefa ciszy będzie szersza, a komunikacja na tych falach często może być niemożliwa. Ze względu na wzrost strefy ciszy latem na falach 20 i 40 metrów można spodziewać się poprawy warunków komunikacji na duże odległości, ale przy odległościach wielu tysięcy kilometrów obraz komplikuje stosunek miejsc oświetlonych do ciemnych na Globus. Podczas transmisji przez równik warunki letnie mogą panować na jednym końcu łącza, a warunki zimowe na drugim. Najlepsze warunki do komunikacji na duże odległości są wiosną i wczesną jesienią. W miesiącach wiosenno-letnich znacznie częściej dochodzi do anomalnych odbić z warstwy E. Odbicia te mogą zapewnić dobre warunki do komunikacji dalekiego zasięgu na 5 i 10 metrów przez kilka godzin. Przejście z warunków zimowych do letnich i odwrotnie nie następuje płynnie. Miesiące wiosenne i jesienne charakteryzują się niestabilnym stanem jonosfery. Jest to szczególnie zauważalne dla amatorów, którzy regularnie pracują na paśmie 10-metrowym. CZĘSTOTLIWOŚCI KRYTYCZNE Częstotliwość krytyczna to najwyższa częstotliwość, która wciąż odbija się od danej warstwy, gdy sygnał pada na warstwę pod kątem prostym. Jeśli sygnał zostanie odbity pod kątem prostym, będzie również odbity pod wszystkimi innymi kątami, a zatem nie będzie strefy ciszy na wszystkich częstotliwościach poniżej krytycznej. Częstotliwości krytyczne wskazują stopień jonizacji warstw i mogą służyć do przewidywania „pogody radiowej”, wybierania fal najkorzystniejszych dla komunikacji, obliczania długości strefy ciszy itp. Częstotliwości krytyczne mierzone są na stacjach jonosferycznych. W Związku Radzieckim jest kilka takich stacji, jedna z nich w zatoce Tikhaya na Ziemi Franciszka Józefa jest najbardziej wysuniętą na północ stacją jonosferyczną na świecie. W ciągu ostatnich 3-4 lat było znacznie więcej połączeń dalekobieżnych na 10 i 5 metrach niż wcześniej. Tłumaczy się to z jednej strony gwałtownym wzrostem liczby radioamatorów działających w tych pasmach, a z drugiej efektem 11-letniego cyklu aktywności plam słonecznych. Jonizacja atmosfery jest ściśle związana z liczbą plam słonecznych; im więcej plam obserwuje się w ciągu roku, tym większy stopień jonizacji. Plamy słoneczne są od dawna obiektem (obserwacje astronomów, a zapisy ich liczby są prowadzone regularnie od 1750 r. Z zapisów tych wynika, że liczba plam na Słońcu zwykle osiąga maksimum co 11 lat. Ostatnie maksimum przypadało na lata 1939 i 1940. Średnia poziom jonizacji w ciągu ostatnich pięciu lat wzrastał z roku na rok, w wyniku czego odbijały się coraz wyższe częstotliwości. Warunki do komunikacji na falach 10 i 5 metrów zimą 1940/41 są już nieco gorsze niż były były w latach 1939/40.dostępne godziny na tych falach zmniejszą się, a aktywność na tych pasmach spadnie do minimum w 1944 lub 1945 r. Do tego czasu warunki na paśmie 20 m będą podobne do tych obserwowanych w zeszłym roku na paśmie 10 m, a pasmo 40-metrowe znów będzie odpowiednie do komunikacji na duże odległości. DŁUGA KOMUNIKACJA NA UKF Częstotliwość fal ultrakrótkich jest zbyt wysoka, aby mogły zostać odbite od warstwy F2. Jeśli obserwuje się takie odbicia, to występują one w okresach bardzo wysokiej jonizacji, na przykład podczas maksimum plam słonecznych, oraz podczas transmisji na duże odległości, gdy sygnały wchodzą do warstwy pod bardzo rozwartym kątem. Liczne połączenia w paśmie 5-metrowym obserwowane w miesiącach letnich w USA w ostatnich latach można wytłumaczyć anomalną jonizacją warstwy E. Większość tych połączeń odbywała się wieczorem. Pomiary jonosferyczne pokazują, że latem anomalna warstwa E często tworzy się rano przed wschodem słońca i wieczorem, a jej powierzchnia to czasem zaledwie kilka kilometrów kwadratowych. Dzięki temu komunikacja na VHF jest możliwa tylko pomiędzy bardzo ograniczoną liczbą punktów. Jeśli jednak takich miejsc jest jednocześnie wiele na różnych obszarach, warunki łączności na VHF mogą być całkiem dobre. Autor: B. Khitrov
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Bezprzewodowe sterowanie dowolnymi urządzeniami zasilanymi bateryjnie ▪ Ciecz z efektem piezoelektrycznym ▪ Wpływ fast foodów na sen i pamięć młodzieży ▪ Bankomat zeskanuje Twoją dłoń
▪ sekcja serwisu Jednostki Sprzętu Krótkofalowego. Wybór artykułów ▪ artykuł niebieski ptak. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Kto stanął na czele buntu bogów olimpijskich przeciwko Zeusowi? Szczegółowa odpowiedź ▪ Artykuł Kierownik Działu Public Relations. Opis pracy ▪ artykuł Automotive UMZCH na chipie TDA7294. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Moneta wyskakuje ze szklanki. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony