なぜラジオの信号は日中よりも夜間に移動するのですか?

なぜラジオの信号は日中よりも夜間に移動するのですか?

すべての電波が夜間よりも夜間に移動するわけではありませんが、AMラジオ信号が当たる短波と中波のいくつかは、適切な条件が与えられています。これが主な理由は、電離層として知られる大気の特定の層と相互作用する信号と、この相互作用が夜間から昼間にどのように変化するかということです。

電離層は、海抜約50〜600マイル上の大気の層です。それは太陽と宇宙放射線によって一貫してイオン化されるので、その名前が得られます。非常に簡単な言葉で言えば、太陽(および他の宇宙源)から放出されたX線、紫外線、およびより短い波長の放射線は、これらの特定の光子が分子によって吸収されたときに、この大気層内の電子を放出する。分子と原子の密度は電離層(特に上層)ではかなり低いので、最終的に再結合する前に短時間この方法で自由電子が存在することが可能になります。分子の密度がより大きい大気中では、この再結合はより迅速に起こる。

これは電波と何が関係がありますか?干渉がなければ、電波は放送源から直線状に進み、最終的には電離層に当たる。後に起こることは、波の周波数および自由電子の密度であるそれらの中で注目すべき様々な要因に依存する。 AM波については、適切な条件が与えられれば、それらは本質的に地面と電離層の間を行き来し、信号を遠くに伝播させます。したがって、電離圏は、地上の無線プロセスにおいて重要な役割を果たす可能性があります。しかし、物事を本当に興味深いものにするのは電離層の絶えず変化する性質です。そして、そのためには、少しだけ技術を手に入れなければなりません。でも、私たちはあなたに数学を惜しみません。そして、教科書を全部手に入れないように、少し複雑さを取り除きます。

いずれにしても、電離圏の組成は夜間に最も大きく変化します。なぜなら、太陽が少し欠けているからです。豊かな電離線源がなければ、電離圏のDとEのレベル(右図)は非常に電離しなくなりますが、F領域(特にF2)は依然としてかなり電離したままです。さらに、雰囲気はここではEおよびD領域の密度が著しく低いため、より多くの自由電子が得られる(密度はここで重要である)。

これらの電子が強力なAM電波に遭遇すると、それらは潜在的に波の周波数で振動し、プロセス中の電波からのエネルギーの一部を取り込む可能性がある。 F層で起こるように(十分な電子の密度が特定の信号周波数に対して十分である場合)、それらが十分にあるとすれば、それらはいくつかのイオンと再結合しないと仮定すると(これはEとD層)、これは非常に効果的にあなたのラジオでピックアップされるのに十分な強度で信号を地球に戻すことができます。

条件によっては、信号が地面に跳ね返ってバックアップされて、このプロセスが何回か繰り返される可能性があります。したがって、通常の昼間の地上波だけでなく、この空中波を使用して、AMラジオ信号を数千マイルも伝搬することができます。

もちろん、これは、許可されたAMラジオ周波数が100を少ししか超えていない(信号が互いに干渉しすぎないように制限されている)ため、大きな問題になる可能性があります。夜間には、これらのステーションからの信号は広大な距離を移動することができます。これは、互いに干渉するステーションのレシピです。結果として、夜間には、米国のAM局は、典型的には、電力を低減し、翌日日の出まで完全に消失し、および/または指向性アンテナを使用する必要があり、その特定の信号が他の同じ周波数のステーション。一方、FMステーションは電離層が信号に大きく影響しないので、これを行う必要はありません。これは、あなたの視点に応じて副次的な利点(または不利な点)があります。地上波伝播に依存するFM信号。

ボーナスファクト:

  • AMラジオ(Amplitude Modulation)は、大衆消費のために使用される最初のタイプのラジオ放送であり、今日もなお広く使用されている。 (アメリカのラジオ局はアメリカではあまり普及していませんが、オーストラリアや日本のようないくつかの国では地上波ラジオ放送の支配的な種類です)このタイプの信号は、受信機と協働して、スピーカーから聞こえる音に周波数を合わせます。 1950年代に始まったFMラジオ(周波数変調)は、AMと同じように放送されますが、振幅とは対照的に受信機の処理は波の周波数が変化します。

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