КВ-радиосвязь практически невосприимчива к негативному влиянию рассогласования поляризации передающей и приёмной антенн. Это не имеет значения. КВ-радиостанции по всему миру могут свободно использовать как вертикальную, так и горизонтальную поляризацию и при этом продолжать проводить QSO без каких-либо проблем… Почему?
Этому есть несколько причин. Прежде всего, КВ-радио наземная связь практически никогда не осуществляется в режиме прямой видимости (LOS). На практике это технически невозможно из-за близости земной поверхности к КВ-антенне. Когда мы говорим о близости (малой высоте) над землёй, мы не измеряем её в футах, метрах и т.д. Высота измеряется в единицах длины волны (λ).
Обычно длина КВ-антенны может составлять доли λ или, в лучшем случае, не более 1-2 λ. С другой стороны, антенна VHF/UHF может легко достигать 10-20 λ или даже больше.
На рисунке показана упрощённая схема распространения ионосферных КВ-волн с односкачковым смещением. Как правило, схемы КВ-радиосвязи НЕ требуют согласования поляризации между антеннами передающей и приёмной станций
Для обеспечения возможности прямого распространения сигнала по прямой линии связи важно, чтобы путь распространения между двумя точками проходил на определённой высоте над землёй. Эта высота определяется длиной волны. Если это условие не выполняется, потери на трассе увеличиваются и, как правило, существенно затрудняют связь. Эта необходимая зона просвета называется первой зоной Френеля.
Суть в том, что практические установки антенн КВ-радиостанций, скорее всего, никогда не смогут преодолеть первую зону Френеля. Следовательно, прямой связи (LOS), требующей хорошего согласования поляризации между передающей и принимающей сторонами, не будет. Следовательно, бессмысленно стремиться к одинаковой поляризации на передающей и принимающей сторонах.
С другой стороны, типичная КВ-радиосвязь осуществлялась бы посредством ионосферного распространения. Давайте посмотрим, что может произойти в этом случае…
Интересно, что ионосферное распространение методом отражения от ионосферы не сохраняет ориентацию поляризации радиочастотного сигнала от передающей станции. На самом деле, оно полностью нарушает её, делая поляризацию распространяющейся волны случайной и непредсказуемой. Это не только случайным образом изменяет поляризацию волны, но иногда может даже создавать условия многолучевого распространения, когда каждая фронт сигнала имеет свою собственную, отличную поляризацию.
Следовательно, сигнал, достигающий приёмной станции на дальнем конце, не только будет содержать сигнал с неизвестной ориентацией поляризации, но и может одновременно принимать несколько компонентов сигнала с разной поляризацией и фазой. Более того, новая изменённая поляризация принятого сигнала не остаётся постоянной, а продолжает свободно меняться по мере проведения QSO. Эти явления возникают по разным причинам. Не вдаваясь в подробности, которые выходят за рамки данной статьи, посмотрим несколько важных факторов.
Прежде всего, когда фронт радиочастотной волны входит в ионосферный слой, обычно имеющий градиент плотности заряда, в присутствии магнитного поля Земли поляризация сигнала начинает менять свою ориентацию либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки в зависимости от направления линий магнитного поля.
Время, прошедшее с сигналом до его отражения к Земле, и преобладающая максимальная плотность заряда ионосферы определяют величину происходящего вращения поляризации. Это явление называется вращением Фарадея. Поскольку ионосферные зарядовые облака непрерывно перемещаются, их плотность также меняется, что приводит к постоянно меняющейся величине вращения поляризации.
Другим фактором, вызывающим дополнительное случайное изменение поляризации, является наличие на пути распространения КВ-волны нескольких скачков. Отражение от земли в начале следующего скачка также случайным образом изменяет поляризацию входящего сигнала. Степень изменения определяется типом рельефа и неровностями поверхности.
В конечном итоге, сигнал, достигающий приёмника, имеет непредсказуемую и случайную поляризацию. Из этого явления можно сделать как минимум два важных вывода.
Во-первых, можно использовать антенну на любом конце с любой поляризацией. Это просто не имеет значения. Не существует способа синхронизировать поляризацию антенн в КВ-радиосвязи… Так зачем вообще заморачиваться?
Во-вторых, из-за непрерывного вращения поляризации входящего сигнала, а также многолучевого распространения, амплитуда напряжения сигнала, генерируемого на антенне приёмника, будет постоянно меняться. Это приведёт к эффекту замирания сигнала.
Замирание может происходить медленно или быстро. Глубина замирания может быть как небольшой, так и довольно большой. Она будет полностью зависеть от преобладающего поведения ионосферы в данный момент времени, а также от наличия множества путей распространения.
VU2NSB
