Про дальність зв’язку в діапазоні 27 МГц

Закономірності поширення радіохвиль, пряма, земна, відбита хвиля. Вплив місцевих умов, часу, сезону, сонячної активності. Шуми та перешкоди. Вплив виду модуляції на дальність зв'язку.

Виділений для цивільного радіозв'язку діапазон частот 27 МГц - найменше підходить для забезпечення надійного, стійкого радіозв'язку. Він знаходиться між короткохвильовим (КВ) і ультракороткохвильовим (УКХ) діапазонами, і має властивості того й іншого. Подібно до УКХ, що використовується в телевізійному мовленні, Сі-Бі радіохвилі поширюються подібно до променя світла по прямій від передаючої антени до приймальної антени (пряма хвиля). Відстань прямої видимості в км, з урахуванням кривизни землі, можна розрахувати за формулою: де Н 1 і Н 2 – висоти підвісу антен у точках передачі та прийому в м. Ця формула добре застосовна для розрахунку дальності зв'язку прямою хвилею. В той же час, Сі-Бі радіохвиля, маючи довжину близько 11 м, здатна поширюватися вздовж поверхні землі, огинаючи її, що дозволяє їй поширюватися дещо далі за зону прямої видимості (земна хвиля). Зона радіовидимості при цьому може бути розрахована за формулою: Наприклад, при встановленні однієї антени на даху 9 поверхового будинку (Н 1 = 30м), а другий антени - на дачі (Н 2 = 10м), розрахункова зона радіовидимості виявляється рівною r r =36 км. Дальність зв'язку залежить від багатьох факторів: висоти установки антен над рівнем оточення, геодезичної висоти точки установки, виду антен, що використовуються, поляризації випромінювання (горизонтальної або вертикальної), потужності передавача, рівня перешкод у точці прийому, наявності перешкод на трасі зв'язку, виду використовуваної модуляції і навіть погодні умови.

Практично дальність зв'язку при АМ або ЧС модуляції за потужностіпередавача 4-10 Вт орієнтовно можна визначити за середньостатистичною оцінкою, т.к. залежить від багатьох факторів:

портативка - портативка -1,5-7 км
портативка - авто - 3-10 км
портативка - база (стаціонар) - 5-15 км
авто - авто - 10-20 км
авто - база (стаціонар) - 15-40 км
база (стаціонар) - база (стаціонар) - 20-80 км

(Див. малюнок).

Використання односмугової модуляції підвищує дальність на 50-75%. Користувачі-початківці іноді думають, що, якщо вони зв'язалися на 20 км при потужності 10 Вт, то на 100 Вт вони зв'яжуться на 200 км. Це помилка! Якщо в зоні прямої радіовидимості при збільшенні відстані в 2 рази сигнал зменшується в 4 рази, то за її межами згасання земної хвилі зростає різкіше. Так, для збільшення дальності з 40 до 80 км за інших рівних умов еквівалентну потужність, що випромінюється, необхідно збільшити в 100 разів, а з 40 до 100 км - в 1000 разів! Достатньо впевнений зв'язок земною хвилею в Сі-Бі діапазоні навіть за сприятливих умов обмежується 75 км. Для великих дальностей слід використовувати спеціальну техніку: високонаправлені антени, репітери, односмугову модуляцію. Використання підсилювачів виправдане на автомобілях, де вони певною мірою компенсують низьке розташування і мале посилення автомобільної антени. В умовах міста і сильно перетнутої місцевості сигнал до приймальної антени приходить по декількох різних шляхах і складаються з різними фазами, тому рівень сигналу може змінюватися в сотні разів при зміщенні приймальної антени всього на 1-2 метри. Цей ефект особливо помітний при зв'язку базова станція автомобіль. Іноді досить трохи перемістити автомобіль, щоб сигнал виріс на кілька балів. Рівеньшумів та перешкод у точці прийому сильно впливає на дальність зв'язку. Найбільш сильні перешкоди спостерігаються поблизу ліній електропередачі, контактних мереж електропоїздів, трамваїв та тролейбусів. На прийом у автомобілі сильно впливають перешкоди від системи запалювання. З іншого боку, подібно КВ, радіохвиля діапазону 27 МГц за певних умов може відбиватися від іоносфери (відбита хвиля), причому в процесі відбиття хвиля відчуває невелике поглинання. За рахунок багаторазових відбиття від іоносфери і поверхні землі (багатоскачкове поширення) хвиля може долати дуже великі відстані. Далеке поширення хвилі (на відстань 1000-4000 км) можливе за рахунок відображення від різних шарів іоносфери: шару Е, розташованого на висоті 100-140 км, і шару F, що складається з двох шарів: F1, що лежить на висоті близько 200 км і F2, що лежить на висоті 250-400 км над землею. Крім цих шарів, існують також іонізована область, що нерегулярно утворюється, на висотах 100-120 км, що отримала назву Спорадичного шару Г. Вона зазвичай виникає в денний час влітку, а також іноді зимовими ночами. Поширення хвилі діапазону 27 МГц за рахунок відображення від Спорадичного шару Е може тривати від кількох хвилин до декількох годин в обмеженій географічній зоні, що переміщається зі сходу на захід. Іоносферні шари не є стабільними утвореннями, їх товщина і концентрація іонів у них безперервно змінюється, залежно від чого змінюються їх властивості, що відбивають. При низькій іонізації хвилі діапазону 27 МГц проходять крізь іоносферу без відображення або поглинаються, при високій - відбиваються з малими втратами. Рівень іонізації залежить від інтенсивності сонячної радіації в ультрафіолетовій ділянці, яка сильно залежить від активності плям на поверхні.Сонце. Спостереження сонячних плям, яке проводиться вченими з 1720 р., дозволило встановити, що їхня активність змінюється з циклом в 11 років. Максимум циклу 20 припав на кінець 60-х років, максимум циклу 21 – на 1979 р., максимум циклу 22 був у 1990 р. Наступний, 23 цикл повинен мати максимум у 2001 р. Далі поширення радіохвиль Сі-Бі діапазону спостерігається у роки максимуму, а й протягом двох-трьох років до і після максимуму. Очікується, що, починаючи з 1998 р., і до 2004 р. діапазон 27 МГц буде багатий на сигнали станцій з далеких країн. Зрозуміло, далеке проходження радіохвиль, або "проходження" не триває цілодобово щодня протягом усього року, воно виникає і пропадає, його порушують магнітні бурі, які можуть тривати від кількох хвилин до кількох годин і навіть доби. Характерна властивість іоносферного відображення в діапазоні 27 МГц – непередбачуваність. Влітку активність "проходжень" вища, ніж узимку. Вранці найімовірніше почути далекі станції зі східних напрямів, увечері - із західних, хоча нерідко й винятки. Дальність зв'язку під час "проходження" може бути від кількох сотень до кількох тисяч кілометрів, причому сигнали далеких станцій можуть бути дуже сильними.

На жаль, у періоди "проходження" сильно утруднюються ближні зв'язки земною хвилею, т.к. сигнали місцевих станцій тонуть у гуркоті ефіру та сигналах від далеких станцій.

Джерело: "Радіозв'язок для всіх (Сі-Бі радіозв'язок). Все про радіозв'язок у цивільному діапазоні.", Москва, "Асоціація-27", 1996