§ 7.2. Нерегулярное ионосферное распространение УКВ

Волны короче метровых не могут распространяться ионосферным путем. Возможность нерегулярного сверхдальнего распространения метровых волн обусловливают следующие явления, происходящие в ионосфере: а) повышение электронной плотности слоя F в годы максимума солнечной активности; б) появление спорадического слоя E_s. Каждый из этих видов распространения радиоволн имеет свои характерные особенности.

Отражение радиоволн от слоя F

Большей частью для волн короче 10 м слой F является прозрачным. Однако в годы максимума солнечной активности электронная плотность слоя F достигает зимой в дневное время таких высоких значений, что часто оказывается возможной радиосвязь и на волнах длиной 6÷10 м. Зона молчания составляет при этом не менее 2000 км. Предельное расстояние передачи, обусловленное высотой слоя F, достигает 3500÷4000 км. Роке наблюдается распространение радиоволн путем двух последовательных отражений от слоя F и от земной поверхности. Таким образом, при отражении от слоя F метровые волны могут временами распространяться на расстояние в кольце примерно 2000÷7000 км от передатчика.

Отражение радиоволн от спорадического слоя Es

Спорадический слой E_s, имеющий электронную плотность, достаточную для отражения волн метрового диапазона, появляется нерегулярно, поэтому и этот вид сверхдальнего распространения радиоволн не может быть регулярным. Частота случаев сверхдальнего распространения зависит от частоты появления слоя E_s (см. рис. 4.4), благодаря чему сверхдальнее распространение радиоволн наблюдается чаще всего летом в дневное время в южных широтах.

Из года в год частота случаев отражения метровых волн от слоя E_s меняется без определенной закономерности. Высота, на которой образуется слой E_s, составляет 100÷120 км. Она определяет максимальное расстояние связи, которое равно 2000÷2500 км. Плотность ионизации слоя обусловливает максимальные рабочие частоты и минимальное расстояние связи, которое для метровых волн составляет не менее 1000 км и увеличивается с укорочением длины волны. Следовательно, прием метровых волн, отраженных от слоя E_s, возможен на расстоянии примерно 1000÷2500 км от передатчика. Связь осуществляется в то время, когда спорадический слой находится в средней части пути между передатчиком и приемником. Спорадический слой появляется над небольшой территорией, поэтому обычно одновременно существует связь только с одной станцией. Благодаря движению слоя через некоторое время оказывается возможной связь с другой станцией. Продолжительность связи бывает различной - от нескольких минут до нескольких часов.

В настоящее время не удается указать точно время появления отражений от слоя E_s. Характерной особенностью при отражении от спорадического слоя является его полупрозрачность. Не вся энергия волны, падающей на слой, отражается от него, как это происходит при отражении от слоя F. Часть энергии (до 90%) проходит сквозь слой и теряется для приема. При этом чем выше частота, тем меньшая часть энергии отражается и тем реже возможен прием. Поэтому наиболее часто возможен прием передач мощных станций (мощностью не менее 3÷5 кВт).

Попытки использовать отражения от слоя E_s для регулярной связи на метровых волнах не дали положительного результата. Однако установлено, что появление слоя E_s вызывает взаимные помехи станций, работающих в диапазоне метровых волн и разнесенных на расстояние 1000÷2000 км. Появление слоя E_s является также помехой в работе радиолиний, использующих ионосферное рассеяние радиоволн.