Довідник, розділ 5. Діапазони і що з ними не так
Новачок вмикає трансивер о другій дня, крутить вісімдесятку — тиша, тільки сусід за десять кілометрів. Увечері вмикає той самий апарат, ту саму антену, ту саму частоту — і там Італія, Німеччина, Скандинавія. Нічого не змінилося, крім часу доби.
Це найчастіше питання в ефірі й найгірше пояснене. Відповідь на нього — сорок кілометрів розрідженого повітря над головою, яке вдень поводиться зовсім не так, як уночі.
Покрутіть час доби й подивіться, що станеться
МПЧ ≈ 30,3 МГц (критична частота F2 — 9,0 МГц, множник похилої траси — 3,37). На 20 м — відкритий, із запасом під МПЧ.
- 160 мудень глухий: шар D з’їдає сигнал
- 80 мудень глухий: шар D з’їдає сигнал
- 40 мрегіональний: кількасот кілометрів, не DX
- 20 мвідкритий, із запасом під МПЧ
- 15 мбіля МПЧ: найдальший зараз
- 10 мбіля МПЧ: найдальший зараз
Поставте 20-ту годину й пройдіться діапазонами: вісімдесятка ожила, двадцятка згасла. Поверніться на 13-ту — усе навпаки. Потім потягніть сонячний потік до 250, і десятка з порожньої стане найкращою в списку.
Три ручки, і кожна робить своє. Далі — що саме.
Іоносфера: не дзеркало, а лінза
Сонце вибиває електрони з молекул повітря на висотах від шістдесяти до чотирьохсот кілометрів. Там, де електронів багато, радіохвиля йде повільніше й поступово загинається — так само, як промінь світла в скляній лінзі.
Слово «відбиття» вживають за звичкою, і воно шкодить розумінню: дзеркало відбило б усе однаково, а іоносфера загинає довгі хвилі сильно, короткі слабко, а найкоротші не загинає зовсім — і ті йдуть у космос. Уся різниця між діапазонами росте саме звідси.
Шарів чотири, і поводяться вони по-різному:
| Шар | Висота | Що робить |
|---|---|---|
| D | 60–90 км | нічого не повертає, тільки поглинає. Живе лише вдень |
| E | 100–120 км | повертає низькі частоти на короткі відстані |
| F1 | 150–220 км | існує тільки вдень, зливається з F2 уночі |
| F2 | 250–400 км | головний робочий шар: саме він дає далекий зв'язок |
Шар D — це вся відповідь на питання зі вступу. Там повітря ще щільне, електрон стикається з молекулами мільйони разів на секунду, і енергія хвилі просто йде в тепло. Поглинання приблизно обернено пропорційне квадрату частоти: на 1,8 МГц воно руйнівне, на 14 МГц — майже непомітне.
А щойно сонце сідає, шар D зникає за годину: щільне повітря швидко повертає електрони на місце. Шар F2 у розрідженому повітрі тримається до ранку. Тому ніч — це коли зникає те, що заважало, і лишається те, що допомагало.
МПЧ: стеля, яка ходить угору-вниз
Максимальна придатна частота (МПЧ, англійською MUF) — це найвища частота, яку іоносфера ще поверне на землю на заданій трасі. Вище неї хвиля пробиває шар наскрізь.
МПЧ рахують від критичної частоти foF2 — тієї, що повертається при погляді просто вгору. Для похилої траси в кілька тисяч кілометрів вона множиться приблизно на три: те, що не повернулося з зеніту, чудово повертається під малим кутом, бо хвиля йде крізь шар довшим шляхом.
Знизу діапазон обмежений поглинанням у шарі D, і цю межу називають найнижчою придатною частотою. Разом виходить вікно: нижче — поглинуто, вище — не повертається.
Удень вікно вузьке й підняте вгору. Уночі нижня межа падає на саме дно, а верхня опускається слідом — і вікно переїжджає на низькі діапазони. Це і є та зміна, через яку вісімдесятка ввечері стає іншим діапазоном.
Сонячний цикл: чому все це ще й від року залежить
Кількість електронів залежить від ультрафіолету, а його дає Сонце — і дає нерівно, з циклом приблизно в одинадцять років.
Міряють це двома числами. SFI — потік радіовипромінювання Сонця на 10,7 см, від приблизно 65 у мінімумі до понад 250 у максимумі. Числo плям — старіша величина про те саме. Обидва числа щодня публікують, і обидва означають одне: скільки сьогодні електронів у шарі F2.
Різниця між мінімумом і максимумом — не «трохи краще». У мінімумі десятка мовчить роками, у максимумі на ній працюють п'ятьма ватами на другий бік планети. Пересуньте повзунок SFI у схемі й подивіться, як список діапазонів перебудовується цілком.
Мертва зона: чому за 500 км не чути, а за 3000 чути
Це друге питання новачка, і воно ще заплутаніше за перше.
До кореспондента доходять два різні сигнали. Земна хвиля повзе вздовж поверхні й згасає швидко — від двохсот кілометрів на 160 метрах до двох десятків на десятці. Просторова хвиля йде вгору, загинається в шарі F2 й падає назад — але вже за тисячу-дві кілометрів.
Між ними — кільце, де немає ні тієї, ні іншої. Станція за 500 км не проходить, а за 3000 км чути так, ніби вона за стіною.
Мертва зона не постійна. Вона росте з частотою: що коротша хвиля, то похиліше має йти промінь, щоб повернутися, і то далі падає перший стрибок. І вона зникає зовсім, коли частота падає нижче критичної: тоді хвиля повертається навіть із зеніту, і зв'язок є на всіх відстанях одразу. Цим користуються навмисно — низька антена на 80 чи 40 метрах світить угору й покриває всю область без провалів.
Модель у схемі свідомо груба: одна висота відбиття, плоска Земля, рівнодення, одне Сонце над усією трасою. Вона правильно показує напрямок — підняли частоту, стрибок подовшав; сіло сонце, поглинання зникло — і саме для цього тут стоїть.
Справжній прогноз траси рахують інакше (VOACAP та подібні), з реальною геометрією, моделлю іоносфери й статистикою. А справжній стан ефіру взагалі не рахують, а дивляться — про це нижче.
QSB: чому гучність плаває сама собою
Сигнал іде рівно, потім за десять секунд провалюється в шум, потім вертається. Ніхто нічого не крутив.
До приймача приходить не один промінь, а кілька: один відбився раз, другий двічі, третій пішов трохи іншим кутом. Довжини шляхів різняться на сотні метрів, а на двадцятці довжина хвилі — двадцять метрів. Промені складаються то в фазі, то в протифазі, і рівень гуляє на десятки децибелів.
Додається обертання площини поляризації в магнітному полі Землі: хвиля приходить то вертикально поляризованою, то горизонтально, а антена бере тільки своє.
Практичний висновок один і він неочевидний: не міняйте нічого під час завмирання. Новачок починає крутити антену й додавати потужність саме тоді, коли треба просто зачекати двадцять секунд.
Сіра лінія: дві години на добу, коли чути найдалі
Це те, чого немає в жодній моделі проходження й що знає кожен, хто працював на низьких діапазонах.
Уздовж лінії, яка відділяє день від ночі, на кілька десятків хвилин складається ситуація, неможлива ні вдень, ні вночі. Шар D уже розсмоктався — поглинання зникло. Шари E і F ще іонізовані — відбиття лишилося. Виникає своєрідний коридор уздовж термінатора, у якому сигнал іде на тисячі кілометрів із потужністю, якої в інший час не вистачило б і на сусідню область.
Три речі, які варто знати, щоб цим користуватися:
- напрямків лише два. Ваш коридор іде туди, де зараз теж сутінки: на захід услід за Сонцем увечері й на схід йому назустріч уранці. Усе, що поза коридором, у цей час не чути;
- вікно коротке. Від пів години до години, а буває й десять хвилин. Пропустили — чекайте наступного дня;
- найкраще працює на 160, 80 і 40 метрах. Саме там поглинання в шарі D було головною перешкодою, і саме там його зникнення дає найбільший виграш.
Практично це означає, що найдальші свої зв'язки на низьких діапазонах ви проведете не опівночі, а за годину до світанку й одразу після заходу. Це незручний час, і саме тому там менше конкурентів.
Характер діапазонів, коротко
| Діапазон | Удень | Уночі | Мертва зона |
|---|---|---|---|
| 160 м · 1,81–2,0 | лише місцеві, до 50 км | тисячі кілометрів узимку в мінімумі циклу | — |
| 80 м · 3,5–3,8 | 150–300 км | Європа, під ранок буває Америка | невелика |
| 40 м · 7,0–7,2 | 500–800 км улітку, до 1500 узимку | будь-які відстані | від десятків км удень до сотень уночі |
| 20 м · 14,0–14,35 | увесь світ | узимку в мінімумі закривається | 500–1000 км удень, 1500–2000 уночі |
| 15 м · 21,0–21,45 | при активному Сонці — півдоби | у максимумі буває | велика |
| 10 м · 28,0–29,7 | тільки при високому SFI | у максимумі буває | 2000–2500 км |
Три речі, які видно з цієї таблиці й не видно з жодної іншої.
Мертва зона росте з частотою. На сорока метрах удень її практично немає — тому це діапазон для зв'язку по країні. На десятці вона дві з половиною тисячі кілометрів: сусідню область ви там не почуєте ніколи, а Бразилію — запросто.
Сорок метрів універсальні. Єдиний діапазон, який працює цілодобово: удень регіон, уночі весь світ. Якщо антена буде одна — робіть її на нього.
Сто шістдесят метрів — не для новачка. Не через складність, а через розмір: чвертьхвильовий штир там сорок метрів заввишки. Це діапазон для тих, у кого вже є ділянка й досвід.
⚠️ Межі діапазонів наведені для першого району IARU, до якого належить Україна. Скільки саме з цієї смуги дозволено вашій категорії й з якою потужністю — у діапазонному плані й у Регламенті; це різні речі, і плутати їх не варто.
Окремо — спорадичний шар E: щільні клапті іонізації в шарі E, які з'являються переважно з травня по серпень і не питають про сонячний цикл. Вони раптово відкривають десятку й шість метрів на одну-дві тисячі кілометрів на кілька годин. Саме через них десятка іноді оживає в найглухіший рік.
Як дізнатися, що відкрито, не вгадуючи
Найкорисніша порада розділу, і вона проста: не вгадуйте. Стан ефіру видно безкоштовно й у реальному часі.
- Слухайте перед тим, як кликати. П'ять хвилин на діапазоні кажуть більше за будь-який прогноз.
- Маяки. Міжнародна мережа маяків передає по черзі на п'яти діапазонах з однієї й тієї самої точки. Почули маяк — знаєте, що траса відкрита.
- Мережі автоматичних приймачів. Скіммери телеграфу й репортери цифрових мод показують на мапі, кого і звідки зараз чують. Це вимір, а не модель.
- WSPR. Якщо хочете знати, чи проходить ваша антена на вашу ціль — двох ват вистачить, щоб це перевірити за годину.
Калькулятор довжини хвилі переводить частоту в метри й назад — знадобиться щоразу, коли з діапазону треба зробити розмір антени.
Далі — розділ 6, децибели: чому сто ват проти п’яти — це не «у двадцять разів краще».