Prostorové vlny; Délka skoku & Oblast ticha
Tři klíčová témata v rámci ionosférického HF šíření a rádiové komunikace jsou prostorové vlny, délka skoku a oblast ticha.
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
Pochopení způsobu, jakým se HF rádiové signály skutečně šíří, může pomoci co nejlépe využít účinky ionosférického šíření.
Prostorové vlny, skokové zóny, délka skoku jsou tři klíčové pojmy, které ukazují, proč jsou signály rádiové komunikace na některých místech slyšet a na jiných ne.
Aby bylo možné pokrýt velké vzdálenosti pomocí šíření ionosférického rádia, jsou důležité pojmy Prostorové vlny, skokové zóny, délka skoku. Mají dopad na aspekty radiokomunikačních spojů, včetně zvolených časů a frekvencí, použitých antén, používaných vysílačů a přijímačů a řady dalších aspektů.
Prostorové vlny
prostorová vlna označuje signál, který se šíří od zemského povrchu směrem k ionosféře. Na rozdíl od přízemní vlny nesleduje obrys země, ale směřuje k ionosféře.
Úhel mezi linií signálu prostorová vlna a povrchem Země v tomto bodě může být mělký nebo strmý.
Délka skoku
Délka skoku je vzdálenost nad zemským povrchem mezi bodem, kde je vysílán rádiový signál, a bodem, kde je přijat, když cestoval do ionosféry a byl lámán zpět ionosférou.
Signály opouštějí anténu a cestují pryč od ní, nakonec dosáhnou ionosféry. Normálně opustí Zemi pod úhlem, který se nazývá úhel záření. Ať už je nízká, tedy téměř rovnoběžná se Zemí, nebo vysoká, tedy pod vysokým úhlem nahoru, v určitém bodě se dostanou do ionosféry.
Délka skoku závisí na řadě faktorů:
- Frekvence: Frekvence provozu má velký vliv na dosažitelnou délku skoku. S rostoucí frekvencí je obvykle potřeba nižší úhel záření, aby se signály vrátily na Zemi na kratší vzdálenost. Také vyšší frekvence mají tendenci se odrážet nebo lámat vyššími vrstvami nebo oblastmi v ionosféře. To bude znamenat, že vyšší frekvence mají tendenci vést k delším vzdálenostem přeskočení.
- Ionosférické podmínky: Ionosférické podmínky hrají hlavní roli při řízení přeskokové vzdálenosti. Za určitých okolností, kdy jsou úrovně ionizace vysoké, může být možné, že signály dosahují velmi krátkých vzdáleností přeskočení.
- Úhel vyzařování: Úhel vyzařování z vysílací antény bude mít také vliv na Délka skoku. Nižší úhel vyzařování povede k delším vzdálenostem přeskočení v důsledku geometrie. To znamená, že rádiové komunikační spoje mohou pokrýt větší vzdálenosti, pokud jsou použity nízké úhly vyzařování. Avšak pro některé aplikace, kde je vyžadována specifická cílová oblast, může být úhel vyzařování přizpůsoben tak, aby byla požadovaná cílová oblast pokryta ve spojení se specifickou ionosférickou oblastí.
Délka skoku závisí na řadě různých faktorů. Někteří uživatelé, jako jsou radioamatéři, často vyžadují rádiovou komunikaci na dlouhé vzdálenosti a mohou se přizpůsobit propojení s ostatními kdekoli na světě.
Pro ostatní uživatele, jako jsou vysílací společnosti a některá diplomatická rádiová komunikace, mohou být zapotřebí specifické cílové oblasti. Zde nastavení úhlu vyzařování z antény ve spojení s použitím specifického pásma frekvencí a denní doby atd. umožňuje dosáhnout nejlepšího výkonu, pokud jde o délku skoku.
Oblast ticha (přeslechu)
Vynechaná zóna, která může být také nazývána tichá zóna nebo oblast přeslechu, je oblast, kde nelze přijímat rádiové vysílání. Zóna přeskočení je oblast mezi bodem, kde již nelze slyšet signály pozemních vln, a bodem, kde se prostorová vlna poprvé vrací na Zemi.
Přítomnost skip zóny (oblast přeslechu) může být někdy prospěšná a jindy může způsobit problémy.Je-li potřeba nepřetržité lokalizované pokrytí, může dojít k fenoménu přeskočení zóny. Pokud však místní pokrytí není potřeba, například pro dálkové rádiové komunikace, pak to není problém. Zóna přeskakování může také pomoci snížit úrovně rušení, protože to znamená, že počet přijímaných stanic je menší, a proto lze snížit úrovně rušení.
Protože jedním z klíčových omezujících aspektů blízké zóny přeslechu je dosah přízemní vlny, pomáhá to pochopit trochu více.
Poznámka k šíření pozemních vln:
K šíření přízemních vln dochází, když signály sledují obrys Země a ohýbají se tak, že signály lze detekovat za horizontem. Právě tuto formu šíření využívají vysílací stanice LF a MF, dlouhé a střední vlny.
Přečtěte si více o šíření pozemních vln
Oblast přeslechu závisí na řadě faktorů:
- Pokrytí pozemními vlnami: Místní pokrytí kolem vysílače se řídí pozemní vlnou. Rozsah pokrytí a začátek oblasti přeslechu bude záviset na použité frekvenci. Pokrytí pozemních vln bude větší pro nižší frekvence. U MF může dosahovat až 100 mil nebo tak nějak, ale pro vyšší frekvence, např. 10 MHz a vyšší, může dosahovat pouze jednu nebo dvě míle. Může být překvapivé, jak krátké může být pokrytí pozemních vln pro signály na KV, i když jsou použity vysoké výkony ve spojení s dobrými anténami.
-
Minimální Délka skoku prostorová vlna: Minimální Délka skoku je ovlivněna řadou faktorů včetně frekvence provozu; stav ionosféry a úhel vyzařování.
Za určitých okolností lze použít prostorové vlny blízké vertikálnímu dopadu a vrátit se z ionosféry. K tomu obvykle dochází pouze u frekvencí nižších v rádiovém spektru, ale pomocí toho lze pokrytí oblohou velmi lokalizovat a zajistit místní pokrytí dříve, než přízrmní vlna zmizí.
Oblast přeslechu se normálně vyskytuje u většiny frekvencí ve vysokofrekvenční části spektra. To znamená, že stanice vzdálenější jsou slyšet mnohem lépe než ty místní.
Pokud je třeba zmenšit oblast přeslechu, aby bylo dosaženo lepšího pokrytí blíže k vysílači a jeho anténě, lze snížit frekvenci vysílání. To má dva efekty, nejen že to zvyšuje pokrytí přízrmními vlnami, protože útlum zemních vln se snižuje se snižováním frekvence. Umožňuje také snazší návrat záření pod větším úhlem na Zemi, ale je také závislý na převládajících podmínkách šíření rádia.
Prostorové vlny a frekvence
Abychom získali lepší představu o charakteristikách HF (KV) šíření pomocí ionosféry, stojí za to se podívat, co se stane s radiovým signálem, pokud se frekvence zvýší. Nejprve se začíná signálem ve vysílacím pásmu středních vln. Během dne se signály na těchto frekvencích šíří pouze pomocí pozemní vlny. Všechny signály, které dosáhnou oblasti D, jsou absorbovány. Nicméně v noci, když oblast D mizí, signály se dostanou do ostatních oblastí a mohou být slyšeny na mnohem větší vzdálenosti.
Pokud se frekvence signálu zvýší, dosáhne se bodu, kdy signál začne pronikat do oblasti D a signály dosáhnou oblasti E. Zde se odráží a projde zpět oblastí D a vrátí se na zem ve značné vzdálenosti od vysílače.Jak se frekvence dále zvyšuje, signál se stále méně láme v oblasti E a nakonec prochází přímo skrz. Poté dosáhne oblasti F1 a zde se může odrazit procházející oblastí D a E, aby znovu dosáhla Země. Protože oblast F1 je vyšší než oblast E, dosažená vzdálenost bude větší než u odrazu oblasti E.
Konečně, jak frekvence rádiového komunikačního signálu dále stoupá, nakonec projde oblastí F1 a do oblasti F2. To je nejvyšší z oblastí v ionosféře a vzdálenosti dosažené pomocí této oblasti jsou největší. Přibližně maximální Délka skoku pro region E je přibližně 2500 km a 5000 km pro region F2.
Koncepty prostorové vlny, délka skoku a oblast ticha jsou jádrem šíření HF rádia. Pochopení těchto základních pojmů poskytuje základ pro další koncepty spojené s vysokofrekvenčním vysíláním nebo formami vysokofrekvenční obousměrné rádiové komunikace atd. Vzhledem k tomu, že pomocí šíření ionosférického rádia lze překonat vzdálenosti mnoha tisíc mil, jsou prostorové vlny, Délka skoku a oblast přeslechu jsou pojmy, se kterými se setkáváme neustále.
