Kritická frekvence - Critical frequency - Wikipedia

v telekomunikace, termín kritická frekvence má následující významy:^[1]

v rádiové šíření prostřednictvím ionosféra, omezující frekvence pod nebo pod kterou se vlnová složka odráží a nad kterou proniká ionosférickou vrstvou.
Při téměř svislém dopadu je mezní frekvence, při které nebo pod jejímž dopadem, se vlnová složka odráží a nad kterou proniká ionosférickou vrstvou.

Kritická frekvence se mění s denní dobou, atmosférickými podmínkami a úhlem střelby rádiových vln anténou.

Existence kritické frekvence je výsledkem omezení elektronů, tj., nedostatečnost stávajícího počtu volných elektronů k podpoře odraz na vyšších frekvencích.

v zpracování signálu the kritická frekvence je to také jiný název pro Nyquistova frekvence.

Kritická frekvence je nejvyšší velikost frekvence, nad kterou vlny pronikají do ionosféry a pod kterou se vlny odráží zpět od ionosféry.F_C". Jeho hodnota není pevná a závisí na hustotě elektronů ionosféry."

Rovnice

Kritická frekvence jako funkce elektronové hustoty

Kritickou frekvenci lze vypočítat s hustotou elektronů danou:

${ displaystyle f _ { text {c}} = 9 { sqrt {N _ { text {max}}}}}$

kde N_max je maximální hustota elektronů na m³ a F_C je v Hz.^[2]

Kritická frekvence jako funkce vzorce maximální použitelné frekvence

Kritickou frekvenci lze vypočítat podle:

${ displaystyle f _ { text {c}} = MUF / s theta}$

kde MUF je maximální použitelná frekvence a ${ displaystyle theta}$ je úhel dopadu^[2]

Vztah s plazmatickou frekvencí

Závislost kritické frekvence s ohledem na hustotu elektronů lze vztahovat skrz plazmová oscilace koncept zejména „Studené“ elektrony mechanismus.

${ displaystyle omega _ { mathrm {pe}} = { sqrt { frac {n _ { mathrm {e}} e ^ {2}} {m ^ {*} varepsilon _ {0}}}} , left [ mathrm {rad / s} right]}$

Za použití elektronový náboj ${ displaystyle e = 1,602 cdot 10 ^ {- 19} Coulombs}$ , elektronová hmotnost ${ displaystyle m ^ {*} = 9,10938356 cdot 10 ^ {- 31} kilogramů}$ a permitivita volného prostoru ${ displaystyle epsilon _ {o} = 8,854187817 cdot 10 ^ {- 12} A ^ {2} s ^ {4} m ^ {- 3} kg ^ {- 1}}$ dává,

${ displaystyle omega _ { mathrm {pe}} = 2 pi f = 56,415 { sqrt {n_ {e}}}}$

a řešení pro frekvenci,

${ displaystyle f _ { text {c}} = 8,979 { sqrt {N _ { text {max}}}} přibližně 9 { sqrt {N _ { text {max}}}}}$

Vztah s indexem lomu

The index lomu má vzorec ${ displaystyle n = { frac {c} {v}}}$ který ukazuje závislost v vlnová délka.^[3] Výsledek, že síla způsobená polarizačním polem v ionizovaném plynu s nízkou koncentrací je zrušena účinkem kolizí mezi ionty a elektrony, je obnovena jednoduchým způsobem, který jasně zobrazuje fyzikální základ účinku. Z tohoto důvodu Sellmeyerův vzorec, určuje vztah mezi hustotou elektronového čísla, Na index lomu, n, v ionosféře při zanedbávání srážek.^[4]

${ displaystyle n ^ {2} -1 = { frac {-Ne ^ {2}} { epsilon _ {o} m omega ^ {2}}}}$ .

Používání výchozích hodnot pro elektronový náboj ${ displaystyle e}$ permitivita volného prostoru a hmotnosti elektronů ${ displaystyle epsilon _ {o}}$ a změna úhlové rychlosti ${ displaystyle omega}$ s ohledem na frekvenci ${ displaystyle f}$ toto dává

${ displaystyle n ^ {2} -1 = { frac {3182.607N} {(2 pi f) ^ {2}}}}$

a řešení pro index lomu n,

${ displaystyle n = { sqrt {1 - { frac {80.616N} {f ^ {2}}}}} přibližně { sqrt {1 - { frac {81N} {f ^ {2}}} }}}$

Kritická frekvence a F vrstva ionosféry

Všechny dálkové vysokofrekvenční rádiové komunikace používají vysokofrekvenční vysokofrekvenční signály, které šikmo dopadají na ionosféru. Pokud je vysokofrekvenční frekvence nad kritickou frekvencí, rádiové signály procházejí ionosférou v úhlu místo čelně.^[5]
Kritická frekvence se neustále mění a F vrstva ionosféry je většinou zodpovědná za odraz rádiových vln zpět na Zemi,
Ostatní vrstvy (D) interagují jinými způsoby - absorpcí frekvence a během dne se tvoří vrstvy D a vrstva F se rozdělí na vrstvy F1 a F2.
Kvůli změně ionosféry ve dne i v noci fungují během dne vyšší frekvenční pásma pod kritickou frekvencí, ale během noci fungují nejlépe nižší frekvenční pásma.
D vrstva je přítomna během dne a je dobrým absorbérem rádiových vln, což zvyšuje ztráty. Vyšší frekvence jsou absorbovány méně, takže vyšší frekvence mají tendenci fungovat lépe během dne.
Skutečný odkaz F2-Layer Critical Frequency Map, který se obnovuje každých pět minut, lze vidět na tomto webu http://www.spacew.com/www/fof2.html
Odkaz na mapu Ionosféry a Praktické maximální použitelné frekvence (MUF), který se obnovuje každých pět minut, lze vidět na tomto webu http://www.sws.bom.gov.au/HF_Systems/6/9/1

Viz také

Reference

^ "Definice: kritická frekvence". www.its.bldrdoc.gov. Citováno 2018-09-13.
^ ^A ^b "CF vs MUF | Rozdíl mezi CF a MUF". www.rfwireless-world.com. Citováno 2018-09-13.
^ „Vědecká linka UCSB“. scienceline.ucsb.edu. Citováno 2018-09-14.
^ Theimer, Otto; Taylor, Leonard S. (říjen 1961). "Na indexu lomu v ionosféře". Journal of Geophysical Research. 66 (10): 3157–3162. doi:10.1029 / jz066i010p03157. ISSN 0148-0227.
^ "HF rádiové šíření" (PDF). Služby kosmického počasí.

Tento článek zahrnujepublic domain materiál z Obecná správa služeb dokument: „Federální norma 1037C“. (na podporu MIL-STD-188 )

[1] "Definice: kritická frekvence". www.its.bldrdoc.gov. Citováno 2018-09-13.

[:0-2] A ^b "CF vs MUF | Rozdíl mezi CF a MUF". www.rfwireless-world.com. Citováno 2018-09-13.

[3] „Vědecká linka UCSB“. scienceline.ucsb.edu. Citováno 2018-09-14.

[4] Theimer, Otto; Taylor, Leonard S. (říjen 1961). "Na indexu lomu v ionosféře". Journal of Geophysical Research. 66 (10): 3157–3162. doi:10.1029 / jz066i010p03157. ISSN 0148-0227.

[5] "HF rádiové šíření" (PDF). Služby kosmického počasí.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]