Главная Промышленная автоматика.

применимая частота обычно оказывается менее 27 МГц и связь на большие расстояния на Си-Би становится невозможной. На рис. 2.11 приведен график зависимости максимально применимых частот для слоев Е и F в случае вертикальногонаправления радиоволн.


Солнечный минимум

1 \ I \ \ I I I 1 I \ I

86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 Годы

Рис. 2.11. Зависимость максимально применимых частот для слоев Е и F в случае вертикального направления радиоволн

В период солнечного максимума не только увеличивается ионизация ионосферы, но и возрастает вероятность появления вспышек. Вспышки являются огромными взрывами на Солнце, которые выбрасывают потоки элементарных частиц и излучение, ионизирующие область D, в которой возрастает поглощение коротких волн. Поскольку область D существует только в течение дня, то и возрастание поглощеиия коротких волн будет отмечаться только на тех трассах связи, которые проходят по освещенной стороне Земли (к сожалению, трассы дальних связей на Си-Бй практически всегда проходят по освещенной стороне). Поглощение коротких волн под воздействием вспышек на Солнце получила название внезапных поглощений (разд. 2.14). В первую очередь поглощение увеличивается для низкочастотной части диапазона коротких волн. Тем не менее, если вспышка очень большая, весь диапазон коротких волн может закрыться. Длительность этого явления может продолжаться от 10 минут до нескольких часов, в зависимости от интенсивности и длительности вспышки.

Наблюдение за пятнами на Солнце позволило обнаружить, что Солнце вращается вокруг своей оси. Солнечные пятна вращаются вместе с поверхностью Солнца. Поверхность Солнца состоит из раскаленного газа и не вращается, как твердое тело. Период обращения составляет 25 суток в экваториальной области, возрастает до 35 суток у полюсов. На состояние ионосферы оказывают влияние не все пятна, а в основном те, которые расположены не далее 35 от солнечного экватора. Эти пятна делают вместе с Солнцем один оборот за время около 26 суток. Так как Земля вращается вокруг Солнца в ту же сторону, то видимая скорость вращения этих пятен составляет 27 суток. Активные области Солнца оказывают влияние на ионосферу только в том случае, когда они обращены в сторону Земли. Эти области могут исчезнуть за время одного оборо-



та, однако часто они появляются повторно или даже несколько раз после каждого обо \ рота Солнца. Этот эффект обусловливает 27-суточную цикличность солнечной активности.

2.4.2. Сезонные изменения

Максимально применимые частоты для области Е больше летом, чем зимой (рис. 2.11). Однако для области F эта зависимость более сложная. Максимальные значения частот достигаются в период равноденствий (март и сентябрь). Зимой и летом значения максимально применимых частот уменьшаются, причем летом эти частоты, в общем, выше, чем зимой. Однако иногда наблюдается противоположная картина -максимально применимые частоты зимой оказываются выше, чем летом. Эта сезонная аномалия обычно наблюдается в период солнечного максимума.

2.4.3. Изменения с широтой

На рис. 2.12 показана зависимость изменения максимально применимых частот для областей Е и F в полдень и полночь от геомагнитного полюса (90) до геомагнитного экватора (0). На освещенной стороне Земли с увеличением широты солнечное излучение попадает в атмосферу под все более острым углом, поэтому степень ионизации уменьшается от экватора к полюсам.

Дневная полусфера

Экваториальная аномалия

1очная полусфера


Провал средних широт

40 60 80 80 60 40 Геомагнитная широта (градусы) Рис. 2.12. Зависимость максимально применимых частот от геомагнитной широты

Однако, как можно видеть на рис. 2.12, дневной пик области F находится не на магнитном экваторе, а около 15 - 20 на север и юг от него. Это так называемая экваториальная аномалия. В ночное время минимум наблюдается на широте 60 к северу и югу от геомагнитного экватора. Это так называемый провал средних широт. В этих местах ионосферный слой имеет наклон, поэтому радиоволны, отраженные от этих областей, могут попадать обратно на Землю на расстоянии, отличном от предполагаемого.



2.4.4. Суточный цикл

Отражающая способность слоев ионосферы в течение суток изменяется (рис. 2.13). После восхода Солнца начинается генерация электронов в ионосфере и происходит повышение максимально применимых частот. К полудню достигается максимум ионизации. До заката ионизация постепенно снижается. После захода Солнца области D, Е и области F1 быстро исчезают. Поглощение коротких волн в области D уменьшается, в то же время область F2 сохраняется и обеспечивает отражение. В течение ночи максимально применимые частоты уменьшаются и достигают минимума перед рассветом.


I I I I i I I I I I I I I I I I I I I I I I

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Время (местаое)

Рнс. 2.13. Зависимость максимально применимых частот от времени суток

2.4.5. Изменение поглощения

Поглощение радиоволн коротковолнового диапазона в слое D уже обсуждалось в разд. 2.4,1, где описывалось, как солнечные вспышки могут вызвать ухудшение или даже прекращение связи на трассах, проходящих по освещенной стороне Земли. Поглощение в слое D зависит также от фазы солнечного цикла - в годы максимума и поглощение максимально. Кроме того, поглощение зависит и от времени года, и от времени суток. Как видно из рис. 2.14, летом поглощение больше, чем зимой, а в течение дня максимум поглощения достигается в полдень, по местному времени, когда ионизащш слоя D максимальна. Ночью этот слой быстро исчезает, и поглощение достигает минимума.

Есть изменение в поглощении в зависимости от геомагнитной широты. Наибольшее поглощение наблюдается около экватора с постепенным уменьшением к полюсам, хотя вспышки на Солнце значительно увеличивают поглощение в приполярных областях. Более низкие частоты поглощаются в большей степени, поэтому желательно использовать для радиосвязи как можно более высокую частоту, при которой сигнал еще может отражаться от слоев, находящихся над слоем D. С этой точки зрения Си-Би диапазон имеет определенные преимущества: если прохождение есть, то обычно фомко слышно даже станции, имеющие небольшую мощность.

Во время солнечных вспышек сильно увеличивается поглощение коротких волн в приполярныу-областях. Причиной этого явления являются потоки протонов, выбрасываемые Солнцем и увеличивающие ионизацию слоя D. Силовые линии магнитно-





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [14] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

0.0034