Laivaston

Radioamatöörit ry

OH1AJ

Miten D-kerros toimii ja mihin se vaikuttaa?

D-kerros sijaitsee ionosfäärissä 48-90km korkeudessa. Se syntyy nopeasti päivällä auringon erittän lyhytaaltoisen säteilyn vaikutuksesta ja häviää välittömästi auringon laskettua. D-kerroksen vaikutus näkyy alabandeilla merkittävänä vaimennuksena päiväsaikaan.

Purkaukset auringossa nostavat kohonneen säteilyn kautta D-kerroksen vaimennusta. Myös purkausta seuraava hiukkasvirta 1-2päivän viiveellä nostaa D-kerroksen vaimennusta. Vaimennus voi tällöin ulottua myös yläbandeille. Voi syntyä hetkellinen kelien blackout.

D-kerrosta voi käsitellä kahtena komponenttina: Normaaliolojen perus D ja auringonpurkausten aikeuttama lisä D. Auringonpurkausten aiheuttamasta lisävaimennuksesta löytyy hyviä tietolähteitä ja mallinnustuloksia mutta perus D:stä niukasti.

Appleton ja Piggot tutkivat 1940 ja 50-luvulla D-kerroksen edestakaista vaimennusta etupäässä 4MHz taajuudella. Tutkimus pitänee edelleen paikkansa. Koko auringonpilkkujakson ajalta he saivat allaolevat keskimääräiset tulokset Englannissa

D-vaimennus 4MHz

Vaimennus yllä on nepereissä Np. Punaiset dB-arvot on saatu kertomalla Np 8.7:llä. Vuodenaikojen ja auringonpilkkujen vaikutus näkyy selvästi. D-kerroksen vaimennukselle onkin siksi vaikea antaa tarkkoja arvoja. Meillä nyrkkisääntö on, että kesällä keskipäivällä vaimennus on maksimissaan, kun aurinko on korkeimmillaan. Auringonpilkkujen aikaan vielä enemmän.

Alla olevassa kuvassa on tutkittu vaimennuksen taajuusriippuvuutta, yhtenä päivänä 11.7.1950. Tulos vahvistaa, että kun taajuutena käytetään f+fh, jossa fh on gyrotaajuus, Englannissa 1.2MHz, meillä 1.377MHz, vaimennus muuttuu kääntäen taajuuden neliössä. Tämäkään ei kuulemma pidä aina paikkaansa.

D-kerroksen vaimennus

Mittaustuloksissa näkyy myös E- ja F1-kerrosten aiheuttama lisävaimennus. Mittaus tehty alle niiden MUF-taajuuksien, F2-kerroksen kautta.

Vertikaaliset perusvaimennukset edestakaisella matkalla, auringonpilkkujakson minimin aikaan, meillä kesällä keskipäivällä lienevät suunnilleen:7.1MHz 7dB, 3.6MHz 20dB ja 1.85MHz 46dB. Talvella vaimennukset ovat luokkaa puolet kesän arvoista.

Joitain lainalaisuuksia

1. D-kerroksen vaimennus toisella taajuudella

Kun tiedetään D-kerroksen vaimennus yhdellä taajuudella, sen vaimennus muilla taajuuksilla voidaan laskea:

A(f) = [(fo+fh)/(f+fh)^2 * A(fo) dB.

Anna havaintotaajuus fo/MHz ja gyrotaajuus fh/MHz, Etelä-Suomessa 1.377

   

Anna vaimennus havaintotaajuudella / dB

Tulokset ovat suuntaa antavia.

2. D-kerroksen viisto vaimennus lähtökulman TOA funktiona

Vaimennus vinosti on suurempi kuin pystysuoraan, koska kuljettu matka D-kerroksessa kasvaa. Matka on laskettu trigononometrisesti maapallon mitoilla D-kerroksen korkeudella 100km.

Anna pystysuora vaimennus Ao dB:nä kyseisell' taajuudella

Vaimennus A viistoon eri korotuskulmilla tällöin on noin:

Välittömästi D-kerroksen yläpuolella oleva E-kerros, jos sen MUF on alle toimintataajuutemme, hidastaa signaalin kulkua ja loiventaa signaalin kulkukulmaa jonkin verran.

3. D-kerroksen lisävaimennus

Auringonpurkaukset aikeuttavat D-kerrokseen hetkellisesti lisävaimennusta. NOAA:n sivuilla on tästä reaaliaikaista tietoa. Purkauksen voima voi olla niin suuri, että tulee blackout, keli menee tukkoon. Silloin D-kerroksen vaimennus on kasvanut voimakkaasti. Tällöin NOAA antaa R-varoituksen.

Etusivu DX-sivu Kelit Kelit 1 Kelit 2 E-kerros

Suvu päivitetty 27.5.2021 oh1tv