Verplaatsen van radiogolven

Propagatie via de ionosfeer, en hoe zat het ook al weer?

De ionosfeer wordt over het algemeen opgedeeld in drie, soms vier lagen.

D-laag

De D-laag is de onderste laag en valt ongeveer samen met de mesosfeer. Deze laag absorbeert de radiostraling meer dan het reflecteert. Radiosignalen met een frequentie van 30 tot 300 kilohertz (kHz) (de lange golf) en ten dele ook de middengolfsignalen worden door deze laag weerkaatst. Daar deze laag het dichtst bij de aarde ligt worden de radiogolven over ongeveer duizend kilometer verspreid door deze weerkaatsing. ’s Nachts valt de D-laag geheel weg waardoor de ontvangst op grotere afstand mogelijk wordt. De hoger gelegen E-laag neemt de functie dan over.

E-laag

De E-laag (ook wel: KennellyHeavisideband) is de middelste laag en valt samen met het onderste deel van de thermosfeer. De radiogolven met een frequentie van 300 kHz tot 3 megahertz (MHz) worden honderden kilometers ver (middengolf en visserijband) en nog verder (tropenband en korte golf) weerkaatst. ’s Nachts verandert de geladenheid van de E-laag waardoor ineens signalen van verder weg beter ontvangen kunnen worden, die van dichtbij echter slechter.

Opbouw van de ionosfeerlagen

Laag

Hoogte

Opmerking

D

ca. 60 – 80 km

overdag aanwezig, ionisatie overeenkomstig met zonnestand

E

ca. 100 – 130 km

overdag aanwezig, ionisatie overeenkomstig met zonnestand

Es

ca. 100 km

treedt sporadisch in de zomer op

F1

ca. 200 km

overdag aanwezig, versmelt ’s nachts met de F2-laag

F2

ca. 250 – 400 km

overdag en ’s nachts aanwezig

Op een hoogte van 90 tot 120 km treedt sporadisch Es-laagreflectie (sporadic E) op. Deze treedt op willekeurige tijden, in Midden-Europa meestal overdag in de zomermaanden (ook in de wintermaanden) op en ontstaat als verschillende fysieke processen tegelijk optreden. Het wordt vermoed dat sporen van ioniserende gassen uit in de atmosfeer verbrandende meteorieten bijdragen aan het ontstaan van deze laag. Als de ionisatie in de Es-laag te sterk wordt dan kunnen de korte golven niet meer bij de F2-laag raken en daar teruggekaatst worden. Dit kan tijdelijk een volledige verstoring van signalen in de hele kortegolfband veroorzaken. Deze als Mögel-Dellingereffect bekende toestand wordt ook het dode vierde uur genoemd. In de ultrakorte golf (de FM-band) kan tijdelijk ontvangst ver buiten het normale bereik voorkomen doordat ultrakorte golven door de Es-laag gereflecteerd worden.

Aangezien de mate van ionisatie van de ionosfeer verandert met de zonnestand en deze per seizoen en per breedtegraad verschilt is de voor intercontinentale communicatie bestemde korte golf verdeeld in:

  • de tropenbanden. Deze banden worden om verderop genoemde redenen door radiozenders in de tropen gebruikt.
  • wereldwijde banden.

Meterband

Frequentiebereik

Doel

120 m

2300 – 2.495 kHz

Tropen- en visserijband

90 m

3200 – 3.400 kHz

Tropen- en visserijband

75 m

3900 – 4000 kHz

niet in de Verenigde Staten

60 m

4750 – 5.060 kHz

Tropenband

49 m

5900 – 6.200 kHz

wereldwijd

41 m

7100 – 7.300 kHz

wereldwijd

41 m

7300 – 7.350 kHz

wereldwijd

31 m

9400 – 9.900 kHz

wereldwijd

25 m

11.600 – 12.100 kHz

wereldwijd

22 m

13.570 – 13.870 kHz

wereldwijd

19 m

15.100 – 15.800 kHz

wereldwijd

16 m

17.480 – 17.900 kHz

wereldwijd

15 m

18.900 – 19.020 kHz

wereldwijd

13 m

21.450 – 21.850 kHz

wereldwijd

11 m

26.965 – 27.405 kHz

wereldwijd

10 m

28.000 – 29.700 kHz

wereldwijd

F-laag

De meest reflecterende laag en dus verantwoordelijk voor de mogelijkheid om voorbij de horizon toch radiosignalen te ontvangen is de F-laag. Deze laag is dikker als de straling van de zon er overdag mee in aanraking komt, en is in de winter dunner dan in de zomer. Daarnaast wordt bij daglicht de F-laag in twee delen gescheiden; de F1- en F2-laag. De F1-laag is overdag aanwezig, ’s nachts niet. De F-laag reflecteert en heeft daardoor invloed op de ontvangst van korte golfsignalen: ’s nachts zal de ontvangst van verder gelegen radiostations beter zijn dan overdag.

Opbouw van de ionosfeerlagen in afhankelijkheid van het uur en seizoen

Aangezien de dag- en nachtlengte per seizoen varieert variëren de propagatieverschijnselen met de seizoenen mee.

Aangezien de weerkaatsing van radiogolven kan veroorzaken dat een signaal uiteenvalt in meerdere golven die ongelijktijdig ontvangen worden, kan de ontvangststerkte gaan verschillen en treedt fading op, een dopplereffect.

Poollicht

(Bron: Wikipedia)