Механизмы дальнего распространения УКВ.

0 3173
0

Основные виды дальнего прохождения УКВ.

1. Рассеяние радиоволн на неоднородностях тропосферы. Наблюдается практически всегда, но для практического использования необходима достаточно хорошая энергетика. Коммерческие тропосферные каналы с ERP=60 dB (ERP - от английских слов Effective Radiated Power - эффективно излучаемая мощность) и более обеспечивают стабильную связь на расстояниях порядка 300 км. При типичных для любительской УКВ DX станции ERP порядка 30 dB за счет рассеяния достаточно часто удается проводить CW связи на расстояние до 400 км. Затухание на трассе существенно зависит от погодных условий и уменьшается в ночное время. Вращение плоскости поляризации незначительно. Телеграфные сигналы дальних станций часто имеют характерный дрожащий тон.


2. Тропосферное прохождение (”Тропо”). Коэффициент рефракции в тропосфере зависит от того, как меняется с высотой температура, давление и влажность воздуха. Увеличению его способствует повышенное давление (антициклон), а также температурная инверсия - ситуация, когда температура воздуха с высотой не понижается, а повышается. Наблюдается чаще в ночное время и утренние часы. Повышенная рефракция дает возможность проводить связи на расстояния 100…400 км станциям с ERP порядка 10. Иногда коэффициент рефракции достигает такой величины, что волна, ”загибаясь” в тропосфере, падает на поверхность земли, отражается от нее, и повторяет такие скачки многократно (сверхрефракция). Говорят, что в тропосфере образуется волноводный канал. При этом дальность связи может достигать нескольких тысяч километров. Необходимая энергетика обычно выше, чем в случае простой рефракции, но может быть весьма различной в каждом конкретном случае. Вращение плоскости поляризации также незначительно. Известно, что созданию таких условий способствует перемещение атмосферных фронтов. Надо отметить, что явление это достаточно редкое и изучено оно далеко не полностью.

3. ”Аврора” - отражение радиоволн от приполярных областей ионосферы во время магнитных бурь. Поскольку спектр сигнала существенно меняется, телеграф является существенно более предпочтительным. Сигнал принимается в виде характерного ”шипения”. От силы возмущения зависит, насколько далеко на юг распространится область, в которой наблюдается прохождение. Если для северных областей это достаточно частое явление, то границ Украины ”аврора” достигает 1-2 раза в год. Наиболее вероятное время суток - 14-17 и 21-24 UT. Для центральной России обычными являются корреспонденты из Скандинавских стран, более редкими (и желанными) -Дании, Германии, Польши. Иногда признаком ”Авроры” является появление на КВ диапазонах северных станций с искаженным, ”шипящим” тоном (на фоне общего ухудшения прохождения). Необходимым ERP можно считать уровень 25-30 dB. Антенну, как правило, следует направлять на север, с отклонениями до 300 . В отличие от предыдущих случаев, поляризация может существенно меняться, хотя существует мнение, что использование одинаковой поляризации обоими корреспондентами предпочтительно.

4. Спорадическое (Es) прохождение возникает при образовании в ионосфере (слой E) под влиянием интенсивной солнечной радиации ”облаков” с МПЧ, превышающей 144 MHz. Наиболее вероятное время года - с мая по август, время суток - со второй половины светового дня до полуночи. Более вероятно в южных районах, где чаще всего и происходит формирование ”облаков”, которые затем могут перемещаться на север. Отличается чрезвычайно малым затуханием при расстояниях между корреспондентами 1-2 тысячи километров. Шансы на проведение дальних связей имеют даже те станции, ERP которых меньше 10 dB. Известны случаи установления сверхдальних связей при помощи портативных радиостанций. Обнаружить приближение ”спорадика” можно по появлению дальних радиостанций в УКВ вещательных диапазонах или сигналов дальних телецентров на 2-12 каналах. Поляризация не сохраняется. С целью экономии времени лучше использовать SSB или FM.

5. Связь с отражением от метеорных следов (Ms) является весьма специфической ввиду того, что области ионизации, появляющиеся в результате сгорания в атмосфере метеоритов, существуют весьма короткое время (от долей секунды до нескольких секунд, очень редко - десятки секунд). Количество метеоров резко возрастает во время прохождения Землей метеорных потоков, наиболее мощный из которых - августовские Персеиды. Связи проводятся либо SSB, либо с использованием высокоскоростной телеграфии (HSCW). Применение компьютеров для передачи и приема HSCW существенно облегчает работу. Расчет оптимального времени и направления так же удобно выполнять с помощью компьютерных программ. Минимальным ERP для успешной работы можно считать уровень в 30 dB (средняя MS станция обычно имеет мощность порядка 300 Вт и 1-2 этажа антенн длинной 4-8 м.). Следует использовать антенны с горизонтальной поляризацией.

6. ”Ионо” (FAI) - связь за счет рассеяния на неоднородностях ионосферы. Позволяет устанавливать связи на значительные расстояния (1 - 2 тысячи километров). Затухание на трассе, как правило, достаточно велико, поэтому требуется хорошая энергетика, сравнимая с используемой для EME связей (см. ниже).

7. Использование отражения сигналов от Луны (EME) позволяет устанавливать связи практически на любые расстояния. В то же время огромное затухание на трассе (252 dB для частоты 144 MHz) требует применения совершенной аппаратуры и антенн с большим усилением. Для того, что бы услышать собственное эхо (время распространения сигнала до Луны и обратно - около 3 секунд), необходимо иметь ERP порядка 50 dB (типичная радиостанция ”начинающего лунатика” имеет мощность передатчика 1 kW и стек из 4-х антенн ”волновой канал” длинной 6-8 м каждая) при условии, что шум-фактор приемника и потери в фидере не превышают 0.5 dB. При меньших величинах ERP можно установить связь, если у корреспондента имеется ”запас” по усилению антенны. Плоскость поляризации волны изменяется при прохождении ею ионосферы (эффект Фарадея), что при применении антенн с линейной поляризацией вызывает периодические ”замирания” сигнала. Тем не менее в диапазоне 144-146 MHz антенны с круговой поляризацией для EME используют крайне редко ввиду их громоздкости. Подготовка к работе через Луну требует вложения значительных сил и средств. Необходимо учитывать такие факторы, как уровень помех в месте расположения станции, необходимость построения антенной системы больших размеров, вращающейся в двух плоскостях, возможность возникновения помех от мощного передатчика приему телевидения и радио. Наградой за труды является возможность проводить связи практически со всем Миром (причем, в отличие от КВ диапазонов, сигналы станций Украины и Австралии слышны с одинаковым уровнем). Можно сказать, что EME - это своего рода Эверест для ультракоротковолновиков.

8. Трансэкваториальное прохождение (ТЭП). Отражение радиоволн происходит от слоя F2 (высота 250-500 км).
Как это происходит.
Между 20 северной и южной широты от геомагнитного экватора (не путайте с географическим) ионосфера имеет наклон в форме выпуклости. После заката (время появления ТЭП) возникает эффект расширения слоя F2 (эффект полуденного источника). Вероятно это следствие увеличения электрических полей слоя E от востока до запада вблизи экватора (далее имеется в виду геомагнитный, а не географический экватор). Взаимодействуя с магнитным полем Земли и ионосферными ветрами эти поля вызывают бомбардировку электронами слоя Е и двигаясь снизу вверх по слою F, достигая слоя F2. Таким образом происходит сильная ионизация слоя F2.
В районе экватора ионосфера искривлена кверху. Радиоволны способны отражаться от северного края с южному и попадать на края выпуклости под низким углом атаки к Земле. Необходима высокая ионизация краёв для такого отражения, что возможно в периоды весеннего и осеннего равноденствий, когда Солнце одинаково освещает Северное и Южное полушария (оптимальное время для ТЭП).
Возможно есть и другие причины объясняющие появление ТЭП на 144 Мгц. Таким образом всё, что необходимо для ТЭП, это:
1. Высокий уровень ионизации слоя F2 около экватора (напомню, что в данной статье это геомагнитный, а не географический экватор), при этом влияние потока солнечных частиц незначительно.
2. Умеренная геомагнитная активность (А-индекс около 30, что соответствует малому возмущению магнитного поля Земли).
3. Ни каких больших антенн и больших мощностей ( желающие принимать ТЭП со штырями могут поменять место жительства на 20 северной широты-hi)
4. Возможны QSO на 430 МГц.
5. Лучшие даты находятся около равноденствий (с февраля по апрель и с сентября по ноябрь), но не отрицается проведение QSO и в другие месяцы.
6. Лучшее время QSO, за несколько часов после заката ( для QSO Европа-Африка 17-19 UTC, для Америки 00-02 UTC, для Японии-Австралии 10-12 UTC).

9. Отдельно следует упомянуть работу через любительские спутники-ретрансляторы. Хотя такие связи не считаются УКВ DX - ингом, поскольку используется бортовая приемно-усилительная аппаратура спутника, чаще всего через спутники работают именно ультракоротковолновики, имеющие необходимую аппаратуру. В настоящее время на околоземной орбите находится более 2 десятков радиолюбительских спутников. Часть из них имеет на борту линейные ретрансляторы, принимающие сигналы в участке одного любительского диапазона, и передающие их на другом диапазоне. Самыми простыми для использования являются отечественные спутники серии ”Радио”, ретранслирующие сигналы из участка 145.8-146 МГц в участок 29.5-29.7 МГц. Для работы можно использовать даже ненаправленные антенны. Спутники иностранного производства обычно имеют ретрансляторы 145/435 МГц, а так же используют диапазоны 1296 и 2300 МГц. Для работы, как правило, используется CW или SSB. Кроме того, на многих спутниках имеется цифровая информационная система, похожая на наземные BBS.


Написал Биленко И.А. (UA3AOG)


Источник | Опубликовал: radioscanner


и поделитесь с друзьями в соц сетях:


Добавить комментарий

Похожие новости