Ιονοσφαιρική Διάδοση στα Βραχέα (HF).

Click για μεγέθυνση.  
source:http://www.ubthenews.com/
Δεν είναι αρκετό να ανοίγουμε μόνο τους διακόπτες των μηχανημάτων μας και να εκπέμπουμε. Θεωρούμε ότι είναι τελείως απαραίτητο να γνωρίζουμε το θεωρητικό υπόβαθρο πάνω στο οποίο στηρίζονται οι επικοινωνίες μας. 
Έτσι λοιπόν σε αυτήν την ανάρτηση θα αναφερθούμε στο πως επιτυγχάνονται οι μακρινές επαφές των ραδιοερασιτεχνών στα βραχέα κύματα. 






Short and Long Path 

Click Για μεγέθυνση. Short-Long Path.
Δυο ορολογίες που χρησιμοποιούμε τακτικότατα στα βραχέα είναι το Short Path και το Long Path. Το Short Path είναι η μετάδοση του κύματος από μια περιοχή σε μια άλλη μέσω της κοντινής πλευράς του πλανήτη, για παράδειγμα,  Αθήνα με Παρίσι μέσω Ιταλίας. Όμως το Long Path είναι από την ακριβώς αντίθετη πλευρά  του πλανήτη μέσω Ασίας και Αμερικής.
Αυτό συμβαίνει τακτικά στα βραχέα και νιώθουμε ιδιαίτερη χαρά όταν επιτυγχάνεται επαφή μέσω Long Path. Πως φτάνουν όμως τα κύματα σε τόσο μακρινές αποστάσεις αφού δεν υπάρχει οπτική επαφή?


Ιονόσφαιρα 

Οι συχνότητες κάτω από τους 30 Mhz επιτρέπουν (ευνοούν) τις επαφές (τηλεπικοινωνίες) σε πολύ μακρινές αποστάσεις. Οι περιοχές αυτές των συχνοτήτων αναφέρονται ως :
1) LF (μακρά) (30Khz- 300Khz),
2) MF (μεσαία) (300Khz-3Mhz) και
3) HF (βραχέα) (3-30Mhz).

Οι επαφές αυτού του είδους οφείλονται στην ανάκλαση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στην ιονόσφαιρα. Η ιονόσφαιρα εκτείνεται σε μια περιοχή από 48 έως 429 Km πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας.  Στην περιοχή αυτή της ατμόσφαιρας υπάρχουν μεγάλες ποσότητες ελευθέρων ιόντων και ηλεκτρονίων που επιδρούν στην κατεύθυνση των εκπεμπόμενων κυμάτων. Στην ανάκλαση των κυμάτων παίζει σημαντικότατο ρόλο η συχνότητα εκπομπής καθώς επίσης η ώρα της ημέρας και της νύκτας.  Η ιονόσφαιρα μπορεί να υποστηρίξει επικοινωνίες (με τις ανακλάσεις των κυμάτων που γίνονται σε αυτήν) από μικρότερες αποστάσεις των 90 Km έως και πάνω από 5000 Km.

Ο Ιονισμός των επάνω στρωμάτων της ατμόσφαιρας αποδίδεται στην υπεριώδη ακτινοβολία που έρχεται από τον ήλιο. Το αποτέλεσμα δεν είναι ο ιονισμός μιας μικρής περιοχής (στρώματος), αλλά πολλών περιοχών (στρωμάτων) που διαφέρουν στην πυκνότητα του αέρα και περιβάλλουν τον πλανήτη μας σε διαφορετικά ύψη το ένα από το άλλο. Το κάθε ένα από τα στρώματα αυτά έχει στην κεντρική περιοχή του, τη μέγιστη πυκνότητα σε ηλεκτρόνια. Η πυκνότητα αυτή αραιώνει όσο προχωράμε προς τα άκρα του στρώματος.


Τα στρώματα της ιονόσφαιρας.

Click για μεγέθυνση. Στρώματα της Ιονόσφαιρας.
Τα ιονοσφαιρικά στρώματα που επηρεάζουν την εμβέλεια των επικοινωνιών στα βραχέα είναι τα D, E, Es, F1, F2 . Από αυτά, το στρώμα D δρα ως ένα μεγάλο σφουγγάρι RF και απορροφά τα σήματα που διέρχονται μέσα από αυτό. Το ποσοστό της απορρόφησης εξαρτάται από την ώρα της ημέρας ή της νύκτας αλλά και από τη συχνότητα όπως είπαμε αρχικά. Τα υπόλοιπα 4 στρώματα
{ E, Es, F1, F2 } είναι αυτά που χρησιμοποιούνται στις μακρινές επικοινωνίες. 




Στρώμα D.

Το στρώμα D εντοπίζεται μεταξύ 70 και 90 Km πάνω από την επιφάνεια της γης. Είναι σαφέστατο ότι κατά τη διάρκεια των ωρών της ημέρας ο ιονισμός του στρώματος αυτού είναι κατευθείαν ανάλογος με τη θέση του ήλιου στον ουρανό. Λόγω του ότι η απορρόφηση είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη συχνότητα, η ενέργεια των κυμάτων στις δύο κάτω ραδιοερασιτεχνικές μπάντες (160 και 80 μέτρα ή αν θέλουμε σε συχνότητα 1,8 και 3,5 Mhz) απορροφάται σχεδόν ολόκληρη από αυτό το στρώμα κατά τη διάρκεια των ωρών της ημέρας. Αυτό όμως δεν μπορεί να γίνει μετά το σούρουπο.

Η ανύψωση και η πτώση του στρώματος D υπαγορεύει τη χαμηλότερη χρησιμοποιήσιμη συχνότητα (LUF) σε ένα συγκεκριμένο path. Ενώ είναι γνωστή η επίδραση του στρώματος D και αποδεδειγμένα καλά τεκμηριωμένη, δεν είναι γνωστή η χημική και φυσική συμπεριφορά. 


Στρώμα Ε

Τα τελευταία χρόνια έχει αναλάβει η επιστήμη τη διευκρίνηση των θεμάτων αυτών που ανακάλυψαν οι ραδιοερασιτέχνες και τα χρησιμοποίησαν πρώτοι. Το κατώτατο στρώμα της Ιονόσφαιρας (Ε) είναι αυτό που αντανακλά τα ραδιο-σήματα στη γη. Το μέσο ύψος του μέγιστου ιονισμού είναι 105 έως 120 Km. Η ατμόσφαιρα σε αυτό το ύψος είναι ακόμη αρκετά πυκνή, έτσι υπάρχουν ελεύθερα ιόντα και ηλεκτρόνια εξ αιτίας της ηλιακής ακτινοβολίας. Αυτά δεν έχουν να μετακινηθούν πολύ μακριά για να συναντηθούν και ενωθούν προκειμένου να σχηματίσουν ουδέτερα σωματίδια. Για αυτό το λόγο το στρώμα μπορεί να διατηρήσει την ικανότητα του να αναδιπλώσει τα ραδιο-κύματα μόνο κατά την παρουσία του ήλιου (ημέρα). Ο Ιονισμός είναι υψηλότερος κατά τις μεσημεριανές ώρες και εξαφανίζεται με το σούρουπο. Ένας ξάδελφος του στρώματος Ε είναι το σποραδικό Ε. Έχουμε αναφερθεί συνοπτικά στη δράση του στην ομώνυμη ανάρτηση. Αυτό ενεργοποιείται στις συχνότητες πάνω από 21 Mhz μέχρι και τα VHF.  H ενεργοποίηση του σποραδικού Ε γίνεται στα 110 Km από την επιφάνεια της γης.


Στρώμα F

Click για μεγέθυνση. Ανακλάσεις κυμάτων στα
στρώματα της ιονόσφαιρας κατά την ημέρα και τη νύκτα.
Το στρώμα F της Ιονόσφαιρας ευθύνεται για τις πολύ μακρινές ραδιο-επαφές των βραχέων, το στρώμα αυτό εντοπίζεται σε ύψος από 145 έως 420 Km πάνω από την επιφάνεια της γης. Λόγω λοιπόν του μεγάλου ύψους που βρίσκεται το συγκεκριμένο στρώμα η εμβέλεια του σταθμού λόγω ανακλάσεων μεγαλώνει πάρα πολύ στην περιοχή των βραχέων. Ιονίζεται πολύ γρήγορα με την ανατολή του ήλιου. Το μέγιστο του ιονισμού και η μεγάλη ποσότητα ελευθέρων ηλεκτρονίων συμβαίνει το απόγευμα. Ο ιονισμός «μειώνεται» πολύ αργά μετά το ηλιοβασίλεμα. Το ελάχιστο είναι λίγο πριν το ξημέρωμα. Κατά τη διάρκεια της ημέρας το στρώμα F διαχωρίζεται σε δύο υπό-στρώματα το F1 και το F2. Το F1 είναι ένα σημαντικότατο στρώμα για τη μέση διάδοση των κυμάτων. Τα ύψη ανάκλασης του στρώματος αυτού κυμαίνονται μεταξύ 145 και 200 Km. Υπάρχει απευθείας ανάλογη αλληλεξάρτηση στον ιονισμό από το πέρασμα του ήλιου στον ουρανό. 

Click για μεγέθυνση. Δύση του ήλιου κ
μεταβολές στα στρώματα της Ιονόσφαιρας.
Μετά τη δύση του ήλιου το F1 «καταρρέει» και αντικαθίσταται από το F2. Ο χώρος που βρίσκεται το F2  είναι αυτό που υποστηρίζει τις επικοινωνίες των ραδιοερασιτεχνών στα βραχέα. Το πάχος τους στρώματος αυτού κυμαίνεται από 80 έως 150 Km. Το κέντρο του εντοπίζεται σε ύψος 320 Km πάνω από το έδαφος κατά τη διάρκεια της νύκτας. Όσο διαρκεί η ημέρα το στρώμα F2 είναι πολύ πυκνό και έχει πολυσύνθετα χαρακτηριστικά. Λόγω της γεωμετρίας της ιονόσφαιρας το μέγιστο ύψος του στρώματος είναι 600 Km.
Η σημερινή τεχνολογία επιτρέπει τις μετρήσεις υψηλής ακρίβειας όλων αυτών που αναφέραμε σε αυτήν την ανάρτηση. Στις εποχές που υπάρχει υψηλή ηλιακή δραστηριότητα παρουσιάζεται μια καλλίτερη εικόνα στις επαφές μεγάλων αποστάσεων στα βραχέα κύματα. Μπορούμε να επωφεληθούμε τα 160 μέτρα για τις μικρής διάρκειας ημέρες του χειμώνα.

73 de SV1AHH