Διάδοση SkyWave

Είναι απαραίτητο να ορίσουμε τη διάδοση ραδιοκυμάτων για να κατανοήσουμε την έννοια της διάδοσης των ουρανικών κυμάτων. Η συμπεριφορά των ραδιοκυμάτων καθώς εξαπλώνονται από τη μια τοποθεσία στην άλλη ή σε διαφορετικές περιοχές της ατμόσφαιρας είναι γνωστή ως διάδοση ραδιοκυμάτων.

Η κατηγοριοποίηση αυτών των κυμάτων είναι η εξής:

1.Η διάδοση των κυμάτων εδάφους

2.Η μετάδοση των ουρανικών κυμάτων

3.Πολλαπλασιασμός σε ελεύθερο χώρο

Διάδοση Skywave

Η διάδοση των κυμάτων ουρανού είναι ένα είδος διάδοσης ραδιοκυμάτων. Η ιονόσφαιρα, η οποία είναι ένα ηλεκτρικά φορτισμένο στρώμα της ανώτερης ατμόσφαιρας, είτε αντανακλούσε είτε διαθλούσε τα πίσω κύματα στη γη.

Οι συχνότητες μεσαίων και βραχέων κυμάτων μπορούν να διαθλαστούν πίσω στη γη πέρα ​​από τον ορίζοντα, καθιστώντας τις χρήσιμες για μετάδοση κυμάτων σε ηπείρους. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει την κατανομή των συχνοτήτων MUF (μέγιστη συχνότητα χρήσης) και OWF (βέλτιστη συχνότητα εργασίας) με βάση τα στρώματα της γης:

Σκοπός της διάδοσης των κυμάτων του ουρανού

Εξερευνήσαμε τη διάδοση των κυμάτων εδάφους στην παραπάνω παράγραφο, η οποία είναι όταν ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα ταξιδεύει στην επιφάνεια της γης. Γνωρίζουμε ήδη ότι η διάδοση των κυμάτων εδάφους είναι συνήθως ιδανική για μετάδοση ηλεκτρομαγνητικού σήματος χαμηλής συχνότητας (συνήθως έως 2 ή 3 MHz).

Ένα άλλο σημαντικό μειονέκτημα της διάδοσης κυμάτων εδάφους είναι ότι είναι κατάλληλο μόνο για λειτουργία μικρής εμβέλειας. Επειδή το επαγόμενο κύμα παράγει εξασθένηση του σήματος διάδοσης κατά τη διάδοση των κυμάτων εδάφους, αυτό συμβαίνει. Ως αποτέλεσμα, στην περίπτωση διάδοσης των κυμάτων εδάφους, είναι προτιμότερο να σταλεί το σήμα σε μικρές αποστάσεις προκειμένου να επιτευχθεί η χαμηλότερη εξασθένηση.

Τα δύο θεμελιώδη μειονεκτήματα που σχετίζονται με τη διάδοση των κυμάτων εδάφους είναι η μετάδοση σήματος χαμηλής συχνότητας και η διάδοση σε μικρές αποστάσεις. Η διάδοση των κυμάτων του ουρανού χρησιμοποιείται για την επίλυση αυτών των δύο μειονεκτημάτων.

1. Επιτρέπει τη μετάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων υψηλότερης συχνότητας σε μεγαλύτερες αποστάσεις από τη διάδοση των κυμάτων εδάφους.
2. Το επιτυγχάνει μέσω ανακλάσεων κυμάτων που βασίζονται στην ιονόσφαιρα. Διάδοση ιονόσφαιρων κυμάτων ονομάζεται αυτό το φαινόμενο.

Κρίσιμη συχνότητα

Η κρίσιμη συχνότητα είναι η υψηλότερη συχνότητα στην οποία εμφανίζεται 100% εσωτερική ανάκλαση από την ιονόσφαιρα. Ακολουθεί η μαθηματική αναπαράσταση:

fc=9√Nμέγ.

Πού,

Φγ σημαίνει κρίσιμη συχνότητα σε Hz.

Nμέγ. είναι η μέγιστη πυκνότητα ηλεκτρονίων ανά κυβικό μέτρο.

Η κρίσιμη συχνότητα κυμαίνεται με βάση τον καιρό, την ώρα της ημέρας και τη γωνία με την οποία η κεραία εκπέμπει τα ραδιοκύματα.

Παράλειψη απόστασης

Η ελάχιστη απόσταση μεταξύ της επιφάνειας της γης και της τοποθεσίας από την οποία μεταδίδεται το ραδιοφωνικό σήμα είναι γνωστή ως απόσταση παράλειψης. Η απόσταση παράβλεψης για μια επίπεδη γη είναι:

DΠΑΡΑΛΕΙΨΗ =2h√[(fMUF /fc )²-1]

Πού,

DΠΑΡΑΛΕΙΨΗ είναι η συντομογραφία του "distance skipped."

h :το ύψος στο οποίο εμφανίζεται η ανάκλαση

fMUF σημαίνει "μέγιστη χρησιμοποιήσιμη συχνότητα".

fγ σημαίνει κρίσιμη συχνότητα.

Εφαρμογές διάδοσης κυμάτων ουρανού

1.Όπως γνωρίζουμε  οι δορυφορικές επικοινωνίες εξαρτώνται από τις ανώτερες ατμοσφαιρικές συνθήκες στις οποίες χρησιμοποιείται η διάδοση των ουρανικών κυμάτων.

2.Επικοινωνία με φορητές συσκευές

Διάδοση διαστημικών κυμάτων

Η διάδοση των διαστημικών κυμάτων αναφέρεται σε ραδιοκύματα που εμφανίζονται σε απόσταση 20 χιλιομέτρων από την τροπόσφαιρα και περιλαμβάνει τόσο άμεσα όσο και ανακλώμενα κύματα. Επειδή αυτά τα κύματα μπορούν να κινηθούν απευθείας από την επιφάνεια της γης στην επιφάνεια της τροπόσφαιρας, είναι επίσης γνωστά ως τροπόσφαιρα διάδοση. Επειδή τα σήματα μεταφέρονται σε ευθεία διαδρομή από τον πομπό στον δέκτη, είναι επίσης γνωστή ως διάδοση οπτικής επαφής.

Το ύψος των κεραιών και η απόσταση μεταξύ τους μπορούν να δοθούν ως εξής για την αποφυγή εξασθένησης και απώλειας ισχύος σήματος:

Δμ =(2RHt )-½ +(2RHr )-½

Πού,

Δμ αντιπροσωπεύει την απόσταση μεταξύ των δύο κεραιών.

R είναι η ακτίνα της γης.

Ht :ύψος μετάδοσης κεραίας

Hr :ύψος κεραίας δέκτη

Εφαρμογή της Διάδοσης Διαστημικών Κυμάτων

Χρησιμοποιείται σε μια ποικιλία συστημάτων επικοινωνίας, συμπεριλαμβανομένου του

1. Η επικοινωνία οπτικής επαφής και η δορυφορική επικοινωνία είναι δύο τύποι επικοινωνίας.

2 Επικοινωνία με χρήση ραντάρ

3.Σύνδεση με μικροκύματα

4.Περιορισμοί στη διάδοση διαστημικών κυμάτων

5.Η καμπυλότητα της υδρογείου έχει αντίκτυπο σε αυτά τα κύματα.

6. Αυτά τα κύματα διαδίδονται κατά μήκος της οπτικής απόστασης, η οποία ορίζεται ως η απόσταση μεταξύ της κεραίας εκπομπής και της κεραίας λήψης, γνωστή και ως εύρος επικοινωνίας.

Συμπέρασμα 

Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το ουράνιο κύμα, το οποίο εκμεταλλεύεται τις ανακλαστικές ιδιότητες της ιονόσφαιρας σε υψηλότερες συχνότητες πάνω από τη γη, είναι ο πιο απλός τρόπος διάδοσης και παρέχει συνεχή βοήθεια στις επικοινωνίες. Με παρόμοιο τρόπο  ως αποτέλεσμα, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η διάδοση των διαστημικών κυμάτων περιορίζεται στην οπτική απόσταση, η οποία ορίζεται ως η απόσταση μεταξύ της κεραίας εκπομπής και λήψης στην οποία και οι δύο μπορούν να δουν ο ένας τον άλλον.