ŠÍRENIE RÁDIOVÝCH VĹN


Problematika šírenia rádových vĺn je  veľmi komplikovaná a je možné nájsť veľa knižných zdrojov ale aj stránok na internete, ktoré sa venujú tejto téme. Tu uvedieme len niektoré príklady aplikácií (poväčšine rádioamatérskych), ktoré môžeme využiť pri zisťovaní, ako sa šíria rádiové vlny v priestore a aká je teda pravdepodobnosť / možnosť rádiového spojenia medzi dvoma bodmi v teréne.


ŠÍRENIE RÁDIOVÝCH VĹN V PÁSMACH VKV A VYŠŠIE 


RADIO MOBILE SOFTWARE

Program Radio Mobile je autorským dielom kanadského rádioamatéra Rogera Coudé VE2DBE, a preto sa na neho vzťahujú všetky autorské práva (Copyright). Program je určený predovšetkým pre rádioamatérov ale aj na humanitárne využitie počas krízových situácií. Hoci komerčné použitie nie je zakázané, autor nemôže niesť zodpovednosť za jeho používanie. Všetky výstupy z programu je možné využívať výlučne na zodpovednosť používateľa, ktorý súčasne musí dodržiavať obmedzenia, ktoré sa týkajú využívaných externých (hlavne mapových) zdrojov.

Podklady k tomuto programu (inštalačné súbory, postupy inštalácie a nastavenia programu a ďalšie manuály) môžeme nájsť na viacerých internetových stránkach. Je to predovšetkým stránka samotného autora

http://www.ve2dbe.com/english1.html

kde nájdeme základný popis tohto programu ako aj spôsob jeho (ručnej) inštalácie do počítača.

Veľmi dobré popisy k programu a inštalačný súbor exe pre automatickú inštaláciu programu nájdeme na stránke ďalšieho autora Iana D. Browna G3TVU:   

http://www.g3tvu.co.uk/

Ďalšia rozsiahla stránka venovaná tomuto užitočnému programu je od holandského rádioamatéra Remka PE1MEW:

http://radiomobile.pe1mew.nl/

Zvládnutie tohto komplexného programu vyžaduje veľa štúdia a oboznamovania sa s jeho rozmanitými funkciami, avšak  poskytuje skutočne veľmi silný nástroj na modelovania rôznych aspektov šírenia  rádiových vĺn v reálnom priestore na reálnych mapách.


RADIO MOBILE ONLINE

Zjednodušenú verziu  funkčnosti programu RADIO MOBILE poskytuje Roger VE2DBE aj v online verzii  na stránke:

http://www.ve2dbe.com/rmonline.html

Pre vstup do tejto aplikácie sa musíme najprv zaregistrovať (vytvoriť si účet), inak s aplikáciou nie je možné pracovať. Táto registrácie je však priamočiara a nevyžaduje veľa času.

Podobne ako v plnej verzii tohto programu ani tu sa nevyhneme tomu, že musíme vedieť, ako správne nastaviť simulačné parametre v tomto programe tak, aby výsledok, ktorý nám tento program  poskytne  aj odpovedal reálnej skutočnosti. Najlepšou (ale nie najjednoduchšou) formou, ako sa presvedčiť o správnosti získaného modelu, je porovnať tento model so skutočnosťou, teda s reálnou počuteľnosťou nejakého signálu (napríklad signálu prevádzača) vo vzdialených lokalitách.


ŠÍRENIE RÁDIOVÉHO SIGNÁLU V  PÁSMACH KRÁTKYCH VĹN


VOACAP ONLINE

VOACAP (Voice of America Coverage Analysis Program) je bezplatný profesionálny softvér na predpovedanie šírenia vysokofrekvenčného signálu v pásmach krátkych vĺn (HF), ktorého autorom je spoločnosť NTIA / ITS. Pôvodne bol tento program vyvinutý pre stanicu Voice of America (VOA), odtiaľ pochádza aj pôvod jeho názvu..

Je to internetová ONLINE aplikácia voľne dostupná pre každého rádioamatéra alebo profesionála  na adrese:

http://www.voacap.com/

Zvládnutie práce s touto aplikáciou vyžaduje určité štúdium a poznatky z problematiky  šírenia rádiových vĺn a základných vlastností antén. Po zvládnutí aspoň základov práce s ňou je možné sa na tejto stránke dopracovať k rôznym zaujímavým formám zobrazenia aktuálnej situácie v šírení krátkych vĺn, ktorá je silne ovplyvňovaná situáciou na Slnku, pozíciou stanice na Zemeguli, časom v ktorom chceme poznať toto šírenie a ďalšími faktormi.

Čo sa týka popisu práce s týmto programom, na stránke VOACAP máme priamo cez linku na spodnej stane domovskej stránky  sprístupnený ONLINE MANUAL:

https://voacap.blogspot.com/2018/06/voacap-online-hf-predictions-users.html

Tento manuál je pomerne rozsiahly a priebežne je aktualizovaný. Preklad do slovenčiny preto nebude tak rýchlo dostupný. Zatiaľ o ňom nevieme. Bez znalosti angličtiny sa tu preto nezaobídeme.

Len ako ilustračný  príklad využitia tohto programu tu uvádzame príklady máp pokrytia signálom pre vysielanie rôznymi módmi: SSB, FT8, CW v pásme  20m (14.100 MHz ) v mesiaci február 2019 v čase okolo 11:00 UTC  zo stanice s výkonom 100 W do štandardnej dipólovej antény umiestnenej vo výške 10 m nad zemou, pričom protistanica  (Rx)  má k dispozícii rovnakú prijímaciu anténu. Pre takto zadané parametre na TX a RX strane poskytne program VOACAP nasledovné mapy pokrytia:

(Pre zobrazenie mapy v plnej veľkosti stačí na ňu kliknúť.)

Na týchto mapách je vidieť výrazný vplyv použitého módu (SSB, FT8, CW) na dosah pri inak rovnakých podmienkach vysielania a príjmu. Najlepšie pokrytie má mód FT8, potom CW a nakoniec SSB.

V okolí miesta vysielania (Slovensko – OM) je zreteľne viditeľná tichá zóna (skip zone), v ktorej nie je možné zachytiť vysielanie našej rádiostanice v pásme 20m. Preto tieto vyššie pásma nie sú vhodné na spojenie na krátke vzdialenosti. Pozri ďalej popis módu NVIS.


ŠÍRENIE KV SIGNÁLOV VLNOU NVIS

Jednou z oblastí , ktorá sa týka tejto oblasti tiesňovej komunikácie je tématika šírenia elektromagnetických vĺn vlnou NVIS – Near-Vertical Incidence Skywave , čo je ionosferická vlna s takmer kolmým dopadom na ionosféru, ktorá zabezpečuje šírenie elektromagnetického signálu na malé a stredné vzdialenosti (do 400 km). O tejto druhu šírenia rádiových vĺn som predniesol na rádioamatérskom stretnutí v Košiciach v r. 2013 prednášku, ktorú vo verzi PDF si môžete pozrieť tu:

ARES a využitie NVIS Rev 03 – 2015.pdf

Aj keď je celá táto problematika pomerne komplikovaná, pre praktické rozhodovanie rádioamatérov, ale aj akýchkoľvek iných (záchranných) zložiek pri zabezpečovaní komunikácie na krátke vzdialenosti do 400 km pomocou KV spojovacích zariadení potrebujeme len poznať aktuálnu hodnotu “kritického kmitočtu” foF2 . Tento kmitočet je najvyšší kmitočet pre ktorý dochádza k šíreniu vlnou NVIS. Signály s vyššou frekvenciou sa už neodrážajú od iónosférickej vrstvy F2 späť na Zem, ale prenikajú do vesmíru a my ich preto nepočujeme.

Tento údaj o kritickom kmitočte foF2 vieme priebežne získavať zo stránky Ústavu fyziky atmosféry Českej Akadémie Vied (UFA ČAV) v Průhoniciach pri Prahe na adrese:

http://147.231.47.3/latestFrames.htm

Dáta na tejto stránke sú pravidelne aktualizované každé 2 minúty.

Pre ilustráciu tu uvedieme iónogram stiahnutý z tejto stránky k dátumu 1.2.2019, 13:45 UTC:

Z celého tohto komplikovaného diagramu je pre nás podstatný len údaj o kritickom kmitočte foF2, ktorý je uvedený na ľavom kraji ionogramu úplne hore a k uvedenému okamžiku je foF2 = 4,300 MHz. To prakticky znamená, že pri tejto hodnote kritického kmitočtu je cez režim NVIS využiteľné len rádioamatérske pásmo 80m (3,7 MHz), ale už nie pásmo 60 MHz (5,3 MHz) a už vôbec nie vyššie pásma. A to je podstatný údaj pre rozhodovanie.

Dynamiku iónosféry bude najlepšie ilustrovať ďalší zosnímaný iónogram taktiež zo dňa 1.2.2019, ale o 15 minút neskôr o 14:00 UTC , kde máme trošku odlišnú situáciu:

Tu sa už kritický kmitočet vyšplhal na hodnotu foF2 = 5,2 MHz. V praxi sa to prejaví tak, že sa nám na chvíľku objaví nejaká stanica aj v pásme 60m, avšak pri ďalšej fluktuácii ionosféry opäť zmizne. Preto použiteľnosť pásma 60m na stabilnú komunikáciu je v takom prípade problematická.

Zo skúsenosti je známe, že najvyššie NVIS frekvencie foF2 sa pohybujú do 10 MHz pásma, najnižšie môžu byť až do 1,81 MHz pásma. Kritický kmitočet sa mení aj v priebehu dňa. Vyššie frekvencie sa vyskytujú počas dňa, stredné popoludní a večer a nízke v noci. Najspoľahlivejším údajom je však vždy údaj z NVIS radaru UFA ČAV.

Pre poznanie, ako sa správa kritická frekvencia foF2 nie len u nás (merania v Průhoniciach pri Prahe), ale v celosvetovom meradle, môžeme sa pozrieť na austrálsku stránku:

http://www.sws.bom.gov.au/HF_Systems/6/5

na ktorej Austálsky vládny Meteorologický úrad (Australian Government Bureau of Meteorology) uverejňuje aj zaujímavé informácie o “kozmickom počasí” (Space Weather Service) a v rámci toho aj celosvetovú mapu frekvencie foF2 (Ionospheric Map), ktorá je obnovovaná s frekvenciou každých 15 minút. Na ilustráciu jeden príklad takejto foF2 mapy:

Z tejto mapy vidíme aj teritoriálne zmeny tejto frekvencie, ktoré sú ovplyvnené predovšetkým slnečným svitom a vzdialenosťou miesta od rovníka a pre nás platia hodnoty z európskej oblasti, ktoré sa pohybujú v rozmedzí od 3 do 4 MHz, čo je v súlade s údajmi NVIS radaru z Průhonic (3,7 MHz o 17:40 UTC).


%d blogerom sa páči toto: