提到NVIS(Near vertical incidence skywave近垂直入射天波),你对它的名字大概不会陌生:在我国开放5MHz波段时,便有爱好者介绍该波段的良好NVIS应用场景。你也可能大概听说过这是一种适合近距离通信的传播路径,今天就来通过解决一些问题,来对NVIS增加进一步的了解!
NVIS究竟是什么?NVIS是什么?我们可以说NVIS是一条电波的传播路径——因为它的名字描述的就是一种电波的传播路径:接近垂直向上发射的电波,通过天波传播。我们也可以说NVIS是一种通信的手段,将天线的主波瓣指向接近垂直的方向,从而使得电波垂直向上发射的方式。NVIS同样还可以用来形容一类天线,即可以产生接近垂直方向电波的特定天线。在不同的语境下,NVIS可以做多重含义。
NVIS常用的电波种类?NVIS通信最显著的特征就是对于电波的频率有着一定的要求。由于电离层对于电波的作用并非纯粹的反射,而是近似于多次折射,只有频率低于一定值的电波才能经过多次折射返回地面。而在NVIS的情况下,这一定值更是接近当前电离层的MUF(最大可用频率),因此在进行NVIS通信时,电波的频率需低于本地上方电离层的MUF。一般来说,低于MUF 15%的电波在NVIS情况下是比较合适的选择。业余实践中,1.8MHz~8MHz之间的波段是比较适合NVIS通信的,超过8MHz之后,NVIS通信的成功率将降低,而在30MHz以上发生经由NVIS路径的近距离通联
机会接近于0。这些电波大部分都穿透电离层,不会回到地面了。
太阳活动同样会影响NVIS频率的选择。当太阳活动剧烈时,NVIS频率可适当提高,在现在这样的活动低谷、冬天的夜晚,可能需要使用1.8MHz波段才能实现NVIS路径的满意通信。至于电波的制式并不关键,业余电台使用的SSB和广播电台使用的AM、乃至任一制式都可以进行NVIS通信。
在白天可以进行NVIS通信吗?有的电台会考虑到白天浓密的D层对于低波段信号的吸收作用。这一现象体现在业余波段上,就是白天的低波段难以听到DX电台。但使用在NVIS上时,我们首先要考虑到MUF的限定,另一方面,在电波走NVIS路径时,其穿透D层的距离要远小于我们平常进行DX通信时的低仰角路径,因此D层对于电波的吸收作用没有那么强烈。
NVIS的通信距离?一般认为NVIS通信距离是一次高仰角跳跃的距离。当仰角接近垂直时,最近的距离可能为500km左右,而最远可能为2500km。对于地波传播时,其距离能够覆盖500km以内的距离,因此NVIS不光被业余无线电使用,对于一些业务电台来说,NVIS也是一种提供中近距离业务覆盖的选择。
最简单的NVIS天线?对于DP天线来说,如果其高度不高于1/4倍的工作频率的话,其波瓣都会变形并增加向上发射的部分。这也是很多40米和80米波段的DP天线在安装高度过低的情况下,通联DX电台的性能不佳的原因。那么相反的,如果想要进行NVIS通信的话,这样的天线是个好选择。对于40米波段,你甚至可以选择1/10波长的安装高度(也就是4米及以下),不过过低的天线也会影响其接受性能。如果两个台站都采用NVIS天线,那么就能达到更好的效果。
在进行NVIS通信的时候,较低的功率即可完成满意的通信,这种方式首先被使用于军队,为了对抗我们业余无线电爱好者们所熟知的“Skip Zone”。而如今,这种方式也被业余无线电爱好者使用,进行本地台网、应急通信等各种各样的业余通联中。