ČÁST 4. VÝSKYT SPORADICKÉ VRSTVY Es Mechanizmus vzniku, chování a vlastností sporadické vrstvy Es je předmětem velmi intenzivních bádání různých vědeckých ústavů po celém světě. Jejich výsledky přinášejí více nových otázek, než odpovědí, proto se touto problematikou zabývat podrobně nebudeme. Můžeme zjednodušeně říci, že vývoj a tvorba Es je způsobena intenzivní ionizací spodních vrstev E a nejvyšších částí vrstvy F2. K ionizaci dochází za zvýšené sluneční činnosti (skvrny, proturbulence atp.) Můžeme ve zjednodušené formě konstatovat, že uvedená vrstva Es není zcela souvislá, lze si ji představit jako tzv. mraky. Tyto se pohybují ve spodních vrstvách ionosféry, ve spodní části vrstvy E, kde se vyskytují jako osamělé útvary s různě velkou plochou. Jejich výskyt je častější v jarních a letních měsících roku, v zimních měsících lze pozorovat aktivitu Es spíše vyjímečně. Z pohledu denní doby Es, lze pozorovat největší aktivitu v době od 11 do 14 hodin, a odpoledne do 18 hodin. V hodinách večerních nastává maximum mezi 19 a 20 hodinou. Obě uváděná maxima jsou směrově závislá, takže plocha, na kterou takto odražený signál dopadá má obvykle kruhový tvar a průměru okolo 250 až 300 km. Po zemi se přesouvá rychlostí okolo 300 km/hod. Z obecného pohledu není možné využívat Es trvale pro QSO, a je hodnocena v komerčních službách jako rušení, amatéři Es za rušení nepovažují, protože jim umožňuje realizovat QSO na vyšších pásmech. Je to, při respektování zvláštností Es, vhodná vrstva pro odraz – lom elektromagnetického vlnění se zcela specifickými vlastnostmi. V prvé řadě je potřebné si uvědomit, že Es se náhle objeví, trvá několik minut nebo hodin a bez výrazněji patrného poklesu zcela zmizí a naopak. Z pohledu uživatelů CB pásma, lze uskutečnit odrazem od Es daleká a zajímavá QSO. Při výskytu Es v oblasti Evropy je potom na CB pásmu, možné náhle slyšet všechny možné stanice i z okrajů kontinentu v takové síle, že signály odražené od Es dopadají shora a nejsou ničím stíněny, zcela znemožní provoz na CB pásmu i lokálního významu, třeba ve městě. Pochopitelně ve změti signálů se nejvíce objevují stanice, které vlivem odrazu v Es jsou právě ve vhodné pozici, z toho důvodu je možné poslouchat a dělat QSO jen do směrů odkud slyšíme stanice. Uvedené směry jsou poměrně ostře ohraničeny a tak není nijakou zvláštností při poslechu sledovat, jak se nám slyšitelné stanice ztrácejí a místo nich se objevují nové z jiných oblastí. CB uživatelé, kteří provoz v Es sledují, referují o sledování těchto podmínek ve smyslu: “…okolo 10 hodiny to šlo z východu, pak jako když utne, nic a odpoledne poslouchám – nikde nic, klid... Ty podmínky jsou dneska nějak houpavé, mění se to každou chvíli jinak, je to na nic…“. Z popisu sledování možného průběhu a dění na CB pásmu, lze si udělat skromnou představu, jak to vlastně je s tou Es vrstvou, je vhodné doplnit, že vlastní Es podmínky obvykle neumožní QSO na větší vzdálenosti. Při odrazu od spodní vrstvy E je dosah zhruba 200 až 3000 km. Je to dáno tím, že Es je relativně nízko nad zemí. Při odrazu ve vyjímečném případě od horní vrstvy části F2 bývá okolo 8000 km. Pokud máme štěstí a jsme u toho, když se Es vytvoří brzy po ránu nebo v dopoledních hodinách v oblastech nad východním Polskem, nebo ještě kousek dál nad Běloruskem a je dostatečně vysoko, můžeme bez problémů navazovat QSO s řidiči našich kamionů, kteří jsou za Moskvou nebo i dále na východ, je pravdou, že signály jsou oboustranně velmi silné, ale najednou se vše zavře obvykle ne déle než po 10 až 20 minutách a kdo zaváhal, tak už se nedovolá... Určitě řada uživatelů CB pásma na vlastním zařízení se s takovými případy již setkala, nebo o nich slyšela – za taková QSO vděčíme Es. QSO přes Es doporučuji využívat nejen proto, že je to záležitost štěstí a pohotovosti, ale i proto, že je to jedna z možností, jak se tzv. dostat na stanice, které jsou při klasickém DX-ování v pásmu přeslechu a tudíž se na ně nedovoláme. K této problematice jsem snad řekl jen to podstatné, bez zbytečností, pokud někdo projeví zájem o podrobnější popis, či informace k Es, není problém - po dohodě se můžeme vrátit k tomuto tématu. METEOROLOGICKÉ PODMÍNKY A ŠÍŘENÍ SIGNÁLU V PÁSMU CB Jak bylo v předcházejících dílech uvedeno, šíření elektromagnetického vlnění je ovlivněno počasím. Obecně lze říci, že v době, kdy vypadávají srážky a to, jak dešťové tak i sněhové na rozsáhlých území - útlum vzrůstá, šíření elektromagnetických vln za mlžného počasí se kupodivu útlum poněkud zmenšuje. Nebudeme zde podrobně probírat fyzikální závislosti těchto vlivů. Využit vlastností meteorologických úkazů, můžeme na CB pásmu taktéž, mnozí se s dobrými meteorologickými podmínkami na pásmu CB určitě setkali a ne vždy jim je jasné, co je příčinou. Řekli jsme v předcházejících dílech, že signály se mohou odrážet i od rozhraní (styku) dvou vzduchových hmot s výrazně odlišnými vlastnostmi. V meteorologii takovým rozhraním říkáme fronty. Tyto fronty dále dělíme na tzv. studenou frontu, teplou frontu a pokud se setká studená fronta na svém postupu a teplá fronta, tak tento stav nazýváme okluzivní frontou zkráceně okluze. Z pohledu našeho zájmu, jsou pro šíření signálů významné fronty studené a teplé, zvláště pokud je rozdíl v teplotách vzdušné hmoty před a za frontou výrazný. Teplota vzduchové hmoty má vliv na měrnou hmotnost vzduchu. Fronty s výrazným rozdílem teplot se vyskytují velice často v letních měsících roku, v ostatních měsících roku jejich výskyt z pohledu našeho zájmu není zajímavý. Tím jsem nechtěl říci, že fronty jako takové, v jiných než letních měsících nejsou a nelze je k navázání QSO za vhodných podmínek využít. Na frontálním rozhraní styku dvou vzdušných hmot, dochází z pohledu našeho zájmu k výrazným změnám v indexu lomu prostředí a to je to podstatné, co umožňuje elektromagnetický vlnám se od takového rozhraní odrážet. Takto odražený signál dopadá na zem ve vzdálenostech od 300 do 1000 km. Závisí to od úhlu sklonu frontálního rozhraní, jeho výšce a rozdílu v hodnotách indexu lomu vzduchové hmoty před za tímto rozhraním. |
| Z obrázku je patrno, jak k odrazu signálu dochází. Podmínkou pro úspěšné navázání QSO z pohledu našeho vybavení – je rozhodující vhodný vyzařovací úhel antény ve vertikální rovině. VYZAŘOVACÍ ÚHEL ANTÉNY V předcházejících částech seriálu jsme se několikrát setkali s výrazem vyzařovací úhel antény. Co to je, a k čemu to je dobré vědět? Pokud máme v úmyslu dosáhnout dlouhého skoku signálu, musíme snížit vhodně vyzařovací úhel antény ve vertikální rovině a to tím více, čím je reflektující ionosférická vrstva níže. Se vzrůstající vzdáleností zamýšleného QSO, potřebný vertikální vyzařovací úhel klesá. Tento úhel je závislý na použitém kmitočtu pro práci. Z předcházejícího povídání víme, že čím je vyšší použitý kmitočet a požadujeme jeho odraz od ionosféry, tím větší koncentrace ve výše položených vrstvách ionosféry je potřebná. Pro uživatele CB pásma je to zásadní otázka, protože v povolovacích podmínkách je přesně definovaný segment kmitočtů části horního krátkovlnového pásma určený pro provoz CB! Tímto se dostáváme ke zdánlivě neřešitelné situace, protože podmínkou dalekého dosahu je nižší vyzařovací úhel antény, zatím co vyšší kmitočty vyžadují zvýšit vyzařovací úhel, protože odraz může nastat jen ve velkých výškách z pohledu ionosférického odrazu. Poněkud jiná je situace, kdy zamýšlíme využít k navázání QSO odrazů, které vznikají jinde než v ionosféře. Vertikální – elevační vyzařovací úhel antény hlavního svazku se nazývá vyzařovací úhel antény, šířka svazku bývá u amatérských antén, podle konstrukce 40 – 80 stupňů. U antén všesměrových vertikálních je šířka svazku vyjádřena kružnicí o 360 stupních. Můžeme předpokládat, že se z dostatečnou energií zasáhne ta oblast ionosféry, která svou koncentrací postačí na odraz vlny. U antén všesměrových vertikálních to není oblast uvažovaná v úhlu 40 – 80 stupňů, ale v pomyslném kruhu. Uváděná šířka svazku amatérské antény při určitém vyzařovacím úhlu – elevaci, je tedy zásadní podmínkou pro provoz nejen amatérský, ale i na pásmu CB tzn., aby nastal odraz ionosférický. Na tomto místě opět připomenu, co bylo uvedeno v úvodní části: Vám předkládaný soubor, je určen pro uživatele CB pásma, kteří mají zájem o DX provoz, poznat vlastnosti šíření elektromagnetických vln a využít vlastností antén používaných pro provoz v pásmu CB. Předkládaná problematika není úzce zaměřená jen na pásmo CB… Z výše uvedeného můžeme odvodit, že je vhodné ještě více koncentrovat energii svazku některými systémy krátkovlnových antén komerčního provozu, jenže takový systém by pro amatérský a CB provoz byl poměrně značně nákladný. Obvykle uvažované systémy antén složené z půlvlnových elementů, mají asi takový úhel rozevření svazku, jako reflektor automobilového světla, a tak poměrně jednoduchými prostředky, např. otočnou anténou, můžeme řešit směrování antény. U vertikálních všesměrových antén takové řešení není potřeba. Hlavním požadavkem na vlastnosti antény je vedle vhodné šířky svazku velmi významný požadavek na nasměrování vertikálního vyzařovacího úhlu. Měřením úhlu na různých pásmech, pod kterými přichází signál z velkých vzdáleností, bylo možné určit tzv. optimální úhly, které je vhodné dodržet, pokud máme v úmyslu uskutečnit s vysokou pravděpodobností dokončené DX QSO. Výsledky takových měření jsou obvykle zpracovány do přehledných tabulek a pro CB pásmo lze z nich vyčíst, že optimální vyzařovací vertikální úhel je v rozmezí 5 až 15 stupňů. Zde je vhodné připomenout, že každá energie vyzářená mimo takto určených mezí, vychází nazmar a o takovém nastavení anténového systému – antény můžeme říci, že slouží tzv. k „ohřívání mraků“… Příště: - dokončení - problematika antén v provozu |
Autor: Láďa Fórum
Fousáč Plzeň CL-51