Zašto radio signali putuju dalje noću nego u danu?

Zašto radio signali putuju dalje noću nego u danu?

Nisu svi radio-valovi putuju dalje noću nego tijekom dana, no neki, kratki i srednji valovi, koji AM radio signali spadaju pod svakako mogu dati prave uvjete. Glavni razlog za to je slučaj s signalom koji interakcionira s određenim slojem atmosfere poznatog kao ionosfera, i kako se ta interakcija mijenja od noći do dana.

Ionosphera je sloj gornje atmosfere oko 50 do 600 milja iznad razine mora. Ona dobiva svoje ime jer ionizira dosljedno sunčevo i kozmičko zračenje. U vrlo jednostavnim terminima, X-zraka, ultraljubičasto i kraće valne duljine zračenja koje daje Sunce (i iz drugih kozmičkih izvora) oslobađaju elektrone u ovom sloju atmosfere kad se ti posebni fotoni apsorbiraju molekulama. Budući da je gustoća molekula i atoma u ionosferi prilično niska (osobito u gornjim slojevima), omogućava slobodnim elektronima postojanje na ovaj način kratko vrijeme prije nego što se konačno recombinira. Niže u atmosferi, gdje je gustoća molekula veća, ova rekombinacija se događa mnogo brže.

Što ovo ima veze s radio valovima? Bez smetnji, radio valovi putuju ravno iz izvora emitiranja, na kraju udarajući ionosferu. Ono što se događa nakon toga ovisi o različitim čimbenicima, među kojima se ističe frekvencija valova i gustoća slobodnih elektrona. Za AM valove, s obzirom na točne uvjete, bit će uglavnom odskočiti naprijed-natrag između zemlje i ionosfere, širujući signal dalje i dalje. Tako jasno, ionosfera može potencijalno igrati važnu ulogu u zemaljskom radijskom procesu. Ali to je stalno prebacujuća priroda ionosfere koja čini stvari stvarno zanimljivima. A zbog toga morat ćemo se malo više tehničariti, iako ćemo vam u najmanju ruku uštedjeti matematiku, a mi ćemo ostaviti malo složenosti u nastojanju da ne idemo čitav udžbenik za vas.

U svakom slučaju, sastava ionosfere mijenja se drastično noću, prvenstveno zato što, naravno, Sunce nedostaje malo. Bez kao obilni izvor ionizirajućih zraka, razina D i E (slika desno) ionosfere prestaju biti vrlo ionizirana, ali regija F (osobito F2) i dalje je prilično ionizirana. Nadalje, zbog toga što je atmosfera ovdje znatno manje gusto, onda E i D regija, ona rezultira većim brojem slobodnih elektrona (ovdje je ključna gustoća).

Kada ovi elektroni susreću snažan AM radio val, oni mogu potencijalno oscilirati na frekvenciji vala, uzimajući dio energije iz radijskog vala u tom procesu. S dovoljno od njih, što se može dogoditi u sloju F (kada je gustoća susriranih elektrona dovoljna u odnosu na specifičnu frekvenciju signala) i pretpostavljajući da ne samo da se rekombiniraju s nekim ionom (što je mnogo vjerojatnije u E i D slojeva tijekom dana), to može vrlo učinkovito oštetiti signal natrag na Zemlju s dovoljnom snagom da ga pokupi na vašem radiju.

Ovisno o uvjetima, ovaj proces može potencijalno ponoviti nekoliko puta s signalom koji se odbija na tlo i vrati se natrag. Dakle, korištenjem ovog Skywave, a ne samo normalnog dnevnog groundwave, AM radio signali mogu se razmnožiti čak tisuće milja.

Naravno, to može postati glavni problem s obzirom da postoji samo nešto više od 100 dopuštenih AM radiofrekvencija (ograničeno da se signali međusobno previše miješaju), ali oko 5.000 AM radio stanica samo u Sjedinjenim Državama. S obzirom da noću, signali s tih postaja mogu putovati velike udaljenosti, to je samo recept za stanice koje se međusobno ometaju. Kao rezultat toga, noću, američke stanice u SAD-u obično smanjuju snagu, potpuno odlaze u zrak do izlaska sunca sljedećeg dana i / ili se eventualno zahtijeva korištenje antene usmjerenih, tako da njihov specifičan signal ne ometa druge postaja na istoj frekvenciji. S druge strane, FM stanice ne moraju ništa učiniti jer ionosfera ne utječe na njihove signale, što ima bočnu korist (ili nedostatak, ovisno o vašem stajalištu) o teškom ograničavanju raspona FM signala, koji se oslanjaju na propusnost uzemljenja.

Bonus činjenica:

  • AM Radio (Amplitude Modulation) bio je prva vrsta radio emitiranja koja se koristi za masovnu potrošnju od strane javnosti i još uvijek je naširoko koristi danas. (Iako AM radio postaje sve manje raširen u Americi, ona je i dalje dominantna zemaljska radiodifuzija u nekim zemljama, poput Australije i Japana.) Ova vrsta signala radi s prijemnikom prevođenjem i pojačavanjem promjena amplitude vala na određenom frekvenciju u zvukove koje čujete dolazeći iz zvučnika. FM radio (Frequency Modulation), koji je počeo dolaziti vlastitim u pedesetim godinama, prenosi se na isti način na koji je AM, ali prijemnik obrađuje promjene učestalosti vala, za razliku od amplitude.

Ostavite Komentar