135kHz帯の電波伝搬



   

結論から言うと、垂直偏波の地表波しか存在できません。


   ・地表波しか存在できない理由は、下図をご覧下さい。
    電界の中点は常に0Vですから、ここ(下図A点)に大地(アース)があると良好に伝播できます(地表波)
   ・電磁波の波長よりも十分遠い、電界が生じないとみなせるところ
    (下図C)にアースがあっても影響はありませんが、
    波長2200mの136kHz帯では、これを実現することは非常に大変です。
   ・下図B点に大地(アース)が来る場合、電圧があるべき点に大地(アース)ができますから、
    磁界→電界の誘導が極めて難しくなります。
   ・水平偏波の場合も同様です。大地という導体に沿って電界を展開することはできませんから、伝播できません。

   しつこいようですが、アース(大地)を帰路とする垂直偏波の地表波のみが通常、使われます。




   

電離層反射波を利用することは困難ですが、地表波は充分遠方まで到達します。


   ・周波数が低いと、地表波の減衰が少なくなります。
   ・また、波長が長いので、大地の曲率に起因する減衰も少なくなります。
   ・このため、ヨーロッパ〜アフリカ のような数千キロの通信も地表波で可能でした。(ただし大電力)
   ・一方、周波数が低くなるので、電離層の反射場所は低くなります。
    水平より下には発射できませんから、ホッピング距離には限度があり、
    すべてがベストな状態での最長ホッピングで700kmぐらい?と推定されます。これは地表波のカバー範囲です。
    このあたりは地表波も無減衰(2次元に広がるための減衰=自由空間損失のみ)の範囲内ですから、
    経路が短い分だけ、確実に地表波の方が強く到達します。
  
   アマチュアスピリットを発揮して、水平偏波やアースレスの伝播を実験してみるのもおもしろいかもしれません。
   ただ、電離層反射波と地表波の到達の違いについては、長波全盛時代にいろいろなデータが得られていますから、
   まずはその頃のデータに触れてみてください。

   でも、面倒だという人のために一例を示しておきます。
  
  太線が150kHzの電波伝搬の実測値です。(電気通信学会 電気通信ハンドブックより引用)
  これを見ても、地表波が無減衰に近い様子で到達しているのがわかります。
  ちなみに、点線で書かれている線が無減衰(2次元に広がるための減衰のみ)の時の値になります。

  さて、このデータを見ると ,最近のDX記録と整合性が取れていない!とお感じになりませんか?
  実は、このデータは陸上のもので、海上ではもっと減衰が少なくなります。
  だいたい、1w&3000kmで0.1μV/mぐらいです。さすがに0.1μV/mの信号は簡単には受かりませんが、
  アンテナ実効長が20m、QRSSによる方式利得が20dBぐらいあれば、見掛け上、1μVを超えるのと同等の
  受信機入力となり、静かな環境であれば充分復調可能な信号になります。
  
  2005年、7月のQST誌によると、ヨーロッパでのだいたい距離記録は2000km弱にあるようで、
  上の表の限界とほぼ一致しています。
  この点、日本は周りが海ですから、DX記録に有利かなとも思われます。
                                      (太字部分 2011/2 追記)

  なお、ほとんどの電磁界シミュレータは、大地を利用した地表波伝搬について、正しいデータを出す事ができません。
  嘘だと思う方は、ラジアルアース80m4本、855kHz 塔体30m 基部絶縁(ベースローディング)という
  データを放り込んでみてください。
  これ、とある公開実験の実測値で50%の能率(利得値で−3dB)となったデータなのですが、
  放射打ち上げ角度0度(水平方向)で、この-3dBが出たシミュレータはありません。
   (周波数が低いので、上方への放射が反射で落ちるなんて事はありえません。必ず0度方向(=水平)を見てください)
  電界強度測定器もきちんと校正されたものを使用した、精度の高い実験です。
  このときは1kmでの電界測定でしたが、似た無線局では100波長を超える遠方電界でも
  同様の実測データが得られています。

  ついでにばらしてしまうと、ほとんどの回路シミュレータは、ミクサについて、正しいデータを出せません。
  (得意不得意があり、これなら大丈夫という決定版もありません)
  シミュレータに頼りすぎないように気をつけましょう!

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