Propagacja troposferyczna - Tropospheric propagation

Propagacja troposferyczna opisuje propagację elektromagnetyczną w odniesieniu do troposfery . Obszar obsługi nadajnika radiowego VHF lub UHF rozciąga się tuż poza horyzont optyczny , w którym to momencie sygnały zaczynają gwałtownie słabnąć. Widzowie mieszkający w tak „głębokich obrzeżach” obszaru odbioru zauważą, że w pewnych warunkach słabe sygnały zwykle maskowane przez szumy zwiększają siłę sygnału, aby umożliwić odbiór wysokiej jakości. Takie warunki są związane z aktualnym stanem troposfery .

Sygnały rozchodzące się w troposferycznie wędrują w części atmosfery przylegającej do powierzchni i sięgają do około 25 000 stóp (7620 m). Na takie sygnały mają więc bezpośredni wpływ warunki pogodowe rozciągające się na przestrzeni kilkuset mil. Przy bardzo spokojnej, ciepłej antycyklonicznej pogodzie (tj. wysokie ciśnienie ), zwykle słabe sygnały z odległych nadajników poprawiają się w siłę. Innym objawem w takich warunkach mogą być zakłócenia lokalnego nadajnika, powodujące zakłócenia na wspólnym kanale , zwykle linie poziome lub dodatkowy ruchomy obraz w przypadku transmisji analogowych i zerwanie z transmisjami cyfrowymi. Ustalony system wysokociśnieniowy zapewnia charakterystyczne warunki dla zwiększonej propagacji troposferycznej, w szczególności faworyzując sygnały, które przemieszczają się wzdłuż dominującego wzoru izobary (a nie w poprzek niego). Takie warunki pogodowe mogą wystąpić w każdej chwili, ale generalnie najlepsze okresy to miesiące letnie i jesienne. W niektórych korzystnych lokalizacjach zwiększona propagacja troposferyczna może umożliwić odbiór sygnałów telewizyjnych o ultrawysokiej częstotliwości (UHF) na odległość do 1 000 mil (1600 km) lub więcej.

Dostrzegalne cechy takich systemów wysokociśnieniowych to zazwyczaj czyste, bezchmurne dni z niewielkim wiatrem lub bez wiatru. O zachodzie słońca górne powietrze ochładza się, podobnie jak temperatura powierzchni, ale w różnym tempie. Powoduje to powstanie granicy lub gradientu temperatury , co pozwala na utworzenie poziomu inwersji – podobny efekt występuje o wschodzie słońca. Inwersja umożliwia propagację sygnału o bardzo wysokiej częstotliwości (VHF) i UHF daleko poza normalną odległość horyzontu radiowego .

Inwersja skutecznie redukuje promieniowanie fal nieba z nadajnika – zwykle sygnały VHF i UHF wędrują w kosmos, gdy dotrą do horyzontu, a współczynnik załamania jonosfery uniemożliwia powrót sygnału. Jednak w przypadku inwersji temperatury sygnał jest w dużym stopniu załamywany nad horyzontem, zamiast podążać drogą bezpośrednią w przestrzeń kosmiczną .

Mgła daje również dobre wyniki troposferyczne, ponownie z powodu efektów inwersji. Mgła pojawia się podczas pogody o wysokim ciśnieniu i jeśli takie warunki spowodują powstanie dużego pasa mgły z czystym niebem powyżej, nastąpi ogrzewanie górnego poziomu mgły, a tym samym inwersja. Sytuacja ta często pojawia się przed zapadnięciem nocy, trwa przez noc i ustępuje wraz ze wschodem słońca na okres około 4-5 godzin.

Kanały troposferyczne

Główny artykuł: przewody atmosferyczne

Kanały troposferyczne to rodzaj propagacji radiowej, który ma tendencję do występowania w okresach stabilnej, antycyklonicznej pogody. W tej metodzie propagacji, gdy sygnał napotyka wzrost temperatury w atmosferze zamiast normalnego spadku (znanego jako inwersja temperatury), wyższy współczynnik załamania atmosfery spowoduje zagięcie sygnału. Kanały troposferyczne wpływają na wszystkie częstotliwości, a sygnały wzmocnione w ten sposób mają tendencję do przemieszczania się do 800 mil (1300 km) (chociaż niektórzy ludzie otrzymali „tropo” poza 1000 mil / 1600 km), podczas gdy w przypadku zagięcia troposferycznego, stabilne sygnały z dobrym sygnałem siła z odległości 500+ mil (800+ km) nie jest niczym niezwykłym, gdy współczynnik załamania atmosfery jest dość wysoki.

Troposferyczne przewodzenie sygnałów radiowych i telewizyjnych jest stosunkowo powszechne w miesiącach letnich i jesiennych i jest wynikiem zmiany współczynnika załamania atmosfery na granicy mas powietrza o różnej temperaturze i wilgotności . Używając analogii , można powiedzieć, że gęstsze powietrze na poziomie gruntu spowalnia front fali nieco bardziej niż rzadkie powietrze w górze, nadając fali w dół krzywą.

Kanały mogą występować na bardzo dużą skalę, gdy duża masa zimnego powietrza jest przepełniona ciepłym powietrzem. Nazywa się to inwersją temperatury , a granica między dwiema masami powietrza może rozciągać się na 1000 mil (1600 km) lub więcej wzdłuż stacjonarnego frontu pogodowego .

Inwersje temperatur występują najczęściej wzdłuż obszarów przybrzeżnych graniczących z dużymi zbiornikami wodnymi. Jest to wynikiem naturalnego ruchu lądowego chłodnego, wilgotnego powietrza tuż po zachodzie słońca, kiedy powietrze przyziemne ochładza się szybciej niż górne warstwy powietrza. Ta sama akcja może mieć miejsce rano, gdy wschodzące słońce ogrzewa górne warstwy.

Chociaż dukty troposferyczne były sporadycznie obserwowane do 40 MHz, poziomy sygnału są zwykle bardzo słabe. Wyższe częstotliwości powyżej 90 MHz są generalnie bardziej korzystnie propagowane.

Wysokie górskie obszary i pofałdowany teren pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem może stanowić skuteczną barierę dla sygnałów troposfery. Idealnie, stosunkowo płaska droga między nadajnikiem a odbiornikiem jest idealna dla przewodów troposferycznych. Ścieżki morskie również mają tendencję do uzyskiwania lepszych wyników.

W niektórych częściach świata, zwłaszcza w Morzu Śródziemnym i Zatoce Perskiej , warunki troposferyczne mogą się ustabilizować przez wiele miesięcy w roku do tego stopnia, że ​​widzowie regularnie otrzymują wysokiej jakości sygnały na dystansie 1000 mil (1600 km). Takie warunki są zwykle optymalne podczas bardzo gorącej, letniej pogody.

Kanały troposferyczne nad wodą, szczególnie między Kalifornią a Hawajami , Brazylią a Afryką , Australią a Nową Zelandią , Australią a Indonezją , Cieśniną Florydzką oraz Bahrajnem i Pakistanem , zapewniają odbiór VHF/UHF w zakresie od 1000 do 3000 mil (1600 – 4800 km). ). W Etiopii zbudowano amerykański posterunek nasłuchowy, aby wykorzystać wspólny kanał sygnałów z południowej Rosji.

Sygnały troposferyczne wykazują powolny cykl zanikania i od czasu do czasu wytwarzają sygnały wystarczająco silne, aby uzyskać dźwięk stereo bez szumów , odbiór danych z systemu RDS ( Radio Data System ) i stałe blokady strumieni HD Radio na falach FM , bez szumów, kolorowych obrazów telewizyjnych lub stabilny odbiór DTV, a także stabilny odbiór radia DAB . Dzięki DVB-T może również włączyć szeroki SFN , o ile oba nadajniki znajdują się w przedziale ochronnym i są prawie w równej odległości od odbiornika, a także są zsynchronizowane. Jeśli jednak nie są zsynchronizowane i nie są w równej odległości, będą ze sobą kolidować.

Praktycznie cały odbiór telewizji cyfrowej na duże odległości odbywa się za pomocą kanałów troposferycznych (ze względu na większość, ale nie wszystkie stacje telewizyjne nadające w paśmie UHF ).

Znani i rekord odległości w troposferze DX przyjęć

„DXing to sztuka i nauka słuchania odległych stacji (D=odległość X=xmitter lub nadajnik).” ARRL, stowarzyszenie radioamatorskie, prowadzi listę północnoamerykańskich rekordów odległości, która zawiera wyniki tropo.

  • 18 października 1975 r. Rijn Muntjewerff z Holandii odebrał kanał UHF E34 Pajala w Szwecji w odległości 1150 mil (1851 km).
  • W dniu 13 czerwca 1989 roku, Shel Remington, Keaau , Hawaje , otrzymała kilka sygnałów 88-108 MHz FM od Tijuana , Meksyk , w odległości 2,536 mil (4081 km).
  • W latach 90. Fernando Garcia, znajdujący się w miejscu, które można uznać za idealną lokalizację troposferycznego DX-a w pobliżu Monterrey w Meksyku , otrzymywał liczne stacje o długości ponad 1000 mil (1600+ km) poprzez propagację troposferyczną, zarówno nad Zatoką Meksykańską, jak i w przeszłości. Wśród jego przyjęć są WGNT-27 z Portsmouth w stanie Wirginia , w odległości 1,608 mil (2588 km) i niskim poborze mocy ( LPTV ) stacji W38BB z Raleigh w Północnej Karolinie , w odległości 1460 mil (2350 km)
  • 11 maja 2003 r. Jeff Kruszka, mieszkający w południowej Luizjanie , odebrał kilka sygnałów DTV UHF z ponad 800 mil. Najdłuższym z nich był WNCN-DT , kanał 55, Goldsboro w Północnej Karolinie , w odległości 835 mil (1344 km) (wówczas rekord dla UHF DTV).
  • 9 grudnia 2004 polski DXer Maciej Ługowski odebrał stację telewizyjną „Five” na kanale 37 UHF z nadajnika London-Croydon i na kanale 46 BBC2 UHF z nadajnika Bluebell Hill pod Warszawą na 1466 km (911 mil) i 1427 km (887 mil), odpowiednio.
  • 15 października 2006 roku niemiecki DXer znany na YouTube jako EifelDX odebrał Norge Mux na kanale E58, nadajnik Oslo, z odległości 1085 kilometrów (674 mil).
  • Późnym wieczorem 19 czerwca 2007 roku i wczesnym rankiem 20 czerwca 2007 roku trzech DX-manów we wschodnim Massachusetts , Jeff Lehmann, Keith McGinnis i Roy Barstow, odebrało przez tropo sygnały FM z południowej Florydy. Wszystkie trzy zalogowany Weat 104,3 West Palm Beach , Floryda i WRMF 97,9 Palm Beach , Floryda , w odległości około 1200 mil (1931 km), a Barstow zalogowany WHDR 93,1 Miami , Floryda , w odległości 1,210 mil (1947 km).
  • 17 grudnia 2007 polski DXer Maciej Ługowski odebrał BBC Radio Scotland na 93,7 MHz z nadajnika Keelylang Hill ( Orkady ) pod Warszawą na odległość 1706 km (1060 mil). Recepcja BBC Scotland trwała przez następne dwa dni.
  • 3 listopada 2008 roku szwedzka amatorka Kjell Jarl SM7GVF skontaktowała się z rosyjskim amatorem RA6HHT
    w odległości 2315 km (1438 mil) na 144 MHz.
  • 23 kwietnia 2009 DXer z rejonu San Antonio odebrał cyfrowy sygnał WFTS-TV 28 z Tampa na Florydzie z odległości 995 mil (1601 km).
  • Późnym wieczorem 24 sierpnia do popołudnia 25 sierpnia 2009, DX'er w Burnt River, Ontario , Kanada , odebrał kilka stacji radiowych FM przez tropo z Arkansas , Illinois , Iowa , Kansas , Michigan , Missouri , Ohio , Oklahoma , Pensylwania i Wisconsin .
  • W dniu 28 września 2016 roku europejski troposferyczny rekord FM DX został nowo ustanowiony przez Jürgena Bartelsa w Süllwarden w północnych Niemczech, który odebrał hiszpańską stację RNE5TN na 93,7 MHz z nadajnika Santiago de Compostela / Monte Pedroso na odległość 1715 km (1066 mil).
  • 27 i 28 września 2017 r. różni DX-mani w północno-wschodniej Europie zaobserwowali ekstremalne przewodzenie w paśmie VHF. Najwyższy dystans osiągnął Łukasz K. w Tomaszowie Mazowieckim, który zgłosił sygnały z nadajnika Kolari w północnej Finlandii na 1798 km (1117 mil).
  • 10 października 2018 r. ukraiński DXer Vladimir Doroszenko (MrVlaDor) odebrał sygnał z duńskiego nadajnika Holstebro/Mejrup w Dnieprze w odległości 1960 km (1220 mil). Ustanawia nowy rekord tropo FM DX dla Europy. W tym samym czasie DX-mani FM w Polsce po raz pierwszy odbierali stacje radiowe FM z Moskwy przez troposferę na odległości 1100 km (684 mil) – 1300 km (808 mil).
  • 2 listopada 2020 roku Param DXer z Malty odebrał wcześnie rano stacje FM z regionu Walencji nad Morzem Śródziemnym z powodu ekstremalnych kanałów tropo. Odległość wynosi około 1365 kilometrów (848 mil). Wyjątkowo rzadko takie sygnały docierały na wyspę mimo braku sezonu tropo.

Zobacz też

Bibliografia