2017年2月13日月曜日

電離層

・上空には、太陽からの紫外線などによって、酸素や窒素などが電離されて自由電子が多く生成された電離層がある。
この電離層は、時間帯にもよるが、周波数おおよそ 30 [MHz] 以下の電波を反射し、それ以上の周波数の電波を減衰・屈折させる性質がある。
 
・電離層には、地上から低い順にE、D、F層がある。
高さは地上からの高さとして
 
D層: 60 ~ 90 [km]
E層: 100 [km] 付近
F1層: 200 ~ 300 [km]
F2層: 300 ~ 400 [km]
 
・初夏などにはスポラジックE層とよばれる、特に自由電子密度の高い電離層が生成され、超短波帯の電波も反射する。海外のラジオなんかも飛んでくる。
スポラジックE層はEs層と書かれる。Es層: 100 [km] 付近
 
・電離層の電子密度は、地上高が高い帯ほど大きい。
また、昼間は太陽活動が盛んなため、自由電子密度が大きく、夜間は小さい。
特にD層は夜は現れない。
 
・減衰
電波がD層およびE層を突き抜けるときの減衰を第一種減衰といい、周波数が低い電波ほど減衰される。
電波がE層およびF層で反射するときの減衰を第二種減衰といい、周波数が低いほど減衰は小さい。
→低周波は通過する際に減衰されるが、反射する際にはされにくい。
 
・臨界周波数Fc
Clitic Frequency
電波を真上に発射したとき、ある周波数以上で電離層を貫通してしまう。この時に戻ってくる最高の周波数を臨界周波数という。→臨界周波数より大きい周波数の電波は戻ってこない。
 
・最高使用可能周波数 MUF
Maximum Usable Frequency
電波を電離層に斜めに発射して電離層反射通信を行う時、使用可能な最高の周波数を最高使用可能周波数という。これは、2点間の距離によって決まる。
 
・最適使用周波数 FOT
Frequency of Optimum Traffic
2点間で電離層反射通信を行う時に最適な周波数をいう。
最高使用可能周波数 MUF とすると
FOT = 0.85MUF
 
・最低使用可能周波数 LUF
Lowest Usable Frequency
電離層反射通信において、周波数を下げていくと第一種減衰が大きくなるので、通信ができなくなる。通信ができる最小の周波数を最低使用可能周波数という。
一般的に、MUF は Fcよりも高い。