Avvikende forplantning - Anomalous propagation
Avvikende forplantning (noen ganger forkortet til anaprop eller anoprop ) inkluderer forskjellige former for radioforplantning på grunn av en uvanlig fordeling av temperatur og fuktighet med høyde i atmosfæren. Selv om dette inkluderer forplantning med større tap enn i en standardatmosfære, er det i praktiske anvendelser oftest ment å referere til tilfeller når signalet forplanter seg utover normal radiohorisont.
Avvikende forplantning kan forårsake forstyrrelser i VHF- og UHF-radiokommunikasjon hvis fjerne stasjoner bruker samme frekvens som lokale tjenester. Over-the-air analog TV-kringkasting kan for eksempel forstyrres av fjerne stasjoner på samme kanal, eller opplever forvrengning av overførte signaler som spøker) . Radarsystemer kan produsere unøyaktige områder eller lagre til fjerne mål hvis radarstrålen er bøyd av forplantningseffekter. Radiohobbyister utnytter imidlertid disse effektene i TV og FM DX .
Fører til
Lufttemperaturprofil
Den første antagelsen om spredning av forplantning av en radiobølge er at den beveger seg gjennom luft med temperatur som faller med en standard hastighet med høyde i troposfæren . Dette har effekten av å bøye (bryte) veien mot jorden, og utgjør et effektivt område som er litt større enn den geometriske avstanden til horisonten. Enhver variasjon i denne stratifiseringen av temperaturer vil endre banen fulgt av bølgen. Endringer i stien kan skilles i super og under brytning :
Super brytning
Det er veldig vanlig å ha temperaturinversjoner nær bakken, for eksempel luftkjøling om natten mens den forblir varm oppe. Dette skjer like høyt når en varm og tørr luftmasse overstyrer en kjøligere, som i nedsenking høyt ved en intensivering av høyt trykk. Brytningsindeksen for luft øker i begge tilfeller, og EM-bølgen bøyer seg mot bakken i stedet for å fortsette oppover.
Ved overflate-inversjon vil strålen til slutt treffe bakken, og en del av den kan reflekteres tilbake mot emitteren. I øvre luftinversjon vil bøyningen være begrenset til laget som er involvert, men bøyningen vil forlenge strålens bane, muligens utover den vanlige overføringshorisonten.
Atmosfærisk kanal
Når inversjonen er veldig sterk og grunne, blir EM-bølgen fanget i inversjonslaget. Strålen vil sprette mange ganger inne i laget som i en bølgeleder . I overflatebasert kanalering vil bjelken treffe bakken mange ganger, og forårsake returekko med jevne avstander mot emitteren. I forhøyede kanaler kan overføringen utvides til veldig store avstander.
Under brytning
På den annen side, hvis luften er ustabil og kjøler raskere enn standardatmosfæren med høyde, er bølgen høyere enn forventet og kan savne den tiltenkte mottakeren.
Andre årsaker
Andre måter som uregelmessig forplantning registreres på, er ved tropospredere som forårsaker uregelmessigheter i troposfæren , spredning på grunn av meteorer , refraksjon i de ioniserte områdene og lagene av ionosfæren, og refleksjon fra ionosfæren.
Til slutt, flerveis spredning i nærheten av jordens overflate har flere årsaker, blant annet atmosfærisk vannledninger, ionosfæriske refleksjon og refraksjon og refleksjon fra vannmasser og terrestriske gjenstander, slik som fjell og bygninger.
I radio
Avvikende forplantning kan være en begrensende faktor for forplantning av radiobølger, spesielt superbrytningen. Imidlertid er refleksjon over ionosfæren en vanlig bruk av dette fenomenet for å utvide signalområdet. Andre flere refleksjoner eller refraksjoner er mer komplekse å forutsi, men kan fortsatt være nyttige.
Radar
Plasseringen til radarekkoene avhenger sterkt av den standard reduksjonen av temperaturhypotesen. Imidlertid kan den virkelige atmosfæren variere sterkt fra normen. Anomalous Propagation (AP) refererer til falske radarekko som vanligvis observeres når rolige, stabile atmosfæriske forhold, ofte assosiert med superbrytning i en temperaturinversjon , retter radarstrålen mot bakken. Behandlingsprogrammet vil da feilaktig plassere returekkoene i høyden og avstanden det ville ha vært under normale forhold.
Denne typen falsk retur er relativt lett å få øye på i en tidssløyfe hvis det skyldes nattkjøling eller marine inversjon, da man ser veldig sterke ekko utvikle seg over et område, spredt i størrelse lateralt, ikke beveger seg, men varierer sterkt i intensitet med tiden. Etter soloppgang forsvinner inversjonen gradvis, og området avtar tilsvarende. Inversjon av temperaturen eksisterer også foran varme fronter og rundt tordenværets kalde basseng. Siden nedbør eksisterer under disse omstendighetene, blir de unormale forplantningsekkoene blandet med ekte regn og / eller mål av interesse, noe som gjør dem vanskeligere å skille.
Anomal forplantning er forskjellig fra rot på bakken , havrefleksjoner ( sjørot ), biologisk retur fra fugler og insekter, rusk, avner , sandstormer , vulkanutbruddsplommer og andre meteorologiske fenomener som ikke er nedbør. Jord- og sjøklynger er permanent refleksjon fra faste områder på overflaten med stabile reflekterende egenskaper. Biologisk spredning gir svake ekko over en stor overflate. Disse kan variere i størrelse med tiden, men ikke mye i intensitet. Rusk og agner er forbigående og beveger seg i høyden med tiden. De indikerer alle noe som faktisk er der, og enten relevant for radaroperatøren og / eller lett forklarbar og teoretisk kan reproduseres. AP i betydningen radar er kjent som "søppel" og bakken rot som "søppel".
Dopplerradarer og Pulse-Doppler-radarer trekker ut hastighetene til målene. Siden AP kommer fra stabile mål, er det mulig å trekke reflektivitetsdataene med nullhastighet og rengjøre radarbildene. Bakken, sjøfloraen og energipiken fra solnedgangen kan skilles på samme måte, men ikke andre gjenstander . Denne metoden brukes i de fleste moderne radarer, inkludert flytrafikkontroll og værradarer .