RODELÃO6970

PARTE 1

Propagação do sinal de rádio HF Ionosférico

- As noções básicas de propagação de rádio HF ionosférico e como a ionosfera permite links de comunicação de rádio a ser estabelecida ao longo de grandes distâncias ao redor do mundo usando o que são chamados de ondas céu ou skywaves.

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Tutorial propagação ionosférica 

Como as ondas eletromagnéticas, e, neste caso, os sinais de rádio viajam, eles interagem com os objetos e os meios de comunicação em que viajam. Como eles fazem isso, os sinais de rádio pode ser refletida, refratada ou difratado. Estas interacções fazem com que os sinais de rádio para mudar de direção, e para chegar a áreas que não seriam possíveis se os sinais de rádio viajou em uma linha direta.

Comunicações de rádio HF é dependente para a maior parte das suas aplicações no uso da ionosfera.Esta região na atmosfera permite que os sinais de comunicação de rádio para ser refletida, ou mais corretamente refratada de volta à terra de modo que eles podem viajar a grandes distâncias ao redor do globo. Propagação ionosférica é normalmente embora, como um modo de propagação HF, embora, ele pode estender-se usar acima e abaixo da porção de HF do espectro em muitas ocasiões.

O fato de que os sinais de rádio comunicação pode viajar por todo o mundo nas bandas de HF é amplamente utilizado por muitos pelas emissoras, agências de notícias, marítimo, radioamadores e muitos outros usuários. Transmissores de rádio que utilizam relativamente baixos poderes podem ser usados ​​para se comunicar com o outro lado do globo. Embora a propagação de rádio usando a ionosfera pode não ser não tão confiável como o previsto por satélites, que, no entanto, fornece uma muito boa relação custo forma eficaz e eficiente de comunicação de rádio. Para habilitar a mais a ser feito de propagação ionospheric muitos usuários de rádio fazem uso extensivo de programas de propagação HF para prever as áreas do globo a que os sinais podem viajar, ou a probabilidade deles atingindo uma determinada área.

Estes programas de previsão de propagação HF utilizam uma grande quantidade de dados, e muitos têm sido desenvolvidos ao longo de muitos anos, juntamente com dados sobre as condições prevalecentes. No entanto, ainda é útil para obter uma visão de como os sinais viajam pelo uso da propagação da ionosfera e para entender por que as condições do sinal mudar. Deste modo, a melhor utilização pode ser feita de propagação ionosférica.

Sinais de radiocomunicações nas faixas de onda média e curta viajar por dois meios básicos. O primeiro é conhecido como uma onda terrestre (coberta em uma página separada nesta seção), ea segunda uma onda céu usando a ionosfera.

Skywaves

Ao usar a propagação de rádio da ionosfera, os sinais de rádio deixar a superfície da Terra e viajar para a ionosfera, onde alguns deles são devolvidos à Terra. Estes sinais de rádio são denominadas ondas céu por razões óbvias. Se eles são devolvidos à terra, em seguida, a ionosfera pode (muito simplesmente) ser visto como uma vasta superfície reflectora que engloba a Terra, que permite que os sinais de viajar em distâncias muito maiores do que de outro modo seria possível. Naturalmente, este é um grande simplificação excessiva, porque a frequência, hora do dia e muitos outros parâmetros governar a reflexão, ou mais corretamente a refração de sinais de volta à Terra. Existem, de facto, uma série de camadas, ou mais correctamente regiões dentro da ionosfera, e estes agir de maneiras diferentes, tal como descrito abaixo.

Região D

Quando uma onda céu deixa a superfície da Terra e desloca para cima, a primeira região de interesse que atinge na ionosfera é chamada a região D. Esta região atenua os sinais à medida que passam através da. O nível de atenuação depende da frequência. Baixas freqüências são atenuadas mais do que os maiores. Na verdade verificou-se que a atenuação varia como o inverso do quadrado da frequência, isto é, dobrando a frequência reduz o nível de atenuação por um factor de quatro. Isto significa que os sinais de baixa frequência são muitas vezes impedida de alcançar as regiões mais elevadas, excepto durante a noite, quando a região desaparece.

A região D atenua sinais porque os sinais de rádio fazer com que os elétrons livres da região a vibrar.Como se vibrar os electrões colidem com as moléculas, e em cada colisão existe uma pequena perda de energia. Com inúmeros milhões de electrões de vibração, a quantidade de perda de energia torna-se visível e manifesta-se como uma redução do nível geral do sinal. A quantidade de perda de sinal é dependente de uma série de factores: Um deles é o número de moléculas de gás que estão presentes. Quanto maior for o número de moléculas de gás, quanto maior o número de colisões e, portanto, quanto maior a atenuação. O nível de ionização também é muito importante. Quanto maior o grau de ionização, quanto maior for o número de electrões que vibram e colidem com as moléculas.O terceiro fator principal é a frequência do sinal. Conforme aumenta a freqüência, o comprimento de onda dos encurta vibração, e o número de colisões entre os elétrons livres e moléculas de gás diminui. Como um sinal de resultados mais baixos no espectro de frequências de rádio são atenuados muito mais do que aqueles que são mais elevados na freqüência. Mesmo assim sinais de alta frequência ainda sofrer alguma redução na intensidade do sinal.

E e F Regiões

Uma vez que um sinal passa através da região D, ele viaja em e atinge primeiro a E, e próxima das regiões F. Na altitude em que estas regiões se encontram a densidade do ar é muito menor, e isso significa que quando os elétrons livres são excitados por sinais de rádio e de vibração, muito menos colisões ocorrem. Como resultado, o modo pelo qual essas regiões agir é um pouco diferente. Os elétrons são novamente postos em movimento pelo sinal de rádio, mas eles tendem a re-irradiar-lo.Como o sinal é viajar numa área onde a densidade de electrões está a aumentar, o mais longe que progride para a região, o sinal é refractado para fora da área de maior densidade de electrões. No caso de sinais de HF, esta refração é muitas vezes suficiente para dobrá-los de volta à Terra. Com efeito, verifica-se que a região "reflectida" do sinal.

A tendência para esta "reflexão" é dependente da frequência e do ângulo de incidência. Conforme a frequência aumenta, verifica-se que a quantidade de refracção diminui até uma frequência é atingido quando os sinais passam através da região e para a próxima. Finalmente, um ponto é alcançado onde o sinal passa através de todas as regiões e em para o espaço sideral.

Refracção de um sinal de rádio, uma vez que entra numa região ionizado

Freqüências diferentes

Para ter uma idéia melhor das características de propagação HF usando a ionosfera, é vale a pena ver o que acontece a um sinal de comunicações de rádio, se a frequência é aumentada em todo o espectro de frequências. Em primeiro lugar, inicia-se com um sinal na banda de radiodifusão de onda média. Durante os sinais de dia sobre estas freqüências única propagar usando a onda terrestre.Quaisquer sinais que atingem a região D são absorvidos. No entanto, à noite como a região D desaparece sinais de chegar a outras regiões e pode ser ouvido em distâncias muito maiores.

Se a frequência do sinal é aumentada, é atingido um ponto em que o sinal começa a penetrar a região D e sinais de atingir a região de E. Aqui é refletido para trás e vai passar através da região D e retornar à terra a uma distância considerável a partir do transmissor.

À medida que a frequência aumenta ainda mais o sinal é refratada cada vez menos pela região E e, eventualmente, ele passa através dele. Em seguida, ele atinge a região de F1 e aqui pode ser refletida de volta passando pelas regiões D e E para alcançar a terra novamente. Como a região F1 é maior do que a região E da distância alcançada será maior do que aquele para um E região reflexão.

Finalmente, como a frequência do sinal de comunicações de rádio ainda sobe ainda mais o que acabará por passar através da região de F1 e F2 para a região. Esta é a maior das regiões na ionosfera e as distâncias alcançadas usando este é o maior. Como um guia áspero a distância máxima de salto para a região de E é de cerca de 2500 km e 5000 km para a região F2.

Sinais refletidos pela F regiões E e

Vários saltos

Embora seja possível chegar a distâncias consideráveis ​​usando região F como já descrito, por conta própria isto não explica o fato de que os sinais de rádio são regularmente ouvidas a partir de lados opostos do globo usando propagação HF com a ionosfera. Isto ocorre porque os sinais são capazes de sofrer várias reflexões "". Uma vez que os sinais são devolvidos para a terra da ionosfera, eles são refletidos de volta para cima pela superfície da terra, e, novamente, eles são capazes de passar por outra "reflexão" pela ionosfera. Naturalmente, o sinal é reduzido na resistência em cada "reflexo", e encontra-se também que diferentes áreas da Terra reflectir os sinais de rádio diferente. Como era de se antecipou a superfície do mar é um bom reflector, enquanto áreas desérticas são muito pobres.Isto significa que os sinais que são "refletida" de volta para a ionosfera pelos oceanos Atlântico e Pacífico ou será mais forte do que aqueles que usam o deserto do Saara ou o centro vermelho de Austrália.

Múltiplas reflexões

Não é apenas a superfície da Terra, que introduz perdas no meio do caminho do sinal. De facto, a maior causa de perda é a região D, mesmo para altas frequências de cima para dentro da porção do espectro de HF. Uma das razões para isso é que o sinal tem de passar pela região D duas vezes para cada reflexão pela ionosfera. Isto significa que para obter as melhores forças de sinal, é percursos de sinal necessárias permitir que o número mínimo de saltos para ser usado. Isso geralmente é conseguido usando freqüências próximas às freqüências máximas que podem suportar comunicações usando propagação da ionosfera, e utilizando assim as regiões mais altas na ionosfera.Além disso o nível de atenuação introduzido por a região D também é reduzida. Isso significa que um sinal de rádio de 20 MHz, por exemplo, será mais forte do que um, em 10 MHz se a propagação pode ser suportado em ambas as frequências.

Propagação HF usando a ionosfera ainda é amplamente utilizado como uma forma de comunicação rádio. Embora não seja tão confiável quanto as comunicações por satélite, não é tão caro, e pode fornecer uma útil back-up no caso das comunicações por satélite falhar. É também amplamente utilizado como a principal forma de comunicação por rádio por muitas organizações de emissoras de rádio para rádio-amadores, bem como o navio da costa e muitas outras formas de comunicação ponto a ponto. Como uma propagação HF resultado usando a ionosfera é provável que permanecem em uso por tempo indeterminado como forma de tecnologia de comunicações de rádio.