Що показує ця симуляція
Радіохвилі поводяться дуже по-різному залежно від їхньої частоти. Ця
симуляція візуалізує три основні режими поширення:
поверхневу хвилю (стелиться вздовж поверхні Землі,
найкраще на ДХ/СХ),
просторову хвилю (заломлюється іоносферою назад до
Землі, забезпечує далекий КВ-зв'язок) та
пряму видимість (прямолінійне поширення, переважає на
ДМХ і вище).
Як користуватися
-
Перемикайте Смугу частот, щоб побачити, як
змінюється режим поширення — КВ дає стрибок просторовою хвилею, ДМХ
працює лише в межах прямої видимості.
-
Регулюйте Кут піднесення: менші кути сприяють
далекому стрибку просторової хвилі; більші кути можуть пройти крізь
іоносферу або поглинутися.
-
Змінюйте Висоту та щільність F-шару, щоб
змоделювати денні/нічні умови іоносфери (вночі F-шар опускається, а
щільність зростає).
-
Увімкніть Багатострибкове, щоб побачити, як КВ-сигнали
можуть відбиватися кілька разів і досягати антиподальних відстаней.
А чи знали ви?
Іоносфера іонізується сонячним УФ-випромінюванням. Удень існують
виразні шари D, E та F; уночі шари D та E значною мірою зникають, а
F-шар піднімається й посилюється — саме тому прийом короткохвильового
радіо вночі значно кращий, і це явище десятиліттями використовували
мовники, аби охопити аудиторію за тисячі кілометрів.
Про поширення радіохвиль
Ця симуляція показує, як радіосигнали поширюються від передавача над поверхнею кулястої Землі, розбиваючи картину на три режими: поверхнева хвиля, просторова хвиля та пряма видимість. Іоносфера змодельована у вигляді відбивних шарів E і F, а дальність стрибка просторової хвилі розраховується геометрично: F-шар трактується як плоске дзеркало, тому відстань стрибка дорівнює 2 × висота шару ÷ tg(кут піднесення).
Ви обираєте смугу частот (ДХ 300 кГц, СХ 1 МГц, КВ 10 МГц або ДМХ 100 МГц) і налаштовуєте кут піднесення антени, потужність передавача, висоту та щільність F-шару, а також висоту E-шару. Панель статистики відображає критичну частоту F-шару (foF2 ≈ 9 × щільність МГц) та Максимально Придатну Частоту, МПЧ = foF2 ÷ sin(кут піднесення). Саме це пояснює, чому КВ-аматорський зв'язок і коротковільне мовлення можуть охоплювати тисячі кілометрів.
Поширені запитання
Що показує ця симуляція поширення радіохвиль?
Вона демонструє три основних способи поширення радіосигналу від передавача: поверхнева хвиля, що стелиться вздовж поверхні Землі; просторова хвиля, заломлена іоносферою назад до Землі; та пряма лінія видимості. Кожен режим можна вмикати окремо й спостерігати, як домінуючий режим змінюється зі зміною смуги частот.
У чому різниця між поверхневою хвилею, просторовою хвилею та прямою видимістю?
Поверхнева хвиля огинає кривизну Землі й найкраще працює на низьких частотах (ДХ та СХ). Просторова хвиля відбивається іоносферою назад до поверхні, що дає змогу встановлювати далекі КВ-з'єднання. Пряма видимість — це прямолінійний шлях, що переважає на ДМХ і вище та обмежений радіогоризонтом.
Як тут розраховується відстань стрибка просторової хвилі?
Модель трактує F-шар як плоске відбивне дзеркало, тому відстань одного стрибка дорівнює 2 × висота F-шару ÷ tg(кут піднесення). Зменшення кута піднесення збільшує дальність стрибка, а підйом F-шару на більшу висоту також збільшує відстань, яку покриває один стрибок.
Що змінюють кнопки вибору смуги частот?
Вони встановлюють частоту передавача: 300 кГц (ДХ), 1 МГц (СХ), 10 МГц (КВ) або 100 МГц (ДМХ). Нижчі смуги сприяють поверхневій хвилі та відбиттю просторової хвилі, тоді як на 100 МГц сигнал зазвичай перевищує МПЧ і проходить крізь іоносферу наскрізь, залишаючи лише пряму видимість.
Що означають критична частота та МПЧ на панелі статистики?
Критична частота (foF2) — це найвища частота, яку F-шар відбиває при вертикальному падінні; тут вона моделюється як приблизно 9 МГц, помножені на щільність шару. МПЧ (Максимально Придатна Частота) дорівнює foF2, поділеній на синус кута піднесення, тому шляхи з малим кутом і більшою дальністю можуть використовувати вищі частоти, ніж стрімкі.
Як повзунки кута піднесення та потужності впливають на поширення?
Кут піднесення задає кут відльоту хвилі: малі кути дають далекі стрибки, великі — короткі стрибки або проходження крізь іоносферу. Потужність передавача масштабує яскравість і видимий радіус намальованих променів, відображаючи рівень сигналу, але не змінює геометрії місця приземлення стрибка.
Чому коротковільне радіо краще приймається вночі?
Удень сонячне ультрафіолетове випромінювання створює поглинаючі шари D та E і нижчий, щільніший F-регіон. Уночі шари D та E значною мірою зникають, а F-шар піднімається й перебудовується, зменшуючи поглинання. Підйом висоти F-шару та зниження його щільності у симуляції імітує ці умови, збільшуючи нічні стрибки.
Що таке зона мовчання або «мертва зона»?
Між краєм зони покриття поверхневої хвилі та точкою, де перший стрибок просторової хвилі повертається на Землю, існує кільцеподібна область, де жоден режим не забезпечує придатного сигналу. Ця зона мовчання позначена у симуляції, і її розмір зростає зі зменшенням кута піднесення та збільшенням відстані стрибка.
Що демонструє режим багатострибкового поширення?
Увімкнення багатострибкового режиму показує, як просторова хвиля кілька разів відбивається між іоносферою та поверхнею Землі. Кожен стрибок додає приблизно однакову відстань, тому кілька стрибків можуть перенести КВ-сигнал на багато тисяч кілометрів — саме так радіоаматори та мовники досягають протилежного боку планети.
Наскільки фізично точна ця модель?
Це спрощена навчальна модель. Реальне іоносферне заломлення є поступовим, а не відбиттям від плоского дзеркала; крім того, модель не враховує частотозалежне поглинання, багатопроменеве поширення, ефект Допплера та нахил шарів. Тенденції, які вона показує — залежність відстані стрибка від кута, МПЧ від щільності, перехід від ДХ до ДМХ — є правильними, але точні відстані не слід використовувати як оперативні прогнози.