Іоносфера, Іоносферні радіохвилі
Іоносфера (від слова "іони") - верхня частина атмосфери Землі, розташована вище 50 км, сильно іонізована через випромінювання космічними променями, що походять від Сонця. Іоносфера розташована над поверхнею Землі від 60 до 600 км.
Зміст в одиниці обсягу електронів та іонів в іоносфері за висотою розподіляється нерівномірно, тому іоносфера поділяється на шари D, Е та F, які не мають чітко визначених меж. Їхнє розташування та насиченість постійно змінюються протягом доби, сезону та одинадцятирічного сонячного циклу.
По відношенню до радіохвиль іоносфера поводиться як напівпровідне середовище, від якого радіохвилі можуть відбиватися. Шар F характеризується здатністю відбивати радіохвилі, що дозволяє передавати радіосигнали короткохвильового діапазону великі відстані. Іонний склад шару F визначається сонячною активністю, але це не впливає на стабільність відображення електромагнітних хвиль із частотою менше 10 МГц.
Теоретичні розрахунки показують, що від іоносфери зазвичай можуть відбиватися хвилі довші за 10 метрів. Таким чином, для радіохвиль довше 10 метрів іоносфера непрозора, і хвилі цього діапазону не можуть, як правило, залишити межі Землі, за винятком наддовгих хвиль, що розповсюджуються вздовж силових ліній магнітного поля Землі. Для радіохвиль коротше 10 метрів і для радіохвиль оптичного діапазону іоносфера є цілком прозорим середовищем.
На висотах 100-110 км іноді виникають великі прошарки чи хмари з підвищеним ступенем іонізації, площею до сотень квадратних кілометрів. Це так званий шар Es або спорадичний E. Для цього шару характерна висока концентрація електронів (ne
105 см3). Товщина та тривалість існування шару незначні, проте в районі екватора вінприсутній майже постійно, у середніх широтах влітку відзначається з рідкісними перервами щодня, у високих широтах з'являється нерегулярно вночі. Електронні хмари Es можуть переміщатися під впливом атмосферних припливів зі швидкостями до 250 км/год. Шари E і Es значно впливають на поширення середніх і коротких радіохвиль, що відбиваються від цієї області іоносфери. За певних умов відбиваються навіть радіохвилі з частотами 50 МГц.
Іоносферні радіохвилі
Іоносферні хвилі – радіохвилі, що поширюються на значні відстані і огинають земну кулю в результаті одноразового або багаторазового відображення від іоносфери (в діапазоні хвиль довше 10 м), а також хвилі, що розсіюються на неоднорідностях іоносфери і відбиваються від іонізованих слідів .
Середні хвилі(100 - 1000 м) зазвичай використовуються для мовлення і можуть поширюватися як земні та як іоносферні хвилі. Дальність поширення земної хвилі обмежена відстанню 500 - 700 км. На великі відстані радіохвилі цього діапазону розповсюджуються іоносферною хвилею. У нічний час середні хвилі поширюються шляхом відбиття від шару Е іоносфери, електронна щільність якого виявляється достатньою для цього. У денні години на шляху розповсюдження хвилі розташований шар D, який дуже поглинає середні хвилі. Тому при звичайних потужностях передавачів, напруженість електричного поля недостатня для прийому, і в денний час поширення середніх хвиль відбувається практично тільки земною хвилею на порівняно невеликі відстані, близько 1000 км.
Короткі хвиліпоширюються на далекі відстані шляхом відбиття від іоносфери та поверхні Землі. Такий спосіб поширенняназивають стрибковим і характеризується відстанню стрибка, числом стрибків, кутами виходу і приходу, максимальною частотою, що застосовується (МПЧ) і найменшою застосовною частотою (НПЧ).
Відстань уздовж поверхні Землі, на яку поширюється сигнал при відображенні від іоносфери, називають відстанню стрибка. Є також область, яку називають “мертвою” зоною. Сигнали, що поширюються до іоносфери, не можуть позначитися раніше, ніж вони досягнуть іоносфери. При цьому вони проходять відстані, які набагато більші за ті, на яких повністю зникає поверхнева хвиля. Це призводить до виникнення області, де сигнали неможливо почути. Ця зона і називається "мертвою" зоною. Вона особливо яскраво виражена для високочастотних сигналів, для яких поверхнева хвиля згасає дуже швидко, а відстань стрибка може мати величину тисячу кілометрів або більше.
Радіохвилі УКХ діапазонуза властивостями більшою мірою нагадують світлові промені. Вони практично не відбиваються від іоносфери, дуже незначно обгинають земну поверхню і поширюються в межах прямої видимості. Тому дальність дії ультракоротких хвиль невелика.