Prečo rádiové signály cestujú ďalej v noci ako v deň?

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-10 00:09

Iónosféra je vrstva hornej atmosféry asi 50 až 600 míľ nad morom. Dostane svoje meno, pretože je ionizované dôsledne slnečným a kozmickým žiarením. Veľmi jednoducho povedané, röntgenové, ultrafialové a kratšie vlnové dĺžky žiarenia odovzdané slnkom (a z iných kozmických zdrojov) uvoľňujú elektróny v tejto vrstve atmosféry, keď sú tieto jednotlivé fotóny absorbované molekulami. Vzhľadom na to, že hustota molekúl a atómov je v ionosfére pomerne nízka (najmä v horných vrstvách), umožňuje voľné elektróny existovať týmto spôsobom počas krátkeho časového obdobia pred konečným rekombinovaním. Nižšie v atmosfére, kde je hustota molekúl väčšia, táto rekombinácia sa stáva oveľa rýchlejšou.

Čo to má čo do činenia s rádiovými vlnami? Bez rušenia rádiové vlny jazdia v priamom smere z vysielacieho zdroja a nakoniec zasiahnu ionosféru. Čo sa stane potom, čo závisí od rôznych faktorov, medzi nimi významné je frekvencia vlny a hustota voľných elektrónov. Pre AM vlny, vzhľadom na správne podmienky, budú v podstate odraziť tam a späť medzi zemou a ionosférou, šíriť signál ďalej a ďalej. Takže je jasné, že ionosféra môže potenciálne zohrávať dôležitú úlohu v procese terestriálneho rozhlasu. Ale to je neustále sa meniaca povaha ionosféry, ktorá robí veci skutočne zaujímavé. A za to budeme musieť získať trochu technickejší, aj keď vám aspoň ušetríme matematiku a trochu zložitosti vynecháme v snahe nepokračovať v plnej učebnici.

Keď tieto elektróny narazia na silnú AM rádiovú vlnu, môžu potenciálne kmitávať frekvenciou vlny, pričom časť energie z rádiovej vlny v procese. S dostatkom z nich, ako sa môže stať vo vrstve F (keď je hustota zistených elektrónov dostatočná vzhľadom na špecifickú frekvenciu signálov) a za predpokladu, že nielen rekombinujú s určitým iónom (čo je oveľa pravdepodobnejšie v E a D vrstvy v deň), môže to veľmi efektívne odrážať signál späť na Zem s dostatočnou silou na to, aby ste ho mohli zdvihnúť na vašom rádiu.

V závislosti od podmienok sa tento proces môže potenciálne opakovať niekoľkokrát, keď signál smeruje nadol k zemi a zálohuje sa. Preto pomocou tohto skywave, skôr než len normálne denné groundwave, rádiové signály AM môžu byť propagované dokonca tisíce kilometrov.

Samozrejme, že sa to môže stať hlavným problémom, keďže v Spojených štátoch existuje len málo vyše 100 povolených rádiových frekvencií AM (obmedzených na to, aby sa signály rušili navzájom príliš), ale okolo 5 000 rozhlasových staníc AM. Vzhľadom na to, že v noci môžu signály z týchto staníc cestovať obrovskou vzdialenosťou, je to len recept na vzájomné zasahovanie staníc. Výsledkom je, že v noci AM stanice v Spojených štátoch zvyčajne znižujú svoju silu, úplne vypúšťajú vzduch až do východu slnka na druhý deň a / alebo pravdepodobne sú povinné používať smerové antény, takže ich špecifický signál nezasahuje do iných na rovnakej frekvencii. Na druhej strane FM stanice nemusia robiť nič z toho, pretože ionosféra výrazne neovplyvňuje ich signály, čo má vedľajšiu výhodu (alebo nevýhodu v závislosti od vášho pohľadu) vážneho obmedzenia rozsahu FM signály, ktoré sa spoliehajú na šírenie uzemnenia.

Bonus Fakt: