Információ

Troposzférikus terjedés

Troposzférikus terjedés

A 30 MHz feletti frekvenciákon azt tapasztalták, hogy a troposzféra növekvő hatást gyakorol a rádiójelekre és a rádiós kommunikációs rendszerekre. A rádiójelek nagyobb távolságokra képesek haladni, mint azt a látóvonal-számítások javasolják. Időnként változnak a körülmények, és rádiójeleket lehet észlelni 500 vagy akár 1000 km vagy annál nagyobb távolságokon. Ez általában a troposzféra fokozásának egyik formája, amelyet gyakran röviden "tropának" neveznek. Időnként a jelek akár egy megemelkedett csatornában is rekedhetnek a rádiójel terjedésének formájában, amelyet troposzférikus csatornának neveznek. Ez megzavarhat sok rádiós kommunikációs kapcsolatot (ideértve a kétirányú rádiós kommunikációs linkeket is), mert olyan interferenciával találkozhat, amely általában nincs ott. Ennek eredményeként a rádiós kommunikációs kapcsolat vagy hálózat tervezésénél fel kell ismerni az interferencia ilyen formáját, hogy lépéseket lehessen tenni annak hatásainak minimalizálására.

A jelek VHF vagy annál magasabb frekvenciákon történő utazásának módja nagyon fontos azok számára, akik olyan rendszerek rádió lefedettségét nézik, mint például a mobil távközlés, a mobil rádiótávközlés és más vezeték nélküli rendszerek, valamint más felhasználók számára, beleértve a rádiós sonkákat is.

Látótávolságú rádiókommunikáció

Azt gondolhatnánk, hogy a legtöbb rádiótávközlési kapcsolat a VHF-nél és azon felül egy látóvonalat követ. Ez nem szigorúan igaz, és megállapítást nyert, hogy normál körülmények között is képesek a rádiójelek a látóvonalnál nagyobb távolságokon haladni vagy terjedni.

A rádiójelek által megtett távolság megnövekedésének oka az, hogy a föld földi légkörében zajló apró változások megtörik őket. Megállapítást nyert, hogy a talajhoz közeli levegő törésmutatója kissé magasabb, mint a magasabb. Ennek eredményeként a rádiójelek a nagyobb törésmutatóval rendelkező terület felé hajlanak, amely közelebb van a talajhoz. Ezáltal kibővíti a rádiójelek hatósugarát.

A légkör törésmutatója számos tényezőtől függően változik. A hőmérséklet, a légköri nyomás és a vízgőznyomás egyaránt befolyásolja az értéket. Ezekben a változókban még kisebb változások is jelentős különbséget jelenthetnek, mivel a rádiójelek a jelút egészén megtörhetnek, és ez hosszú kilométerekre is kiterjedhet.

N egység

Megállapítást nyert, hogy a levegő törésmutatójának átlagos értéke a talaj szintjén 1.0003 körül van, de könnyen változhat 1.00027 és 1.00035 között. Tekintettel a nagyon kicsi változásokra, bevezetésre került egy olyan rendszer, amely lehetővé teszi az apró változások könnyebb észrevételét. Gyakran használják az úgynevezett "N" egységeket. Ezeket az N-egységeket úgy kapjuk meg, hogy kivonunk 1-et a törésmutatóból, és a maradékot megszorozzuk millióval. Így kezelhetőbb számokat kapunk.
N = (mu-1) x 10 ^ 6

Ahol mu a törésmutató

Megállapítást nyert, hogy nagyon durva útmutatóként normál körülmények között egy hőmérsékleti zónában a levegő törésmutatója minden kilométeres magasságnövekedés esetén körülbelül 0,0004-rel csökken, azaz 400 N egység / km. Ez azt okozza, hogy a rádiójelek hajlamosak követni a föld görbületét és a geometriai horizonton túlra haladni. A tényleges értékek mintegy harmadával hosszabbítják meg a rádió horizontját. Ezt a tényezőt gyakran alkalmazzák a legtöbb rádiókommunikációs lefedettség-számításban olyan alkalmazásokhoz, mint a műsorszóró rádióadók és más kétirányú rádiókommunikációs felhasználók, például a mobil rádiótávközlés, a cellás távközlés és hasonlók.

Fokozott feltételek

Bizonyos körülmények között a troposzféra által biztosított rádió terjedési körülmények olyanok, hogy a jelek még nagyobb távolságokon haladnak. A "lift" ilyen formája a körülmények között kevésbé hangsúlyos a VHF spektrum alsó részein, de a magasabb frekvenciák némelyikénél jobban megmutatkozik. Bizonyos körülmények között rádiójeleket lehet hallani legalább 2000 kilométeres távolságokon, és ritkán 3000 kilométeres távolság is lehetséges. Ez jelentős ideig okozhat interferenciát.

Ezek a megnövelt távolságok a törésmutató értékeinek sokkal nagyobb változásából adódnak a jel útján. Ez lehetővé teszi, hogy a jel nagyobb mértékű hajlítást érjen el, és ennek eredményeként nagyobb távolságokon kövesse a Föld görbületét.

Bizonyos körülmények között a törésmutató változása elég magas lehet ahhoz, hogy a jeleket visszahajtsa a Föld felszínére, amikor a Föld felszíne ismét felfelé visszaverődik. Ily módon a jelek a Föld görbületén haladhatnak, és a felülete tükrözi őket. Ez a "troposzférikus csatorna" egyik formája, amely előfordulhat.

Az is előfordulhat, hogy a troposzférikus csatornák a Föld felszíne felett keletkeznek. Ezek a megemelkedett troposzférikus csatornák akkor fordulnak elő, amikor a magas törésmutatójú levegő tömegének alatta és fölött alacsonyabb törésmutatójú levegő tömege van a bizonyos körülmények között előforduló légmozgás eredményeként. Amikor ezek a körülmények bekövetkeznek, a jelek a magas törésmutatóval rendelkező levegő megemelt területére korlátozódhatnak, és nem tudnak elmenekülni és visszatérni a földre. Ennek eredményeként több száz mérföldet tehetnek meg, és viszonylag alacsony szintű csillapítást kapnak. Előfordulhat, hogy nem hallhatók a csatorna alatti állomások számára, és ily módon olyan átugrási vagy holt zónát hoznak létre, mint a HF ionoszférikus terjedésének tapasztalatai.

A troposzféra terjedésének mechanizmusa

A troposzférikus terjedési hatások viszonylag közel vannak a Föld felszínéhez. A rádiójeleket a körülbelül 2 kilométeres magasság alatti régió befolyásolja. Mivel ezekre a régiókra nagy hatással van az időjárás, szoros kapcsolat van az időjárási viszonyok és a rádióterjedési viszonyok, valamint a lefedettség között.

Normál körülmények között a törésmutatónak állandó magassági gradiense van, a levegő a legközelebb van a Föld felszínéhez és a legnagyobb törésmutatóval rendelkezik. Ezt több tényező okozza. A nagyobb sűrűségű és a nagyobb vízgőz-koncentrációt tartalmazó levegő mind a törésmutató növekedéséhez vezet. Mivel a Föld felszínéhez legközelebb eső levegő egyszerre sűrűbb (a fölötte lévő gázok által kifejtett nyomás eredményeként), és a vízgőz koncentrációja magasabb, mint a magasabb, azt jelenti, hogy a földhöz legközelebb eső levegő törésmutatója felülete a legmagasabb.

Normális esetben a Föld felszínéhez legközelebb eső levegő hőmérséklete magasabb, mint a nagyobb magasságban. Ez a hatás csökkenti a légsűrűség-gradienst (és ezáltal a törésmutató-gradienst), mivel a magasabb hőmérsékletű levegő kevésbé sűrű.

Bizonyos körülmények között azonban bekövetkezik a hőmérséklet-inverzió. Ez akkor történik, amikor a földhöz közeli forró levegő megemelkedik, lehetővé téve a hidegebb sűrűbb levegő bejutását a Föld közelébe. Amikor ez bekövetkezik, a törésmutató nagyobb változást eredményez a magassággal, és ez a törésmutató jelentősebb változását eredményezi.

A hőmérsékleti inverziók számos módon felmerülhetnek. Az egyik legdrámaibb akkor fordul elő, ha nagy nyomású terület van jelen. A nagynyomású terület azt jelenti, hogy stabil időjárási körülmények állnak fenn, és a nyár folyamán meleg időjárással társulnak. A körülmények azt jelentik, hogy a talajhoz közeli levegő felmelegszik és felemelkedik. Mivel ez megtörténik, hidegebb levegő áramlik be alatta, ami a hőmérséklet inverzióját okozza. Ezenkívül azt tapasztalták, hogy a legnagyobb javulás általában akkor következik be, amikor a nagynyomású terület elmozdul, és a nyomás éppen csökkenni kezd.

Hőmérséklet-inverzió is előfordulhat a hidegfront áthaladása során. A hidegfront akkor fordul elő, amikor a hideg levegő egy része találkozik a meleg levegő egy részével. Ilyen körülmények között a meleg levegő a hideg levegő fölé emelkedik, ami hőmérsékleti inverziót eredményez. A hideg frontok általában viszonylag gyorsan mozognak, és ennek eredményeként a terjedési feltételek javulása általában rövid életű.

Fakuló

Ha a jelek hosszabb távon terjednek a fokozott troposzférikus terjedési viszonyok eredményeként, akkor a jelek általában lassú, mély fakulásnak vannak kitéve. Ezt az okozza, hogy a jeleket számos különböző útvonalon fogadják. Mivel a légkör szelei mozgatják a levegőt körülötte, azt jelenti, hogy a különböző utak egy bizonyos idő alatt megváltoznak. Ennek megfelelően a vevőnél megjelenő jelek a különböző és változó pályahosszak következtében egymásba esnek és fázisból esnek, és ennek eredményeként a teljes fogadott jel erőssége megváltozik.

Bármely földi jelre, amelyet VHF-nél és annál magasabb szinten fogadnak, a troposzféra által okozott terjedési feltételek vonatkoznak. Normál körülmények között számítani kell arra, hogy a jeleket a normál látótávolságon túl is képes lesz fogadni. Bizonyos körülmények között ezek a távolságok jelentősen megnőnek, és jelentős mértékű interferencia tapasztalható.

Nézd meg a videót: BUDAPEST FM RADIO STATIONS 2008 (November 2020).