Co to jest antena NVIS?

Antena Skywave o prawie pionowym zdarzeniu lub antena NVIS transmituje falę radiową w górę w niebo pod kątem prawie pionowym. Przesyłanie fali radiowej w ten sposób pozwala odbić się od jonosfery Ziemi i wrócić do ziemi, co czyni ją mniej podatną na ograniczające skutki krzywizny Ziemi. W rezultacie sygnał radiowy przesyłany za pomocą anteny NVIS jest odbierany z dużo większej odległości niż sygnał przesyłany za pomocą anteny konwencjonalnej.

Konwencjonalne anteny nadawcze transmitują fale radiowe poziomo, w przybliżeniu równolegle do ziemi, w linii prostej. W zastosowaniach krótszego zasięgu, takich jak telewizja, zapewnia to maksymalną moc odbioru w bezpośrednim sąsiedztwie nadajnika. W miarę zakrzywiania się powierzchni Ziemi i transmitowanego sygnału porusza się w linii prostej, oba one oddalają się wraz ze wzrostem odległości od nadajnika.

Ostatecznie, zwykle od 50 do 70 mil, w zależności od lokalnej topografii, sygnał nie będzie już docierał do powierzchni Ziemi i nie będzie odbierany. Umieszczenie nadajnika na wysokiej wieży umożliwi transmisję pod niewielkim kątem do dołu. To zrekompensuje część krzywizny Ziemi; jednak zwykle dodaje tylko kilka mil do zasięgu i jest bardziej przydatny w pokonywaniu lokalnej topografii niż krzywizny Ziemi.

Podczas transmisji za pomocą anteny NVIS sygnał nie przemieszcza się poziomo. Zamiast tego sygnał przemieszcza się w górę pod kątem 75 do 90 stopni. Kiedy sygnał dociera do jonosfery Ziemi, jonosfera odbija sygnał z powrotem na powierzchnię Ziemi pod kątem odpowiadającym kątowi transmisji. W rezultacie sygnał z anteny NVIS jest odbierany w odległości około 100 do 250 mil od nadajnika, w zależności od dokładnego kąta oryginalnej transmisji.

Pomimo jego pozornie lepszej wydajności, sygnał transmisyjny z anteny NVIS nie może mieć żadnej częstotliwości. Ponieważ jonosfera Ziemi stale się zmienia, będzie konsekwentnie i niezawodnie odbijała fale radiowe tylko w zakresie 3,5 do 7,3 megaherca. W idealnych warunkach zakres ten może wynosić od 2 do 10 megaherców; jednak takie warunki są zawsze tymczasowe. Częstotliwości te są zbyt niskie dla sygnałów telewizyjnych i innych sygnałów szerokopasmowych, które zwykle są transmitowane powyżej 30 megaherców.

Jeśli częstotliwość transmisji sygnału znajduje się poza zakresem odbicia jonosfery, jonosfera albo zaabsorbuje sygnał, albo pozwoli mu przejść przez niego i wyruszyć w przestrzeń kosmiczną. Pomimo ograniczeń transmisji NVIS mogą ustanowić niezawodną komunikację głosową dalekiego zasięgu, która jest przydatna dla wojskowych i amatorskich operatorów radiowych. Naukowcy wykorzystują również anteny NVIS do badania i pomiaru jonosfery Ziemi poprzez analizę, w jaki sposób odbija ona sygnały radiowe.