Анализ состояния ионосферы и процессов в eё отражающих слоях по данным приёма сигнала биений несущих вещательных КВ-станций

ном радиовещательном диапазоне 41 м. Таковые обнаружились на 7275 и 7280 кГц (рис. 1). Приемник, включенный в режиме АМ, был настроен посередине между несущими станций на 7277 кГц. По вертикали отложена частота биений в герцах, по горизонтали – время. Длительность записи 30 минут (рис. 2).

Рис. 1. Карта расположения вещающих станций

Развал сигнала на три составляющие в середине снимка довольно точно совпал с заходом Солнца в Москве в 22:05. После фиксации этого кадра произошло нечто труднообъяснимое: частота сигнала биений «прыгнула» на 6 Гц вверх! Скорее всего, корейцы или вьетнамцы подстроили передатчик или включили запасной.

Рис. 2. Спектрограмма биений 7277 кГц 24.05.13. Начало 21:50, конец 22:20. Время заката в Москве. Метки минутные. 7275 – KBS World Radio, 250kW, 7280 – Voice of Vietnam, Hanoy, 100kW. Расстояние до обеих станций около 6700 км

После перестройки Спектрана запись была продолжена (рис. 3). Виден все больший «развал» спектра сигнала – все большее его уширение. В 23:00 корейцы прекратили работу, и сигнал пропал, что видно на последней минуте записи.

Рис. 3. Спектрограмма биения 7277 кГц 24.25.13.

Конец записи в 23:00 с выключением KBS World Radio. После заката в Москве. Метки минутные.

Развал сигнала – переход на ночное распространение

26 мая 2013 . Решили повторить эксперимент. Но обстановка в эфире была уже другая: на частоте 7275 кГц работал 250-киловаттный передатчик из Мадрида – Radio Exterior de España – REE, и корейцев (KBS) «из-под него» совершенно не было слышно, тогда как Voice of Vietnam на 7280 создавал уверенные биения с REE на 7275 кГц.

Рис. 4. Спектрограмма биения 7277кГц, 26.05.13

Рис. 5. Спектрограмма биения 7277кГц 26.05.13. Продолжение

Второй снимок (рис. 5) – продолжение первого (рис. 4), причем со значительным «нахлестом», что видно по сбою минутных меток примерно в 22:30. Не обращайте внимания на цифры –96,3 и –86,1 дБ – они относятся к тому месту, рядом с цифрами, где стоял курсор, это уровень шума и помех. В 23:19 случайно сбили частотную шкалу Спектрана и прекратили запись.

Что характерно для этих снимков? Во-первых, ясно видны «ионосферные волны» с периодом порядка 30 минут. Это, по-видимому, гравитационные волны, «гуляющие» по верхней атмосфере, подобно водяным валам на поверхности океана. Здесь эти волны изменяют профиль электронной концентрации по высоте, вызывая доплеровские сдвиги частоты сигнала. Во-вторых, большое, до 2-х герц, уширение спектра сигнала.

27 мая 2013 . Ионограмма в Москве (от ИЗ-МИРАН) за 22:00 мск (рис. 6). Видим очень сильный слой Es (горизонтальные линии), дающий четырехкратные отражения, и слой F (двойные наклонные линии), дающий двойные отражения. Жду необычного, и оно не заставило себя ждать. Если еще вчера мы назвали уширение спектра в 2 Гц большим, то сегодня оно было гигантским!

На частоте 7278 кГц (настройка приемника) ситуация изменилась: Мадрид не работал, и соревновались два «дальневосточных гиганта» –

ВЕСТНИК 2014. ВЫПУСК 4

Рис. 6. Ионограмма в Москве 27.05.13

KBS и Voice of Vietnam. Первый – на ломаном английском, второй – на французском. Их было слышно, то одного, то другого, а то и обоих вместе, в зависимости от частых и глубоких селективных федингов. Китай на 7265 еще не вклю- чился, да он и не попадал в полосу приемника, так что спутать станции было никак невозможно.

В 22:30 была сделана четырехминутная запись спектра (рис. 7). Она похожа на прежние, если бы не одно но. Предыдущие записи сделаны с разрешением 0,042 Гц в полосе чуть более 10 Гц, а эта – с разрешением 0,34 Гц в полосе 100 Гц! Спектр размыт в полосу более 15 Гц, а всплески – еще шире.

ВЕСТНИК 2014. ВЫПУСК 4

Рис. 7. Спектрограмма с разрешением 0,34 Гц

Для сравнения, к этому кадру справа приставлена шестиминутная запись того же сигнала с разрешением 0,042 Гц (рис. 8). Спектр заполняет практически всю шкалу.

Рис. 8. Спектрограмма с разрешением 0,042Гц

В 23:00 KBS прекратила работу и сигнал пропал. Перестроился на 7210, где работала другая корейская станция Voice of Korea (KCBS), расположенная значительно севернее, у самой границы. Мощность – 200 кВт. Опорой служило Радио России, вещающее из Талдома, менее 100 км к северу от Москвы. Сигнал записывался сначала с разрешением 0,34, затем 0,042 Гц (рис. 9). В 23:52 запись была прекращена. Уширение спектра здесь также велико.

Рис. 9. Спектрограмма 7210кГц

28 мая 2013. Диапазон 16 м. 13:00 мск. Найдено три соседних по частоте станции, все на дневной стороне Земли (рис. 10):

– 17870 BBC, Dari, Saudi Arabia, 250 kW;

– 17875 All India Radio, Bengaluru, 500 kW;

– 17880 Radio Farda, Lampertheim, 50 kW.

Рис. 10. Карта расположения станций

Последнюю станцию слышно хуже всех, хоть она и в Европе (нижний след). Параметры записи стандартные: частота выборок 11025 Гц, разрешение 0,042 Гц. Приемник настроен на 17875 кГц (рис. 11).

Рис. 11. Спектрограмма 17875 кГц

Метки минутные, конец записи в 13:00 в связи с выключением «опоры» – All India Radio (рис. 12). Для проверки этого факта обратились к [3] и перестроили Спектран на частоту выборок 22050, разрешение 0,084 Гц, чтобы «дотянуться» до частоты биений 10 кГц. Эксперимент оказался вполне успешным, и характер записи подобен верхнему следу на первой спектрограмме, хоть и с меньшим разрешением.

Рис. 12. Карта расположения вещающих станций в 13:00

После 14:00 эфирная обстановка на выбранных частотах радикально переменилась, и работали уже такие станции (рис. 13):

– 17870 BBC 250кВт 300о Nakhon Sawan 15N03 100E03;

– 17880 R.FARDA 250кВт 299о Iranawila 07N30 079E47.

Биения между их несущими – 10 кГц, спектральное разрешение – 0,082 Гц. Кадр снят в 15:00 мск, продолжительность кадра – 48 минут.

Рис. 13. Карта расположения вещающих станций в 14:00

Здесь (рис. 14) хорошо видно постепенное образование второго трека, к концу кадра на 2 Гц ниже основного, что подтверждает и «мо-

Рис. 14. Спектрограмма 17875 кГц, биения на 10 кГц

Рис. 15. Осциллограмма биения 17875 кГц ментальный» спектр (рис. 15), зафиксированный Спектраном в момент фиксации кадра в 15:00.

Причины этого явления пока не совсем ясны, возможно, оно связано с многолучевым распространением сигнала.