Elektromagnit tebranishlarning tarqalish hududini chegaralovchi va oqimni berilgan yo‘nalishga yo‘naltiruvchi qurilma uzatish liniyasi deb ataladi

5.O‘ta uzun va uzun to‘lqin diapazonlari radioto‘lqinlarining tarqalish xususiyatlari

Uzun to‘lqin (UT) radiodiapazonning 10 km…1 km (30…300 kHz), o‘ta uzun to‘lqin (O‘UT) esa 100 km…10 km (3…30 kHz) uzunlikdagi qismida joylashgan. Tarqalish holatiga troposfera ta’sir etmaydi. Turli radioqurilmalar yordamida hosil qilinadigan elektromagnit tebranishlar diapazoni 20…30 km (15…110 kHz) uzunlik bilan chegaralangan. Uzunroq to‘lqinlar tabiiy manbaalar orqali hosil bo‘ladi. Masalan: chaqmoq razradlari uzluksiz spektriga ega bo‘lgan to‘lqin tarqatadi. Bu spektr bir necha yuz gersdan 30…50 kHz gacha bo‘ladi.

O‘UT va UT diapazonining qo‘llanilish sohasi uning tarqalish xususiyatlari bilan aniqlanadi. Tarqalish traktidagi to‘lqin quvvatining nisbatan kam so‘nishi va ionosferadagi nobop holatlarga barqarorligi bu diapazonni antipod holatigacha cho‘ziluvchi uzoq masofalarda aloqa o‘rnatish uchun kullash imkonini beradi. Biroq, chastotaviy sig’imning kamligi bu diapazonda past tezlikli telegraf tizimlarini (masalan: Morze kaliti bilan ishlash) ishlatishgagina imkon beradi xolos. Bu diapazonda, maydonining amplituda va faza xarakteristikalari katta barqarorlikka ega bo‘lganligi tufayli, uzoq radionavigatsiya xizmati va aniq vaqt signalini uzatish amalga oshiriladi.O‘UT va UT diapazoni to‘lqinlari ionosfera hamda yer to‘lqinlari sifatida tarqaladi. Maydonning fazo va vaqtga bog‘liqlik qonuniyatini ionosfera to‘lqinlarining to‘lqin o‘tkazgichdagi tarqalish nazariyasi aniqroq tasvirlab beradi.

14.6-rasm. O‘UT va UT diapazondagi radioto‘lqinlar trayektoriyasi

Zamonaviy nazariyada, ionosferali uzun va uta uzun to‘lqinlar sferasimon to‘lqino‘tkazgichda tarqaladi deb qabul qilinadi. Bunda uning pastki chegarasi – yer yuzasi, ustki chegarasi – kunduzi D qatlami, kechasi esa E qatlami hisoblanadi. Bu turdagi to‘lqin o‘tkazgichda radioto‘lqinlar tarqalishi fizik jarayonlarining qiyinligi quyidagi bir necha sababga bog‘liq:

• 
  Yer va ionosferaning sferasimon shakli
  
• 
  Ionosfera pastki chegarasining cheklangan o‘tkazuvchanligi
  
• 
  Yer magnit maydoni ta’siri sababli kelib chiqadigan ionosferaning anizotrop xususiyatlari
  
• 
  Yer yuzasining cheklangan o‘tkazuvchanligi va uning notekis relefi.
  

Bu turdagi sferasimon to‘lqin o‘tkazgichda maydon qiymatini topish uchun Maksvell tenglamalarini chegaraviy shartlarni hisobga olgan holda yechish lozim.
Masofa bo‘yicha uchta maydon shakllantirish sohalari farqlanadi – yaqin, oraliq va uzoq.
Yaqin zonada (r<1000 km) – tarqalishning nurli traktovkasi o‘rinlidir, bunda maydon bir necha yer to‘lqinlari va n – karra ionosferadan aks topgan to‘lqinlar maydonlari yig’indisi shaklida namoyish etiladi. Eksperement va hisob kitob natijalari taqqoslanishi shuni ko‘rsatadiki, hisob kitobning taxminan 5% cheklanishi ionosferadan 5 – karra akslangan to‘lqinlar yigindisini inobatga olishda hosil bo‘lishi mumkin.
Oraliq zonada (r=1000…2000 km) – faqat to‘lqin o‘tkazuvchanli tarqalish chizmasi o‘rinlidir va maydon ham asosiy modalarning kvazisi – TN₁ va kvazi – TN₂, ham yuqori raqamli modalar bilan shakllanadi.
Uzoq zonada (r>2000 km ) – ham o‘tkazuvchanli tarqalish chizmasi o‘rinlidir, lekin maydon faqat asosiy modalar yordamida tashkil etiladi. Taxminan xatolikni 10% deb olganda, kunduzgi sharoitda maydon kvazi TN₁ to‘lqin bilan, tunda esa uchta to‘lqin, kvazi TN₁, kvazi TN₂, kvazi TE₁ bilan aniqlanadi. Kun sutkasi davomida maydon strukturasining o‘zgarishi - uzoq oblastda turli masofalarda turli sutkali maydon o‘zgarishi qonuniyatlariga olib keladi. Kunduzi, bitta to‘lqin yetakchilik qilganda, masofa ortishi bilan maydon asta sekin kamayib boradi: tunda esa bu bog‘liqlik uchta asosiy modalarning interferetsiyasi hisobiga nomonoton xarakterga ega. Shuni ta’kidlab o‘tish joizki, masofada maydon tarqalishining yani bir xususiyati faqat O‘UT diapazonida kuzatiluvchi «antipod» effektidir. O‘lchashlar shuni ko‘rsatadiki, uzatuvchi manbadan taxminan 20000 km masofaga uzoqlashganda (antipod nuqtasi) maydon kuchlanganligi ortib boradi (14.7-rasm). Antipodda maydon amplitudasi ekvatorda uning qiymatidan 6…7 marta ortib boradi. To‘lqin tarqalish nazariyasi sferik to‘lqin o‘tkazgichda bunday effekt mavjudligini tasdiqlaydi.
Kun sutkasi davomida maydon kuchlanganligini o‘zgarishi. Vaqt mobaynida uzun va o‘ta uzun to‘lqinlarning maydon kuchlanganligini o‘zgarishi ionosferaning holatiga bog‘liq bo‘ladi – uning asosini balandligi va akslantiruvchi qatlam ionizatsiya darajasi. Masofaga bog‘liq bo‘lgan tungi maydonning murakkab interferentsion strukturasi sutkali yurishni bir xil qiymatga ega bo‘lmasligiga sabab bo‘ladi. Kundan tunga qarab maydonni kattalashishi normal sutkali yurish deyiladi, bu uz navbatida tunda D qatlamining yo‘qolishi bilan ionosferali to‘lqinlar yutilishini kamayishi bilan tushuntiriladi. Tunda faqat foydali signal maydoni oshishi bilan halaqitlar maydoni ham oshib boradi, signal/halaqit nisbati ham tunda kunduzgiga nisbatan ko‘p hollarda ancha foydali bo‘lib chiqadi. Ba’zi bir liniyalarda quyosh chiqishi va botishi vaqtida maydonning chuqur minimumlari paydo bo‘ladi. Bu hodisani sumerkali effekt deb yuritiladi.



14.7-rasm. Antipod effektida maydon taqsimotining masofaga bog‘liqligi

Maydon kuchlanganligining mavsumiy o‘zgarishi oraliq va uzoq zonalarida kam belgilangan va doimo bir xil bo‘lmaydi. Odatda yoz mavsumida E qiymati qish mavsumiga nisbatan kamroq bo‘ladi.

Quyosh aktivlik tsiklining ta’siri. Ko‘pgina kuzatuvlar shuni ko‘rsatadiki, quyosh aktivligi ortishi bilan O‘UT va DV diapazon to‘lqinlar maydon kuchlanganligi ortib boradi va o‘z navbatida quyosh aktivlik jarayoni ortgandagi ionosfera asosidagi elektron zichlik gradiyentini ortishi bilar tushuntiriladi.
Maydon kuchlanganligining doimiy bo‘lmagan o‘zgarishi vaqt bo‘yicha o‘zgaruvchi ionosferaning nobirjinsli strukturasi bilan sharlangan. O‘UT va DV diapazonidagi maydonning tasodifiy tebranishlari chuqurligi bo‘yicha muhim emas bo‘lib, shunday sekin va past darajada oqib o‘tadiki, ohang va nutq qabul qilish jarayonida deyarli eshitilmaydi. Ularni faqat maydon kuchlanganligini maxsus yozuvchi uskuna yordamida yozib olingandagina aniqlab olsa bo‘ladi. Tebranishlar interferentsion kelib chiqishga ega va interferentsion tashkil etuvchilari fazalari siljishi bilan shartlangan. Singalning sathining tasodifiy va chuqur bo‘lmagan o‘zgarishlar tekis xarakterga ega va bir necha soat mobaynida oqib o‘tadi. Tezkor qotishlarning yo‘qligi O‘UT va UT diapazonida qabul qilishning xarakterli xususiyatlaridan biridir. Tasodifiy «chaqnash» kabi aktivlik har doim maydon kuchlanganligini ortishiga olib keladi – D qatlamining ionizatsiyasi ortib boradi va ionosferaning yutuvchi qatlamiga O‘UT va UT to‘lqinlaring singishi kamayadi. To‘lqin uzunligi kamayishi bilan bu tendensiya susayadi.