Terjedés

Szerk.: HA8LHT

A rádióhullámok egyenes úton terjednek, különböző módon juthatnak el egyik állomástól a másikig. Útjuk során számottevően a légköri rétegekről, a föld felszínéről, tengerek, óceánok vízfelületéről verődnek vissza, azonban ha nem ütköznek ellenállásba, energiájuk akkor is folyamatosan csökken. A kibocsátott rádióhullám először a légköri rétegekkel találkozik, amik elnyelhetik, visszaverhetik vagy továbbengedhetik a határvonalaikon megtörve azokat. Minden esetben, ahogy az a rádióhullám egyik légköri réteget elhagyja és egy másikba lép be megtörik, azaz a kilépési szög nem lesz azonos a belépési szöggel. Ezt azzal magyarázhatjuk, hogy a másik közegben annak sűrűsége és összetétele miatt más lesz a sebessége. A törés következtében tehát megváltozik a haladási iránya.

Légkörünkben megkülönböztetünk néhány kilométer magasságig troposzférát, hozzávetőlegesen 70 kilométer magasságig sztratoszférát, majd 3000 kilométer magasságig ionoszférát. A rádióhullámok terjedése szempontjából ez az utolsó bír a legnagyobb jelentőséggel. Az ionoszféra állapota határozza meg a visszaverő, és elnyelő tulajdonságait, mely nagymértékben függ a naptevékenységtől, napszaktól, és az évszaktól. További rétegeket határolunk el az ionoszférán belül, úgy mint D, Es, E, F, G réteget. A következőkben ezek főbb, rádióhullámokkal kapcsolatos tulajdonságait vesszük sorra:

D-réteg: A legalsó réteg, mely a rövidhullámok – különösen az alsóbb sávok – tekintetében jelentős, mivel azokat elnyeli, az alacsonyabb hullámokat pedig visszaveri. Sűrű réteg, ionizációja a déli órákban éri el maximumát. Napkitörés hatására az elnyelőképessége (abszorpció) megnövekedik, előfordulhat, hogy rövidebb időre megbénítja a rádióamatőr munkát, mivel teljesen elnyeli a kibocsátott jeleket. A D rétegre jellemző, hogy az esti órákban gyorsan szűnik meg (ritkul), így az éjszakai időszak a legkedvezőbb a rövid- és középhullám terjedése szempontjából.

E-réteg: Tipikus nappali réteg, mivel napfelkelte előtt keletkezik, és két részre, az alacsonyabban található és sűrűbb E1, valamint a feljebb elhelyezkedő ritkább E2 rétegre válik. Éjszakára sem szűnik meg teljesen, ekkor csupán a rádióhullámokra gyakorolt hatása lesz csekély. Jellemzően a 7 megahertzig terjedő frekvenciákat veri vissza, az e felettieket átengedi, azonban ez a határ sokszor 10 megahertzig is elnyúlhat.

Es réteg: Vagy más néven a szporadikus E réteg. Az E réteg alatt, mintegy 100-120 kilométer magasságban helyezkedik el, és tulajdonképpen nagy sebességgel (mintegy 50-200 km/h) haladó sűrűbb rétegdarabokból, foszlányokból áll. Ezek sebessége a mérsékelt éghajlati öv felett lelassul. Sűrűségéből adódóan a 15 megahertzig terjedő hullámokat is visszaverhetik, de segítségével érhetőek el az URH tartományban bonyolított néha több száz vagy ezer kilométeres összeköttetések is.

F-réteg: A legfőbb rövidhullámú reflexiós réteg. A nappali órákban szintén két részre oszlik, az F1 és F2 rétegre. Az alsó, csak nappal észlelhető F1 réteg magassága 150-200 kilométer, és ekkor a felette húzódó F2 kiterjed akár 400 km-ig is. Ez utóbbi határfrekvenciája eléri a 8-10 megahertzet. Napnyugta után lecsökken az elektronsűrűsége, lassan eltűnik az F1, így ilyenkor már csak egy réteggel kell számolni. Magassága mintegy 300 kilométer, határfrekvenciája 5-6 megahertz. Az egyenlítő mentén az F1 és F2 között újabb réteg alakul ki.

G-réteg: Magassága 700 kilométer körül van, nappal lejjebb süllyed, éjjel felemelkedik. A rádióhullámok az F réteg sűrűsége miatt nem érnek ide, ezért szerepe nem jelentős.

terj

A légköri rétegekről visszaverődve a rádióhullámok ismét a földre jutnak. Ez azonban nem nyeli őket el, hanem függően a talaj minőségétől, dielektromos tényezőjétől és vezetőképességétől, különböző mértékben ismét visszaveri.

Az adó és a vevő között húzódik egy sáv, ahova a rádióhullámok a távolságból adódóan még nem verődnek vissza, illetve a felszíni terjedéssel már nem jutnak el. Ezt a körkörös zónát hívjuk holtzónának, mely sávonként különböző sajátosságokkal bír.

Mint említettem, a napnak is jelentős szerepe van a hullámterjedésben. A nap egy izzó gázgolyó, mely tengelye körül 27 nap alatt fordul meg. Mintegy 11 éves ciklusokban változtatja aktivitását, és egy ilyen ciklus abból áll, hogy a napkitörések és a napfoltok száma – azaz a naptevékenység – fokozatosan nő, majd egy maximumot elérve ismét csökken.

A Nap látható felületét nevezzük fotoszférának, ezen találhatóak a napfoltok, amik kiterjedése és száma napról napra változik. Nevüket onnan kapták, hogy környezetüktől eltérően alacsonyabb a hőmérsékletük, így sötétebb foltként látszanak. Egy-egy napfolt néhány héttől néhány hónapig észlelhető. Ismervén a nap körbefordulásának idejét, a napfoltok keletkezési idejét, kiszámítható a Föld légkörére való hatása. Ezeket az előrejelzéseket nevezzük ionoszféra-előrejelzésnek. A napfoltok számát ebben W-vel jelöljük, ennek maximuma és minimuma döntő szerepet játszik a rádióhullámok terjedésében. Minimumok idején az URH sávokban kedvező terjedés észlelhető.

A rádióamatőr életben a naptevékenységet elsősorban a napfoltok számának alakulása, valamint az úgynevezett korpuszkulák jelentik. Ez utóbbi a napból indulnak, és légkörünkben ionoszférikus viharokat okoznak.

Hullámterjedés a 160 méteres sávban 

Ez a sáv inkább télen, az éjszakai órákban használható, de ekkor szinte minden kontinens elérhető.

Hullámterjedés a 80 méteres sávban 

Mivel légkörünk D rétegének elnyelő hatása igen jól érződik ezen a sávon, így főképp naplemente után, a csillapító hatás megszűntével élénkül meg a sáv. Először az NVIS állomások jelennek meg, majd szép lassan a távolabbi állomások is. Később, késő éjszakára a visszaverő F réteg megszűnésével eltűnnek a közeli állomások, és ha antennánk elég magasan van, a DX állomásoké a pálya.  A nappali kis áthidalható távolságokkal ellentétben 2000, sőt, akár 10000 kilométer is áthidalható az F2 réteg segítségével. A légköri zavarok jelentősek, a naptevékenység ezen a sávon alig érezteti hatását.

Hullámterjedés a 40 méteres sávban 

Jelentőséget kap a holtzóna, ami nappal hozzávetőlegesen egy-kétszáz kilométer, éjjel viszont megnő és éjfél-egy óra körül éri el maximumát. Ekkor az európai állomások már nem zavarják a kontinensek közötti forgalmat. Szintén a D réteg hatása a meghatározó, nappali órákban 500-1500 kilométer, éjjel, a réteg hatásának gyengülésével 5000-10000 kilométer a könnyen áthidalható távolság. Jó esetben valamennyi kontinens elérhető, bár nem olyan térerővel, mint a 20 méteres sávban. A légköri zavarok főként nyáron éreztetik hatásukat.

Hullámterjedés a 20 méteres sávban

A nagytávolságú (DX) összeköttetések igazi otthona. Nagy jelentőséggel bír a naptevékenység: napfoltminimum ideje alatt szinte valamennyi kontinens elérhető, viszont ekkor az éjszakai órákban teljesen megszűnik reflexiós réteg, emiatt távolsági összeköttetések nem jöhetnek létre. A naptevékenység-maximumok ideje alatt elsősorban az éjszakai és hajnali órákban érdemes nagytávolságú összeköttetésekkel próbálkozni. Elmondható a sávról, hogy a D réteg jelentősen csillapítja hullámait, így annak megszűnte után, éjszaka számíthatunk jó terjedésre. Így előfordulhat, hogy a rádióhullámok az árnyékos féltekén haladva megkerülik a Földet, így „a hosszabb utat választva” jutnak el a másik állomáshoz. Ezt nevezzük „hosszú utas”, long path, azaz LP összeköttetésnek. A rövidebb út, ami a napos oldalon keresztül a D réteg csillapítása miatt nem jöhet létre a short path, SP. Az LP összeköttetés elengedhetetlen feltétele a nagy nyereségű, irányított antenna. A holtzóna a nappali órákban mintegy 1000 kilométer, éjszaka 2-4000 kilométer. Ez rendhagyó esetekben napokra, vagy hetekre is akár a negyedére csökkenhet. A sáv érzékeny az F2 réteg minden zavarára, gyakori jelenség a SEA (zörejek felerősödése) valamint a SID (teljes elhalkulás).

Hullámterjedés a 15 méteres sávban

Szintén nagy szerepet kap a napfolttevékenység, elsősorban a napfoltmaximumok: Az F2 réteg hatására elér egy bizonyos sűrűséget, és reflektálja ezt a frekvenciatartományt, így egészen kis teljesítménnyel, akár a nappali órákban is elérhető igen nagy távolságú összeköttetés. Ezekkel ellentétben, a naptevékenység-minimumok alatt éjjel egyáltalán nem, nappal is csak kevés eredménnyel használható. A sáv nem érzékeny a légköri zavarokra.

Hullámterjedés a 10 méteres sávban 

A sáv a rövidhullámú tartomány felső határán helyezkedik el, jellemzői átmenetet képeznek az RH és URH sávok terjedési sajátosságai között. Naptevékenység-maximumok ideje alatt szintén jó eredmény érhető el már kisebb teljesítménnyel is, naptevékenységi minimumok alatt azonban alig használható. A holtzóna közel 1000 kilométer, a D réteg hatása elhanyagolható. Napfolttevékenység minimuma alatt a sáv szinte teljesen használhatatlan. Mivel a rádióhullámoknak a föld napsütötte oldalán kell haladniuk, így a kora reggeli órákban érdemes távolkeleti állomásokra vadászni.

Hullámterjedés a 6 és 2 méteres valamint a 70 centiméteres sávban 

A magas frekvenciájú hullámok, közel 1 gigahertzig egyenes vonalban, e tartomány fölött a fényhez hasonlóan terjednek. Az ionoszférikus változások különösebb hatással nincsenek rá. A frekvencia használatának előnye, hogy látótávolságon, a látóhatáron belül viszonylag kis teljesítménnyel is biztos összeköttetés létesíthető. Az URH sávok DX összeköttetésekre gyakorlatilag alkalmatlanok.

Scatter-terjedés

Megfigyelhetőek az ultrarövidhullámú sávban tekintélyesebb összeköttetések is, olykor 500-1000 kilométer távolságban. Ez a troposzféra rendkívüli állapotára vezethető vissza. A földhez közeli, meleg és páradús levegőtömeg felfelé áramlik, a felsőbb réteg hideg levegőjével nem keveredik el, azon belül egy „szigetet” alkot, ami reflexiós felületként szolgál a méteres hullámok számára. Innen azok egy része megtörve továbblép, más részük visszaverődik a Föld felszíne felé. Ezt a jelenséget scatter-nek nevezzük. Ez gyenge vételt, viszont alkalmanként az említett nagy távolság áthidalását eredményezi.

Aurora összeköttetések

Voltaképpen a sarki fényről való visszaverődést jelenti. A napból érkező részecskék a Föld ionoszféráját elérve a sarkok felett összesűrűsödnek, és 30-90 kilométer magasságban egy sapkát, polar cap-ot képeznek. Ez az ionizált felhő képes az ultrarövidhullámú tartományba eső hullámokat is visszaverni. Ez a módszer nem alkalmas adatok továbbítására, mivel a jel számottevő torzításával kell számolni.

EME összeköttetések

Az Aurora ködjéhez hasonlóan, a hold is szolgálhat reflektáló felületként, és alkalmazható az alacsonyabb (23cm) hullámhosszúságú sávokban is. A teljes Föld-föld útvonal megtételéhez a jelnek mintegy 5 másodpercre van szüksége. Természetesen mindkét összeköttetés komoly tapa7sztalatot és felszerelést igényel.

Es-terjedés

Az ultrarövidhullámú tartományban elsősorban a 6 méteres sávra jellemző, hogy reflektálódik a jele az Es rétegről, de 2 méteren is számolni lehet az esetleges visszaverődéssel.

  1. Szuper az oldal!!! Hamarabb is rátalálhattam volna ! :-)

    73/dx! Lajos

    Thumb up 2 Thumb down 0