Šíření NVIS: Near Vertical Incidence Skywave
Šíření NVIS, Near Vertical Incidence Šíření nebeských vln je forma šíření rádiových vln používaná na pásmech MF a HF k zajištění rádiové komunikace a pokrytí vysíláním na krátké vzdálenosti, zejména tam, kde terén obsahuje překážky.
Výukový program ionosférického šíření zahrnuje . . . .
Ionosférické šíření Ionosféra Ionosférické vrstvy Skywaves & skip Kritická frekvence, MUF, LUF & OWF Jak používat ionosférické šíření Vícenásobné odrazy a skoky Ionosférická absorpce Únik signálu Sluneční indexy Propagační software NVIS Transekvatoriální šíření Šíření po greyline F spread
NVIS neboli Near Vertical Incidence Šíření vln odražených od ionosféry vln je forma šíření ionosférického rádia, kterou lze použít tam, kde je zapotřebí rádiové komunikační spojení k pokrytí krátkých vzdáleností. Vyplňuje mezeru mezi přímkou viditelnosti a komunikací typu přeskakování na delší vzdálenost, která se běžně používá na HF.
Použití šíření NVIS vyžaduje pečlivý výběr frekvence, konkrétní styly antén a často dobrou úroveň dovedností operátora.
aplikace NVIS
Šíření NVIS je zvláště užitečné tam, kde je vyžadováno pokrytí rádiovou komunikací v oblastech, kde je terén hornatý nebo drsný, protože jiné režimy spoléhající na přímější pokrytí mají významné oblasti, kde je rádiový signál maskován nebo zastíněn.
Pokud by byla použita MF nebo HF rádiová komunikace, přízemní vlna by byla zeslabena kopci a horami a podobně by nebyla možná radiová komunikace v přímé viditelnosti využívající VHF nebo vyšší. Pomocí Near Vertical Incidence Sky Wave, šíření NVIS, je možné mít signál s velkým úhlem elevace, který není stíněný terénem.
Vzhledem k tomu je NVIS zvláště vhodný pro profesionální radiokomunikační aplikace v geografických oblastech, které jsou nedostatečně obsluhovány pozemními linkami nebo opakovači přímé viditelnosti, a může poskytnout velmi užitečnou a nákladově efektivní alternativu k satelitním spojům. Má také výhody oproti VHF rádiu v mnoha aplikacích v zastavěných nebo zalesněných oblastech, protože budovy a stromy představují velmi významné úrovně ztráty viditelnosti VHF rádiových komunikačních spojů, které jsou v mnoha případech prakticky nefunkční.
Co je to Šíření NVIS
Šíření NVIS vyžaduje vysoký úhel nebo téměř vertikální signál, který má být vysílán směrem k ionosféře. To musí být na frekvenci, která je pod kritickou frekvencí, tj. maximální frekvencí, při které je vertikálně dopadající signál „odražen“ ionosférou. Obvykle je těsně pod kritickou frekvencí pro ionosférickou vrstvu nebo oblast, která má být použita.
Kritická frekvence se mění podle hustoty ionizace v příslušné ionosférické vrstvě nebo oblasti, která je sama o sobě závislá na záření přijímaném ze Slunce.
V souladu s tím závisí na cyklu slunečních skvrn, denní době, ročním období a řadě dalších faktorů.
Když se používá šíření NVIS, je téměř vertikální dopadající signál "odražen" ionosférou a vrácen na Zemi v oblasti mnoha kilometrů na obě strany od vysílače. Tímto způsobem lze získat dobré místní pokrytí.
V souladu s tím je šíření NVIS zvláště užitečné v nerovném terénu, protože oblast pokrytí je osvětlena shora a zvlnění na zemském povrchu nevytváří stínové oblasti, které nelze dosáhnout.
Frekvence a úhly NVIS
Typicky by záření mělo být v úhlech větších než 75° nebo 80° k horizontále, aby bylo dosaženo dobrého místního pokrytí. Oblasti pokrytí mohou mít typicky poloměr mezi 35 a 350 km.
Geometricky je možné ukázat, že s vyzařovacím úhlem 50° a pomocí odrazů F2 je možné dosáhnout dosahů až kolem 450 mil, tedy kolem 727 km.
Pro NVIS je třeba pečlivě zvolit frekvenci. Volba frekvence je normálně rovnováha mezi snížením ztrát D vrstvy a dosažením vysokého úhlu odrazu. Příliš nízká, a přestože by bylo možné dosáhnout dobrého odrazu od vyšších vrstev ionosféry, ztráty vrstvy D budou mnohem větší. Příliš vysoká a odrazy od F vrstev nemusí být dosažitelné.
Také udržováním co nejvyššího úhlu vyzařování je cesta přes D oblast kratší, což snižuje ztráty a výrazně zlepšuje místní signál pokrytí.
Frekvence používané pro NVIS jsou normálně mezi asi 2 a 10 MHz, i když během období minima slunečních skvrn mohou být maximální frekvence omezeny na 6 až 7 MHz. Použitím těchto frekvencí lze překonat ztráty z oblasti D a vyšší vrstvy ionosféry jsou stále schopny odrážet signály z velkého úhlu, aniž by procházely přímo ionosférou.
Antény NVIS
Při použití šíření NVIS je nutné použít vhodnou formu antény.
Aby bylo možné využít šíření NVIS, je nutné vyzařovat většinu výkonu pod velkým úhlem, tedy blízko vertikály.
To vyžaduje, aby byly antény navrženy speciálně s ohledem na tuto aplikaci. V mnoha případech jsou HF rádiové antény navrženy tak, aby poskytovaly mnohem nižší úhel vyzařování.
Často rádiové antény speciálně navržené tak, aby umožňovaly dosažení požadovaného vysokého úhlu vyzařování pro šíření NVIS. Typicky je toho dosaženo použitím horizontálně polarizované antény. Oblíbeným typem jsou horizontální dipóly.
Kromě toho by měla být anténa namontována v takové výšce, která maximalizuje vysoký úhel vyzařování. Obecně se používají výšky mezi 0,1λ a 0,25λ, protože dipóly v těchto výškách vyzařují většinu své energie směrem nahoru.
Šíření NVIS je způsob, jak získat místní pokrytí. Účinně se používá pro vysílání v takzvaných „tropických pásmech“, kde je často obtížné dosáhnout místního pokrytí tradičnějšími prostředky kvůli hornatému terénu a lesům.
Šíření NVIS se také používá v mnoha dalších aplikacích k získání pokrytí krátkého dosahu, když jiné techniky nejsou použitelné.