Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Небесная волна ближнего вертикального падения , или NVIS , представляет собой путь распространения радиоволн небесной волны, который обеспечивает полезные сигналы в диапазоне расстояний - обычно 0–650 км (0–400 миль). Он используется для военной и полувоенной связи, радиовещания [1], особенно в тропиках, и радиолюбителями для близлежащих контактов, обходящих препятствия прямой видимости. Радиоволны распространяются почти вертикально вверх в ионосферу , где они преломляются обратно вниз и могут приниматься в круговой области на расстоянии до 650 км (400 миль) от передатчика. [2]Если частота слишком высока (то есть выше критической частоты ионосферного F-слоя ), рефракция не возникает, а если она слишком мала, поглощение в ионосферном D-слое может снизить мощность сигнала.

Нет принципиальной разницы между NVIS и обычным распространением небесной волны; практическое различие возникает исключительно из-за различных желаемых диаграмм направленности антенн (близкие к вертикали для NVIS, близкие к горизонтали для обычного распространения ионосферных волн на большие расстояния).

Частоты и распространение [ править ]

Диаграмма направленности
NVIS В то время как земная волна (синяя) не может распространяться, преломленные небесные волны (красные) достигают ВЧ покрытия в пределах обычного первого скачка (~ 500 км).

Наиболее надежные частоты для связи NVIS находятся в диапазоне от 1,8 МГц до 8 МГц. Выше 8 МГц вероятность успеха начинает уменьшаться, приближаясь к нулю на 30 МГц. Используемые частоты продиктованы местными ионосферными условиями, которые имеют сильную систематическую зависимость от географического положения. Общие диапазоны, используемые в любительском радио в средних широтах, составляют 3,5 МГц ночью и 7 МГц днем, при экспериментальном использовании частот 5 МГц ( 60 метров ). Зимними ночами в нижней части цикла солнечных пятен может потребоваться полоса 1,8 МГц. [3] Радиовещание использует тропические диапазоны радиовещания от 2,3 до 5,06 МГц и международные радиовещательные диапазоны.между 3,9 и 6,2 МГц. Военная связь NVIS в основном осуществляется на частотах 2–4 МГц в ночное время и на 5–7 МГц в дневное время.

Оптимальные частоты NVIS обычно выше в тропиках и ниже в арктических регионах. Они также выше в годы высокой активности солнечных пятен. Используемые частоты меняются от дня к ночи, потому что солнечный свет вызывает увеличение самого нижнего слоя ионосферы, называемого слоем D , вызывая ослабление низких частот в течение дня [4], в то время как максимальная полезная частота (МПЧ), которая является критической. частота слоя F повышается с увеличением солнечного света. Доступны карты критической частоты в реальном времени. [5] Использование частоты примерно на 15% ниже критической частоты должно обеспечить надежное обслуживание NVIS. Иногда это называют оптимальной рабочей частотой или FOT .

NVIS наиболее полезен в горных районах, где распространение прямой видимости неэффективно, или когда расстояние связи превышает 50 миль (80 км) диапазона наземных волн (или местность настолько пересечена и бесплодна, что земная волна неэффективна), и меньше , чем диапазон 300-1500 миль (500-2500 км) от нижнего угла распространения волны неба . Еще один интересный аспект связи NVIS заключается в том, что определение направления отправителя более сложно, чем при наземной связи (например, VHF или UHF). Для вещателей NVIS обеспечивает покрытие всей страны среднего размера по гораздо более низкой цене, чем при использовании VHF (FM), и дневное покрытие, подобное средневолновому (AM вещание) в ночное время, при более низких затратах и ​​часто с меньшими помехами.

Антенны [ править ]

Конфигурация антенны NVIS представляет собой горизонтально поляризованный (параллельный поверхности земли) излучающий элемент, который находится на высоте от 1/20 длины волны ( λ ) до 1/4 длины волны над землей. Оптимальная высота составляет около 1/4 длины волны, а излучение под большим углом незначительно снижается для высот до примерно 3/8 длины волны. [6] Близость к земле заставляет большую часть излучения идти прямо вверх. Общую эффективность антенны можно повысить, разместив заземляющий провод немного длиннее антенны, параллельно антенне и непосредственно под ней. Один источник сообщает, что один заземляющий провод может обеспечить усиление антенны в диапазоне 3–6 дБ. [7]Другой источник указывает 2 дБ для одного провода и почти 4 дБ для нескольких проводов заземления. [8] Заземляющие провода более необходимы при использовании нижних диполей на бедных почвах, поскольку без них значительная энергия уходит на нагрев земли.

В зависимости от конкретных требований, различные антенны (например, Sloper , T2FD , Dipole ) могут использоваться для связи NVIS с горизонтальными диполями или инвертированными V-диполями на длине волны около 0,2 длины волны над землей, что дает наилучшие результаты при передаче и на длине волны около 0,16 при приеме. согласно военным источникам и обширному исследованию голландских исследователей. [9] [10] Очень низкие антенны намного хуже при передаче, в меньшей степени при приеме, где ослабляются и шум, и сигнал.

Очевидно, что значительное улучшение связи будет реализовано, когда передающая и принимающая станции будут использовать конфигурацию NVIS для своих антенн. В частности, для низкопрофильных операций хорошо подходят антенны NVIS. [11]

Для радиовещания типичные антенны состоят из диполя на высоте примерно 1/4 длины волны над землей или массивов таких диполей. [12] Можно использовать до 16 диполей, что позволяет получать сильные сигналы с относительно низкой мощностью за счет концентрации сигнала в меньшей области. Ограничение охвата может быть продиктовано лицензированием, языком или политическими соображениями. Для «поворота» диаграммы направленности можно использовать массивы диполей, чтобы передатчик не находился в центре зоны покрытия. Радиовещательные антенны NVIS обычно используют обширный наземный экран для увеличения усиления и стабилизации диаграммы направленности и импеданса питания при изменении влажности почвы.

Антенна AS-2259[ редактировать ]

Антенна NVIS AS-2259

Военная антенна NVIS - это антенна AS-2259 [13], которая состоит из двух V-образных диполей : четыре дипольных троса также служат в качестве растяжки для антенной мачты. Альтернативная конфигурация состоит из передающей рамочной антенны, которая сконфигурирована для максимальной передачи сигнала вверх. [14]

См. Также [ править ]

  • Преломление

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Радиовещание в диапазоне 7 (HF) в тропической зоне, Международный консультативный комитет по радио, Международный союз электросвязи, Женева, 1969 г.
  2. ^ Антенна аварийной связи, Стивен К. Финч, AIØW http://www.w8ne.com/Files/NVIS%20nvis_AI0W.pdf
  3. ^ http://hamwaves.com/nvis/en/index.html
  4. ^ "Аналитическое исследование ВЧ-связи между провинциальными PREOC-s и офисом управления чрезвычайными ситуациями Северного берега в VE7NSR" (PDF) .
  5. ^ "Мировая ионосферная карта" . Бюро метеорологии Содружества Австралии.
  6. ^ Браун, Джим. «Планирование антенн» (PDF) . k9yc.com/publish.htm . Джим Браун, K9YC . Проверено 30 апреля 2017 года .
  7. Перейти ↑ Hawker (2005), pp. 89
  8. ^ http://www.w8ji.com/nvis_n_v_i_s_antenna.htm Антенны NVIS
  9. ^ GE Barker, J. Taylor, and GH Hagn, «Сводка измерений и моделирования диаграмм направленности простых полевых антенн на открытой (ровной) местности, в горах и лесах», Электронное командование армии США, Абердинский полигон, Мэриленд, США. , Спец. Tech. Rep.45, декабрь 1971 г.
  10. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) на 2017-04-11 . Проверено 10 апреля 2017 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  11. ^ Антенна NVIS для работы в космосе http://harriscountyares.org/training/KNW/KNW-119.pdf
  12. ↑ Радиовещание в диапазоне 7, стр.
  13. ^ Руководство по антенне AS-2259 http://www.radiomanual.info/schemi/Surplus_Accessories/AS-2259_antenna_serv_user_TM11-5985-379-14P_1986.pdf
  14. Перейти ↑ Hawker (1999), стр.
  • Энтони Веджвуд, G0TJD; Гольдштейн, Дж. А. (апрель 2001 г.). «Небесная волна с почти вертикальным падением». Информационный бюллетень Общества старинных и военных радиолюбителей . 16 : 7–11. Bibcode : 1995nrl..reptS .... W .
  • Хоукер, Пэт (1999). Альбом для вырезок по техническим темам 1990-1994 гг . Бар Potters, Великобритания: Радио-общество Великобритании. С. 33–34, 64–65. ISBN 978-1-872309-51-4.
  • Хоукер, Пэт (2005). Технические темы Scrapbook 2000-2004 . Бар Potters, Великобритания: Радио-общество Великобритании. стр. 61, 89–90, 109–110, 126, 143, 154. ISBN 978-1-905086-05-4.
  • Уолден, М. (март 2008 г.). «Распространение необыкновенных волн NVIS на 5 МГц». RadCom . 84 (3): 57–62.

Внешние ссылки [ править ]

  • Анализ роста по сравнению с ростом
  • QSL.net NVIS Статья
  • Сделайте быструю, легкую, дешевую антенну NVIS для работы на дороге
  • Учебник по NVIS