Sporadisk E forplantning - Sporadic E propagation

Strålediagram over sporadisk E -hendelse

Sporadic E (forkortet E s eller SpE ) er en uvanlig form for radiospredning ved hjelp av egenskaper ved jordens ionosfære . Mens de fleste former for skywave -forplantning bruker de normale og sykliske ioniseringsegenskapene til ionosfærens F -region for å bryte (eller "bøye") radiosignaler tilbake mot jordoverflaten, sporer sporadisk E -forplantning signaler fra mindre "skyer" av uvanlig ionisert atmosfærisk gass i nedre E -regionen (ligger i høyder på ca. 90 til 160 km; 50 til 100 miles). Dette gir tidvis mulighet for langdistansekommunikasjon ved VHF-frekvenser som vanligvis ikke er godt egnet for slik kommunikasjon.

Kommunikasjons avstander på 800-2200 km (500 til 1400 miles) kan skje ved hjelp av en enkelt E s sky. Denne variasjonen i avstand avhenger av en rekke faktorer, inkludert skyhøyde og tetthet. MUF varierer også vidt, men oftest faller på 25-150 MHz område, som omfatter FM-båndet (87,5 til 108 MHz), Band I VHF TV (American kanalene 2-6, russisk kanaler 1-3, og europeiske kanaler 2-4, sistnevnte ikke lenger brukt i Vest-Europa), CB-radio (27 MHz) og amatørradioen 2-meter , 4-meter , 6-meter og 10-meters band. Sterke hendelser har tillatt spredning ved frekvenser så høyt som 250 MHz.

Som navnet antyder, er sporadisk E en unormal hendelse, men kan skje når som helst; den viser imidlertid sesongmønstre. Sporadisk E -aktivitet topper forutsigbart om sommeren på begge halvkule. I Nord-Amerika er toppen mest merkbar i midten til slutten av juni, og fortsetter til slutten av juli og til begynnelsen av august. En mye mindre topp ses rundt vintersolverv. Aktiviteten begynner vanligvis i midten av desember på den sørlige halvkule, og dagene rett etter jul er den mest aktive perioden.

Juni 2009 tillot sporadisk E noen TV -seere i det østlige USA å se VHF analoge TV -stasjoner fra andre stater på store avstander, på steder og på TV -kanaler der lokale stasjoner allerede hadde avsluttet sin permanente analoge siste dag av DTV -overgangen i USA. Dette var mulig fordi VHF stort sett har blitt unngått av digitale TV -stasjoner, og etterlatt de analoge stasjonene de siste på bandet. Fra april 2010 var det mulig for mange amerikanere å se kanadisk og meksikansk analog på denne måten når sporadisk-E oppstår, til disse landene gjør sine egne analoge nedleggelser i løpet av de påfølgende årene. I noen tilfeller er det til og med mulig å få DTV Es -mottakelser fra godt over 1600 km, siden noen amerikanske stasjoner fortsatt bruker Band 1 selv for DTV; disse signalene karakteriseres for å være enten ekstremt klare eller ekstremt blokkerte. De er også mye lettere å identifisere.

Kjennetegn

Fjernsyns- og FM -signaler mottatt via Sporadic E kan være ekstremt sterke og variere i styrke over en kort periode fra bare påviselig til overbelastning. Selv om polarisasjonsskifte kan skje, har single-hop Sporadic E-signaler en tendens til å forbli i den opprinnelige transmitterte polarisasjonen. Lang single-hop (900–1 500 miles eller 1400–2 400 kilometer) Sporadic E-fjernsynssignaler pleier å være mer stabile og relativt fri for flerbanebilder. Kortere hoppe (400–800 miles eller 640–1,290 kilometer) signaler har en tendens til å reflekteres fra mer enn én del av Sporadic E-laget, noe som resulterer i flere bilder og spøkelser, med fasevending til tider. Bildeforringelse og signalstyrke-demping øker for hvert påfølgende Sporadic E-hopp.

Sporadic E påvirker vanligvis det nedre VHF- båndet I (TV-kanaler 2–6, E2-E4 og R1-R3) og bånd II (88–108 MHz FM-kringkastingsbånd). En ingeniørstudie fra FCC fra 1945 konkluderte med at Sporadic E forårsaket forstyrrelsesproblemer 1% av tiden for en stasjon som sender på 42 MHz, men bare 0,01% for en på 84 MHz. De typiske forventede avstandene er omtrent 970 til 2250 km. Under ekstraordinære omstendigheter kan imidlertid en sterkt ionisert Es -sky spre band I VHF -signaler ned til omtrent 560 km. Når Es-mottak med kort hoppe skjer, dvs. under 800 km i bånd I, er det større mulighet for at den ioniserte Es-skyen vil være i stand til å reflektere et signal med en mye høyere frekvens-dvs. et VHF-bånd 3 kanal - siden en skarp refleksjonsvinkel (kort hopp) favoriserer lave frekvenser, vil en grunnere refleksjonsvinkel fra den samme ioniserte skyen favorisere en høyere frekvens. I dette tilfellet kan selv Sporadic E DVB-T- mottak være mulig hvis en mux bruker VHF-bånd 3, fortrinnsvis kanal E5, spesielt hvis QPSK brukes, på grunn av det lave signalbehovet.

På polare breddegrader kan Sporadic E følge auroraer og tilhørende forstyrrede magnetiske forhold og kalles Auroral-E.

Det er ennå ikke formulert noen avgjørende teori om opprinnelsen til Sporadic E. Forsøk på å koble forekomsten av Sporadic E med den elleve år lange Sunspot-syklusen har gitt tentative korrelasjoner. Det ser ut til å være en positiv sammenheng mellom maksimal solflekk og Es -aktivitet i Europa. Motsatt ser det ut til å være en negativ korrelasjon mellom maksimal solflekkaktivitet og Es -aktivitet i Australasia .

Ekvatorial E-skip

Ekvatorial E-skip er en vanlig forekomst på dagtid over de ekvatoriale områdene og er vanlig på de tempererte breddegrader på slutten av våren, forsommeren og i mindre grad tidlig på vinteren. For mottaksstasjoner som ligger innenfor +/− 10 grader fra den geomagnetiske ekvator, kan ekvatorial E-skip forventes på de fleste dager i løpet av året, med en topp rundt middagstid lokal tid.

Polar E-skip

I motsetning til ekvatorial eller mid-latitude Es, er sporadisk E-forplantning over polare stier sjelden og gir uventede kontakter mellom steder rundt Arktis, selv i perioder med lav solaktivitet.

Bemerkelsesverdige sporadiske E DX -mottakelser

  • I 1939 var det noen nyhetsrapporter om mottak av en tidlig italiensk fjernsynstjeneste i England omtrent 1400 km unna.
  • Medford Mail Tribune i Medford, Oregon rapporterte 1. juni 1953 at KGNC-TV , Channel 4 i Amarillo og KFEL-TV , Channel 2 fra Denver hadde blitt mottatt på TV-apparatet til Trowbridge og Flynn Electric Company på Court Street. lager, og med en forforsterker ble det testet et testmønster fra en New York-stasjon.
  • 4. juni 1953 -utgaven av Brimfield News i Brimfield, Illinois rapporterte at innbyggerne i området "" så "Salt Lake City mandag (via fjernsyn)." Den rapporterte at en lokal gårdsfamilie var vitne til forstyrrelser på WHBF-TV , Channel 4 of Rock Island, Illinois av KDYL-TV i Salt Lake City , som "blokkerte alle favorittprogrammene deres."
  • I juni 1981 mottok Rijn Muntjewerff ( Nederland ) 55,25 MHz TV-2 Guaiba, Porto Alegre, Brasil , via en kombinasjon av sporadisk E og ettermiddag TEP i en avstand på 1020 km.
  • 30. mai 2003 foretok Girard Westerberg den første kjente mottak av digital-tv av sporadisk E da han avkodet PSIP- IDen til KOTA-DT (kringkasting på kanal 2 i Rapid City, South Dakota ) i Lexington, Kentucky , 1 069 miles (1 709 miles) km) unna.
  • 26. juni 2003 var Paul Logan ( Lisnaskea , Nord -Irland) den første DXeren som mottok transatlantisk Sporadic E ved frekvenser over 88 MHz. Mottatte stasjoner inkluderte 88,5 MHz WHCF Bangor, Maine (2.739 miles eller 4.397 kilometer) og 97.5 MHz WFRY Watertown, New York (3.040 miles eller 4.890 kilometer). David Hamilton fra Cumnock i Ayrshire , Skottland mottok CBTB fra Baie Verte, Newfoundland og Labrador , Canada på 97,1 MHz også denne dagen.
  • 20. juli 2003 mottok Jozsef Nemeth fra ( Győr , Ungarn) TR3 Radio Miras på OIRT FM 70,61 MHz fra Türkmenistan , Uly Balkan -sender 1.895 miles eller 3.050 kilometer unna.
  • 15. juni 2005 mottok Danny Oglethorpe i Shreveport , Louisiana et testsignal fra KBEJ-TV (kanal 2, Fredericksburg, Texas ) av Sporadic E på svært kort avstand for denne forplantningsmåten: 526 km.
  • Juni 2009 hadde Paul Logan ( Lisnaskea , Nord-Irland) transatlantiske Sporadic-E-mottakelser på FM-bandet fra åtte amerikanske stater og en kanadisk provins. Det fjerneste signalet som ble mottatt var 90,7 WVAS Radio i Montgomery, Alabama, 6456 km. Denne mottakelsen ble spilt inn og senere bekreftet av WVAS Newsreader Marcus Hyles.
  • 24. november 2016 klarte mange radiolyttere fra Australia og New Zealand å lytte til radiostasjoner fra andre delstater i Australia, og overlapp mange radiosignaler. Mange klaget over dette og sa at mange av deres favorittradiostasjoner ble erstattet av andre radiostasjoner fra andre stater. Senere bekreftet ACMA at dette var forårsaket av Sporadic E.
  • 26. mai 2021 mottok Mathew Amador ( Palmdale, California ) en multi-hop Sporadic-E-mottakelse av WBVM , som ligger i Tampa, Florida , i en avstand på 3.465 kilometer. Bekreftelse av stasjonen var gjennom RDS ( Radio Data System ) med en gyldig Program Identification (PI) kode på 597A fra den opprinnelige stasjonen.

Se også

Merknader

Videre lesning

  • Davies, Kenneth (1990). Ionosfærisk radio . IEE elektromagnetiske bølger serie #31. London, Storbritannia: Peter Peregrinus Ltd/The Institution of Electrical Engineers. s. 184–186. ISBN 978-0-86341-186-1.
  • Radio Science (1972): "Special Issue on sporadic E", 7 , (3)
  • Radio Science (1975): "Spesialspørsmål om nylige fremskritt innen fysikk og kjemi i E -regionen", 10 , (3)
  • Mid-Latitude Sporadic-E: En anmeldelse
  • Smith, Ernest K. Worldwide Forekomst av sporadiske E . US Department of Commerce, National Bureau of Standards, 1957.
  • VHF PROPAGASJON, EN GUIDE FOR RADIOAMATØRER (Neubeck, West, CQ Publications)
  • En beretning om DTV -overgangen/Es -hendelsen 12. juni 2009
  • Sporadic E oversikt