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144MHz频段远距离通信实验课题之一---磁共轭点通信

2009-04-18 22:00:42 作者:webmaster 来源:大河无线电 浏览次数:0 网友评论 0

有几种特殊传播方式可以象HF段的电离层反射一样,可以在50MHz、144MHz和430MHz业余频段实现上千公里至几千公里远距离通信,例如流星余迹散射通信和突发E电离层通信。

    清华大学业余无线电俱乐部业余电台BY1QH曾经计划于1998年2月份开始进行一项叫做磁共轭点传播(Trans Equater Propagation, 简称TEP)的VHF远距离通信实验。

    在一般情况下,VHF频段的电磁波大体上只能在视距范围内传播。延着地面传播的地波受到地面及地物的吸收,很快衰减,不能到达远处。射向空中的天波则由于频率高于电离层的临界反射频率,在正常的入射角度下不能象HF频段那样被反射回地面。只有从发射天线到接收天线间直接传播的空间波才能形成有效的信道。

    但是有几种特殊传播方式可以象HF段的电离层反射一样,可以在50MHz、144MHz和430MHz业余频段实现上千公里至几千公里远距离通信,例如流星余迹散射通信和突发E电离层通信。业余无线电爱好者在过去的二、三十年中对这些特殊传播方式作了大量的实验,作为探讨和发现新的传播机理的基础。TEP就是其中的一种。

【TEP的大致原理】

    TEP有不同的形成机理。144MHz通信利用的是所谓“夜晚型”或者“第二类”TEP。

    在日落时分以及日落后的一段时间里,太阳黑子发出的射线消失,使得高空电离层的电离密度降低,首先是电离层底部的一部分原先被射线电离成带电离子的空气分子重新复合成分子,使得在电离层的底部出现“空洞”。这种空洞常常在地球的地磁赤道南北10至20度处的上空对称生成。

    上述这种空洞很不稳定,呈现波长为100-200公里、幅度也是100-200公里的波动。离子在向空洞边缘运动时生成磁场。当电波射入空洞时,在这个附加磁场的作用下发生偏转,使其射入电离层的角度可能变得小于电离层当时的临界折射角。

    如果电波能通够过空洞以几乎平行于电离层的方向射入电离层,那么电波就会在电离层的上下两个界面之间一面来回反射一面向前传播,好象光束在光导纤维中被纤维介质的界面来回反射传向远端一样,随着电离层的形状构成一条弧形的电波通道,连通南北半球与地磁赤道对称的两个“共轭点”。

    因为日落后电离层自下而上不断退化,空洞的高度不升高,这条通道在地面上的投影点会向背离赤道的方向掠过,从地面固定点来看就是一对空洞构成的信道的持续时间很短。不过空洞在不断生成,所以总的效果是可以维持一个多小时的联络。

【国外业余无线电爱好者TEP试验实例】

    1980年左右,澳大利亚北端的达尔文和日本南部的业余无线电爱好者在2M频段连续进行了好几年的实验,发现2、3、4月以及8、9、10月间本地时间20:30至22:00间联通这两个地方的概率是很高的。信号通常在传播开通时很快变得很强,然后缓慢地消弱。达尔文的VK8GB在27天中与日本业余电台进行了273次QSO。VK8GB使用15W的发射机激励14单元的八木天线,日本方面的电台则使用起自简单的垂直地网天线直至8组11单元八木天线,接收到的VK8GB信号强度大约在5到9+之间。CW、SSB和FM方式都可以使用。

    由于日本业余电台密度大、分布广,所以VK8GB可以从联通的日本台的位置统计出TEP开放的范围。他发现这个范围是很有限的,这和上述的“空洞”理论是一致的。

    然而欧洲和南非之间TEP实验的信号报告却没有上述VK和JA间的实验那么好,很少达到强度5,如果使用SSB方式就很难抄收。

【我国业余TEP实验的前景】

    如上所述,TEP只发生在对称于地磁赤道的南北两半球的共轭点之间,因此我国只有东北地区和河北省的东北部才可能和澳大利亚西部陆地间建立TEP信道,我国其它地区的共轭点落在南半球的海洋中,所以并不是所有地区都会遇到有实用价值的TEP条件的。

    然而东北地区和一部分华北地区的业余无线电爱好者却可以享受TEP带来的乐趣,即使是四级操作员,也可能在2米频段进行远距离FM通信实验。当然这需要学外语,还需要学习更多的基础知识,天线也有必要考究一些,3W的发射机加上一副20dB高增益天线就犹然有了300W加偶极天线的实力,接收时插入一个低噪音前置放大器也是十分有益的事情。

关键词:磁共轭点通信

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