Voortplanting van RF signalen

Vergelijkbare documenten
Uitwerking LES 21 N CURSSUS ) B De eigenschappen in de troposfeer bepalen in belangrijke mate de voorplating van radiogolven in de :

Ter nagedachtenis. Arend PA1ARE. 50 jaar. Zondag 7 sept 2008

Gevaar uit de ruimte

Inleiding Astrofysica College 2 15 september Ignas Snellen

Zonnestraling. Samenvatting. Elektromagnetisme

Interstellair Medium. Wat en Waar? - Gas (neutraal en geioniseerd) - Stof - Magneetvelden - Kosmische stralingsdeeltjes

Hoofdstuk 3: Licht. Natuurkunde VWO 2011/

UBA Sectie TRA. Snel aan de slag in METEOR SCATTER. Voordracht door ON7EQ Jean-Jacques. Jacques

Frequentie = aantal golven per seconde op gegeven plek = v/λ = ν. Golflengte x frequentie = golfsnelheid

Telescoop: optica die licht vergaart in een focus. Detector: registreert, meet de flux. Zeer verschillende technieken voor verschillende golflengtes

Ruimteweer: de impact van zonnestormen op aarde

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Fysica: Licht als golf en als deeltje. 24 juli dr. Brenda Casteleyn

7. Hoofdstuk 7 : De Elektronenstructuur van Atomen

2.1 Wat is licht? 2.2 Fotonen

Exact Periode 5 Niveau 3. Dictaat Licht

Hoofdstuk 4: Licht. Natuurkunde Havo 2011/2012.

In de figuur hieronder zie je een Elektromagnetische golf: een golf die bestaat uit elektrische en magnetische trillingen.(zie figuur).

Exact Periode 5. Dictaat Licht

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Fysica: Licht als golf en als deeltje. 4 november Brenda Casteleyn, PhD

1. 1 Wat is een trilling?

Basiscursus Sterrenkunde. Sterrenwacht Tweelingen, Spijkenisse 8 Mei 2019

1 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj Mieke Blaauw

Tentamen. Kwantumchemie & Fysica (4051QCHFY-1314FWN) Datum: 10 April Tijd/tijdsduur: 3 uur

Ruimteweer: de impact van zonnestormen op aarde

Het Ruimteweer Stormachtige verhalen over onze ster

Spectroscopie. ... de kunst van het lichtlezen... Karolien Lefever. u gebracht door. Instituut voor Sterrenkunde, K.U. Leuven

Inleiding Astrofysica college 6

5,5. Samenvatting door een scholier 1429 woorden 13 juli keer beoordeeld. Natuurkunde

De aardse atmosfeer. Robert Parson Associate Professor Department of Chemistry and Biochemistry University of Colorado

Sterrenstof. OnzeWereld, Ons Heelal

1 Leerlingproject: Kosmische straling 28 februari 2002

Exact Periode 5.2. Licht

Figuur 1: Een meteoor die werd waargenomen tijdens de Perseïden op 8 augustus 2007 (gemaakt door Jimmy Westlake, Colorado, USA)

Detectie van kosmische straling

Nederlandse samenvatting

Stervorming. Scenario: Jonge sterren komen voor in groepen (vormen dus samen, tegelijkertijd) Jeans massa. Voorbeelden:

Praktische opdracht ANW De zon

1 f T De eenheid van trillingstijd is (s). De eenheid van frequentie is (Hz).

UBA Sectie OST. Snel aan de slag in METEOR SCATTER. Voordracht door ON7EQ Jean-Jacques. Jacques

Inleiding Astrofysica college 5

Lichtsnelheid Eigenschappen

Inleiding Astrofysica College 3 10 oktober Ignas Snellen

Eindexamen natuurkunde 1-2 vwo 2006-II

Aarde Onze Speciale Woonplaats

toelatingsexamen-geneeskunde.be

Super DX op twee meter met gebruik van twee verschillende soorten propagatie

Meesterklas Deeltjesfysica. Universiteit Antwerpen

MINISTERIE VAN ONDERWIJS, WETENSCHAP EN CULTUUR UNIFORM EXAMEN VWO 2015

Seizoen: Vak: NaSk I (Natuurkunde) Klas: 3 en 4 Afdeling: Mavo. School Examens (SE s) met open/gesloten vragen

operationeel Kapitein drs. W.P.N. (Willem-Pieter) van der Laan, Hoofd Bureau Space Weather van de Joint Meteorologische Groep

STERREN EN MELKWEGSTELSELS

koper hout water Als de bovenkant van het blokje hout zich net aan het wateroppervlak bevindt, is de massa van het blokje koper gelijk aan:

NATIONALE NATUURKUNDE OLYMPIADE. Tweede ronde - theorie toets. 21 juni beschikbare tijd : 2 x 2 uur

Inhoudsopgave: Bladzijde: 2 Bladzijde: 3 Bladzijde: 4-5

Thermodynamica rol in de moderne fysica Jo van den Brand HOVO: 4 december 2014

Bijlage 1: Begripsbepaling t.a.v. elektromagnetische straling en velden

Zonnestormen tijdens Zonnecylus 24

Newtoniaanse kosmologie De kosmische achtergrondstraling Liddle Ch Het vroege heelal Liddle Ch. 11

Newtoniaanse kosmologie 5

Geluid en wind. Erik Salomons TNO TPD Delft. Door de wind klinkt geluid soms harder dan anders. Deze website legt uit hoe dit komt.

Eindexamen havo natuurkunde II

TENTAMEN PLANETENSTELSELS 30 MEI 2016, UUR

STERREN EN MELKWEGSTELSELS

Ham Radio/DX- Quiz. Rob/PA3GVI

Tentamen Golven en Optica

Voorkennistoets De Bewegende Aarde Voorkennis voor het basisdeel H1, H2, H3

UBA Sectie MWV. Snel aan de slag in METEOR SCATTER. Voordracht door ON7EQ Jean-Jacques. Jacques

Propagatie op VHF UHF SHF

Eindexamen natuurkunde vwo I

In dit document leggen we uit hoe isolatie werkt en hoe INSUL8eco werkt in uw gebouw.

Inleiding Astrofysica

Uitdijing van het heelal

Acoustics. The perfect acoustics of a car. Jan Hoekstra

Eindexamen natuurkunde pilot vwo I

Een nieuwe blik op ons heelal met de AMANDA neutrinotelescoop

Nederlandse samenvatting

Tentamen Optica. 19 februari 2008, 14:00 uur tot 17:00 uur

Meteo&Tochtplanning SSB SSB. Dag-3-Theorie-1. SSB introductie

Het meten van gravitatie golven door middel van pulsars

BLIKSEM ONDER DE LOEP GENOMEN I. INLEIDING

Nederlandse samenvatting

VSW MIRA Cursus Theorie. 7. De Zon. 13 april 2016 Jan Janssens

Inleiding Astrofysica College 5 17 oktober Ignas Snellen

Inleiding stralingsfysica

Werkstuk Natuurkunde Negen planeten

Radioastronomie Marijke Haverkorn

JOTA-JOTI 2011 en CAMRAS

Astronomische Technieken Hovo Cursus Prof.dr. Paul Groot (RU) Dr. Gijs Nelemans (RU)

vervolg VEILIG werken in de buurt van antennes

12/2/16. Inleiding Astrofysica College november Ignas Snellen. Kosmologie. Studie van de globale structuur van het heelal

Radiotelescopen. N.G. Schultheiss

Ik doe mijn spreekbeurt over de ruimte omdat ik het een interessant onderwerp vind en ik er graag meer over wilde weten.

Materie bouwstenen van het heelal FEW 2009

Delta loop beschouwingen Corner feed

Samenvatting Natuurkunde Hoofdstuk 7 + zonnestelsel en heelal

Ruis in amateur ontvangers PA0EHG

3 Het Foto Elektrisch Effect. CC Naamsvermelding-GelijkDelen 3.0 Nederland licentie.

Naam: Klas: Toets Eenvoudige interferentie- en diffractiepatronen VWO (versie A)

Uitwerkingen tentamen Optica

Transcriptie:

Voortplanting van RF signalen MCL Mechelen ON5GO Maart 2007 Herzien sept.2009 Herzien okt 2009 Herzien jan 2010 Herzien 2011 vereenvoudigd Deze presentatie is een deel van de HAREC opleiding MCL Overname toegestaan mits bronvermelding Bronnen: UBA, Wikipedia, ARRL2007 K9LA K2EEK 1

Radio Propagatie Voortplanting in de vrije ruimte van straling en materie Reflectie en absorbtie Zon beïnvloeding en lagen vorming Atmosferische beïnvloeding Frequentie banden Clusters en bakens. 2

Voortplanting in de vrije ruimte 2/8 Elektrische en magnetische component van de elektromagnetische golf Koper molecule aan buitenzijde antennedraad 3

Voortplanting in de vrije ruimte 3/8 Elektromagnetische straling Elektrische / magnetische component Golfbeschrijving / deeltjes beschrijving Hz of sec / foton (elektron volt) Niet ioniserende straling Ioniserende straling Energie inhoud van hun foton VLF tot licht UV-C is grensgeval ) Gamma- en x- stralen 4

Reflectie en absorbtie 1/8 Effecten van golfvoortplanting Reflectie soorten Breking of Refractie Buiging of Diffractie Demping of absorptie 5

Reflectie en absorbtie 2/8 Reflectie soorten Op vlakke spiegel (reflex) Op onregelmatig oppervlak Soms golflengte gebonden Scatter of verstrooing Niet vlakke spiegel (reflector) 6

Reflectie of spiegeling 7

Reflectie en absorbtie 4/8 Soorten refractie of breking Op vlakke scheidingslaag (andere hoek) Golflengte afhankelijk (spectraal analyse) Niet vlakke spiegel (lenseffecten) 8

Refractie of breking Breking van licht of refractie is het verschijnsel dat lichtstralen van richting veranderen als ze van het ene medium (doorzichtige stof) in het andere terecht komen. 9

Reflectie en absorbtie 7/8 Soorten diffractie buiging Door openingenen in de buurt van de golflengte Over een scherpe hoek Diffractie is het afbuigen van een golf langs een ondoordringbaar obstakel. 10

Absorptie Reflectie verzwakking Doorgangsverzwakking het opnemen van licht of andere elektromagnetische straling Er is energieopname 11

Zon SSN 2/6 Wat stuurt de zon op ons af. 12

Zon SSN 3/6 Wat stuurt de zon op ons af. Elektromagnetische straling Zonnevlekken SSN zonnevlammen veroorzaken beide Warmte straling + UV X-straling (Kosmische straling) ioniserend (nachtaandeel) Veelvoud SAR normen Flux of SSN Zonnewind (materie of deeltjes met massa) 8 minuten Geladen deeltjes die ontsnappen uit het plasma van de zon (protonen en elektronen) Ontsnappingssnelheid zon 300 à 600 km/sec bij uitbarsting 2000 km/sec Nabij de aarde; op 15 Massa kp 9 protonen, 10 elektronen, 0,5 alfadeeltjes,hooggeladen ionen, 13 Max bij 700km/sec 1000xSAR 20 à 40 uren

Zon SSN 4/6 Zonnevlekken SSN 14

Zon SSN 5/6 Huidige cyclus 15

Zon SSN 6/6 Zonneflux /zonnevlekken Zonflux 2800 Mhz 10,7cm zonneflux=67+(0,88 x SSN) SSN 16

Zonnewind 1/3 Ionisatie veroorzaakt door zonnewind Kp waarde Per dag of per drie dagen Ap waarde Afgeleid van Kp als voortschrijdend gemiddelde per 27 dagen Typisch k waarde Beschrijving Dagen per zon cyclus 9 Extreem 4 8 Hevig 60 7 Sterk 13 6 Gematigde 360 5 Minimaal 900 17

Zonnewind 2/3 magnetospheer het spoor voor de zonnewind 18

Zonnewind 3/3 Verband FLUX en INDEX Zon Flux 2800 Mhz A index Jaren na minimum 19

Lagen 1/3 Lagen natuurkundig D laag (Diurnal variancie Dynamiek van strato- en meso pause als halfjaarlijkse oscillatie.) X straling < 1 nm Bij nacht cosmische straling Ionisatie waterstof 121,5 nm (ionen paren) Electronen botsingen 10 7 /sec Absorptie groot voor proton uitbarstingen zon bij polen van de aarde. E laag (echte reflector) Diurnial variancie samen met botsing elektronen met neutrale partikels. Es laag Het wordt vermoed dat sporen van ioniserende gassen uit in de atmosfeer verbrandende meteorieten bijdragen aan het ontstaan van deze laag. F laag (grotere elektronen dichtheid) Bevat hoofdzakelijk ionen en reflecteert dan ook het best. (UV) 20

Lagen 2/3 Ionosfeerlagen De ionosfeer wordt over het algemeen opgedeeld in drie, soms vier lagen 21

Lagen 3/3 Slecht nuttig als de breking de aarde bereikt. afstralingshoek 22

MUF 1/5 Kritische frequentie KMI Dourbes fc bij ons 5 a 9 MHz 23

MUF 2/5 Dourbes 24

MUF 3/5 Midden pad reflexie MUF Kritische fc MUF M factor 2000 km E hop 3000 km F hop MUF f kritisch M Iono Laag * Alleen daglicht Kritische frequentie Mhz M Bruikbaar spectrum Mhz MUF f kritisch sin F1 5.5 4 10-20 E* 4 4.8 5-20 25 Es 30 5.3 20-200 F2* 15 4 1-60

Kritische frequentie en MUF MUF f cr R 1 R h 2 26

MUF 4/4 Maximum bruikbare frequentie MUF 50% Max bruikbaar HPF 10% Hoogst mogelijke FOT 90% Frequentie voor optim. traffic Geldig voor één hop LUF Minimale bruikbare frequentie voor 1500W CW 27

Zonne wind (materie) Zon straling Geïoniseerde laag Aarde Evenaar D E F Zonne wind (materie) 28

Onzekerheden. Regelmatige en voorspelbare effecten. 11 jarig seizoen 27 dagen (zon omwenteling) dagelijks (dag nacht) Onregelmatige onvoorspelbare effecten Sporadic E Zonne stormen Plotse verstoringen 29

Lagen D 1/1 D laag Reflecteert 30 300 khz (VLF) Absorbeert > 300 khz tot 5 MHz behalve grote hoeken max absorptie middag min absorptie voor zonsopgang Hoogte 50 a 100 km Voorwaartse D scatter 25-100 Mhz 50 Mhz 800 a 1500 km alleen met hoog vermogen 30

Lagen E 1/1 E laag (Kennelly-Heaviside-band). Reflecteert 300 khz 3 Mhz Hoogte 110 à 160 km Sterkste overdag als de zon hoog staat Fc 4,8MHz, MUF5-20MHz verdwijnt 's nachts. fc=0,5mhz goed voor lage hoeken 1,8MHz 31

Lagen ES 1/6 Sporadic Es Mögel-Dellinger-Effect Reflecteert VHF tot 200 MHz Hoogte 90 à 120 km in midden-europa, overdag in de zomermaanden, willekeurige timing verschillende fysieke processen tegelijk. het dode vierde uur zie hierna FAI 32

Lagen ES 2/6 Soorten sproradic e Es Onze breedte graden Type H (high) H+C (Sequential) type L (laag) alleen overdag Type C (cusp) Type F (Flat) Equatoriaal (± 10 ) Type S (Schuin) Type Q (Pony) Auroral in Aurora gordijn max 88 Mhz type F (Flat) type R (vertragen) type S (Schuin) www.dxzone.com http://www.vhfdx.net/esmaps.html 33

Lagen 3/6 Es twee wolken Als 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 34 de hele kortegolfband veroorzaken

Lagen ES 4/6 Sporadic e 4 juli en 16 juli 2009 Van 15.25 tot 15.55 Alleen op zeer hete dagen Alleen kortstondig Bron: electron 09/09 35

Lag5/6en ES 5/6 E onregelmatigheden FAI Field Aligned Irregularities Treed op na sporadic E, 2 a 3 minuten tot meerdere uren. Schuine hoek scattering voorbeeld geluidsgolven. (coincidentie effect?) 50 144MHz Zwak flutterig met dopplershift tot 3 kc Afstanden tot 2300km Bij zomer zonnewende juni in mindere mate rond winter wende (grijze zone) http://www.sciencedirect.com/science 36

Lagen ES 6/6 E onregelmatigheden FAI Field Aligned Irregularities F laag E laag Es Laag FAI tijdens internationaal geofhisis jaar 1957 http://jro.igp.gob.pe/mst10/cd/extabs/session2/i2_001.pdf 37

Lagen F 1/2 F1 laag Reflecteert > 10 Mhz MUF max 20 Mhz Hoogte 200 km Best over dag - max zomer http://www.agu.org/pubs/crossref/2009/2009ja014437.shtml 38

Lagen F 2/2 F2 laag Reflecteert > 50 MHz (Afhankelijk UV) MUF > 14 MHz, uitzonderlijk tot 50 MHz Hoogte 200 à 400 km (nacht + 50 km) Veranderd met: Uur van de dag Seizoen Zonne cyclus 39

Aurora 1/3 Poollicht N Borealis Australis Z 40

Aurora 2/3 Aurora afstand Horizontale vlak 41

Aurora 3/3. Aurora 28-432 MHz (zeldzaam hoger) Tot 2300 km, uitzonderlijk 5000km Low power mogelijk In lente of herfst E activiteit bij de polen Verbindingen lager dan 20MHz onderbroken MUF Stijgt tot 50 MHz trans equatoriaal Er kan doppler verschuiving optreden 42

Weg 1/8 43

Weg 2/8 NVIS Near Vertical incidence skywave Nabij vertikaal effect Over korte afstanden voor grote hoeken (150 km) (Vertikale hoeken) Ideaal voor velddag Polarisatie invloed onderlinge fase relatie O golf (gewoon) X golf (buiten gewoon) 40 m overdag 80m s nachts 44

Weg 3/8 Gray line verbindingen 45

Weg 4/8. Pedersen effect Zender aarde 46

Weg 5/8 Back scatter over de gray line 47

Weg 6/8 Back scatter 48

Weg 7/8 Trans equatoriale F propagatie 49

Weg 8/8 F2 laag (trans eq) MUF is hoogste bij 20 bij evenaar MUF is lager naar polen toe Daarom duurt trans equatoriaal langer dan andere verbindingen. 5000 a 8000 km Werkt niet altijd 2 weg In de lente 5 a 10 PM bij hoge zon activiteit Minimaal in zomer Bijna permanent in winter 50

Banden 1/6 Download UBA site 51

Banden 2/6 VLF beneden 300 kc Radcom sept/ Electron sept 2009 Grondgolf tot 2000 km (geen low power) Loopt iets trager wegens diël. const aarde Buigt mee met oppervlak Geen last van absorptie Ionosfeer golf Antenne altijd te kort of te laag (hoge opstraling) Lagere hoeken geven refractie tot 300 km Dag 1 hop 1000 km Nacht 1 hop 2000 km 52

Banden 3/6 Nacht absorptie van één hop Over dag grote absorptie Nacht minimale absorptie Nu moeten we bijzonder naar de ionisatie en de E zone zien 53

Banden 4/6 Wat ioniseert de nachtzijde in het E gebied Niet de zon! Geen MUF (altijd voldoende ionisatie) UV straling van de sterren Kosmische straling UV straling van de zon gerefelecteerd door een wolk waterstof atomen rond de aarde. Gevolg: bijna constante absorpsie gedurende de ganse zonnecyclus 54

Banden 5/6 Absorptie in de winter Voor één hop 1775 km Nacht Dag In de zomer enkele db s meer. DX blijft s nachts best mogelijk Overdag onbruikbaar Maar nu de geomagnetische velden. 55

Banden 6/6 Log data vanuit Italie IV3PRK Westkust door aurora ovaal Great Lakes juist naast aurora ovaal Zuid oost US weg van de aurora ovaal 56

MS 1/2 Leoniden Meteoor scatter 57

MS 2/2 Meteorieten regen Naam Piek datum Hoeveelheid meteorieten per h Quadrantids Jan 3 50 Arietids Juni 7-8 60 Perseids Aug 11-13 80 Orionids Oct 20-22 20 Geminds Dec 12-13 60 58

MBounce 1/1 Moonbounce Beelden en geluid uit HAREC UBA 59

Tropo 1/4 Troposferische scatter Gemeenschappelijk volume dat de signalen verstrooit. 800 km 10 km 60

Tropo 2/4 Andere meteorologische oorzaken Warm front Koude front 61

Tropo 3/4 Temperatuur inversie 62

Tropo 4/4 Troposferische tunnel Ducting 63

Heelal 1/4 Hemellichamen Een meteorietenzwerm kan propagatieverschijnselen teweeg brengen Vliegtuigen doen een VHF uitzending flutteren. De Maan en Venus wordt door radioamateurs gebruikt voor moonbouncing Diverse signalen uit de ruimte verstoren de radio verbindingen Quasars, de zon de maan enz 64

Heelal 2/4 Dromen pulsars, snel en traag op 400 MHz De Krabnevel bevat een pulsar (PSR B0531+21) die een restant is van de ster die in 1054 uitbarstte tot een supernova 65

Heelal 3/4 Pulsar Zeer moeilijk te zien met optische hulpmiddelen, maar eenvoudiger te beluisteren PSR B0329+54 66

Heelal 4/4 Pulsar Andere welluidende pulsars zijn: PSR B1937+21 (de snelste) 67

Atmosferisch 1/1 Atmosferische omstandigheden Bliksem Inverties (eerder besproken) Regen scatter 68

Baken 1/2 Schema van IBP/NCDXF Baken uitzendingen Country Call 14100 18110 21150 24930 28200 United Nations NY 4U1UN 00.00 00.10 00.20 00.30 00.40 Northern Canada VE8AT 00.10 00.20 00.30 00.40 00.50 USA (CA) W6WX 00:20 00.30 00:40 00.50 01:00 Hawaii KH6WO 00.30 00.40 00.50 01.00 01.10.. IBP = International Beacon Project beacons Elke 10 sec 22 wpm 100 w 10w 1w 0.1w Equipment is TS-50, Cushcraft R-5 multiband vertical and a Trimble Navigation GPSreceiver to ensure sychronization, with a control unit built by NCDXF. G3USF's Worldwide List of HF Beacons Latest Update January 5 2010 Freq Call Town Loc ERPw Ant Direct Mode Status IARU 69

Baken 2/2 70

Programma s Programma UBA site HAM CAP + Voacap ASAPS v 5.1 W6ELprop V 2.70 WinCap Wizard 4.1 PropLab Pro 2.0 http://www.keele.ac.uk/depts/por/28.htm www.dxzone.com http://www.vhfdx.net/esmaps.html http://www.sciencedirect.com/science http://jro.igp.gob.pe/mst10/cd/extabs/session2/i2_001.pdf 71

72

Einde 73