Энциклопедия радиолюбителя
Шрифт:
Рис. 31.17. Схема вертикального строения ионосферы
С заходом Солнца ионизация атмосферы прекращается и начинается активный процесс рекомбинации. Наиболее активно этот процесс происходит в нижних слоях атмосферы. Слой D исчезает, а слой F1 уменьшается и сливается со слоем F2. Ночью, в результате произошедших процессов ионосфера состоит из двух слоев Е и F(F1+F2). Днем в ионосфере все процессы протекают в обратную сторону. Этим и объясняется неустойчивость приема пространственных радиоволн. За ионосферой ведутся постоянные наблюдения для составлений радиопрогноза, который позволил бы указать наиболее выгодные, частоты радиоприема на каждый месяц.
Для связи пространственной волной наиболее подходят короткие волны. Устойчивый прием пространственных радиоволн возможен
Тактика поиска DX радиовещательных станций основывается на знании особенностей распространения радиоволн различных диапазонов. Из-за сложности процесса распространения коротких волн не представляется важным простыми методами произвести выбор определенной волны с хорошо работающей дальней станцией. Чтобы ориентироваться в выборе приемлемой волны для поиска DX радиостанции в определенный момент времени следует воспользоваться таблицами и графиками, составленными на основе практических экспериментов. Точность таких информационных материалов вполне достаточна для любительской практики.
Среди DX-систов наибольшей популярностью пользуются короткие волны 10…200 м (частоты 1,5…30 МГц). Большая дальность распространения коротких волн является их главной положительной особенностью. Эти радиоволны подвержены меньшему влиянию атмосферных и промышленных помех, чем длинные и средние радиоволны. Недостатком коротких волн является их непостоянство силы слышимости сигналов на радиоприемник. Это непостоянство выражается так же в наличии зон молчания (мертвых зон) и замираний (федингов). Обычно зона молчания представляет собой кольцо определенной ширины. Границы зоны молчания имеют тенденцию к смещению и ее ширина зависит от времени года (рис. 31.18).
Рис. 31.18. Зависимость ширины зоны молчания от времени года:
1. Летний полдень. 2. Летнее утро или летний день ближе к вечеру, а также зимний день. 3. Сумерки летом и зимнее утро или зимний день ближе к вечеру. 4. Летний вечер или зимние сумерки. 5. Летняя ночь и зимний вечер. 6. Зимняя, глубокая ночь.
На графике (график ширины зон молчания построен английским ученым Эккерслеем) рис. 31.18 под шириной зоны молчания понимается ее внешний радиус, то есть расстояние от передатчика до дальней границы зоны молчания. При построении графиков зона слышимости земной волны не принималась во внимание ввиду ее малости. В табл. 31.6 даны размеры зон молчания в разные часы и месяцы летом и зимой.
Замирания бывают интерференционные и поляризационные. При интерференционном замирании к антенне радиоприемника доходят одновременно, но разными путями волны, излучаемые одной радиостанцией. Так как длины путей волн различны, то в месте приема между ними возникает некоторая разность фаз. Поляризационное затирание проявляется главным образом в искажении приема. Оно возникает в результате воздействия магнитного поля Земли на пространственную волну при ее прохождении через ионизированный слой. Замирание не проявляется одновременно в двух точках, находящихся друг от друга на расстоянии нескольких длин волн. В связи с этим интерференционное замирание можно устранить, если применить 2 или 3 внешние антенны и расположив их на некотором расстоянии (150…300 м) друг от друга. Фидеры, идущие от антенн, подключают к сдвоенному или строенному радиоприемнику, имеющему общий УЗЧ, но отдельные каскады высокой частоты и детекторы для каждой антенны. Для устранения поляризационного замирания также могут быть использованы 2 внешние антенны, одна горизонтальная, а другая вертикальная. При этом антенны подключаются подобно тому как это делается при борьбе с интерференционными замираниями.
Для определения наивыгоднейшей волны приема удаленной радиостанции в зависимости от расстояния до нее, времени суток и года можно воспользоваться известными данными, приведенными в табл. 31.7.
Исходя из долголетних наблюдений, Бюро стандартов США составило графики распространения радиоволн ночью и днем (рис. 31.19, 31.20).
Рис. 31.19. График дальности приема радиоволн ночью:
1. Надежный прием круглый год. 2. Надежный прием только летом. 3. Надежный прием только зимой. 4. Ненадежный прием. 5. Случайный прием.
Рис. 31.20. График дальности приема радиоволн днем:
1. Надежный прием круглый год. 2. Надежный прием только летом. 3. Надежный прием только зимой. 4. Ненадежный прием. 5. Случайный прием.
Графики дальности приема радиоволн соответствуют мощности передающей радиостанции 5 кВт и большой напряженности поля, при которой возможна коммерческая связь. Радиолюбительский слуховой прием может производиться при значительно более слабых сигналах, в связи с этим данные графики пригодны и для ориентировочной оценки дальности приема.
При благоприятных условиях в коротковолновом диапазоне 120…60 м иногда удается принять радиостанции так называемых тропических диапазонов, которые расположены на других континентах. Тропическими называют диапазоны волн 120, 90, 75 и 60 м. Эти диапазоны используются для местного приема в странах с богатой тропической растительностью, повышенной влажностью атмосферы и почвы. Поверхностные волны в таких природных условиях подвержены сильному поглощению и имеют малую дальность распространения. В связи с этим радиоволны тропических диапазонов излучаются антеннами радиостанций вертикально вверх в ионосферу. Радиоволны, отразившись от ионосферы, падают «дождем» на небольшую территорию, что и объясняет использование этих радиоволн для местного радиовещания. Нужно заметить, что короткие волны более высочастотных диапазонов не пригодны для такого рода вещания, так как плохо отражаются от ионосферы. Невзирая на местный характер вещания радиостанций тропических диапазонов в Европейской части России вечером можно поймать станции Азии и бассейна Индийского океана, а ночью — Африканского континента.
Что касается радиостанций Латинской и Южной Америки, то их удается услышать ранним утром. Приемная аппаратура для приема DX тропических диапазонов должна быть высокочувствительной, так как мощности вещающих радиостанций небольшие и диапазон очень подвержен различного рода радиопомехам. В настоящее время для радиовещания на коротких волнах выделены диапазоны, приведенные в табл. 31.8.
Отметим, что в последнем десятилетии конца 20 века международное KB-вещание использовалось более чем 130 государствами. В частности, США, Россия, Великобритания обеспечивали вешание в КВ-диапазонах в течение 6000 часов на различных частотах на всех языках больших народов и на многих языках малых народов. Основной тенденцией развития KB-вешания в настоящее время является расширение используемых частотных полос. Это связано с появлением недорогих KB-приемников с непрерывной настройкой от 3 до 30 МГц, освобождением частотных полос занимаемых различными службами вследствие появления спутниковых систем и малым развитием радиолюбительской связи в некоторых государствах.
Ультракороткие волны, излучаемые радиовещательными радиостанциями, обычно принимаются в пределах прямой видимости, на расстоянии 100…150 км от передатчика средней мощности. На высокочувствительный УКВ-радиоприемник с внешней антенной, имеющей усилитель, можно принять радиопередачу от радиостанции со значительной мощностью, если она расположена на расстоянии 200…300 км. Помимо этого, благодаря рассеиванию верхних неоднородных слоев атмосферы, УКВ могут достигать антенн радиоприемников удаленных от радиостанции на расстоянии более 300 км. При этом, мы имеем дело с так называемым тропосферным приемом. При использовании высококачественной приемной радиоаппаратуры и тропосферного приема иногда возможен регулярный дальний прием УКВ-станций (рис. 31.21).
Рис. 31.21. Разновидности дальнего приема УКВ
УКВ при отражениях от различных слоев ионосферы в некоторых случаях способны распространяться на очень большие расстояния порядка 1000…2500 км, если они отражаются от спорадического слоя Es, а при отражении от вышерасположенного слоя F2 — на 2500…5000 км. Сигналы после таких отражений в некоторых случаях имеют большую силу. В этих случаях прием УКВ удается вести на обычные антенны и радиоприемники. Прием сигналов от слоя F2 имеет нерегулярный характер и происходит на частотах до 80…100 МГц с мая по июль месяцы. Явление отражения УКВ от слоя F2 на частотах до 50…55 МГц происходят в годы максимума солнечной активности, зимой, в дневное время. Длительный DX прием, УКВ-радиостанций, основывается на приеме слабого сигнала с помощью высокочувствительной приемной аппаратуры и высокоэффективных антенн.