Отражение от спорадического слоя Ес

Появляющийся в ионосфере спорадический слой Ес имеет временами электронную плотность, достаточную для отражения волн метрового диапазона. С увеличением числа и мощности телевизионных станций прием телепередач на

больших расстояниях при отражении радиоволн от слоя Ес стал нередким явлением. Радиолюбительские связи в диапазоне МВ также часто осуществляются этим путем.

Спорадический слой появляется нерегулярно, поэтому и этот вид сверхдальнего распространения УКВ не может быть регулярным. Частота случаев сверхдальнего распространения зависит от частоты появления слоя Ес, который наблюдается чаще всего летом в дневное время и очень редко зимой (см. рис. 18). От года к году частота случаев сверхдальней радиосвязи меняется, но нерегулярно. Прямой связи между 11-летним циклом солнечной активности и таким видом распространения установить не удалось. Чаще всего такое распространение наблюдается в более южных широтах.

Высота, на которой образуется слой Ес (100—120 км), определяет максимальное расстояние передачи в 2000—2500 км. Плотность ионизации слоя определяет максимальные рабочие частоты и протяженность зоны молчания. Зона молчания для метровых волн составляет не менее 1000 км. Чем короче волна, тем больше протяженность зоны молчания. Следовательно, прием МВ возможен на расстоянии примерно 1000—2500 км.

На широтах Москвы—Киева сравнительно часто возможен сверхдальний прием на частотах до 70—75 МГц, а на широтах Алма-Аты—Ашхабада — на частотах до 90—95 МГц. Чем короче волна, тем реже возможен прием. Прием возможен в то время, когда спорадический слой находится в средней части пути между передатчиком и приемником. Спорадический слой появляется над небольшой территорией, поэтому обычно одновременно возможен прием только одной станции. Благодаря движению слоя через некоторое время оказывается возможным прием другой станции или первой станции в новом пункте. Продолжительность приема бывает различной: от нескольких минут до нескольких часов.

Не удается указать точно время появления слоя Ес и предсказать время появления приема и его продолжительность. Характерной особенностью при отражении от спорадического слоя Ес является его полупрозрачность. Не вся энергия волны, падающей на слой, отражается от него; часть энергии проходит сквозь слой и теряется для приема, и только небольшая часть (иногда 0,1) отражается. При этом чем выше частота, тем меньшая часть энергии отражается. Поэтому наиболее часто возможен прием передач мощных станций (мощностью не менее 3—5 кВт).


Рис. 53. Фотографии телевизионных изображений.

В летние месяцы на границе прямой видимости Московского телецентра наблюдается прием телевизионных передач из Праги (расстояние — около 1800 км). Напряженность поля пражской станции оказывается временами настолько значительной, что передачи московской станции совершенно вытесняются. Временами удаленная станция создает только сильные помехи, проявляющиеся в виде «муара» на экране и треска в громкоговорителе. В пределах Москвы, как и в непосредственной близости от других мощных телецентров, где напряженность поля, создаваемая местным передатчиком, велика, сверхдальнего приема не наблюдается. Прием передач из Москвы наблюдается в различных странах Западной Европы. На Украине возможен прием из Италии, Дании, Швейцарии. В Прибалтике временами смотрят передачи из Парижа и Лондона. На рис. 53 показаны фотографии телевизионных изображений, принятых на Украине.


Рис. 54. Антенна для дальнего приема телевидения.

У нас и за границей многие радиолюбители совершенствуют свою аппаратуру для сверхдальнего приема телевидения. Для этого повышают чувствительность приемника и применяют направленные антенны. Хорошие результаты получаются при использовании двухъярусной пятиэлементной антенны, имеющей коэффициент усиления 10—12 (рис. 54). В том случае, когда предусмотрена возможность поворота антенны, удается следить за движением спорадического слоя и по мере его перемещения принимать передачи нескольких станций. Например, если спорадический слой появился где-то в районе Карпат над Румынией, то на Украине возможен прием передач из Рима. Если слой Ес начнет перемещаться к северу, то тот же наблюдатель может увидеть последовательно передачи из Вены и Праги. Если слой Ес продвинется на северо-запад, наблюдатель увидит передачи из Швейцарии и Западной Германии. На карте на рис. 55 показано перемещение слоя Ес, при котором оказался возможным прием различных станций на Украине.


Рис. 55. Перемещение спорадического слоя Ec.

Отражение радиоволн от слоя Ес создает возможность для установления сверхдальних связей на УКВ. В этом случае применяются направленные приемные и передающие антенны, что позволяет наладить связь при мощности передатчика в несколько десятков ватт.

Радиолюбителям из Горького, работающим в 7-метровом диапазоне, удавалось в летние месяцы устанавливать связь с радиолюбителями Ростова-на-Дону, Свердловска, Барнаула. Радиолюбители Ростова-на-Дону в это же время устанавливали радиосвязь с Уфой, Пермью, Кировом. Радиосвязь в этом диапазоне на такие расстояния возможна только благодаря отражению радиоволн от слоя Ес. Характерно, что тем же радиолюбителям из Горького не удавалось установить связь на меньшие расстояния (с г. Иваново, Владимир, Киров).

Летом в Кировабаде принимаются телевизионные передачи из Ташкента, в Воркуте — из Москвы, в Ленинграде — из Лондона, а в Кисловодске — из Саудовской Аравии.

Радиолюбители, работающие в УКВ диапазоне на частоте 144 МГц, отмечали начало прохождения радиоволн путем отражения от слоя Ес в 1975 и 1976 гг. с 12 мая, и длилось это прохождение 102—103 дня, что хорошо совпадает со временем наиболее частого появления слоя Ес, отмечаемого ионосферными станциями (см. рис. 18). Интенсивный слой Ес отмечался, например, 20 и 21 июня 1976 г. В эти дни радиолюбители европейской части СССР работали сначала с радиолюбителями юго-восточных стран, потом Болгарии и Италии, а к вечеру со станциями Венгрии и ГДР. Это указывает на перемещение слоя Ес в северо-западном направлении. 24 и 25 июня 1976 г. в г. Люберцы под Москвой наблюдался прием дальних телевизионных передач, и в это же время многие радиолюбители осуществляли дальние связи со станциями Болгарии, Венгрии, Австрии, Чехословакии.

В 1978 г. июнь и июль принесли много интересных дальних радиосвязей с использованием отражений от слоя Ес. Так, 2 июля над юго-восточной Европой образовался интенсивный слой Ес, давший возможность радиолюбителям Севастополя установить радиосвязи с предельным расстоянием в 2400 км. В этот же день из Болгарии были установлены радиосвязи с Францией, Италией, Бельгией, а из Румынии — с Бельгией, Францией, Швейцарией.

Все радиолюбители отмечают, что чаще наблюдается дальний прием телевидения, особенно по 1-му каналу частот 56,25 МГц, затем УКВ ЧМ вещания на частоте 100 МГц, гораздо реже прохождение радиоволн частотой 144 МГц. Распространения радиоволн частотой 430 МГц путем отражения от слоя Ес не наблюдалось.

Возможности сверхдальней связи на УКВ путем отражения волн от слоя Ес далеко не изучены. Однако установлено, что помехи, создаваемые удаленными телевизионными станциями местному приему телевидения, весьма существенны, и нельзя не учитывать возможности сверхдальнего приема при размещении и выборе рабочих волн новых станций. Решить этот вопрос помогли наблюдения радиолюбителей.