Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 41. 6 november 1956 - Långdistansförbindelser med spridningssignaler, av Gösta Carlson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
948
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 2. Ungefärliga frekvens- och avståndsberoendet hos
spridningssignaler;–-via jonosfären, – via tropo-
sfären.
stora avstånd tack vare spridning i troposfären.
Kontinuerliga mätningar av
jonosfärspridnings-signaler påbörjades vid National Bureau of
Standards, USA, under 1950—1951 för att sedan
fortsättas under en längre tid. De först redovisade
resultaten (1952) var ytterst summariska och
indikerade endast vissa möjligheter till
radioförbindelser inom ultrakortvågsområdet över ca
1 000 km avstånd2.
Då arbetet i stor omfattning utfördes under
militärt kontrakt, erhölls först 1955 tillstånd till en
mera omfattande redogörelse för gjorda
mätningar3. Följande beskrivning av korta
radiovågors spridning i jonosfären grundar sig på
resultaten från försökslänkar inom olika områden
av USA och Kanada samt Storbritannien, där
liknande försöksverksamhet startades 19524.
Spridningssignalen tycks ha ett relativt stabilt
medianvärde kring vilket ögonblicksvärdet kan
variera med ± 20 dB. Medianvärdet är såväl
dygns- som årstidsberoende. Kraftigaste signal
erhålles mitt på dagen, medan kvällstimmarna,
klockan 19—21, ger signalminima. Denna
dygnsvariation (4—10 dB) är mest utpräglad vid
sydliga länkar (40° nordlig bredd), under det att
karaktären är mera oregelbunden vid nordliga
länkar (60—70° nordlig bredd). Nordliga länkar
uppvisar de största årstidsvariationerna (ca 10
dB) men har dessutom den minsta
sträckdämpningen. Fädningsfrekvensen uppgår normalt till
någon hertz.
Den normala spridningssignalen ersätts ibland
av en något kraftigare signal på grund av extra
jonisering av E-skiktet i samband med närvaron
av meteorer eller norrsken. Meteorsignalerna
karakteriseras ofta av en mycket stark
Doppler-effekt (flera kHz) och norrskenssignalerna av
mycket snabb fädning (hundratalet Hz).
Förbindelser tack vare spridning i jonosfären,
fig. 1, har dock visat sig vara mycket stabila och
påverkas mycket litet av jonosfäriska
störningar. Då normal radioförbindelse på kortvåg
omöj-liggöres på grund av jonosfärstörningar, har man
i stället för en utsläckning av signalen ofta
kunnat iaktta en ökning.
Flera teoretiska beräkningar av den mottagna
spridningssignalens medianvärde har utförts, vilka dock ger något
olika värden. Följande formel kan sägas vara en
sammanfattning av de olika beräkningarna.
/JV4 A sin2 X
Pm^PS–^–-7-öü+I
"•(sin-)
där Pjvf är mottagen effekt, P$ utsänd effekt, A
mottagar-antennens absorptionsyta, L avståndet mellan mottagaren
och spridningsområdets medelpunkt i jonosfären, /
frekvens, /jv plasmafrekvens svarande mot
medelelektrontät-heten N i is-skiktet, O spridningsvinkel, vinkel mellan
infallande våg och spridd våg (fig. 1), X vinkel mellan
infallande fältets E-vektor och spridningsriktningen samt n
en konstant med värdet 4—11 vid olika frekvenser och
enligt olika forskare5,8.
Man har ej med säkerhet kunnat fastställa värdet på n,
men mycket talar för att värdet varierar med frekvensen
enligt Villars och Weisskopf8, från 13/3 vid låg till 11 vid
hög frekvens. De brittiska och amerikanska mätningarna
anger något skilda värden på frekvensvariationen.
Plasmafrekvensen, som ingår i samtliga formler med
samma potens, anses vara en funktion av den
ultravioletta solstrålningen inom nederdelen av E-skiktet, vilken
1 sin tur korrelerar med solfläcksaktiviteten. En viss
överensstämmelse mellan solfläcksaktivitet och signalmedian
har också kunnat iakttas.
Ekv. (1) visar, att man vid förbindelser av denna typ
erhåller en död zon, då spridningseffekten är starkt
vinkelberoende. Som lämpliga överföringsavstånd anges 800—
2 000 km, varvid övre gränsen helt bestäms av
geometriska faktorer betingade av jordytans krökning och
E-skiktets höjd över jordytan. Vidare rekommenderas det
lägre frekvensområdet, då spridningsdämpningen blir
avsevärt mycket högre vid de högre frekvenserna, fig. 2.
Inom området 30—60 MHz uppgår spridningsdämpningen
till mellan 70 och 100 dB.
Denna vågutbredningsmekanism tillåter endast
överföring av relativt smala frekvensband. Man
har hittills ej kunnat göra en fullgod analys av
bandbreddsmöjligheterna, men det anses troligt,
att bandbredder upp till 50 kHz är överförbara
genom signalspridning i jonosfären. Störningar
som meteorreflektioner och norrskensfenomen
kan dock tillfälligt minska bandbredden på
grund av mångvägsdistorsion. Antalet sådana
störningar blir emellertid mindre ju mera
hög-direktiva antenner som användes.
Spridning i samband med meteor- och
norrskensfenomen har hittills endast nämnts som
störningar av den normala
jonosfärspridnings-signalen. Mycket tyder dock på att även denna
spridning kan möjliggöra viss radioförbindelse
över stora avstånd, visserligen med smal
bandbredd7- 8. Sålunda har ett flertal rapporter om
onormala räckvidder i samband med
observerade norrsken lämnats av radioamatörer.
Signalspridning i troposfären
Den viktigaste orsaken till de omfattande
undersökningar av det elektromagnetiska fältet inom
diffraktionszonen, vilka påbörjades efter andra
världskrigets slut, var kanske rapporterna om
interferens mellan olika ultrakortvågssändare
och möjligheterna att uppfånga signaler från ra-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
