Informasi

Propagasi Gelombang Radio & Atmosfer

Propagasi Gelombang Radio & Atmosfer

Berbagai efek seperti pantulan, refraksi, difraksi, dll semuanya bersatu secara nyata saat sinyal radio merambat melalui atmosfer. Sinyal dipengaruhi oleh berbagai faktor yang memungkinkan sinyal untuk dideteksi dekat dan jauh bergantung pada berbagai faktor.

Cara sinyal radio merambat, atau perjalanan dari pemancar radio ke penerima radio sangat penting ketika merencanakan jaringan atau sistem komunikasi radio.

Dalam banyak kasus, propagasi radio terestrial sebagian besar diatur oleh wilayah atmosfer yang dilalui sinyal. Tanpa aksi atmosfer, sinyal komunikasi radio tidak mungkin berjalan ke seluruh dunia pada pita gelombang pendek, atau menempuh jarak yang lebih besar daripada hanya jarak garis pandang pada frekuensi yang lebih tinggi.

Faktanya, cara atmosfer memengaruhi komunikasi radio sangat penting bagi siapa pun yang terkait dengan komunikasi radio, apakah itu untuk tautan komunikasi radio dua arah, komunikasi radio bergerak, penyiaran radio, komunikasi radio titik ke titik, atau radio lainnya.

Mengingat pentingnya atmosfer untuk komunikasi radio, gambaran umum tentang penyusunnya diberikan di sini.

Lapisan atmosfer

Atmosfer dapat dibagi menjadi berbagai lapisan berbeda sesuai dengan sifatnya.

Meskipun ada sejumlah cara berbeda untuk mengklasifikasikan wilayah atmosfer yang berbeda - biasanya perpindahan ilmiah yang berbeda mungkin memiliki nomenklaturnya sendiri sebagai hasil dari minat mereka pada sifat yang berbeda.

Daerah terendah dalam sistem meteorologi disebut sebagai Troposfer. Ini meluas hingga ketinggian sekitar 10 km di atas permukaan bumi. Di atas ini adalah Stratosfer yang membentang dari ketinggian sekitar 10 hingga 50 km. Di atas ini pada ketinggian antara 50 dan 80 km adalah Mesosfer dan di atasnya adalah Themosphere: dinamai karena kenaikan suhu yang dramatis di sini.

Dari sudut pandang penyebaran radio, ada dua bidang minat utama:

  • Troposfer: Sebagai aturan praktis yang paling mendekati, area atmosfer ini cenderung memengaruhi sinyal lebih dari 30 MHz atau lebih.
  • Ionosfir: Ionosfer adalah area yang memungkinkan sinyal pada pita gelombang pendek untuk melintasi jarak yang jauh. Ini melintasi batas meteorologi dan membentang dari ketinggian sekitar 60 km hingga 700 km. Wilayah ini mendapatkan namanya karena udara di wilayah ini terionisasi oleh radiasi terutama dari matahari. Elektron bebas di wilayah ini telah mempengaruhi sinyal radio dan mungkin dapat membiaskannya kembali ke Bumi tergantung pada berbagai faktor.

Troposfer

Lapisan atmosfer yang paling bawah disebut troposfer. Troposfer memanjang dari permukaan tanah hingga ketinggian 10 km.

Di dalam wilayah troposfer itulah yang kita sebut cuaca, terjadi. Awan rendah terjadi pada ketinggian hingga 2 km dan awan tingkat sedang meluas hingga sekitar 4 km. Awan tertinggi ditemukan pada ketinggian hingga 10 km sedangkan pesawat jet modern terbang di atasnya pada ketinggian hingga 12 km.

Di wilayah atmosfer ini biasanya terjadi penurunan suhu yang stabil dengan ketinggian. Ini mempengaruhi propagasi radio karena mempengaruhi indeks bias udara. Ini memainkan peran dominan dalam propagasi sinyal radio dan aplikasi komunikasi radio yang menggunakan propagasi gelombang radio troposfer. Ini tergantung pada suhu, tekanan, dan kelembapan. Ketika sinyal komunikasi radio terpengaruh, hal ini sering terjadi pada ketinggian hingga 2 km.

Ionosfer

Ionosfer adalah area yang secara tradisional dianggap menyediakan sarana komunikasi jarak jauh. Ini memiliki pengaruh besar pada apa yang biasanya dianggap sebagai pita gelombang pendek, menyediakan sarana di mana sinyal tampak dipantulkan kembali ke bumi dari lapisan yang tinggi di atas tanah.

Ionosfer memiliki elektron dan ion bebas tingkat tinggi - oleh karena itu dinamakan ionosfer. Diketahui bahwa level elektron meningkat tajam pada ketinggian sekitar 30 km, tetapi baru pada ketinggian sekitar 60 km tercapai elektron bebas cukup padat untuk secara signifikan mempengaruhi sinyal radio.

Ionisasi terjadi sebagai akibat radiasi, terutama dari matahari, menabrak molekul udara dengan energi yang cukup untuk melepaskan elektron dan meninggalkan ion positif.

Jelas ketika ion dan elektron bebas bertemu, maka mereka cenderung bergabung kembali, sehingga keadaan kesetimbangan dinamis ditetapkan, tetapi semakin tinggi tingkat radiasi, semakin banyak elektron yang akan dibebaskan.

Sebagian besar ionisasi disebabkan oleh sinar ultraviolet. Saat ia mencapai jangkauan yang lebih tinggi dari atmosfer, ia akan menjadi yang terkuat, tetapi ketika ia mengenai molekul di bagian atas sana di mana udara sangat tipis, ia akan mengionisasi sebagian besar gas. Dengan melakukan ini, intensitas radiasi dikurangi

Pada tingkat ionosfer yang lebih rendah, intensitas sinar ultraviolet-nya jauh berkurang dan radiasi yang lebih tembus termasuk sinar-x dan sinar kosmik menimbulkan banyak ionisasi.

Sebagai hasil dari banyak faktor ditemukan bahwa tingkat elektron bebas bervariasi di ionosfer dan terdapat area yang lebih mempengaruhi sinyal radio daripada yang lain. Ini sering disebut sebagai lapisan, tetapi mungkin lebih tepat dianggap sebagai wilayah karena dalam banyak hal lapisan ini tidak terlalu jelas. Lapisan ini diberi sebutan D, E, dan F1 dan F2.

Deskripsi daerah ionosfer ....

  • Wilayah D: Lapisan D atau wilayah D adalah wilayah yang paling rendah yang mempengaruhi sinyal radio. Itu ada di ketinggian antara sekitar 60 dan 90 km. Ia hadir pada siang hari ketika radiasi diterima dari matahari, tetapi karena kepadatan molekul pada ketinggian ini, elektron dan ion bebas dengan cepat bergabung kembali setelah matahari terbenam ketika tidak ada radiasi untuk mempertahankan tingkat ionisasi. Efek utama dari wilayah D adalah untuk melemahkan sinyal yang melewatinya, meskipun tingkat atenuasi menurun dengan meningkatnya frekuensi. Oleh karena itu, efeknya sangat jelas pada pita siaran gelombang menengah - pada siang hari ketika wilayah D ada, hanya sedikit sinyal yang terdengar di luar jangkauan gelombang tanah. Pada malam hari ketika wilayah tersebut tidak ada, sinyal dipantulkan dari lapisan yang lebih tinggi dan sinyal terdengar dari tempat yang lebih jauh.
  • Wilayah E: Di atas wilayah D, wilayah berikutnya adalah wilayah E atau lapisan E. Ini ada di ketinggian antara 100 dan 125 km. Efek utama dari wilayah ini adalah memantulkan sinyal radio meskipun masih mengalami pelemahan.

  • Mengingat ketinggian dan kepadatan udara, elektron dan ion positif bergabung kembali dengan relatif cepat. Ini berarti bahwa setelah matahari terbenam ketika sumber radiasi dihilangkan, kekuatan lapisan sangat berkurang meskipun beberapa ionisasi sisa tetap ada.
  • Wilayah F: Wilayah F atau lapisan F lebih tinggi daripada wilayah D dan E dan merupakan wilayah terpenting untuk komunikasi jarak jauh HF. Pada siang hari sering terbagi menjadi dua wilayah yang dikenal sebagai F1 dan F2 daerah, F1 lapisan menjadi bagian bawah dari keduanya.

    Pada malam hari kedua wilayah ini bergabung sebagai akibat dari penurunan tingkat radiasi menjadi satu wilayah yang disebut wilayah F. Ketinggian wilayah F sangat bervariasi. Waktu, musim, dan keadaan matahari semuanya ada utama efek pada wilayah F. Hasilnya, setiap gambar ketinggian sangat bervariasi dan gambar berikut ini hanya boleh digunakan sebagai panduan kasar. Ketinggian musim panas yang khas untuk F1 wilayah sekitar 300 km dengan F2 lapisan sekitar 400 km atau bahkan lebih tinggi. Angka musim dingin mungkin melihat ketinggian berkurang menjadi sekitar 200 km dan 300 km. Ketinggian waktu malam mungkin sekitar 250 hingga 300 km.

    Seperti daerah D dan E, tingkat ionisasi benteng di daerah F turun pada malam hari, tetapi mengingat kerapatan udara yang jauh lebih rendah, ion dan elektron bergabung jauh lebih lambat dan lapisan F meluruh jauh lebih lambat. Alhasil mampu mendukung komunikasi radio di malam hari, meski mengalami perubahan karena menurunnya tingkat ionisasi.

Cara di mana berbagai daerah di atmosfer mempengaruhi perambatan gelombang radio dan komunikasi radio adalah studi yang menarik. Ada banyak sekali faktor yang mempengaruhi propagasi radio dan hubungan komunikasi radio yang dihasilkan dapat dibangun. Memprediksi cara terjadinya hal ini rumit dan sulit, namun Anda dapat memperoleh gambaran yang baik tentang kemungkinan kondisi komunikasi radio dengan menggunakan beberapa indikator sederhana. Halaman lebih lanjut di bagian situs web ini merinci banyak aspek ini.


Tonton videonya: Propagasi gelombang (Oktober 2021).