Солнечная активность и дальность радиосвязи

31 July

Время от времени приходят комментарии и о том, что солнечная активность делает невозможной радиосвязь в диапазоне 27 МГц - как сегодня написал один специалист с ником "Бойцовый кот", при высокой солнечной активности дальность связи в лесу в диапазоне 27 МГц "не будет превышать 300-500 метров". А вот в диапазоне 145 МГц будет "всё хорошо".

Рассмотрим ситуацию подробнее, начнём с солнечной активности

Существует масса солнечных циклов (11-летние, 22-летние, 100-летние, 200-летние и т.д.). При этом солнце не обязано строго подчиняться этому расписанию - временные рамки достаточно условны.

Для примера, в 90-х годах была максимально неблагоприятная - сложились пики циклов типа 11-летнего и 200-летнего. Высокая солнечная активность привела к особому состоянию ионосферы, благоприятному для сверхдальнему распространению переотражённых от ионосферы низкочастотных радиоволн. Т.е. сигналы от мощных радиостанций с эффективными антеннами можно было принять за тысячи км.

А по всему миру в 90-е годы работало в низкочастотных диапазонах (особенно в диапазоне 27 МГц) огромное количество подобных радиостанций (например, по всему миру с усилителями мощности и эффективными автомобильными или стационарными антеннами работали мириады таксистов).

В результате ближняя связь с компактными антеннами в диапазоне 27 МГц была в 90-е годы существенно затруднена. Импортные портативные радиостанции диапазона 27 МГц с не самыми продвинутыми параметрами (плохая избирательность и ширина динамического диапазона приёмника) не могли обеспечить возможность радиосвязи в лесу со штатными антеннами на расстояние более 1-2 км.

Но выпускаемые КБ Беркут модели радиостанций диапазона 27 МГц и в 90-е годы имели гораздо более высокий уровень помехозащищённости и более эффективные узкорезонансные антенны, что позволяло им и тогда - в 90-е годы - обеспечивать в лесу уровень дальности при работе на штатные антенны на уровне 4-5 км (совсем не 300-500 метров, как думает "Бойцовый кот" - и не 1-2 км, как работали в то время импортные портативные рации диапазона 27 МГц).

В современное время (2020 год) идёт минимум солнечной активности по 11-летнему циклу. Максимум был в 2014 году - и тогда (во время локального максимума солнечной активности) у меня было огромное количество отзывов о работе выпускаемых нами (КБ Беркут) радиостанций диапазона 27 МГц в лесу на 5-7 км со штатными 30-см антеннами (а с 50-см суперфлексами - на 10-15 км).

Важно то, что ситуация 90-х годов уже не повторится - т.к. сейчас загруженность эфира в диапазоне 27 МГц сильно меньше. Нет больше армады таксистов со 100/500 Вт-ными усилителями - таксисты работают с сотовыми телефонами.

Да и с 2004 года идёт так называемый "глобальный минимум солнечной активности" (длящийся несколько десятилетий и стартующий примерно раз в 200 лет, один из них продлился вообще 100 лет - минимум Шпёрера с 1450 г. до 1540 г.).

Предыдущий "глобальный максимум солнечной активности" был с 1950 по 2004 г - и он, в частотности, наложился на "11-летние" максимумы 1989 и 2000-ного годов, особенно ощущалось в на рубеже 90-х и 00-х годов.

Технически магнитные бури на солнце способны и сейчас затруднить радиосвязь (на любых частотах, вовсе не только в низкочастотных диапазонах).

Но это не означает, что дальность упадёт, например, с 7 км до 300-500 м (как думает "Бойцовый кот").

Хотя возможно, что вместо 7 км - на которые была связь в благоприятных условиях - будет связь, например, всего 5 км.

На практике сильнее уровня текущей солнечной активности на дальность связи влияет, например, рельеф местности - при связи из низины Вы потеряете в дальности ощутимо больше, чем из-за магнитной бури на солнце.

Чрезвычайно сильные бури, которые способны почти полностью прекратить радиосвязь (а упомянутые "Бойцовым котом" дальность 300-500 метров - именно такая ситуация) крайне маловероятны и не факт, что за всю жизнь с ней придётся столкнуться (вроде, в конце 19 века было такое).

Что касается так называемых "прохождений" (состояний ионосферы, обусловленных солнечной активностью, когда радиоволна может, переотражаясь от ионосферы, распространится на тысячи км - в т.ч. и землю обогнуть) то при работе с компактными антеннами в переносном варианте с радиостанциями диапазона 27 МГц с адекватными параметрами (шириной динамического диапазона приёмника и высокой избирательностью; например, в современных радиостанциях производства КБ Беркут избирательность по побочным каналам 100 дБ против 60 дБ в импортной радиостанции диапазона 27 МГц Алан 42) не составляет труда найти чистый канал и без проблем работать на нём.

В настоящее время скорее составит труд найти занятый канал при работе с компактными антеннами в диапазоне 27 МГц. Вблизи крупных городов загруженность высокочастотных диапазонов гораздо более высокая.

В случае работы со стационарной антенной (когда поймать можно гораздо больше далёких сигналов) лучше работать в так называемых "дырках" - там крайне мало подобных прохождений из-за того, что массово выпущенная в 90-х / 00-х годах аппаратура диапазона 27 МГц в "дырках" не работала. Современные модели производства КБ Беркут работают как в стандартных каналах, так и в "дырках".

Поглощение энергии радиоволны на низких частотах (27 МГц) гораздо - на десятки дБ, что с большим запасом перекрывает разницу в КПД укороченных антенн низкочастотных и высокочастотных раций - плотной листвой/ хвоей/ корой деревьев из-за спектра поглощения входящей в их состав воды сильно ниже, чем в диапазоне 145 МГц и - тем более, в диапазоне 433 МГц.

Плюс к этому у низкочастотных радиоволн есть возможность огибать существенные препятствия рельефа.

Поэтому в условиях плотного леса с густым подлеском, обилием зелени и значительными перепадами высот дальность и стабильность радиосвязи в диапазоне 27 МГц - при условии использования аппаратуры с адекватными параметрами приёмо-передающего тракта и антенн - гораздо выше дальности радиосвязи в высокочастотных диапазонах - несмотря на возможное ухудшение по максимальной дальности связи из-за высокого уровня солнечной активности.

В заключение приведу ряд тестов работы радиостанций разных диапазонов частот (27 МГц, 145 МГц, 433 МГц), проведённых в разные времена года, в разных условиях (рельеф местности, наличие электромагнитных помех, плотность леса и густота листвы-хвои).

За последние 28 лет в каких только условиях мне не доводилось проверять рации диапазона 27 МГц нашего производства (наш коллектив серийно производит радиостанции с 1992 года). И ни разу, даже в объективно тяжёлые для связи в диапазоне 27 МГц 90-е годы "солнечная активность" не приводила (даже близко) к "дальности в лесу на 300-500 метров".

В ходе одного из тестов работы раций разных диапазонов частот в условиях леса
В ходе одного из тестов работы раций разных диапазонов частот в условиях леса

Ещё раз отмечу - не существует идеальных для любых условий диапазонов частот.

В условиях города безусловный лидер - диапазон 400-520 МГц.

Диапазон 136-174 МГц (если не учитывать, что для гражданской связи - в отличии от диапазона 27 МГц и участков частот 433 МГц и 446 МГц он не разрешён) и для легализации (чтобы законно использовать радиостанции 145 МГц) физ. лицу потребуется сдать экзамен на радиолюбительскую категорию и получит позывной в Радиочастотном центре, а далее зарегистрировать радиостанцию в Роскомнадзоре) - это добротный середнячок, в целом адекватно работающий и в городе, и в лесу.

Но в условиях плотного с густым подлеском леса с перепадами высот адекватно сделанные радиостанции диапазона 27 МГц способны обеспечить гораздо более дальнюю и стабильную (меньше "мёртвых" для связи точек) радиосвязь.