В процессе передачи сигнала ВЧ-энергия от передатчика излучается через антенну. Главный лепесток диаграммы направленности излучаемого сигнала представляет собой сектор под углом к горизонту, который варьируется в зависимости от используемой антенны и окружающей обстановки. Часть этой энергии теряется в пространстве, а другая часть уходит по прямой, отражается или преломляется в ионизированных слоях ионосферы.
Между антенной и первой точкой отражения волны в сторону земли имеется область, в которой сигнал не принимается. Размеры этой зоны зависят от угла излучения антенны. Тем не менее, в зависимости от используемого диапазона, можно устанавливать связь на коротких расстояниях посредством земной волны
Земная волна, которая "работает" только на низких частотах, представляет собой волну, которая распространяется на небольшое расстояние (±200 км) с учетом кривизны Земли; в то время как другие типы волн преломляются ионосферой. На любительских диапазонах связь посредством земной волны используется редко.
Изменение состояния слоев ионосферы в зависимости от времени суток
После заката слои D и E исчезают, оставляя место для слоев F1 и F2; тогда как в течение дня ионизация значительна и все слои присутствуют.
Пространственная волна
В случае распространения сигнала пространственной волной определяется зона между точкой ухода волны в сторону ионосферы (месторасположением антенны) и ее точкой ее возвращения к поверхности земли (после отражения или преломления). В этой зоне прослушивание передаваемого сигнала невозможно; в ней значение МПЧ (максимальной используемой частоты) намного ниже.
Фединги
QSB ("фединги") — это замирания, проявляющиеся в спаде и нарастании уровня сигнала с более или менее быстрой скоростью.
По пути к слою F после входа в ионосферу сигнал может проходить одновременно несколькими путями и преломляться в слоях с разными показателями преломления. Таким образом, сигнал, который к вам приходит, состоит из нескольких таких преломленных сигналов, приходящих либо в фазе (сильный сигнал), либо в противофазе (слабый сигнал), либо фазы взаимно компенсируются (в результате сигнал отсутствует).
Многоскачковое распространение
Одним скачком невозможно достичь противоположного конца земли. В случае очень длинного пути сигнала ему необходимо несколько скачков. При излучении часть волны проходит сквозь ионосферу и уходит в космос (слишком большой угол или критическая частота), другая часть поглощается слоями (столкновение атомов и потеря энергии), третья часть рассеивается в нескольких направлениях из-за неоднородности слоев и, наконец, последняя часть преломляется ионизированным слоем, затем после возвращения на Землю возвращается в ионосферу и цикл начинается снова.
Серая линия
Серая линия (терминатор) — это линия, разделяющая земную поверхность на освещенную солнцем и ночную зоны. На самом деле это не просто линия, это достаточно широкая зона, в пределах которой происходит смена дня и ночи. Выше мы видели, что состояние ионосферы изменяется в зависимости от времени суток. Некоторые слои объединяются в один, а другие, при сильном поглощении, исчезают при заходе солнца. И наоборот, на рассвете слой F восстанавливается до того как появляются слои D и E. В этот момент на освещенной стороне еще не появились слои D и E, а в ночной зоне еще присутствует слой F. В эти короткие промежутки времени (1 час на восходе и закате) распространение радиоволн очень хорошее.
Полярное сияние
После солнечных вспышек, когда на Землю прилетает большое количество заряженных частиц, они проникают в магнитное поле Земли на полюсах (самых незащищенных участках) и распределяются вдоль силовых линий. Ионизация становится очень интенсивной и может быть даже видна со средних широт. Это явление называется Полярным сиянием, и его возможное влияние заключается в почти полной невозможности установления связи на частотах ниже 10 МГц.
PCA
PCA (Polar Cap Absorption, поглощение радиоволн в полярной шапке) — сильное поглощение на полюсах. Это явление связано с очень сильной ионизацией нижней части полярной ионосферы, вызванной столкновением с Землей солнечных ветров, с высокой концентрацией электронов и протонов. Это явление может на несколько дней "заглушить" любые сигналы, проходящие через полюс.
Характеристики диапазонов
Коротковолновый участок частотного спектра условно разделен на 9 [радиолюбительских] диапазонов, условия распространения на которых могут сильно отличаться. Эти различия позволяют осуществлять радиосвязь практически в любое время суток. Вот краткий обзор особенностей распространения радиоволн для каждого диапазона.
160 метров (или средние волны и вещательный 120 метров)
В течение светового дня радиосвязи на расстоянии менее 150 км осуществляются благодаря устойчивому распространению земной волны; в то же время сильное поглощение волн слоем D сильно затрудняет установление радиосвязи на большие расстояния. Ночью, когда слой D исчезает, волны могут достигать слоя F и отражаться. Тогда возможна радиосвязь на большие расстояния.
Атмосферный шум может иметь значительное влияние и сильно затруднять радиосвязь. Грозы в средних широтах создают много помех, особенно летом.
Лучше всего сигналы в этом диапазоне принимаются зимой.
80 метров (или вещательные 90 и 75 метров)
Дневное поглощение слоем D, хотя и менее существенное, чем на 160 м, но практически полностью исключает распространение пространственной волной днем; однако можно практиковать связь на расстоянии до 400 км под большим углом излучения. Как только солнце начинает садиться, становится возможным установление межконтинентальной радиосвязи (вплоть до антиподов).
Что касается 160 метров, то здесь присутствует сильный атмосферный шум и летом грозовые разряды создают помехи.
Лучше всего сигналы в этом диапазоне принимаются зимними вечерами и ночами.
40 метров (или вещательные 60 и 41 метр и "пиратский" 48 метров)
Поглощение слоем D значительно слабее, чем на низкочастотных диапазонах, что приводит к почти постоянной открытости диапазона в зависимости от способа распространения волны. Днем задействован слой E и это позволяет осуществлять связь на дальность около 800 км большой стабильностью. Ночью, как только ионизация начинает падать, слой F2 обеспечивает возможность радиосвязи по всему миру с высокой надежностью.
Атмосферный шум минимален, а грозовые разряды даже летом обычно ниже уровней сигнала.
Лучше всего сигналы в этом диапазоне принимаются зимними вечерами и ночами.
30 метров (или вещательные 31 и 25 метров)
Эта диапазон обладает характеристики как низкочастотных диапазонов (ночное распространение), так и высокочастотных (дневное распространение).
Атмосферный шум минимален, а уровни грозовых разрядов даже летом обычно ниже уровней сигнала. В течение дня поглощение слоем D незначительно, что делает возможными радиосвязь на расстояниях до 3000 км. Ночью возможна радиосвязь с антиподами. Использование слоя F2 возможно круглые сутки.
30-метровый диапазон меньше всего подвержен изменениям своих свойств на протяжении солнечного цикла. Таким образом, DX-связи в этом диапазоне довольно стабильны.
Лучше всего сигналы в этом диапазоне принимаются ночью.
20 метров (или вещательные 25, 22 и 19 метров)
Это излюбленный диапазон для большинства операторов любительских радиостанций по всему миру. В зависимости от солнечного цикла этот диапазон всегда открыт по крайней мере на несколько часов в день для DX-радиосвязей через слой F2. Также возможно время от времени устанавливать радиосвязи на близком расстоянии через слой E. Во время максимума солнечного цикла диапазон может оставаться открытым вплоть до 24 часов в сутки. Зимой диапазон закрывается относительно рано.
Атмосферный шум незначителен даже днем.
17 метров (или вещательный 16 метров)
Этот диапазон работает как 20-метровый диапазон, но он более чувствителен к изменениям солнечного цикла (который продолжается в течение 11 лет). В периоды низкой солнечной активности диапазон 17 метров открыт для DX только в течение светового дня по направлению север/юг и на широте ниже 50 градусов.
В периоды максимальной солнечной активности диапазон открыт для связи на большие расстояния в течение всего светового дня, раннего вечера и даже поздней ночи.
Атмосферный шум незначителен даже днем.
15 метров (или вещательный 16 метров)
Этот диапазон ведет себя практически так же, как и 17 метров, за исключением того, что во время периодов низкой солнечной активности он может всегда оставаться полностью закрытым.
Очень зависимый от ионизации диапазон 15 метров работает только в дневное время в периоды низкой солнечной активности.
Распространение радиоволн очень интенсивное на уровне слоя F2 и очень слабое, но все же возможный на уровне Es (спорадическое распространение посредством слоя E).
12 метров (или вещательный 13 метров)
Этот диапазон сочетает преимущества 15 и 10 метров. В основном это дневной диапазон в периоды низкой или умеренной солнечной активности. В периоды сильной солнечной активности диапазон 12 метров может оставаться открытым даже ночью. В периоды низкой солнечной активности 12 метров открыт для DX только в течение светового дня по направлению север/юг и на широте ниже 50 градусов; однако в эти же периоды диапазон может оставаться закрытым весь день.
На 12 метрах становятся возможным спорадическое распространение ES. Открытие диапазона на спорадик иногда наблюдается зимой, но пик такого распространения приходится на период между концом весны и летом.
10 метров (или вещательный 11 метров)
Эта диапазон очень чувствителен к изменениям внутри солнечного цикла и поэтому довольно нестабилен. Его преимущество заключается в комбинации методов распространения радиоволн.
В периоды сильной солнечной активности диапазон открывается на восходе солнца и закрывается через несколько часов после захода солнца. В эти периоды мощность в несколько ватт позволяет установить радиосвязь на несколько тысяч километров.
В периоды умеренной активности диапазон остается открытым только трансэкваториальной связи на низких широтах. В периоды минимальной активности DX-связь невозможна.
Спорадическое распространение Es имеет большое значение в диапазоне 10 метров. Оно позволяет осуществлять радиосвязь на расстоянии около 5000 километров. Максимума оно достигает в период с мая по август.
Радиовещательный диапазон 11 метров от 25600 до 26100 редко используется радиостанциями.
Источник: F4FJP
