Ионизация атмосферы происходит под влиянием Солнца и космического излучения. Солнечное излучение является основным фактором, влияющим на ионизацию атмосферы, состояние которой зависит от времени суток и года. Атмосфера Земли — это воздушная среда сложного состава, которая вращается вместе с ней (рис. 31.16).

Рис. 31.16. Строение атмосферы и распространение в ней радиоволн

Ионосфера представляет собой слой воздуха входящий в состав атмосферы. Этот слой расположен на высоте от 60 до 1000 км и состоит из нескольких ионизированных слоев, переходящих плавно один в другой. В дневные часы возникает четыре ионизированных слоя: D (высота 60…80 км), Е (100…120 км), F1 (180…200 км) и F2 (250…450 км) (рис. 31.17).

Рис. 31.17. Схема вертикального строения ионосферы

С заходом Солнца ионизация атмосферы прекращается и начинается активный процесс рекомбинации. Наиболее активно этот процесс происходит в нижних слоях атмосферы. Слой D исчезает, а слой F1 уменьшается и сливается со слоем F2. Ночью, в результате произошедших процессов ионосфера состоит из двух слоев Е и F(F1+F2). Днем в ионосфере все процессы протекают в обратную сторону. Этим и объясняется неустойчивость приема пространственных радиоволн. За ионосферой ведутся постоянные наблюдения для составлений радиопрогноза, который позволил бы указать наиболее выгодные, частоты радиоприема на каждый месяц.

Для связи пространственной волной наиболее подходят короткие волны. Устойчивый прием пространственных радиоволн возможен только при правильном выборе рабочей волны применительно к времени суток, года и расстояния до радиостанции.

Тактика поиска DX радиовещательных станций основывается на знании особенностей распространения радиоволн различных диапазонов. Из-за сложности процесса распространения коротких волн не представляется важным простыми методами произвести выбор определенной волны с хорошо работающей дальней станцией. Чтобы ориентироваться в выборе приемлемой волны для поиска DX радиостанции в определенный момент времени следует воспользоваться таблицами и графиками, составленными на основе практических экспериментов. Точность таких информационных материалов вполне достаточна для любительской практики.

Среди DX-систов наибольшей популярностью пользуются короткие волны 10…200 м (частоты 1,5…30 МГц). Большая дальность распространения коротких волн является их главной положительной особенностью. Эти радиоволны подвержены меньшему влиянию атмосферных и промышленных помех, чем длинные и средние радиоволны. Недостатком коротких волн является их непостоянство силы слышимости сигналов на радиоприемник. Это непостоянство выражается так же в наличии зон молчания (мертвых зон) и замираний (федингов). Обычно зона молчания представляет собой кольцо определенной ширины. Границы зоны молчания имеют тенденцию к смещению и ее ширина зависит от времени года (рис. 31.18).

Рис. 31.18. Зависимость ширины зоны молчания от времени года:

_{1. Летний полдень. 2. Летнее утро или летний день ближе к вечеру, а также зимний день. 3. Сумерки летом и зимнее утро или зимний день ближе к вечеру. 4. Летний вечер или зимние сумерки. 5. Летняя ночь и зимний вечер. 6. Зимняя, глубокая ночь.}

На графике (график ширины зон молчания построен английским ученым Эккерслеем) рис. 31.18 под шириной зоны молчания понимается ее внешний радиус, то есть расстояние от передатчика до дальней границы зоны молчания. При построении графиков зона слышимости земной волны не принималась во внимание ввиду ее малости. В табл. 31.6 даны размеры зон молчания в разные часы и месяцы летом и зимой.

Замирания бывают интерференционные и поляризационные. При интерференционном замирании к антенне радиоприемника доходят одновременно, но разными путями волны, излучаемые одной радиостанцией. Так как длины путей волн различны, то в месте приема между ними возникает некоторая разность фаз. Поляризационное затирание проявляется главным образом в искажении приема. Оно возникает в результате воздействия магнитного поля Земли на пространственную волну при ее прохождении через ионизированный слой. Замирание не проявляется одновременно в двух точках, находящихся друг от друга на расстоянии нескольких длин волн. В связи с этим интерференционное замирание можно устранить, если применить 2 или 3 внешние антенны и расположив их на некотором расстоянии (150…300 м) друг от друга. Фидеры, идущие от антенн, подключают к сдвоенному или строенному радиоприемнику, имеющему общий УЗЧ, но отдельные каскады высокой частоты и детекторы для каждой антенны. Для устранения поляризационного замирания также могут быть использованы 2 внешние антенны, одна горизонтальная, а другая вертикальная. При этом антенны подключаются подобно тому как это делается при борьбе с интерференционными замираниями.

Для определения наивыгоднейшей волны приема удаленной радиостанции в зависимости от расстояния до нее, времени суток и года можно воспользоваться известными данными, приведенными в табл. 31.7.

Исходя из долголетних наблюдений, Бюро стандартов США составило графики распространения радиоволн ночью и днем (рис. 31.19, 31.20).

Рис. 31.19. График дальности приема радиоволн ночью:

_{1. Надежный прием круглый год. 2. Надежный прием только летом. 3. Надежный прием только зимой. 4. Ненадежный прием. 5. Случайный прием.}

Рис. 31.20. График дальности приема радиоволн днем:

_{1. Надежный прием круглый год. 2. Надежный прием только летом. 3. Надежный прием только зимой. 4. Ненадежный прием. 5. Случайный прием.}

Графики дальности приема радиоволн соответствуют мощности передающей радиостанции 5 кВт и большой напряженности поля, при которой возможна коммерческая связь. Радиолюбительский слуховой прием может производиться при значительно более слабых сигналах, в связи с этим данные графики пригодны и для ориентировочной оценки дальности приема.

При благоприятных условиях в коротковолновом диапазоне 120…60 м иногда удается принять радиостанции так называемых тропических диапазонов, которые расположены на других континентах. Тропическими называют диапазоны волн 120, 90, 75 и 60 м. Эти диапазоны используются для местного приема в странах с богатой тропической растительностью, повышенной влажностью атмосферы и почвы. Поверхностные волны в таких природных условиях подвержены сильному поглощению и имеют малую дальность распространения. В связи с этим радиоволны тропических диапазонов излучаются антеннами радиостанций вертикально вверх в ионосферу. Радиоволны, отразившись от ионосферы, падают «дождем» на небольшую территорию, что и объясняет использование этих радиоволн для местного радиовещания. Нужно заметить, что короткие волны более высочастотных диапазонов не пригодны для такого рода вещания, так как плохо отражаются от ионосферы. Невзирая на местный характер вещания радиостанций тропических диапазонов в Европейской части России вечером можно поймать станции Азии и бассейна Индийского океана, а ночью — Африканского континента.