Technical‎ > ‎

VHF DX-ing

Toto jsem našel v torzu mého starého webu z roku 2001. Některé skutečnosti jsou dnes již jinak - například kdo dnes vysílá HSCW via MS? Vše ovládly jiné druhy i styl provozu, spíše než pásmo mnozí monitorují jen DX Cluster. Ale pro zajímavost a snad z nostalgie jsem zde uložil celý článek v původním znění.

Přehled DX možností


Mimořádné podmínky šíření v troposféře
Podmínky vzniku: výskyt teplotní inverze
Typické období výskytu: září, říjen, listopad
Trvání podmínek: hodiny až dny
Překlenuté vzdálenosti: cca 800 km až 1500 km, někdy i více
Možnost předpovědi: posouzením meteorologické situace
Využitelnost: na všech VHF/UHF/SHF pásmech
Poznámka: podmínky mnohdy lepší na vyšších kmitočtech
Síla signálu: velká
Ovládání antén: v azimutu
Směrování antén: k protistanici, na nejsilnější signál

Meteor Scatter - MS
Podmínky vzniku: období meteorických rojů
Typické období výskytu: například srpen (Perseidy), listopad (Leonidy)
Trvání podmínek: milisekundy až minuty
Překlenuté vzdálenosti: cca 800 až 2300 km
Možnost předpovědi: dobrá (data maxima rojů jsou pro dané období k dispozici)
Využitelnost: 50, 144, 432 MHz
Poznámka: podmínky lepší na nižších kmitočtech
Síla signálu: střední
Ovládání antén: v azimutu, v elevaci výhodou
Směrování antén: k protistanici, případně +- offset

E-sporadic
Podmínky vzniku: nahodile
Typické období výskytu: květen, červen, červenec
Trvání podmínek: minuty až hodiny
Překlenuté vzdálenosti: cca 1000 až 2500 km
Možnost předpovědi: minimální (nahodilý jev)
Využitelnost: 50, 144 MHz (max. cca 200 MHz)
Poznámka: častější výskyt na nižších kmitočtech
Síla signálu: velká
Ovládání antén: v azimutu
Směrování antén: k protistanici, na nejsilnější signál

Aurora
Podmínky vzniku: magnetické bouře (po slunečních erupcích)
Typické období výskytu: únor, březen, září, říjen
Trvání podmínek: minuty až hodiny
Překlenuté vzdálenosti: do 1500 km, při silné auroře i nad 2000 km
Možnost předpovědi: posouzením stavu magnetosféry
Využitelnost: pásma 50, 144, 432 MHz
Poznámka: podmínky lepší na nižších kmitočtech
Síla signálu: střední
Ovládání antén: v azimutu
Směrování antén: k severu, na nejsilnější signál

Kromě údajů uvedených v tabulce, existují i další možnosti dálkového šíření VHF kmitočtů. Například v pásmu 50 MHz dochází za určitých okolností (v maximech sluneční aktivity) k dálkovému šíření odrazem od vysoce ionizované vrstvy F2, kdy možnosti spojení a překlenuté vzdálenosti připomínají spíše horní KV pásma. Typickým obdobím výskytu jsou pak měsíce únor, březen a říjen, listopad. Podmínkou úspěšného provozu je nízký vyzařovací úhel antén. Pro zájemce o tento druh šíření uvádím, že možnosti využití tohoto fenoménu končí někde u 60 MHz. Další DX možností je FAI - Field Aligned Irregularities (také se mu někdy říká Es-Backscatter). Tento jev někdy předchází či následuje výskyt sporadické vrstvy E. V tomto případě se však nesměruje na protistanici, ale směrem k místu výskytu rozptylové oblasti. FAI registrujeme v pásmech 6 a 2 m, signály mají aurorální charakter.

Pokud se pustíte do DX provozu, prosím více poslouchejte a méně vysílejte. Ano i toho signálu v éteru je někdy třeba, jen prosím ne omílat stále dokola CQ, aniž by mne kdy kdo odpověděl. Někdy se prostě stává, že marné jest moje volání. A možná tím svým nekonečným CQ komplikuješ život jiným. Dej párkrát výzvu, když myslíš, že v daný okamžik je to to nejlepší, dělej spojení a když to náhodou nejde, nech prostor jiným. Občas se podívej kolem svého kmitočtu. Pomalu se stává pravidlem slyšet po otevření pásma nekonečné CQ DX, když přitom ten slabý DX pracuje necelé 2 KHz nad tvým zoufalým voláním. A ten DX třeba zrovna prahne po spojení s OK, ale žádný OK jej nevolá, neboť ty tam bouříš S9+40dB a ještě 30 kHz od tvé frekvence hýbeš půlce republiky S-metrem. Stejně jako není zrovna fér povídat si celé dlouhé minuty na 144.301,5 MHz, jaké že jsou to prima podmínky s kolegou z vedlejší kóty. Povídej, ale někde, kde nebudeš vadit ostatním lovcům DX, kde budeš mít prostor pro klidné popovídání, aniž by desítky stanic skřípaly zubama. Stejně tak, než se aktivně pustíš do MS, seznam se napřed poslechem co se to na pásmu vůbec děje. Takže naslyšenou při těch několika vzácných okamžicích, kdy se ty naše vlny šíří přeci jen o něco dál, než jsme běžně zvyklí.

Mimořádné podmínky šíření v troposféře

Mimořádné podmínky šíření v troposféře jsou jedním z fenoménů, umožňující pracovat na VKV pásmech se stanicemi, které jsou pro nás díky vzdálenosti od našeho stanoviště běžně nedostupné, či dostupné jen s velkými obtížemi. Za určitých okolností (zpravidla v podzimních či zimních měsících) můžeme dosáhnout řady zajímavých spojení, překonat mnohdy obdivuhodné vzdálenosti a to při průměrném technickém vybavení. Takové zlepšené podmínky šíření přitom mohou trvat i několik dní.

Než si řekneme, jak takové zlepšené tropo podmínky vznikají, udělejme malou odbočku do meteorologie. Za normálních okolností klesá teplota vzduchu o 0,6 až 1 stupeň celsia na každých 100 m výšky. Pokles teploty na výšku 100 m nazýváme vertikálním gradientem teploty (čím je vzduch vlhčí, tím je tento teplotní gradient nižší). Řada meteorologických stanic provádí takzvaná aerologická měření pomocí výškových sond, kdy sonda po vypuštění stoupá vzhůru a průběžně snímá údaje o tlaku, teplotě, rosném bodu, síle a směru větru. Těmito měřeními se získávají cenné informace o vertikálním profilu atmosféry. S výškou tedy dochází k postupnému poklesu teploty (viz Obr.1), přičemž její skutečný průběh závisí na konkrétních termodynamických stavech v atmosféře.

Nastávají však situace, kdy s výškou teplota zůstává stejná - hovoříme o izotermii, či dokonce stoupá (viz Obr.2) - hovoříme o teplotní inverzi. Všimněme si blíže druhého případu. Teplotní inverze.

Mechanismus vzniku teplotní inverze může být několikerý. Běžným jevem, se kterým se setkáváme, je vznik teplotní inverze díky vyzařování tepla zemským povrchem, které není po západu slunce rekompenzováno slunečním zářením. Dochází tedy k postupnému ochlazování zemského povrchu a následnému ochlazování spodních vrstev atmosféry. Jejich teplota je pak nižší, než teplota vrstev položených výše. Tento mechanizmus vzniku inverze se tvoří při klidných bezoblačných nocích. Stejný jev však může vznikat nejen v přízemních vrstvách atmosféry, ale i ve vyšších hladinách s tím, že povrchem vyzařujícím teplo není zem, ale horní hranice oblačnosti či mlhy. Jiným mechanizmem vzniku teplotních inverzí je klesání ("sedání") vzduchových hmot v oblasti vysokého tlaku vzduchu. Tehdy vlivem rostoucího tlaku dochází k růstu teploty stlačované vzduchové hmoty, přičemž klesající vrstvy zpravidla nedosahují zemského povrchu, ale jsou zadržovány v určité výšce nad zemí spodními vrstvami atmosféry - klesající vrstvy vzduchu jsou tak nuceny se horizontálně "rozlévat". Dalším mechanismem vzniku teplotní inverze je nasunutí teplého vzduchu nad chladnější vzduchovou hmotu, přičemž obě vzduchové hmoty jsou odděleny tenkou přechodovou vrstvou - frontální plochou, mající charakter inverze. Snad jen pro zajímavost si ještě připomeňme vznik inverze v hlubokých horských údolích. Jde opět o princip ochlazování vzduchových hmot vyzařováním zemského povrchu. Ochlazený (studený) vzduch klesá po svazích do údolí, kde se začíná hromadit. Tyto inverze ale mají pro nás spíše význam turistický (přespávat na dně sevřeného horského údolí není zrovna optimální volba), než radioamatérský. Na závěr tohoto odstavce si snad připomeňme, že jednotlivé popsané mechanismy vzniku teplotních inverzí nemusí vždy existovat pouze samostatně, ale dochází také k jejich kombinacím, stejně jako v daném okamžiku nemusí vzniknout jen jediná inverzní vrstva. Také si řekněme, že inverzní vrstvy brání rozvoji vertikálních výstupních proudů a díky tomuto jevu se v nich hromadí veliké množství prachu, nečistot a drobných částeček, což nám občas připomenou varovná hlášení o překročení imisních limitů v dané lokalitě.

Kdy můžeme očekávat vhodné podmínky pro vznik teplotní inverze? Jak už jsme řekli, zpravidla během podzimních, případně zimních měsíců. Je tomu tak proto, že v tomto období se často dostává naše území pod vliv oblasti vysokého tlaku vzduchu, přičemž tyto tlakové útvary jsou často velice stabilní, zvolna se pohybující  k jihovýchodu vytváří podmínky vhodné pro vznik rozsáhlých teplotních inverzí. Situace, která by nás tedy měla naladit očekáváním zlepšených tropo podmínek je přechodné ochlazení a vznik silných větrů prouděním v týlu poslední cyklóny ze série cyklón, které určovaly nevalné počasí v uplynulých dnech. Nad naše území se postupně nasouvá výběžek vyššího tlaku vzduchu. Řídící anticyklóna (oblast vysokého tlaku vzduchu) se pohybuje někde nad Karpatami a po její zadní straně k nám začíná ve vyšších hladinách atmosféry proudit teplý vzduch od jihu. Počasí nabývá inverzní charakter, na horách slunečno, v údolích a nižších nadmořských výškách mlhavo a sychravo. Vítr velice slabý, nebo klidno. Za těchto povětrnostních podmínek je vhodné mít zabaleno k případné výpravě na kopec a hlavně průběžně monitorovat dění na pásmu.

Vraťme se však ještě k naší meteorologii. Aby teplotní inverze byla tou naší DX-ovou inverzí, měla by splňovat ještě jeden faktor. Teplý vzduch v inverzní vrstvě musí být dostatečně suchý. O tom nás informuje teplota rosného bodu. Teplota rosného bodu je teplota, při které dosahuje vzduch stavu nasycení vodní párou. Čím je tato teplota nižší, tím je vzduch sušší. Je-li teplota vzduchu rovna teplotě rosného bodu, dochází ke kondenzaci. Představme si průřez vertikálním profilem atmosféry s inverzní vrstvou - dole bude vrstva studeného a vlhkého vzduchu, nad ním vrstva teplého a suchého vzduchu. Jinak řečeno, dole prostředí s vyšší hustotou, nahoře s hustotou nižší. A jsme u našeho fenoménu - lomu či odrazu rádiových vln, obdobně jako se lomí třeba světelné paprsky průchodem z prostředí hustšího do řidšího. Náš signál šířící se atmosférou šikmo vzhůru postupuje do opticky stále řidšího prostředí a v důsledku lomu se zakřivuje od kolmice, to jest ve smyslu odpovídajícím zakřivení zemského povrchu. Díky tomuto jevu můžeme během teplotních inverzí navazovat spojení na vzdálenost stovek kilometrů, mnohdy hodně nad 1000 km. Signály při tom mohou dosahovat vysokých úrovní a pracovat s protistanicí na vzdálenost třeba 1000 km, která u nás "duní" poctivých S 9, nemusí být až tak nic neobvyklého. Pokud však do průběhu inverzní vrstvy zasahují terénní překážky - například pásmo pohraničních hor, dochází ke značné redukci síly signálu, či úplnému znemožnění komunikace daným směrem. Zde hodně záleží na výšce a průběhu inverzní vrstvy. Registrujeme-li inverzní vrstvu v atmosféře pak platí, že čím je inverzní vrstva mohutnější, čím vyšší rozdíl teplot registrujeme, tím lépe. Stejně to platí o průběhu rosného bodu. Inverzní průběh teplot totiž ještě nemusí sám o sobě, z rádiového hlediska, znamenat nic mimořádného, není-li v inverzní vrstvě vzduch dostatečně suchý. Například ještě ve 12:00 UTC dne 21. 10. 2001, přetrvávala nad Prahou významná teplotní inverze (7 st. C), však díky předchozímu poklesu teploty v inverzní vrstvě a postupnému mísení vzduchových vrstev došlo k vzrůstu teploty rosného bodu. Teplotní inverze sice stále přetrvávala, ale již neobsahovala suchou vzduchovou hmotu, předchozí DX podmínky byly pryč. Jinak dodejme, že s fenoménem teplotních inverzí se mnohdy setkáváme při zlepšených podmínkách šíření na VKV k ránu, po klidné a jasné noci aniž bychom si to mnohdy uvědomovali.

Využitelnost a technické předpoklady

Speciální požadavky na naše zařízení nejsou, i při průměrném vybavení dosáhneme zajímavých výsledků. Síla signálů je velká, lze pracovat i s menšími výkony. Mimořádných podmínek šíření v troposféře s výhodou využijeme v celém spektru VHF, UHF či SHF pásem. Budeme-li uvažovat o pásmu 144 MHz jako o pásmu referenčním, pak na 432 MHz často dosáhneme stejných nebo i lepších výsledků. Je to dáno tím, že u větších vzdáleností se na šíření rádiového signálu mnohdy podílejí jakési troposférické vlnovodé kanály (ducty) v inverzní vrstvě. Pro vyšší kmitočty přitom stačí menší rozměr tohoto "troposférického" vlnovodu aby úspěšně odrážel a šířil náš signál. Ideální situace nastává, nachází-li se naše stanoviště právě v průsvitu tohoto vlnovodu. Tehdy dosahujeme těch nejlepších výsledků. Pokud se však do jeho průsvitu nedostaneme, pokud není nadmořská výška našeho stanoviště (vzhledem k inverzní vrstvě) optimální, neznamená to nutně konec nadějí, ale počítejme s tím, že síla signálů poklesne o desítky dB a řada stanic pro nás zůstane nedostupných - neuslyšíme je. Tedy pro optimální využití tohoto způsobu šíření je vhodné zamyslet se nad volbou QTH a jeho nadmořské výšky.

Meteor Scatter - MS

Velice zajímavým i když poněkud náročnějším druhem DX provozu na VHF pásmech je využívání odrazu od ionizovaných stop meteorů - provoz Meteor Scatter (MS). Naše Země potkává denně při své pouti vesmírem nespočet tzv. sporadických meteorů, které mají různé dráhy, rychlost a pochopitelně i velikost. Některé nás míjí, některé se však dostanou do naší atmosféry a tam v horních vrstvách shoří. Jsou-li však dostatečně velké, mohou dosáhnout i povrchu Země. Vstoupí-li meteor do vrchních vrstev atmosféry, počne ve výšce 100 až 150 km ztrácet svoji značnou kinetickou energii. Velká část energie je uvolněna ve formě tepla, zlomek energie se uvolní jako světlo a ještě menší zlomek má na svědomí ionizaci meteorické stopy.

Ionizované stopy meteorů jsou za určitých okolností tím pravým médiem pro odraz našeho VHF signálu. Zjednodušeně řečeno, čím je meteor větší, tím větší ionizovanou stopu zanechá, čím je vyšší ionizace stopy, tím lepší podmínky pro odraz. Ionizovaná meteorická stopa však nemá dlouhého trvání, rychle expanduje do okolního prostoru, koncentrace iontů klesá a tyto rychle rekombinují. Z výše uvedeného vyplývá, že musíme učinit taková opatření, abychom mohly využít velice krátkého trvání ionizované stopy k výměně informací.

Vzhledem k trvání ionizované stopy v řádu milisekund až sekund, je nutné zrychlit výměnu informací. To se provádí často telegrafním provozem s vysokou rychlostí klíčování, zpravidla 1000 až 4000 LPM. Čím vyšší rychlost klíčování, tím vyšší naděje, že přeneseme kompletní informaci. Na druhou stranu musíme být schopni tyto rychlosti spolehlivě číst. Nyní zpět k sporadickým meteorům. Jak už jsme řekli, tyto meteory poletují v různých drahách a abychom mohli maximálně využít vytvořené ionizované stopy, musí tato procházet kolmo ke spojnici korespondujících stanic. Přitom jen zlomek meteorů zajistí dostatečně ionizovanou stopu, jen zlomek z tohoto zlomku prolétne tím správným směrem. Abychom tedy mohli vůbec komunikovat, zavedl se jednotný protokol provozu odrazem od meteorických stop. Chceme-li využívat sporadických meteorů ke spojení, pamatujme, že nejlepší komunikační okno představuje v ČR časový úsek zhruba od 04:00 do 08:00 UTC, kdy je četnost sporadických meteorů nejvyšší (přesněji řečeno, maximum kulminuje kolem šesté hodiny raní místního času).

Naštěstí nejsme odkázáni pouze na sporadické meteory, kdy počet odrazů je limitován jejich omezeným počtem. Během roku křižuje Země několikrát dráhy tzv. meteorických rojů. Jsou to shluky meteorů pohybujících se ve stejné dráze, stejným směrem. Výskyt takového meteorického roje mnohonásobně zvyšuje možnost úspěšného navázání spojení. Do atmosféry vlétají celé spršky meteorů, vzniká řada ionizovaných stop. V silných rojích, v maximu jejich činnosti, se tak objevují komunikační okna trvající i několik minut. To už pak není situace vhodná pouze pro rychlou telegrafii, ale také pro provoz SSB. Meteorické roje mají svá jména, takže se hovoří o Perseidách, Geminidách, Lyridách, Leonidách atd. Pokud Vám jejich názvy připomínají názvy některých souhvězdí, pak to není náhoda. Každý meteorický roj na obloze jako by vylétá ze zdánlivého bodu, který se, například v případě Leonid, kryje se souhvězdím Lva (Leo), odtud tedy pojmenování roje Leonidy.

Pro optimální využití možností daného roje je nutné, aby meteory měly tu správnou polohu. Směr pohybu meteorů by měl být přibližně kolmý ke spojnici korespondujících stanic a zdánlivý bod na obloze, odkud jako by meteory vylétají má být asi 30 až 60 stupňů (tzv. radiant). Neprotíná-li dráha meteoru kolmo spojnici korespondujících stanic, ale šikmo, musí být k dosažení dobrého odrazu ionizace stopy daleko větší a dále díky rozptylu našeho signálu musíme počítat s vyšším vyzářeným výkonem vysílače. Jinak řečeno, s odklonem dráhy meteoru klesá naše šance navázat a dokončit spojení. Nemusíme však pátrat v paměti co víme o nebeské mechanice. Je několik programů, které nám dokáží vypočítat vhodné komunikační okno pro daný směr při zohlednění dráhy daného meteorického roje.

Shrňme co jsme si již řekli. Odraz umožňuje ionizovaná stopa meteoru, tato trvá jen krátkou dobu a je nutné pracovat kolmo k pohybu meteorů. Nyní něco o zásadách provozu. Abychom se mohli vůbec nějak domluvit, neboť nemůžeme předpokládat v jakém časovém okamžiku k odrazu dojde, bylo přijato určité časové schéma. V takzvané první periodě (to jest v každé liché relaci) vysílají stanice směrem k severu nebo západu, ve druhé periodě pak stanice směrem k jihu nebo východu. Délka periody závisí na použitém druhu provozu. Při telegrafii se obvykle volí 2,5 minuty, při SSB 1 minuta, při WSJT pak půl minuty. Nutno však poznamenat, že v maximu silných rojů, kdy jsou odrazy dlouhé, se navazují SSB spojení téměř klasicky, bez ohledu na periody. Jen je vše nutno stihnout v krátkém časovém úseku - CQ, zavolání, výměna značek a reportů, potvrzení spojení. Při MS provozu se předávají jen nezbytně nutné informace - tou jsou značka a report. Report je tvořen jinak než klasický systém RST. Skládá se vždy ze dvou číslic. První číslice udává délku nejdelšího odrazu, druhá číslice pak sílu odraženého signálu. POZOR - jednou vyslaný report již neměníme, i kdyby došlo ke změně síly signálu či přicházejí odrazy jiné - ať už delší či kratší. Typickým MS reportem je 26 či 27. Krátký odraz, který nenese informaci (nelze jej rozluštit, je příliš krátký, nebo slabý) nazýváme PING, odraz, který nese informaci je BURST. Pokud někdo uvede o spojení 12p a 8b, znamená to, že registroval 12 pingů a 8 burstů. Důležitou součástí každého MS spojení je příjem záverečných "R", kterými se potvrzuje příjem kompletních informací.

Report při MS spojení
Délka odrazu
První číslice
Síla odrazu
Druhá číslice
do 5 s 2 S1 až S3 6
5 až 20 s 3 S4 až S5 7
20 až 120 s 4 S6 až S7 8
nad 120 s 5 S8 a více 9

Při provozu MS je obvyklé si spojení předem domluvit (paket, E-mail, telefon, EU-VHF Net) a dohodnout veškeré jeho parametry. Neměli bychom zapomenout na datum, čas zahájení pokusu, čas ukončení pokusu, dohodnutý kmitočet, dohodnutou rychlost, kdo bude vysílat v první periodě a začne CQ, kdo bude vysílat ve druhé periodě, lokátory, případně dohodnutý mód a popis zařízení. Pro předem nedomluvená spojení existuje několik tzv. RANDOM kmitočtů, kde bývá hodně živo zejména v obdobích maxim meteorických rojů. Pro telegrafii je to v pásmu 2 metrů kmitočet 144.100 až 144.110 MHz, pro SSB pak 144.200 až 144.210 MHz. Dalším CW volacím kmitočtem je 144.145 až 144.150 MHz, často se rovněž pracuje SSB na klasickém volacím kmitočtu 144.300 MHz a pracuje se také kolem 144.400 MHz. Na uvedených frekvencích bývá v maximech meteorických rojů celkem velká tlačenice a tak stanice pracující MS najdeme často i v širších kmitočtových úsecích (například 144.190 až 144.220 MHz). Než se však pustíte do provozu Meteor Scatter, seznamte se důkladně s provozními zásadami. V maximu několika rojů poslouchejte na random kmitočtech jak jednotlivá spojení probíhají. Bezhlavé volání, stejně jako porušování provozních pravidel nám nejen nepřinese kýžený výsledek, ale mnohdy zkomplikujeme práci ostatním stanicím.

Využitelnost a technické předpoklady

DX MS provoz vyžaduje poněkud nestandardní postupy a zvláštní vybavení. Pro vážnější práci bychom si měli pořídit některý z programů pro výpočet optimálního komunikačního okna, dále software pro klíčování, příjem a čtení rychlých telegrafních signálů (počítač se zvukovou kartou nutností). Pochopitelně musíme vyrobit malý interface k propojení počítače s transcieverem. Máte-li v pásmu 2 metrů 100 W výkonu a třeba 9 el. Yagi s nízkošumovým předzesilovačem, můžete se klidně pustit do MS. Ovládání antény v elevaci není nezbytností, ale výhodou.

Doporučená elevace a offset antény
Překlenutá vzdálenost
Elevace
Offset
600 km 150 180
800 km 110 150
1000 km 8 0 130
1200 km 6 0 110
1800 km 2 0 100
2500 km 0 0 8 0

Z tabulky vyplývá, že používáme-li jednoduchou anténu Yagi s délkou do cca 3 lambda, nemusíme si s elevací příliš lámat hlavu, neboť její vyzařovací úhel pro pokles o 3 dB bude vždy větší než 30 stupňů (čím kratší anténa, čím menší zisk, tím širší vyzařovací úhel - jinak řečeno, čím máme lepší anténu, či sestavu antén, tím více nás bude zajímat ovládání v elevaci). Sloupec označený "Offset" představuje odchylku v azimutu od přímého směru k protistanici pro nejlepší signál. Uvádím jej pro zajímavost, neboť v praxi (pro většinu běžných antén) vyhoví bez problémů směrování přímo na protistanici. Síla DX signálů je při MS spíše malá až střední, využitelnost MS pro VHF DX spojení je v pásmech 6 m, 2 m a 70 cm, přičemž 50 MHz dává lepší výsledky (zde stačí i 20 W a 4 el. Yagi) než pásmo 144 MHz. Odrazy jsou v průměru delší a častější, naopak v pásmu 432 MHz je MS provoz otázkou větších vyzářených výkonů (řekněme 500 W a 20 el. Yagi s nízkošumovým předzesilovačem), síla signálů je nižší, odrazy jsou kratší a je jich daleko méně než na 2 metrech. Obvyklá rychlost klíčování při telegrafním provozu je 2000 LPM (při použití nf klíčovače), při klasické CW zpravidla 1000 LPM.

Zajímavou možností využití i krátkých MS odrazů je provoz WSJT (Weak-Signal-Joe-Taylor). Autorem je Joe Taylor, K1JT. Jedná se o systém, který využívá FSK modulaci, přičemž každý vysílaný znak je nahrazen trojicí po sobě následujících přesně definovaných tónů (882, 1323, 1764 a 2205 Hz). WSJT díky svým vlastnostem umožňuje využívat i velice krátké odrazy, které bychom v režimu HSCW zpravidla označili za pingy. K přenesení informace přitom stačí i velice slabý odraz (síla signálu prakticky na hranici šumu). Příslušný software umožňuje kódování vysílaného textu a následné dekódování přijatých signálů, přičemž dekódované znaky vypisuje na monitor počítače. Na rozdíl od HSCW není tedy nutná znalost telegrafie. Provoz WSJT v pásmu 2 metrů se odehrává okolo WSJT random kmitočtu 144.370 MHz.

MS - organizace spojení

Při provozu MS je dodržován určitý řád a spojení je vedeno dle určitého schématu. Důležité je dodržovat obvyklé periody při random MS spojení, nebo periody na kterých jsme se dohodli při domluvených spojeních. Předesílám, že přesný čas (na sekundy) je při MS naprostou nezbytností. Spojení se kompletuje z několika relací tak, abychom vždy přijali značky obou stanic (naší a protistanice), report a závěrečné potvrzení. Jedině tak je spojení kompletní (C - Complete), v opačném případě je nekompletní (NC - Not Complete).

Průběh MS QSO provozem HSCW (příklad)

Perioda/časRelace SM5... Relace OK1DKZ
1./00.00 - 02:30 poslouchá SM5... OK1DKZ
2./02:30 - 05:00 OK1DKZ SM5... poslouchá
1./05:00 - 07:30 poslouchá SM5... OK1DKZ 26 26
2./07:30 - 10:00 OK1DKZ SM5... R27 R27 poslouchá
1./10:00 - 12:30 poslouchá SM5... OK1DKZ 26 26
2./12:30 - 15:00 OK1DKZ SM5... R27 R27 poslouchá
1./15:00 - 17:30 poslouchá OK1DKZ RRRRRRRR
2./17:30 - 20:00 SM5... RRRRRRRR poslouchá
1./20:00 - 22:30 poslouchá 73
2./22:30 - 25:00 73 poslouchá
1./25:00 - 27:30 poslouchá 73

Čas 00:00 - v první periodě OK1DKZ volá stanici, se kterou má dohodnuté spojení. Protože se jednalo o stanici ze severu, vysílá dle dohody v první periodě. Vysílá podle obvyklého schématu - jeho značka, moje značka a to po celou dobu své relace, stále dokola. Čas 02:30 - vysílá protistanice. V této relaci OK1DKZ zachytil zřetelně obě značky, ale protistanice nedává report, proto v první relaci OK1DKZ zřejmě neslyšela. Čas 05:00 - protože OK1DKZ přijal obě značky, vysílá report. Schéma - jeho značka, moje značka, 2 x report po celou dobu relace. Čas 07:30 - protistanice vysílá obě značky a report, který je uveden písmenkem "R". Znamená to, že protistanice přijala obě značky a kompletní report. Písmenkem R tuto skutečnost potvrzuje. OK1DKZ v této relaci nepřijal nic. Čas 10:00 - protože OK1DKZ nic nepřijal, opakuje vysílání reportu ve stejném schématu jako ve své předchozí relaci (viz 05:00). Čas 12:30 - protistanice opakuje svůj report s potvrzením, že má vše přijato (buď přijala opakování reportu bez potvrzovacího "R", nebo neslyšela nic). Čas 15:00 - OK1DKZ přijal obě značky a report včetně potvrzovacího "R", vysílá tedy už jen potvrzení spojení ve schématu - moje značka následovaná RRRRRRRR, opět v průběhu celé relace. Čas 17:30 - protistanice přijala alespoň dvě potvrzovací "R", neboť stejným způsobem jako OK1DKZ potvrzuje celé spojení. Čas 20:00 - OK1DKZ vysílá řadu 73, v předchozí relaci slyšel vysílání potvrzovacích "R", spojení je kompletní. Čas 22:30 - protistanice vysílá rovněž 73. Čas 25:00 - OK1DKZ opakovaně vysílá 73, spojení je ukončeno.

Schéma spojení vychází z doporučení M/T 28 VHF komise Reg. 1 IARU - Meteor Scatter QSO Procedure. Při MS provozu jsou tedy spojení kompletována postupně z více útržkovitých relací. Záleží zde na četnosti a mohutnosti odrazů jak rychle a v kolika relacích se spojení podaří (případně nepodaří) dokončit. Při spojeních MS nepoužíváme postupy obvyklé při normálním provozu, mezi značkami nevysíláme písmenka DE, ani žádné zdvořilostní fráze a pozdravy. Dle citovaného dokumentu si ještě zopakujme, kdy je spojení kompletní. Aby bylo možno prohlásit spojení za kompletní, musí obě protistanice přijmout obě volací značky, report a alespoň 2 potvrzovací "R".

Průběh MS QSO provozem SSB (příklad)

Relace SM5... Relace OK1DKZ
CQ MS SM5... Break poslouchá
poslouchá SM5... OK1DKZ Break
OK1DKZ SM5... 27 27 Break poslouchá
poslouchá OK1DKZ Roger27 Roger27 Break
Roger Roger SM5... Break poslouchá
poslouchá Roger Roger OK1DKZ Break

Při fonickém (SSB) provozu se postupuje prakticky obdobně jako při provozu telegrafním. Místo hláskovací abecedy se pro zrychlení často pouze "speluje", takže místo "oskar kilo" vysíláme "ou kej", potvrzovací "R" vyslovujeme zřetelně "Roger" a vysílání přerušujeme (zakončujeme) prostě slovem "Break", případně odklíčováním "Roger beepu". I o SSB spojení platí stejný princip posouzení kompletnosti spojení jako u spojení telegrafního. Bedlivě a pečlivě poslouchejte, ať z útržků spojení jiných stanic nezkompletujete omylem spojení vlastní.

Průběh MS QSO provozem WSJT

Při provozu WSJT platí stejné provozní schéma jako při provozu HSCW. Rozdíl je prakticky pouze v tom, že při WSJT se používají kratší periody - standardně půl minuty, signály neposloucháme, ale vyhodnocujeme ze záznamu na monitoru počítače. Jinak zde platí stejné zásady o kompletnosti spojení jako při spojení HSCW či SSB.

Přehled vybraných meteorických rojů

Název
Aktivní
Termín maxima Šířka Odrazů
Quadrantidy od 31. 12. do 05. 01. 03. 01. 0,4 120
Lyridy od 18. 04. do 24. 04. 22. 04. 0,8 proměnlivé
Perseidy od 19. 07. do 23. 08. 12. 08. 1,8 90
Orionidy od 17. 10. do 26. 10. 22. 10. 3,0 25
Leonidy od 11. 11. do 20. 11. 18. 11. proměnlivé proměnlivé
Geminidy od 04. 12. do 17. 12. 13. 12. 1,5 110

Datum a čas maxima se mění - údaje v tabulce jsou pro rok 2001. Šířka v tabulce udává dobu, po kterou je aktivita roje vyšší než 50% aktivity maximální. Čím vyšší číslo, tím plošší vrchol nejvyšší aktivity roje. Například maximum Quadrantid trvá velice krátce a komunikační okno je omezeno na několik málo hodin. Rovněž údaje o počtu odrazů nejsou stálé, ale rok od roku se mění. Je dobré si ověřit předpokládané datum a čas maxima jednotlivého roje. Počátek příchodu roje se projeví nepatrným zvýšením počtu odrazů, aby jejich počet náhle prudce stoupl v maximu. Po průletu Země maximem počet odrazů strmě klesá, roj je pryč.

Na závěr několik pojmů. Slovem meteor označujeme jev, který vzniká průnikem úlomku meziplanetární hmoty do horních vrstev atmosféry. Třením se tento úlomek brzdí, zahřívá a ionizuje okolní atmosféru. Vzniká charakteristický světelný jev. Úlomek se zpravidla rozpadne, rozpráší a vypaří. Pokud díky velkým rozměrům či nižší průnikové rychlosti úlomek dopadne na Zemský povrch, jedná se o meteorit. Velmi jasný meteor se nazývá bolid. Obvykle je jasnější než objekty s hvězdnou velikostí -4 mag. Shluk meteorů mající stejnou dráhu nazýváme meteorickým rojem.

Sporadická vrstva E

Fyzikální podstata sporadické vrstvy E není plně objasněna. Pravděpodobně se jedná o spolupůsobení magnetického pole Země a slunečního větru. Předpokládá se, že za určitých okolností dochází ke koncentraci nabitých částic do jakýchsi mraků, tvořených ionty kovů, které jsou odděleny vrstvičkou slabě ionizovaného plynu. Sporadická vrstva E se tvoří ve výšce "obvyklé" ionosférické vrstvy E, to jest ve výškách mezi 90 až 140 km. Ať už je princip vzniku sporadické vrstvy E jakýkoliv, umožňuje nám relativně snadno překonávat v pásmu VHF kmitočtů mimořádné vzdálenosti a zpravidla díky sporadické vrstvě E navazujeme svá vůbec nejdelší spojení.

Jak už z názvu sporadické vrstvy E (Es) vyplývá, nejedná se o stálý útvar naší ionosféry, ale o útvar, který se vyskytuje zcela nahodile, zpravidla v období od května do srpna. Jakákoliv možnost předpovědi výskytu vrstvy Es je prakticky nulová. Vraťme se však k jejímu popisu. Kritický kmitočet vrstvy může přesáhnout i 30 MHz a při nízkých elevačních úhlech pak spolehlivě zajišťuje odraz elektromagnetických vln o vysokém kmitočtu (nad 100 MHz). Důležitým faktorem je právě kritický kmitočet a vzdálenost korespondujících stanic. Paradoxně se nám podaří v pásmu 2 metrů spíše spojení na vzdálenost 1800 km, než na vzdálenost, řekněme, 900 km. Je to dáno tím, že vzhledem k výšce vrstvy Es nad zemí, je pro překlenutí kratších vzdáleností nutný vyšší elevační úhel, pod kterým je signál vyzářen a tím také musí být vyšší její kritický kmitočet. Například při výšce vrstvy 100 km nad povrchem Země a vzdálenosti korespondujících stanic 2000 km, dosahuje náš signál vrstvu Es pod velice nízkým elevačním úhlem cca 1 stupeň a kritický kmitočet (MUF) vrstvy Es by měl být někde kolem 25 MHz aby došlo k odrazu. Pokud bychom však chtěli navázat spojení na vzdálenost 1000 km, musíme dopravit náš signál k místu odrazu pod daleko vyšším elevačním úhlem a MUF by tedy musel dosahovat někam k 36 MHz. Jinak řečeno - čím bude pracovní frekvence nižší, tím úspěšněji můžeme využít vrstvu Es i na kratší vzdálenosti. Z uvedeného také vyplývá, že pro ta nejdelší spojení musíme mít volný obzor, abychom mohly právě využít nízkých vyzařovacích úhlů našich antén a chopili se DX možností, jakých nám výskyt Es nabízí.

Nadmořská výška při spojení prostřednictvím sporadické vrstvy E nehraje až takovou roli. Daleko důležitější je fakt volného a nízkého obzoru. Pod čím nižším úhlem se nám bude jevit, tím lépe. Pokud však nebydlíte ve zcela ideálním QTH, nemusíte vždy zoufat. Pokud během Es slyšíte DX, rozhodně zkuste zavolat. Ionizace vrstvy Es a její kritický kmitočet občas dosahují vysokých hodnot, útlum je relativně malý a dají se tak někdy navázat spojení i do směrů, kam by to díky blízkým překážkám nemělo jít. Sám jsem se 100 W výkonu pracoval například s CN2DX (IM63) na vzdálenost 2524 km navzdory blízkému převýšení tímto směrem. Jak už ale bylo řečeno, pro úspěšnou práci a maximální využití Es bychom měli mít ničím nezakryté stanoviště s co nejnižším obzorem. Zajímavým, ale ne zcela běžným jevem je opakovaný odraz způsobený dvěma oblastmi Es ležících za sebou na trase korespondujících stanic. Překlenutá vzdálenost pak vysoko přesahuje 3000 km (při dvojnásobném odrazu lze odvodit maximální dosah signálu na vzdálenost cca 5000 km).

Využitelnost a technické předpoklady

DX provoz s využitím vrstvy Es nevyžaduje žádné zvláštní vybavení. Dokonce i s nízkým výkonem a spíše podprůměrným vybavením můžeme navázat opravdová DX spojení. Máte-li třeba jen 10 W výkonu a 4 el. Yagi, nebudete zcela bez šancí. Důležité je obrnit se trpělivostí a mít také trochu štěstí, neboť v prvním kole se budou dovolávat spíše QRO stanice a díky "plechovému nebi" může daný DX zažívat opravdový Pile-Up. Síla DX signálů je při výskytu Es mimořádná. Při nižším kritickém kmitočtu či vyšších elevačních úhlech, však může docházet k rozptylu vysílaného signálu a pouze k jakémusi částečnému odrazu - síla signálu je mnohem nižší, DX-y jsou slabé, QRO vybavení je pak velkou výhodou (stejně tak lze předpokládat slabé signály v okrajových oblastech teoretického dosahu). Využitelnost sporadické vrstvy E pro VHF DX spojení je v pásmech 6 a 2 metrů, přičemž na 50 MHz je výskyt Es významně častější, podmínky trvají zpravidla mnohem déle, kdežto na 144 MHz je využitelných Es pouze několik za sezónu a délka jejího trvání bývá od několika málo minut do několika hodin.

Polární záře - Aurora

Od Slunce k nám nepřetržitě plyne proud nabitých částic - plazmy (tvořený převážně elektrony, protony, v menší míře částicemi alfa). Částice jsou zachytávány magnetickým polem Země a takto zachycené částice se pak pohybují po složitých spirálovitých drahách uvnitř radiačních pásů Země. Dojde-li k zvýšení sluneční aktivity, hustota plazmy a energie částic vzrůstá a během slunečních erupcí sebou proudy nabitých částic přinášejí rovněž silná magnetická pole. Částice plazmy se srážejí s neutrálními atomy atmosféry, kterým předávají svou energii. Při srážkách se uvolňují kvanta energie - dochází k ionizaci. Průnik proudu částic do atmosféry narušuje magnetické pole Země a při jejich dostatečné energii dochází k magnetickým bouřím - vzniká polární záře. Nejsilnější magnetické bouře a polární záře vznikají v blízkosti magnetických pólů Země podél tzv. aurorálních oválů. Při klidné magnetosféře dosahují tyto aurorální ovály na osvětlené straně Země přibližně 80. rovnoběžky, na neosvětlené pak rovnoběžky 70. Při magnetických bouřích pak dochází k posunu (rozšíření) aurorálních oválů do nižších šířek, které mohou dosáhnout i daleko za 50. rovnoběžku. Velikost posuvu je značně závislá na polaritě podélné složky meziplanetárního magnetického pole. Při směru od Slunce k posuvu nedochází, rozměr oválu je menší a jevy jsou spíše optické. Naopak při směru ke slunci se aurorální ovál rozšíří na sever i na jih a podstatně vzroste výskyt nehomogenit. A právě na těchto nehomogenitách dochází k rozptylu (odrazu) elektromagnetických vln. Můžeme očekávat rádiovou auroru.

Nejlépe se v auroře rozptylují kmitočty nižších frekvencí (30, 40 MHz), s rostoucím kmitočtem značně vzrůstá útlum. To je jeden z důvodů, proč se nám daleko snáze pracuje během výskytu polární záře na pásmu 50 MHz než na pásmu 144 MHz a proč jsou zde úspěšnější stanice s velkým vyzářeným výkonem. Velký útlum je totiž nutno kompenzovat dostatečným výkonem vysílače a ziskem anténní soustavy. Nesmí nás rovněž zaskočit, že signály přijímané rozptylem v polární záři jsou silně modulovány tímto jevem. A opět můžeme říci, že efekt je výraznější s rostoucím kmitočtem. Takže signály které zachytíme, budou silně bručet a syčet. Proto předáváme report složený pouze z RS, doplněný o písmenko A (Aurora), neboť předávat kvalitu tónu (T) zde nemá smysl. Samostatnou kapitolou je otázka směrování antén. Antény směrujeme do místa, odkud máme nejsilnější signál. Směrem první volby v naší zeměpisné poloze je sever, po zachycení aurorálního signálu vyhledáme směr optimální (dle přijímané síly signálu). Pamatujme, že optimální směr se během aurory mění (od východu k západu). Jednotlivé stanice zpravidla optimální směr v dané lokalitě uvádějí v DX clusteru (údaj o QTF v komentáři DX spotu). Například v jedné auroře jsem měl okolo 16:00 UTC optimální směr 20 stupňů severovýchodně, okolo 19:00 UTC jsem pracoval již více severněji (5 stupňů) a okolo 22:00 UTC směrem sevrozápadním (330 stupňů).

Využitelnost a technické předpoklady

Jak jsme si již řekli, provoz s využitím rozptylu v polární záři znamená překonat značný útlum, který roste se vzrůstající frekvencí. Proto vyšší výkon je zde jednoznačně výhodou, stejně tak dostatečný zisk antény. Pro vážnější práci a pásmo 2 m uvažujme o výkonu alespoň 100 W do antény řekněme 9 el. Yagi. Síla signálů je v silné auroře střední až velká, ale nehledejte čistý "tropo signál". Uslyšíte signály silně parazitně modulované brumem či šumem (jako by klíčovaný šum v rytmu telegrafie). Využitelnost aurory pro VHF DX spojení je v pásmech 50 - 432 MHz, přičemž na 50 MHz je útlum menší, signály jsou méně poznamenány aurorální parazitní modulací, můžeme to zkusit i SSB, na 144 MHz je útlum větší a dáme přednost pomalé telegrafii. Na 432 MHz už to nejde tak snadno a navázaná spojení s využitím rádiové aurory jsou cenou trofejí.