Troposfærisk forplantning - Tropospheric propagation

Troposfærisk forplantning beskriver elektromagnetisk forplantning i forhold til troposfæren . Tjenesteområdet fra en VHF- eller UHF -radiosender strekker seg til like utenfor den optiske horisonten , hvorpå signalene raskt begynner å redusere i styrke. Seere som bor i et så "dyp utkant" mottaksområde vil merke at under visse forhold vil svake signaler normalt maskert av støy øke signalstyrken for å tillate kvalitetsmottak. Slike forhold er relatert til troposfærens nåværende tilstand .

Troposfæriske formerte signaler beveger seg i den delen av atmosfæren som grenser til overflaten og strekker seg til rundt 7 620 m. Slike signaler påvirkes dermed direkte av værforholdene som strekker seg over noen hundre kilometer. Under veldig avslappet, varmt antisyklonisk vær (dvs. høyt trykk ), forbedres vanligvis svake signaler fra fjerntliggende sendere i styrke. Et annet symptom under slike forhold kan være forstyrrelser på den lokale senderen som resulterer i interkanalinterferens , vanligvis horisontale linjer eller et ekstra flytende bilde med analoge sendinger og brudd på digitale sendinger. Et avgjort høytrykkssystem gir de karakteristiske betingelsene for forbedret troposfærisk forplantning, særlig favoriserer signaler som beveger seg langs det rådende isobarmønsteret (i stedet for over det). Slike værforhold kan oppstå når som helst, men vanligvis er sommer- og høstmånedene de beste periodene. På visse gunstige steder kan forbedret troposfærisk forplantning muliggjøre mottak av ultrahøyfrekvente (UHF) TV -signaler på opptil 1.600 km eller mer.

De observerbare egenskapene til slike høytrykkssystemer er vanligvis klare, skyfri dager med liten eller ingen vind. Ved solnedgang avkjøles den øvre luften, det samme gjør overflatetemperaturen, men med forskjellige hastigheter. Dette gir en grense eller temperaturgradient , som lar et inversjonsnivå dannes - en lignende effekt oppstår ved soloppgang. Inversjonen er i stand til å tillate meget høy frekvens (VHF) og UHF signalutbredelse langt utover den normale radiohorisontavstanden .

Inverteringen reduserer effektivt troposfærebølge stråling fra en sender - som normalt VHF og UHF-signaler reise på ut i rommet når de når horisonten, brytningsindeks av ionosfæren hindre signal tilbake. Med temperaturinversjon brytes imidlertid signalet i stor grad over horisonten i stedet for å fortsette langs en direkte vei ut i verdensrommet .

Tåke gir også gode troposfæriske resultater, igjen på grunn av inversjonseffekter. Tåke oppstår under høytrykksvær, og hvis slike forhold resulterer i et stort tåkebelte med klar himmel over, vil det være oppvarming av det øvre tåkenivået og dermed en inversjon. Denne situasjonen oppstår ofte mot nattfall, fortsetter over natten og klarner med soloppgangen over en periode på rundt 4-5 timer.

Troposfærisk kanalisering

Hovedartikkel: Atmosfærisk kanalisering

Troposfærisk kanalisering er en type radiospredning som har en tendens til å skje i perioder med stabilt, antisyklonisk vær. I denne forplantningsmetoden, når signalet møter en økning i temperaturen i atmosfæren i stedet for den normale nedgangen (kjent som en temperaturinversjon), vil den høyere brytningsindeksen for atmosfæren der føre til at signalet blir bøyd. Troposfærisk kanal påvirker alle frekvenser, og signaler som er forbedret på denne måten har en tendens til å reise opptil 1.300 km (selv om noen mennesker har mottatt "tropo" utover 1.600 km), mens de har troposfæriske bøyninger, stabile signaler med godt signal styrke fra 800+ km unna er ikke uvanlig når brytningsindeksen for atmosfæren er ganske høy.

Troposfærisk kanalisering av radio- og fjernsynssignaler er relativt vanlig i sommer- og høstmånedene, og er et resultat av endring i brytningsindeksen for atmosfæren ved grensen mellom luftmasser med forskjellige temperaturer og fuktighet . Ved å bruke en analogi kan det sies at den tettere luften på bakkenivå bremser bølgefronten litt mer enn den sjeldne øvre luften, noe som gir bølgebevingen en nedadgående kurve.

Kanaler kan forekomme i veldig stor skala når en stor masse kald luft blir overkjørt av varm luft. Dette kalles en temperaturinversjon , og grensen mellom de to luftmassene kan strekke seg 1.600 km eller mer langs en stasjonær værfront .

Temperaturinversjoner forekommer hyppigst langs kystområder som grenser til store vannmasser. Dette er et resultat av naturlig bevegelse på land av kjølig, fuktig luft kort tid etter solnedgang når grunnluften avkjøles raskere enn de øvre luftlagene. Den samme handlingen kan skje om morgenen når den stigende solen varmer de øvre lagene.

Selv om det noen ganger er observert troposfærisk kanal ned til 40 MHz, er signalnivåene vanligvis veldig svake. Høyere frekvenser over 90 MHz er generelt mer gunstig spredt.

Høye fjellområder og bølgende terreng mellom sender og mottaker kan danne en effektiv barriere for troposfæriske signaler. Ideelt sett er en relativt flat landgang mellom sender og mottaker ideell for troposfærisk kanalisering. Sjøveier har også en tendens til å gi overlegne resultater.

I visse deler av verden, spesielt Middelhavet og Persiabukta , kan troposfæriske kanalforhold etableres i mange måneder av året i den grad at seerne regelmessig mottar kvalitetsmottak av signaler over avstander på 1.600 km. Slike forhold er normalt optimale når det er et veldig varmt sommervær.

Troposfærisk kanalisering over vann, spesielt mellom California og Hawaii , Brasil og Afrika , Australia og New Zealand , Australia og Indonesia , Florida -stredet og Bahrain og Pakistan , har produsert VHF/UHF -mottak som spenner fra 1600 til 4800 km ). Et amerikansk lyttepost ble bygget i Etiopia for å utnytte en felles kanalisering av signaler fra Sør -Russland.

Troposfæriske signaler viser en langsom fadesyklus og vil av og til produsere signaler som er tilstrekkelig sterke for støyfri stereo , mottak av data fra Radio Data System (RDS) og solide låser av HD- radiostrømmer på FM , støyfri, farge- TV- bilder, eller stabil DTV -mottak, i tillegg til stabil DAB -radiomottak . Med DVB-T kan den også aktivere et bredt SFN , så lenge de to senderne er innenfor et vaktintervall og er nesten like langt fra mottakeren så vel som synkronisert. Imidlertid, hvis de ikke er synkronisert og ikke er like langt, vil de forstyrre hverandre.

Nesten all langdistanse mottak av digital-TV skjer ved troposfærisk kanalisering (på grunn av de fleste, men ikke alle, TV-stasjoner som sender i UHF- båndet).

Bemerkelsesverdige og rekordavstand troposfæriske DX -mottakelser

"DXing er kunsten og vitenskapen om å lytte til fjerne stasjoner (D = avstand X = xmitter eller sender)." ARRL, foreningen for amatørradio opprettholder listen over nordamerikanske avstandsrekorder, som inkluderer troporesultater.

  • 18. oktober 1975 mottok Rijn Muntjewerff, Nederland , UHF -kanal E34 Pajala , Sverige , i en avstand på 851 km.
  • Den 13. juni 1989 mottok Shel Remington, Keaau , Hawaii , flere 88-108 MHz FM-signaler fra Tijuana , Mexico , i en avstand på 4.081 km.
  • Gjennom 1990 -tallet mottok Fernando Garcia, som ligger på det som kan betraktes som et ideelt troposfærisk DX -sted nær Monterrey , Mexico , flere enn 1000+ mil (1.600+ km) stasjoner via troposfærisk forplantning, både over Mexicogolfen og tidligere land. Blant mottakene hans er WGNT-27 fra Portsmouth, Virginia , i en avstand på 2.588 km og lav-effekt ( LPTV ) stasjon W38BB fra Raleigh, North Carolina , i en avstand på 1.460 miles (2.350 km)
  • 11. mai 2003 mottok Jeff Kruszka, bosatt i Sør -Louisiana , noen få UHF DTV -signaler fra 800+ miles. Den lengste av disse var WNCN-DT , kanal 55, Goldsboro, North Carolina , i en avstand på 1 344 km (på den tiden rekorden for UHF DTV).
  • Desember 2004 mottok polske DXer Maciej Ługowski "Five" TV-stasjon på UHF ch.37 fra London-Croydon-sender og BBC2 UHF ch.46 fra Bluebell Hill-sender nær Warszawa, Polen på 1 466 kilometer (911 mi) og 1427 kilometer (887 mi).
  • 15. oktober 2006 mottok en tysk DXer kjent på YouTube som EifelDX Norge Mux på kanal E58, sender Oslo, med en avstand på 1 085 kilometer (674 mi).
  • Sent på kvelden den 19. juni 2007 og inn i de tidlige morgentimene 20. juni 2007 mottok tre DXere i det østlige Massachusetts , Jeff Lehmann, Keith McGinnis og Roy Barstow FM -signaler fra Sør -Florida via tropo. Alle tre logget WEAT 104.3 West Palm Beach , Florida og WRMF 97.9 Palm Beach , Florida , på avstander på rundt 1.931 km, og Barstow logget WHDR 93.1 Miami , Florida , i en avstand på 1.947 km (1.910 km).
  • 17. desember 2007 mottok polske DXer Maciej Ługowski BBC Radio Scotland på 93,7 MHz fra Keelylang Hill ( Orknøyene ) sender i nærheten av Warszawa, Polen på 1 706 km (1 060 mi) avstand. BBC Scotland -mottakelsen fortsatte de neste to dagene.
  • 3. november 2008 kontaktet svensk radioamatør Kjell Jarl SM7GVF russisk radioamatør RA6HHT
    i en avstand på 2.315 km (1.438 mi) på 144 Mhz.
  • April 2009 mottok en DXer fra San Antonio -området WFTS -TV 28s digitale signal fra Tampa, Florida , i en avstand på 1.601 km.
  • På senkvelden 24. august til ettermiddagen 25. august 2009 mottok en DX'er i Burnt River, Ontario , Canada , flere FM -radiostasjoner via tropo fra Arkansas , Illinois , Iowa , Kansas , Michigan , Missouri , Ohio , Oklahoma , Pennsylvania og Wisconsin .
  • 28. september 2016 ble europeisk troposfærisk FM DX -rekord nylig satt av Jürgen Bartels i Süllwarden, Nord -Tyskland, som mottok den spanske stasjonen RNE5TN på 93,7 MHz fra Santiago de Compostela/Monte Pedroso -sender på 1715 km (1066 mi) avstand.
  • 27. og 28. september 2017 observerte forskjellige DXere i Nordøst -Europa ekstreme kanaler i VHF kringkastingsband. Toppdistanse ble oppnådd av Łukasz K. i Tomaszów Mazowiecki, Polen, som rapporterte signaler fra Kolari -senderen, Nord -Finland på 1.798 km (1.117 mi).
  • Oktober 2018 mottok ukrainske DXer Vladimir Doroshenko (MrVlaDor) et signal fra den danske senderen Holstebro/Mejrup i Dnipro i en avstand på 1.960 km. Det setter den nye tropo FM DX -rekorden for Europa. På samme tid mottok FM DXers i Polen FM -radiostasjoner fra Moskva for første gang via troposfæren på avstander 1100 kilometer - 1300 kilometer (808 mi).
  • November 2020 mottok den maltesiske baserte Param DXer FM -stasjoner fra Valencia -regionen over Middelhavet tidlig på morgenen på grunn av ekstrem tropokanalisering. Avstanden utgjør rundt 1 365 kilometer (848 miles). Det er usedvanlig sjelden at slike signaler kom til øya til tross for at de var utenfor troposesongen.

Se også

Referanser