НЕОБЫЧНОЕ
РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН
Каждый из радиолюбителей, кто
активно работает на различных
любительских диапазонах, вероятно
сталкивался с некоторыми
необычными условиями
распространения радиоволн.
Особенно часто такие условия
создаются в диапазонах между 15 и 6
метрами. Ken Neubeck (WB2AMU) [1] разъясняет
некоторые причины возникновения
необычных условий прохождения.
Во время "авроры" в северном
полушарии, когда слышны
авроральные возмущения, сигнал
корреспондента бывает гораздо
более сильным при направлении
антенны не точно на корреспондента,
а севернее.
Как известно, Земля имеет две
авроральные зоны - одну, окружающую
геомагнитный Южный полюс, и вторую,
окружающую геомагнитный Северный
полюс. Во время периодов высокой
геомагнитной активности, вызванных
солнечными возмущениями (обычно
большими вспышками на Солнце),
каждая из этих зон может
простираться до более низких широт.
В этом случае радиостанции, не
расположенные непосредственно в
авроральной зоне, но находящиеся
достаточно близко к ней, могут
работать с некоторыми из станций,
связь с которыми в обычных условиях
невозможна. Чтобы воспользоваться
этим видом связи, необходимо
направлять антенну на аврору, т.е. в
северном направлении (впрочем,
будут работать и диполи, и
вертикальные антенны). Данное
явление носит название "обратного
рассеивания" (backscotter), благодаря
которому сигналы отражаются назад.
Механизм обратного рассеивания
подтвержден большим числом
исследований аврорального
распространения и наблюдениями
радиолюбителей в диапазонах 6 и 2 м.
Интересно, что иногда с одной и той
же станцией можно работать по двум
путям - прямому и через обратное
авроральное рассеивание, причем
сигнал по второму пути может быть
более сильным, хотя и искаженным.
При хорошем авроральном открытии
диапазона 6 м можно установить QSO со
многими близкорасположенными QRA-квадратами,
сработать с которыми при других
условиях очень трудно.
Очень полезным для радиолюбителей
может быть другое явление, когда
при работе в диапазоне 6 м во время
предсказанного метеорного потока
длительность сигналов
радиостанций возрастает до одной
минуты, что гораздо дольше двух- или
трехсекундных "всплесков",
обусловленных отражением от
метеорного потока. Принимаемые
сигналы кажутся похожими на "Е-спорадик",
но обычно никаких других станций с
сигналами такого типа не слышно.
Такая ситуация может возникнуть в
диапазонах как 6, так и 10 метров.
Вероятнее всего, в этом случае в
зоне активности метеорного потока
уже имеются условия для "Е-спорадика".
Однако MUF (maximum usable frequency -
максимальная применимая частота)
облачного образования "Е-спорадик"
чуть-чуть ниже частоты, которая
используется для проведения QSO.
Например, MUF облачного образования
может колебаться около частот 48... 49
МГц, т.е. чуть ниже диапазона б м.
По существу, почти созданы условия
для открытия диапазона 6 м, когда
сигналы могут отражаться от облака
"Е-спорадик" в области Е
ионосферы (эта область расположена
на высоте около 107 км над Землей).
Важно также, что образования "Е-спорадик"
не имеют однородной плотности,
поэтому MUF не имеет точного
значения. Быстрое изменение силы
сигнала и другие эффекты как раз и
связаны с отсутствием однородности
облаков "Е-спорадик".
Когда метеорный поток сталкивается
с этой областью (на высоте 80...110 км),
может случиться так, что он
увеличит ионизацию и несколько
увеличит MUF уже имевшегося
образования "Е-спорадик".
Увеличение MUF приведет к увеличению
времени существования сигналов,
отраженных от следов метеорного
потока.
Существует другая интересная
комбинация нескольких механизмов
распространения радиоволн - когда
сигнал из южного полушария
распространяется в северном
направлении и на высоте около 200 км
над геомагнитным экватором
проникает в сильно ионизированный
слой F. Далее в действие вступает
механизм т.н. трансэкваториального
распространения (ТЕР - Transequatorial
propagation). При выходе из F-слоя сигнал
наталкивается на край аврорального
образования, сформировавшегося в Е-слое
на вы-
соте около 100 км. В результате
возникает эффект обратного
рассеяния от авроры (backscotter).
Чаще всего указанные условия могут
встретиться на диапазонах 10 и 15м
поздно вечером в дни осеннего и
весеннего равноденствий. Именно
эти времена года оптимальны для
возникновения как ТЕР, так и авроры.
Отметим еще, что ТЕР-связи на этих
диапазонах наблюдаются в основном
в позднее послеполуденное время.
Кстати, вполне возможна похожая
ситуация при распространении
радиоволн с помощью механизма F2 и с
последующим проникновением в Е-область
во время авроральной активности.
Характер распространения будет
подобен отражению от аврорального
образования.
Интересным следствием
описываемого здесь механизма
открытия диапазона является то, что
вполне возможна ситуация, когда по
прямому пути установить радиосвязь
между корреспондентами будет
невозможно. В то же время, направив
антенны на север, корреспонденты
могут провести QSO посредством
обратного рассеяния от авроры. Хотя
можно вообразить и такую ситуацию,
когда ТЕР-сигнал приходит двумя
путями - непосредственно с юга и
путем обратного рассеяния от
авроры. Это вполне возможно и,
скорее всего, будет приводить к
появлению эхо-сигнала из-за
различия длин обоих путей, а также к
ухудшению качества сигнала.
Несомненно, такие случаи
наблюдаются на высокочастотных
любительских диапазонах.
Для проведения радиосвязи на
сверхдальние расстояния в
диапазоне 6 м (например, между
высокими широтами территории США и
Австралией) необходимо
использовать по крайней мере два
механизма распространения
радиоволн. Основная часть
траектории проходит с
использованием механизма ТЕР,
таким образом, уже только этим
способом радиоволны пересекают
экватор, перекрывая расстояние
свыше 9000 км. Однако для замыкания
всей траектории обычно необходимо
использовать Е-спорадик вместе с
механизмом распространения F2,
который существует только зимой.
Однако Е-спорадик возникает и зимой,
и летом (хотя летом он сильнее), а
ТЕР проявляется главным образом в
месяцы, примыкающие к
равноденствиям. Следовательно,
если свести все эти условия вместе,
для связи с Австралией из высоких
широт США с помощью
комбинированного пути ES/F2/TEP,
наиболее высокая вероятность
получается для последних дней
октября. Точно предсказать день,
когда можно будет воспользоваться
такой траекторией, невозможно,
однако постоянное слежение за
диапазоном после полудня в это
время года может дать хорошие
результаты. В дополнение к этому,
необходимо отметить еще один факт,
о котором мы часто забываем - форма
Земли не является идеальной сферой.
Геомагнитные полюса и экватор
отличаются от географических
полюсов и экватора, например,
геомагнитный экватор - это не
идеальная окружность на земной
поверхности. Имеются ощутимые
отклонения (зона над Южной Америкой),
где он "проваливается" на 5...10
градусов ниже соответствующей
окружности. В результате этого,
радиолюбители Западной Европы
имеют больше времени для работы с
использованием ТЕР с южными
широтами территорий в Южной Африке
и Южной Америке, чем находящиеся на
той же широте радиостанции США при
работе в южном направлении с
помощью механизма ТЕР.
Приведенные выше примеры
иллюстрируют некоторые из
интересных условий
распространения, которые могут
наблюдаться на высокочастотных
любительских диапазонах.
Предложенные объяснения дают
наиболее правдоподобные ответы на
вопрос, как это может происходить.
Однако нет 100% уверенности в том, что
все происходит именно так, поэтому
у радиолюбителей имеется
превосходная возможность
наблюдать на диапазонах интересные
явления, часть из которых до сих пор
не находит полного научного
объяснения.
Литература
1. Ken Neubeck (WB2AMU). Explanations for Unusal Propagation. -
CO, 2000, N2.
Подготовил А. Бельский.