Загадка прохождения радиоволн диапазона средних волн

Гипотезы и загадки

Речь пойдёт о температурной зависимости уровней сигнала земных радиоволн на
СВ  диапазоне.  Регулярное  наблюдение  за  эфиром  СВ  и  ДВ  более  10-ти  лет,
постоянное  общение  и  деловая  помощь  со  стороны  Владимира  Тимофеевича
Полякова позволили ответить на многие вопросы, касающиеся распространения
земных  радиоволн  СВ  и  ДВ.  Этой  теме  были  посвящены  несколько  статей,
опубликованных  в  журналах  CQ-QRP.  Однако  наряду  с  решёнными  вопросами,
оставалась загадка, которая интересовала не только меня.

При  наблюдении  за  поведением  земных  волн  СВ  диапазона  возникал  вопрос:
почему  изменение  температуры  воздуха  в  ту  или  иную  сторону  приводит  к
заметному  изменению  уровней  сигнала?  Ответ  на  этот  вопрос  мне  не  удалось
найти  ни  в  одном  из  доступных  источников  по  распространению  радиоволн.
Чернов  Ю.А.  в  своих  работах  [1],  касающихся  данной  темы,  подтверждает  это
явление,  но  ответа  не  даёт.  Но  явление  это  реально  и  проявляется  всегда,
независимо от сезона.
В  январе  2021г.  довелось  практически  каждый  день  наблюдать  за  СВ  эфиром.
Температура  воздуха  изменялась  от 0˚до  -15˚C,  затем  потепление  с  переходом
через  0˚C.  Далее  температура  +2˚…+4˚C  держалась  неделю,  потом  плавное
понижение  через  0˚  до  -2C˚.  Таким  образом,  январская  температура  прошла
полный  цикл  изменения.  Удалось  ежедневно  фиксировать  и  сравнить  уровни
сигнала от 15-ти радиомаяков. Получены следующие результаты:
1.  Понижение  температуры  воздуха  сопровождается  ростом  уровней  сигнала,  а
повышение температуры приводило к спаду уровней сигнала.
2. Чем больше диапазон изменения температуры воздуха, тем  больше диапазон
изменения уровней сигнала (при изменении температуры от -15˚до +4˚на f = 1020
кГц уровни сигнала изменялись от 29 дБ до 19 дБ, R = 48 км).
3. Чем выше рабочая частота сигнала, тем больше изменение уровня сигнала (на
частоте 1020 кГц – 10 дБ, на 565 кГц – 4 дБ).
4. Чем протяжённее трасса, тем в больших пределах изменяются уровни сигналов
(при той же частоте f = 1215 кГц: 3 дБ при R = 6 км и 10 дБ при R = 50 км).
5. Уровни сигналов чётко реагируют на изменение температуры воздуха, но имеют
и инерционную составляющую.
6.  При  стабилизации  температуры  воздуха  уровни  сигнала  продолжают  ещё
изменятся в течении 3-х дней, затем стабилизируются.
Измерения уровней сигналов проводились в лесопарке на юге Москвы с помощью
радиоприёмника  Tecsun  PL-606,  на  примере  ОПРС  1020  DK,  находящейся  на
удалении 48 км от места наблюдения.
Для  определения  взаимосвязи  между  температурой  воздуха  и  уровнем  сигнала
земной волны, хотя бы в первом приближении, пришлось вспомнить физику газов
и химию радиоматериалов. Из известных законов Бойля-Мариотта и Гей-Люссака
следует взаимосвязь между температурой, давлением, плотностью и влажностью
воздуха,  которые  в  свою  очередь  изменяют  комплексную  электрическую
проницаемость воздуха. 
 
Поэтому в зимнюю ясную и сухую морозную погоду, когда
плотность  воздуха  наибольшая,  а  электрическая
проницаемость  воздуха  наименьшая,  т.е.  близка  к
единице,  потери  при  распространении  радиоволн
минимальные.  При  потеплении  и  максимальной  
влажности воздуха, плотность последнего наименьшая, а
электрическая  проницаемость  наибольшая.  Потери  в
этом случае максимальные.

Автор будет благодарен всем, кто имеет другую версию
по данной теме.
Литература:  1.  Чернов  Ю.А.  Специальные  вопросы
распространения  радиоволн  в  сетях  связи  и  радиовещания.  Техносфера,  М.,
2017г. Глава 3. Средние и длинные волны. с.297, 299.

Виталий Тюрин UA3AJO

Бюл. QRP № 73

http://qrp.ru/cqqrp-magazine/1590-cq-qrp-73

 


 Информационный партнер:  Мариупольский радиоклуб Маррад