KDY BÝVAJÍ PODMÍNKY [1948]
Jiří Hudec, OK1VW

Posloucháme-li třeba jen krátkou dobu na některém z našich vysokofrekvenčních pásem, uvědomíme si brzy, že mnozí amatéři mají malý, nebo vůbec žádný pojem o prostředcích, kterými se šíří jejich signály ke vzdáleným místům, a přece většina úspěchů v tomto oboru má svůj vztah k přírodním úkazům. Něco málo vědomosti o způsobech šíření elektromagnetických vln a použití postřehu v našem denním pozorování nám může ušetřit spoustu času, zmařených pokusů a zklamání, máme-li zájem, abychom vytěžili co nejvíce z času, který věnujeme práci na 28, 56, 112 Mc/s a p. Je-li amatérská činnost hodna času a peněz, kterých je třeba k vybudování a k provozování moderní vysílací stanice, určitě je hodna trochy studia k stanovení nejlepších cest k využití vhodných chvil, poskytovaných nám přírodními jevy. Naopak k všeobecnému dojmu není nutno, aby člověk byl kombinaci astronoma, meteorologa a matematika zároveň, aby znal svoje odvětví kolem dokola. Nejnutnější se nalezne v amatérských příručkách (Anteny, AVPZ a p.), ostatek poskytne rozumné a systematické pozorováni. V dalším je stručný nástin způsobů, kterými se šíří elektromagnetické vlny v blízkosti a v oblasti v. v. f. přes normální vzdálenosti:

Odrazová vrstva F₂.

Normální dx spojení na 28 Mc/s se dělají odrazem od vrstvy F₂, jejíž hustota ionisace a zároveň schopnost odrážet vysokofrekvenční vlny se mění se sluneční aktivitou. Tato vrstva odráží nejvyšší frekvence na vrcholku jedenáctiročního slunečního cyklu. Maximum uživatelné frekvence (všeobecně tak zv. m. u. f.), se mění s jinými dobře rozeznatelnými cykly, na př. denní, měsíční, sezonní změny a p., vše ve vztahu k podmínkám na slunci a k jeho poloze vzhledem k zemi. F₂ m. u. f. bude nejvyšší, pro daný den, krátce po poledni ve středu uvažované cesty. Otáčení slunce na jeho ose každých 27 dní vysvětluje vrcholky m. u. f., které se opakují v době o něco kratší než jeden měsíc. V severních zeměpisných šířkách jsou vrcholky každé jaro a podzim s obdobím poměrně nízké m. u. f. během léta a s malým vysazením během střední zimy. Na rovníku, nebo v jeho blízkosti jsou podmínky stálé více méně při všech ročních obdobích. V těch létech jedenáctiročního cyklu, kdy m. u. f. je nejvyšší, lze navázat spojení na 28 Mc/s pouze během velmi krátkého období na jaře a na podzim, a dokonce i tehdy může býti několik mrtvých dnů a jiné opět, kdy konec pásma o nižší frekvenci je otevřený, a druhý konec o 2 Mc/s výše, úplně mrtvý. Podmínky, podobné těmto, nastávají na 50 až 60 Mc/s právě v těch létech, kdy m. u. f. v době jedenáctiročního cyklu je nejvyšší. V takovém případě, kdy jeden konec pásma je otevřený a druhý mrtvý, se stává, že při přeladění o 1-2 Mc/s směrem k vyšší frekvenci zaniká možnost oboustranně pracovat, přestože dřívější udání síly signálu bylo velmi dobré. V tomto ohledu je pěti- a šestimetrové pásmo o mnoho citlivější než desetimetrové. Pro roky blízké vrcholku bude desetimetrové pásmo otevřeno prakticky po celý rok a užívaná frekvence bude mít malý vztah k síle signálu; naopak může nastat případ, kdy vyšší kmitočty dávají větší sílu signálu tím, že se m. u. f. posunula hodně k 50 Mc/s, a na 28 Mc/s, tedy z kraje pásma, nastává krácení skoku. M. u. f. stoupá kolem 50 Mc/s v několika prostorech a možnosti pro dx spojení se zvětší, jakmile se vrchol cyklu přiblíží. Dobrým příkladem pro to, kdy m. u. f. je nejvyšší, je rok 1948, a na opak pro vrcholek rok 1937 a další 1947 a možná i 1948, což ukáží teprve budoucí měsíce, ač jarní podmínky byly nevalné, rovněž tak během ostatní doby. Po prvé v historii pěti- a šesti- metrů, podzim 1946, kdy byly zaslechnuty v Evropě zaoceánské stanice, poukázal na veliké dxové možnosti těchto kmitočtů, a je možno, že bude s F₂ dxy možno pracovat ještě asi do roku 1950.

Na rozdíl od níže zmíněného přeskoku vlivem občasné vrstvy E, který může nastati kdykoliv, příhodné chvíle pro F₂ dxy přicházejí v době stanovitelných obdobích a zájemce o dxy na tomto pásmu nemusí dělati mnoho marných pokusů, jestliže má několik spolupracovníků, umístěných na pravých místech. Ví-li, že srpnový vrcholek připadá na 27., dá se předpokládat, že vrcholek pro následující měsíc bude o 27 dní později, tedy 22.-25. září, a že je dobrý čas pro pokusy o dx spojení. Skutečnost, že podmínky jsou při tomto typu šíření předpovídatelné, umožňuje pracovníkům na v. v. f. dohodnouti se se vzdálenými kolegy na vhodných místech o smluvených schůzkách na desetimetrovém pásmu, jakmile se přiblíží k tomu vhodná doba. Jsou-li na jedné straně početné signály harmonické, i základní frekvence mezi 28-60 Mc/s, jest dobře možné, že i posluchač na druhé straně zpozoruje, že m. u. f. se posouvá k 50 Mc/s, a pak podle denního pozorování se dá zjistiti, zda m. u. f. stoupá či klesá, a podle toho volit dobu pro uskutečnění oboustranného spojení.

Dobrým rozpoznávacím znamením, že se jedná skutečně o F přeskok, jsou dxové signály na 28 Mc/s, ač i zde se vzdálenosti mohou krátit, a hlavně o něco níže než 50 Mc/s spousta živých frekvencí, u nichž lze snadno podle značek zjistit dxový původ, a které někdy mají při CW příjmu charakteristické zvonivé zabarvení. Jedná-li se o podmínky pro Severní Ameriku, kmitočty mezi 40 a 50 Mc/s jsou velmi hustě obsazeny dobře seřízenými FM stanicemi. (Kdo by snad neměl dostatečnou praxi v rozpoznáváni FM, tedy: při CW příjmu bez modulace normální tón, s modulací stanice zabírá několikanásobný kmitočtový rozsah, tón zmizí a lze zaznamenat jemně syčivý zvuk). Pracovní podmínky při odrazu o vrstvu F₂ budou zhruba srovnatelné s podmínkami na 28 Mc/s, avšak minimální vzdálenost je o něco delší. Normální vzdálenost při jednonásobném F přeskoku sahá od 4000 do 6000km; při větších vzdálenostech se vždy jedná buď o vícenásobný odraz nebo o kombinace různých typů šíření. Zvětšená hustota ionisace, připočtená k zvětšující se m. u. f. rozhoduje o krácení přeskoku na 28 Mc/s a o všeobecném slábnutí dx signálů. Když deseti metrové pásmo je právě otevřené, přeskok je asi 3000 km nebo více, signály asi z této vzdálenosti jsou velmi silné a spojení mezi kontinenty jsou normální. Stává se však, že i když přeskok je pouhých 1600 km, lze přes moře oboustranně pracovat po většinu dní; dxy prorážejí. Spojení s použitím vrstvy F₂ byla dosud provedena na vzdálenosti od 3500 do 17.000 km. Podle dosavadních výzkumů se usuzuje, že hranice pro práci odrazem od vrstvy F sahá někam do sousedství 70 Mc/s.

Nejlepší podmínky vůbec pro spojení na 50-60 Mc/s mají stanice, které jsou umístěny v pásu asi 20º na obě strany od rovníku kolem celé zeměkoule; bohužel v těchto krajinách dosud pracuje velmi málo stanic. S přibýváním zeměpisné šířky (tedy s postupem směrem k pólům) klesá použitelná frekvence přibližně s 1º asi o 0,8-1 Mc/s. Tedy při podmínkách, jenže velmi těsně při kraji pásma, dvě stanice položené na různých zeměpisných šířkách mohou mít vzhledem k sobě velmi různé podmínky: podobné poznatky platí pro amatéry vzdálené od sebe 50-150 km. Zvláštní připomínka se zde týká Čech a Moravy, a Slovenska, které má jiné možnosti, jednak zeměpisnou polohou, jednak již spíše vnitrozemským podnebím.

Odrazová občasná vrstva E.

1. Odrazové vrstvy, používané pro spojení na větší vzdálenosti na ukv.         Nejnižší představuje troposférický ohyb.

Místní koncentrace ionisace v oblasti E vrstvy často způsobují odraz signálů na 28 a 60 Mc/s. To je onen populární „krátký přeskok“, který umožňuje krásné spojení na obou pásmech mezi 600-2500 km. Vyskytuje se nejčastěji v květnu, červnu a červenci, ale může býti pozorován v kterékoli době; v létech po válce byl dokázán v nějaké době během každého měsíce. Je nejčetnější ve večerních hodinách (18-23 SEČ), ale byl pozorován kdykoliv (u nás též nejobvyklejší výskyt 8, 11-13 a 16 hod. SEČ). Při nynějším stavu našich vědomostí je nemožné na delší období předpovědět, a následkem toho je značně překvapivé ceny.

Někdy však přece je možno předvídat nějakou, poměrně hodně krátkou dobu kupředu. Lze totiž zaznamenat určitou pravidelnost, maxima se vyskytují po určitý čas, na př.: jak dopoledne, tak i navečer, nebo jen navečer, aneb zas jen do poledne a p. a přesto, že třeba po sobě každý den nenavážeme spojení, je možno poslech značně omezit a to jen na dobu, kdy použitelná frekvence je největší. Jsou-li frekvence živé dosti daleko k pěti metrům a blíží-li se stejnoměrně pomalu k amatérskému pásmu, je malá naděje na velmi dobré podmínky, bývají pak jen slyšet slaboučce profesionální stanice a na amatérské menší příkony nedojde; podmínky nepostoupí daleko za 60 Mc/s a opět se vracejí. Zato však bývá-li kolem a pod desetimetrovým pásmem mrtvo po většinu dne, a pak značně náhle začne použitelná frekvence stoupat, a je-li právě příhodná denní doba, dostoupí podmínky v krátké době úžasných maxim, stanice se vyskytují v silách mnoho db nad s9, a je možno oboustranně pracovat s neuvěřitelně malými příkony na velké vzdálenosti. Na poloze ani na anténě nezáleží a poslech je možný i uvnitř budovy na několik dm drátu. Skok se může natolik zkrátit, že lze uskutečnit spojení i s těmi nejbližšími stanicemi za okrajem přímé viditelnosti. Jindy se stane, že se ionisovaná vrstva utvoří jen ve velmi malé prostoře a je výhodná pro spojení jen pro určité, velmi malé stanoviště. S pohybem té vrstvy se dopadové území může změnit. Tu se stane, že jedna ze stanic, třeba jen 30 km vzdálených od sebe má výhodnou polohu, a pro druhou nastane výhodný okamžik teprve za určitý časový interval, třeba 1 hod. Podmínky při občasné E vrstvě bývají značně směrové, a dojde-li během pří hodných chvil ke změně, obvykle stanice z původního směru se ztratí (př. I/G, F/G, G/OZ, G/LA, OZ/OH, SM/OH). Podmínky lze identifikovat nějakou dobu předem dle několika profesionálních stanic. Pro cestu pouze východní bývá mezi deseti metrovým a pětimetrovým pásmem značně prázdno, avšak ojedinělé stanice přicházejí ve velikých silách a je jich několik buď základní, nebo harmonické frekvence mezi 50-60 Mc/s. Pro JV je charakteristický tón (RAC) se stopami modulace asi na 52 Mc/s, na 42 a 46 Mc/s je francouzská televise; pro podmínky specielně pro G bývají velmi silně slyšet letecké majáky mezi 32-42 Mc/s; na 41,25 Mc/s pracuje v Copenhagen FM rozhlas, na 41,6 Mc/s FM rozhlas v Stockholmu.

Na 14 Mc/s bývá při podmínkách na pěti »Evropa«, převážně z toho směru, který se uplatňuje na pěti, a stanice přicházejí v naprosto nenormálních silách. V tu dobu není možno nalézti dxy, a je-li snad ojedinělý na pásmu, neuskutečníme obvykle spojení. Stejně se chová 28 Mc/s, kde slyšíme těž »Evropu«, trvá tam nám známý »krátký přeskok«.

Jakýmsi ohlašovatelem zvýšených možností na 56 Mc/s, několik hodin předem jsou stanice v okolí 15 m, jejich normální vyrovnaná síla začne stoupati a dostavuje se značný, houpavý, naprosto nepravidelný fading, při čemž síla nestejnoměrně vyráží mnoho db nad normál, a myslím, že snad toto jediné může spolehlivě v ranních hodinách upozorniti na dopolední podmínky.

Obvyklá pracovní doba při tomto druhu šíření končívá s 8 hod. SEČ; trvá-li tak dlouho, můžeme pozorovat rovněž již zmíněná dopolední maxima. Jsou-li podmínky pro 56 Mc/s i během noci, usuzuje se na jiný druh ohybu.

Několikanásobný přeskok může nastat, když se ojedinělá E ionisace rozvine rovnoměrně přes veliké prostory a spojení nad 4000 km a více se dělají na 28 a 56 Mc/s při tomto prostředí. Pokud je známo, odrazy tohoto druhu na 112 Mc/s a výše nebyly dosud pozorovány; známá mez k práci s občasnou E vrstvou je někde v sousedství 100 Mc/s.

Polární záře.

V době ionosferických poruch, sdružených se změnami zemského magnetického pole mohou býti elektromagnetické vlny o nižších frekvencích vyhlazeny při absorbci těchto vln v ionosféře. Během takových poruch 28 Mc/s a 56 Mc/s vlny se chovají velice zajímavě a máme příležitost uskutečnit spojení přes neobvyklé vzdálenosti. Magnetické bouře mohou být doprovázeny polárními zářemi (aurora borealis), jestliže porucha nastane v noci a viditelnost je dobrá. Jestliže je úkaz omezen nad severním obzorem, natočení směrovky na středisko polární záře přinese všeobecné zesílení signálů, bez ohledu na skutečný směr k přijímané stanici. Když je úkaz rozestřen do široka, bývá zaznamenáno jen slabé zlepšení s nařízením směrovky na sever. Takové podmínky jsou nejobvyklejší v době maxima slunečních skvrn a v době kolem, když sluneční aktivita je dobře rozestřena po slunečním povrchu, místo aby byla koncentrována v krajině blízko slunečního rovníku.

Signály ovlivněné polární září mají charakteristický, velmi rychlý fading, snad lépe vyjádřený slovem třepot, který činí modulaci na 50-60 Mc/s úplně nesrozumitelnou. Velmi rychlý fading, třepot signálů je jistě většině znám z časných ranních hodin na 14 Mc/s. Jediný vyhovující prostředek pro spojení je použití prosté CW, což bohužel je u nás i v ostatní cizině velmi málo rozšířeno na ultrakrátkých vlnách. CW je totiž jediný, úplně vyhovující prostředek pro pokrokový výzkum šíření u. k. v. přes optickou viditelnost a neobvyklých úkazů a můžeme si jen přáti, aby u nás byl hojně na ukv rozšířen.

Mnoho příhodných chvil pro neobvyklou práci na ukv se ztrácí tím, že nejsou známa připomínající znamení, která jsou v souvislosti se změnou dosahu ukv.

Všeobecné vyhlazení nižších frekvencí, kolísání síly signálů na 28 Mc/s, i neobvyklý fading na 14 Mc/s, tendence severojižní cesty oproti východozápadní, polární záře, některá, nebo všechna tato znamení mají býti popudem k přechodu na v. v. f. a konání pokusů s. použitím CW a anténou obrácenou k severu. Dříve byly pozorovány na 144 Mc/s nepravé ukázky od razů jako při polárních zářích, avšak v nejnovější době při použití pouhé CW se přišlo na to, že opravdu i vlny v okolí 144 Mc/s jsou ovlivňovány polární září.

Ionisace kosmickým prachem.

Pravděpodobně nejméně pozorovaný je prostředek šíření v. v. f. vln, vyplývající z pruhů ionisace, způsobených průchodem meteorů napříč cestou signálů. To může být zpozorováno, když Dopplerův efekt hvízdne na nosné vlně stanice již poslouchané, nebo to může způsobit, že signál je odražen do míst, kde dříve nebyl vůbec slyšen, nebo úroveň signálu dříve velmi slabě slyšeného (nebo vůbec neslyšeného) počne rovnoměrně vzrůstat, a ze svého maxima v témže intervalu klesne v době 30-60 sec, na dřívější úroveň. Tento náhlý vzrůst bývá někdy do provázen velmi značným fadingem, dokonce takovým fadingem, který je při objevení signálu tak rychlý, že ho prostým uchem nelze rozeznat, rychlost rovnoměrně zpomaleně klesá, až při maximální síle jakoby se kolísáni na okamžik zastavilo, a v stejně rovnoměrně zrychleném tempu kolísání, jako z počátku, signál zmizí. Zachycení podobných odrazů vyžaduje ovšem velké pohotovosti operátora a zároveň zde hraje velkou úlohu náhoda, jelikož je nutné, aby poslouchající naladil přijímač na frekvenci, na které pracuje nějaká vzdálená stanice, dříve než nastane vhodný okamžik pro odraz do určitého stanoviště. Pro bližší studium těchto úkazů bylo by vhodné poslouchati za příznivé doby přesně na frekvenci některé stanice o velkém příkonu normálně neslyšené. Situaci ztěžuje okolnost, že příznivých podmínek je málo (jen několikráte do roka), když země přichází do blízkosti velkých rojů meteorů (ku př. Perseidy 12.8.48, Giacobini-Zinnerova kometa 9.10.46) a p. Jednotlivé takové odrazy mají pro navázání amatérského spojení malý význam, jelikož jsou velmi krátkého trvání, avšak jedná-li se o velké pršky meteorů, může nastati náhlá ionisace, jejímž prostřednictvím se dá pracovati na velké vzdálenosti. Signály, tímto způsobem odražené, mají charakter odrazu od občasné vrstvy E anebo polární záře.

Troposférický ohyb.

Ohyb radiových vln nastává, kdykoliv dojde ke změně v refraktivním indexu. To se může stát v jedné ionisované vrstvě ionosféry, jak je shora zmínka, nebo v prostoru mezi dvěma rozdílnými typy vzduchových mas v oblasti zemského povrchu. Šíření ukv tohoto druhu navazuje na snadno rozeznatelné změny a typy počasí. Ku př. teplý, vlhký vzduch od moře může předběhnouti suchý vzduch, který je nad pevninou a vznikne nutné rozhraní pro ohyb. Když se takové pásmo utvoří mezi dvěma stanicemi pracujícími na v. v. f., vzdálenými 100-500 km i více, nastanou vhodné podmínky pro ohyb a signály vystoupí nad normální úroveň. Za ideálních podmínek není téměř ani zeslabení a signály z daleka za horizontem přicházejí v síle srovnatelné se silou místních stanic. Rychlé ochlazování země po horkém letním dnu, se vzduchem ochlazujícím se nahoře mnohem pomaleji, je jiná možnost vzrůstu síly signálu v době kolem západu slunce. Časné ranní hodiny, kdy slunce hřeje vzduch nahoře dříve, než teplota povrchu země začne stoupat, mohou býti často nejlepšími hodinami pro navázání spojení; často v chladném, jasném počasí, kdy barometr je vysoko a vlhkost nízká. Jakékoliv počasí, které produkuje zmíněné pásmo mezi vzduchovými vrstvami, rozdílných teplot a vlhkostí, získává prostředí, při kterém se ukv dostávají za normální vzdálenosti.

Zájemce o ukv se brzy naučí spojovati různé druhy a změny počasí s podmínkami pro šíření těchto vln. Při pozorování teploty, barometrického tlaku, změn tvarů mraků, směru větru, viditelnosti a jiných snadno rozeznatelných úkazů místního počasí, je schopen říci s rozumným stupněm pravděpodobnosti, jaké jsou naděje pro ukv. Změna podmínek je nejmenší na 28 Mc/s. Protože index lomu vzrůstá s frekvencí, pásmo 56 Me/s je již citlivější, a 144 Mc/s může mít signály z velkých vzdálenosti, když nižší frekvence se zdají neaktivní. Nejdelší spojení bylo uskutečněno na tomto pásmu přes 1100 km a věří se, že je možno oboustranně pracovat přes daleko větší vzdálenosti i na vyšších frekvencích.

Rozmanité roztroušené signály.

Je mnoho signálů, které jsou slyšitelné na 14, 28 i 56 Mc/s a jež se nemohou přiřaditi k žádnému se shora uvedených druhů. Sem patří kolísavé signály, slyšitelné v časných hodinách ranních na 28 Mc/s, kdy se pásmo právě otevírá. Nestejnoměrný charakter ukazuje na mnohonásobný odraz. Signály pravidelně zmizí, když se anténa namíří na předpokládané stanoviště stanice, což dává vznik domněnce, jakoby odraz nastával v ostrém úhlu od jednoho nebo více vzdálených bodů. Vysvětluje se to tím, že dříve, než nastane normální odraz, vlny procházejí jednou nebo několika jinými vrstvami, kde nastane rozptyl a pak po odrazu se signály dostanou třeba i do přeslechového pásma.

K takovým i jiným problémům se dostane ten, kdo se začne pokoušeti tříditi signály podle různých druhů odrazu a dospěje k názoru, že je ještě mnoho věcí k určení o šíření vln. Shora je uvedena toliko část známých způsobů, kterými mohou signály pronikat se vzdálených míst. V praxi se vyskytují různé kombinace každého z těchto prostředků, což někdy činí identifikaci nesnadnou.

Krátké vlny str.161 - přepsal OK1TEH