සන්නිවේදනය හා ආධුනික ගුවන් විදුලිය (Amateur radio) 67

පෘථිවිගෝලය තුල රේඩියෝ තරංගවල හැසිරීම

රේඩියෝ තරංග නිකුත් කරන සම්ප්‍රේෂකයක් පැවතියේ අහල පහල කිසිදු අංශුවක්වත් නැති හිස් අවකාශයක හෙවත් රික්තකයක (vacuum) නම්, එම රේඩියෝ තරංගවලට කිසිදු භාහිර බලපෑමක් ඇති නොවනු ඇත. එනම්, කුමන ලෙසකින්වත් රේඩියෝ තරංග විනාශ නොවේවි. රේඩියෝ තරංග දිගින් දිගටම ගමන් කරාවි (radio propagation) කවදා හෝ කොතැනකදී හෝ එම රේඩියෝ තරංග යම් පදාර්ථයක් විසින් උරා ගන්නා තෙක් (විනාශය). විශ්වයේ ඈත කෙලවරවල සිට එන ආලෝකය, රේඩියෝ තරංග පොලොවේ සිටින අපට ලැබෙන්නේද අභ්‍යවකාශය සෑහෙන්න හොඳ රික්තකයක් නිසාය.

ඕනෑම විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක් (ඕනෑම සංඛ්‍යාතයක රේඩියෝ තරංගයක්) එය නිකුත් වූ ප්‍රභවයේ සිට ඉවතට ආලෝකයේ වේගයෙන් ගමන් කරන අතර, එය ඍජු සරල රේඛාවක් ඔස්සේයි ගමන් කරන්නේ (එනම් වක්‍ර වෙවී නැමි නැමී ගමන් කරන්නේ නැත). මෙවැනි ගමන් මාර්ගයක් line of sight - LoS (ඇසට පෙනෙන තෙක් මානය) ලෙස හැඳින්වෙනවා.

කෙසේ වෙතත් රික්තකයක තුල වුවත්, යම් සම්ප්‍රේෂකයකින් නිකුත් වන රේඩියෝ තරංග ඇන්ටනාවෙන් ඈතට යන්නට යන්නට දුර්වල වන බවක් දැනෙනවා. එම දුර්වලවීමට හේතුව රේඩියෝ තරංගවල ශක්තියෙන් කොටසක් ඒවා පැමිනෙන අතරමඟදී කුමකින් හෝ උරා ගැනීමක් (විනාශවී යෑමක්) නිසා නොවේ. එහිදී සිදු වන්නේ රේඩියෝ තරංග ඈතට ඈතට යන විට ඉන් ආවරණය කරන ප්‍රදේශය විශාල වීම නිසා තරංග ශක්තිය දියාරු වීමකි. උදාහරණයක් ලෙස, පිටි ගුලියක් හෝ මැටි පිඩක් (clay) ගෙන කුඩා රොටියක් සේ සකස් කරන්න. එවිට රොටියේ යම් ගනකමක් තිබේවි (එවිට එය ශක්තිමත්ය). දැන් එම රොටිය තලා එහි සයිස් එක වැඩි කරගෙන යන විට රොටියේ ගනකමද ක්‍රමයෙන් අඩු වේවි; රොටියේ ශක්තිය අඩු වේවි. මෙවැනිම දෙයකි රේඩියෝ තරංගවලටත් සිදු වන්නේ. ඉන් ආවරණය කරන ප්‍රදේශය වැඩි වන විට ඒකක වර්ගපලයක් මත ශක්තිය පෙරට වඩා අඩු වේ.

රේඩියෝ තරංග ශක්තිය රික්තයක් තුල පැතිරීමේදී මෙලෙස දුර්වලවීම free space path loss (FSPL) ලෙස හැඳින්වෙනවා. එම ශක්ති හායනය සම්ප්‍රේෂකයේ සිට ආදායකයට තිබෙන දුර, සංඥාවේ තරංග ආයාමය මත තීරණය වේ. එම සූත්‍රයත් පහත රූපයේ දැක්වේ.

ක්වන්ටම් භෞතික විද්‍යාව (Quantum physics) ඉතා සංකීර්ණ විද්‍යා සංකල්පවලින් යුක්ත වුවත්, මෙම අවස්ථාවේදී එම සංකල්පයක් යොදාගෙන ඉහත සිදුවීම තවත් හොඳින් පැහැදිලි කළ හැකිය. ක්වන්ටම් විද්‍යාව අනුව, පදාර්ථ මෙන්ම ශක්තිද අංශු ලෙස සලකනවා (ක්වන්ටම් අංශු - quantum particles). සියලු විද්‍යුත්චුම්භක ශක්ති ප්‍රභේදයක්ම (රේඩියෝ තරංග, ආලෝකය, එක්ස්රේ, ගැමා ආදිය) මේ අනුව ක්වන්ටම් අංශු ලෙස සැලකිය යුතුය. විද්‍යුත්චුම්භක ශක්ති අංශු ෆෝටෝන් (photon) යන නමින් හැඳින්වෙනවා. සෑම ෆෝටෝනයකටම නියත ශක්තියක් පවතින අතර, එය මීට පෙරත් අවස්ථා කිහිපයකදීම හමු වූ E = hf යන ඉතාම සරල සූත්‍රය මඟින් මැනිය හැකිය (f යනු විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයේ සංඛ්‍යාතය වන අතර, h යනු Planck constant ලෙස හැඳින්වෙන 6.625x10^-34Js^-1 වේ). උදාහරණයක් ලෙස, ගිගාහර්ට්ස් 2ක සංඛ්‍යාතයක් සහිත රේඩියෝ තරංගයක එක් ෆෝටෝනයක ශක්තිය, 6.625x10^-34x2x10⁹ = 13.25x10^-25J වේ.

ඒ අනුව, යම් ඇන්ටනාවකින් වොට් 100ක ජවයකින් 2GHz සංඛ්‍යාතයේ රේඩියෝ තරංග විසුරුවා හරින විට, එක් තත්පරයකදී ෆෝටෝන 100/(13.25x10^-25) = 75x10²² ක් නිකුත් වේ. එය විශාල ෆෝටෝන ගණනකි. දැන් සිතන්න ඇන්ටනාවෙන් රේඩියෝ තරංග විසිරෙන දිශා දිගේ මෙම “කුඩා ජිල් බෝල” අතිදැවැන්ත ප්‍රමාණය ආලෝකයේ වේගයෙන් විසිරී ගමන් කරනවා කියා. ඇන්ටනාව අවට ෆෝටෝන “පොරකකා” ගමන් කරයි. එනම් සංඥා ප්‍රබලතාව ඉතා වැඩිය. එහෙත් ඈතට යන්නට යන්නට එම ෆෝටෝන විශාල ප්‍රදේශයක් පුරා පැතිර යනවා; එවිට පොරකන ගතිය අඩු වෙනවා. එය සංඥාවේ ප්‍රබලතාව අඩු වීමයි. ඉතිං, යම් දුරක් ගිය තැන එම පෙදෙසෙහි ඕනෑම ලක්ෂ්‍යයක් ගත් විට එක ෆෝටෝනයක් පමණක් හමුවන අවස්ථාවක් තිබේවි. ඊටත් දුරකදී අතරින් පතර ෆෝටෝනයක් හමු වේවි. අන්න ඒ ආකාරයට ඈතට යන විට සංඥා දියාරු වේ.

රික්තයක් තුල සම්ප්‍රේෂක ඇන්ටනාවකින් පිටවන රේඩියෝ තරංගයක් ආදායකයේ ඇන්ටනාව දක්වා ගමන් කරන විට වලංගු වන FRIIS සමීකරණය පහත දැක්වේ (මේ සූත්‍රය ව්‍යුත්පන්න කරන හැටිත් මෙම සමීකරණය ගැන විස්තරත් පසු පාඩමක ඇත). මෙහි P_r යනු රේඩියෝ තරංගය ග්‍රහණය කළ පසු රිසීවරයට ලැබෙන ජවය වන අතර, P_t යනු ට්‍රාන්ස්මීටරයේ ජවය වන අතර, G_t යනු ට්‍රාන්ස්මීටර් ඇන්ටනාවේ ගේන් එකද G_r යනු රිසීවර් ඇන්ටනාවේ ගේන් එකද, λ යනු තරංග ආයාමයද, r යනු රිසීවරය හා ට්‍රාන්ස්මීටරය අතර දුරද වේ.

 

 

මෙම සමීකරණය අනුව සංඥාවේ තරංග ආයාමය වැඩිවන විට (එනම් සංඛ්‍යාතය අඩුවන විට) සංඥාවේ දුබලවීමද අඩු වේ. ඇන්ටනා දෙක අතර දුර වැඩිවන විට කොහොමත් සංඥාව දුබල වෙන බව පැහැදිලියිනෙ. c=fλ සමීකරණය අනුව, ඉහත සමීකරණයේ λ වෙනුවට c/f ආදේශ කළ හැකිය. එවිට ලැබෙන සමීකරණයත් ඉහත දැක්වේ. රික්තකය තුලදී c = c₀ = තත්පරයට කිලෝමීටර් 300,000කි.

ඇත්තටම මෙම ෆ්‍රිස් සමීකරණයෙන් කියවෙන බොහෝ දේ ඉහත FSPL සමීකරණයෙන්ද කියවේ. ෆ්‍රිස් සමීකරණයෙන් FSPL සමීකරණය සාදා ගත හැකියි ඉතාම පහසුවෙන්ම. එහිදී ඇන්ටනා දෙකෙහිම ගේන් එක 1 ලෙස සලකනවා (එනම් අයිසොට්‍රොපික් ඇන්ටනා දෙකකුයි සලකන්නේ). ඉන්පසු ට්‍රාන්ස්මිටරයේ ජවයෙන් කොපමණ ප්‍රමාණයක් රිසීවරය ළඟ ඇත්දැයි අනුපාතයක් ලෙස එය ප්‍රකාශ කරනවා.

එහෙත් අප සිටින්නේ පෘථිවිගෝලය තුලයි. එය කිසිසේත් රික්තකයක් නොවේ. එනිසා ඉහත ආකාරයටම රේඩියෝ තරංගවල හැසිරීමක් බලාපොරොත්තු විය නොහැකියි. මුලින්ම කෙටියෙන් පෘථිවි ගෝලයේ ලක්ෂණ කිහිපයක් ගැන සොයා බලමු.

පෘථිවිය මැද ඉතා උනුසුම්ව ඝන ස්වරූපයෙනුත් දියර ස්වරූපයෙනුත් පවතින යකඩ හා නිකල් බහුල ලෝදිය හරයක් (core) ඇත. මෙම හරයට වටකොටගෙන ක්‍රමයෙන් පිටතට ඝන වෙමින් යන පාෂාණ ස්ථරයක්ද (mantle) ඇත. ඊටත් පිටින් පහසුවෙන් කැඩිය හැකි පස්ද සහිත තවත් ස්ථරයක් (crust) ඇත. මෙම ස්ථරය මතනෙ ජලගෝලය (hydrosphere) ලෙස හැඳින්වෙන මුහුදු, ගංගා, හා ජලය පවතින්නෙත්, ජීවගෝලය (biosphere) ලෙස හැඳින්වෙන ගස්කොලං හා සියලු ජීවින් සිටින්නෙත්. මෙම පොලොව වටේට වායුගෝලය (atomosphere) ඇත.

රේඩියෝ තරංග ගැන සැලකීමේදී ලෝකගෝලයේ අංග කිහිපයකම ඍජු බලපෑම ගැන කතා කළ හැකිය. එකක් නම් විශාල වශයෙන් පවතින වායුගෝල බලපෑමයි. දෙවැන්න මුහුදු ජලය රේඩියෝ තරංගවලට ඇති කරන බලපෑමයි. තෙවැන්න පොලොවේ ගෝලාකාර හැඩය නිසා ඇති වන බලපෑමයි.

පොලොවේ ගෝලාකාරබව හා රේඩියෝ තරංග

පොලොව ගෝලාකාර වන අතර, සියලුම වාගේ ක්‍රියාකාරකම් සිදු වන්නේ පොලොව මතුපිටයි (අප ජීවත් වන්නේද එදිනෙදා වැඩකටයුතු සිදු කරන්නේද ඒ මත සිටනෙ). ඒ කියන්නේ රේඩියෝ තරංග යොදාගෙන සිදුකරන බොහෝ දේවල්ද පොලොව මතුපිට සිට සිදු වේ. උදාහරණයක් ලෙස, මා අතේ තිබෙන ට්‍රාන්ස්මීටරයකින් රේඩියෝ සංඥාවක් එවන විට, එම සංඥාව ග්‍රහණය කරන කෙනාද පොලොව මතුපිට සිටිනවා. දැන් ප්‍රශ්නය වන්නේ මාගේ ට්‍රාන්ස්මිටරයෙන් එවන ප්‍රබල රේඩියෝ තරංගය ඔහුගේ රිසීවරයට ලැබේද යන්නයි. එය තීරණය කරන ප්‍රබලතම සාධකය පොලොවේ ගෝලාකාරබවයි.

සාමාන්‍යයෙන් පොලොවේ යම් තැනක සිට වටේට බැලිය හැකි නම් (ගස් කොලං නැති කඳු නැති ප්‍රදේශයක), ඔබ සිටින තැන සිට වටේටම බලාගෙන යනවිට පෙනෙනවා අහස හා පොලොව එකතු වෙනවා සේ පෙනෙන රවුමක් (එම රවුමේ මැද තමයි ඔබ සිටින්නේ). මෙම වෘත්තාකාර සීමාව ක්ෂිතිජය (horizon) ලෙස හැඳින්වෙනවා. එය දෘෂ්‍ය ක්ෂිතිජය (visual/geometrical horizon) ලෙසද හැඳින්වෙනවා. ලෝකගෝලයේ පෘෂ්ඨයේ කොතැන සිට බැලුවත් එලෙස ක්ෂිතිජයක් තිබෙනවා. අප ජීවත්වන පෙදෙසෙහි එවැන්නක් අපට සාමාන්‍යයෙන් පෙනෙන්නේ නැත්තේ අප අවට තිබෙන ගස්කොලං, ගොඩනැඟිලි ආදිය නිසා ක්ෂිතිජය දක්වා බැලීමට නොහැකි වීම නිසයි. එහෙත් මුහුදු වෙරලකට ගිය විට එය ඉතා හොඳින් පෙනෙනවා මොකද මුහුදේ ගස්කොලං බිල්ඩිං කඳු ආදිය නැති නිසා.

මෙලෙස ක්ෂිතිජයක් පෙනෙන්නේ පොලොව ගෝලාකාර නිසාය. එනම් ඔබ සිටින තැන සිට අරීයව (radially) ඉවතට යන විට පොලොව ක්‍රමයෙන් වක්‍ර වෙනවා. එක්තරා දුරකදී එම වක්‍රතාව කොතරම්ද යත් එතැන් සිට භූමි මතුපිට නොපෙනී යනවා (ෆුට්බෝලයක් වැනි ගෝලයක් ගෙන බලන්න, ඔබට එහි එහා පැත්තේ බෑවුම් පෙදෙස බැලිය නොහැකියි). එවිට එතැනින් දර්ශනය වන්නේ හාත්පස පැතිරී තිබෙන අහසයි. අහසයි පොලොවයි එකතු වෙනවා සේ එය පෙනේ.

දළ වශයෙන් පොලොවේ ඕනෑම තැනක් මධ්‍ය ලක්ෂ්‍යය ලෙස ගෙන, එහි සිට ඔබ වටේම බැලුවොත් කිලෝමීටර් 4.7ක් පමණ යන විට ක්ෂිතිජ වලල්ල හමු වේ (මෙහිදී ඇත්තටම පොලොව මතුපිට සිට අඩි 5ක් විතර උසක සිට පෙනෙන ක්ෂිතිජ දුරයි ඒ; ඊට හේතුව දළ වශයෙන් පොලොව මත සිටගෙන සිටින පුද්ගලයෙකුගේ ඇස් පොලොව මට්ටමේ සිට අඩි 5ක් උඩින් තිබේ යැයි උපකල්පනය කරනවා). පොලොව මට්ටමේ සිට ඕනෑම උසක සිට බලන විට පෙනෙන ක්ෂිතිජ දුර ගණනය කළ හැකියි 3.57√(මීටර්වලින් උස) යන සූත්‍රයෙන්.

ඉහත තත්වය රේඩියෝ තරංගවලට ප්‍රායෝගික ගැටලුවක් ඇති කරනවා. එනම් පොලොව මතුපිටට ආසන්නයේ (අඩි 5ක් පමණ උඩින්) තිබෙන සම්ප්‍රේෂක ඇන්ටනාවකින් නිකුත් වන (අධිසංඛ්‍යාත) රේඩියෝ තරංගයක් ග්‍රහණය කළ හැකි උපරිම දුර අර ක්ෂිතිජ දුරට සමාන වෙනවා. නාවුක යාත්‍රාවල භාවිතා කරන VHF transceiver වල දුර කිලෝමීටර් ගණන සීමා වූයේත් මේ නිසාය. ට්‍රාන්ස්මීටරයේ ජවය කොතරම් වැඩි කළත් එම දුර වැඩි කළ නොහැකිය. එනිසා VHF හා ඊට ඉහල සංඛ්‍යාතයන්ගෙන් යුතු රේඩියෝ තරංග යොදාගන්නා පෝටබල්/මොබයිල් ට්‍රාන්සීවර්වල ජවය සාමාන්‍යයෙන් කුඩා වේ.

ඇත්තටම ඉහත විස්තරය තුල මා විශේෂයෙන් සඳහන් කළා “අධිසංඛ්‍යාත” හා “VHF” යන වචනය. ඊට හේතුවක් තිබේ. ඉහත ආකාරයේ හැසිරීමක් පෙන්වන්නේ VHF හා ඊට ඉහල සංඛ්‍යාත සහිත රේඩියෝ තරංගය. මෙවැනි තරංග එනිසා ඇන්ටනාවේ සිට ඍජු සරල රේඛීය මාර්ග ඔස්සේ පමණක් ගමන් කරන නිසා, line-of-sight wave/propagation හෝ space wave ලෙස නම් කෙරෙනවා. සම්ප්‍රේෂකයේ සිට ඍජුවම රිසීවරයට තරංග එන නිසා, direct wave ලෙසද හැඳින්විය හැකිය. ක්ෂිතිජයෙන් එහාට මෙවැනි තරංග පොලොව මතුපිට සිට ග්‍රහණය කර ගැනීමට නොහැකි වෙනවා. සාමාන්‍යයෙන් ඕනෑම විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයක් line of sight නම්, ඇයි අමුතුවෙන් මෙම සංඛ්‍යාතයන් ඒ නමින් හඳුන්වන්නේ කියා තව මොහොතකින් පෙනේවි. ස්පේස් වේව් කියා හඳුන්වන්නටත් හේතුව පසුව වැටහේවි.

එහෙත් HF හා MF කලාපයේ සංඛ්‍යාතයන් (මෙම සංඛ්‍යාතයන් shortwave ලෙස හැඳින්විය හැකියි) යොදා ගන්නා විට, එම රේඩියෝ තරංගදline of sight ආකාරයට ගමන් කළත්, වායුගෝලයේ ඉහලම ස්ථරය වන අයනගෝලයේ බලපෑම නිසා අපූරු දෙයක් සිදු වේ. පෙර සේම ඍජුවම මෙම රේඩියෝ තරංගවලටත් ගමන් කළ හැක්කේ සුපුරුදු ලෙසම ක්ෂිතිජය තෙක් පමණි. එහෙත් මෙම තරංග යම් කෝණයක් සහිතව (ඇල කර) අහස දෙසට යොමු කළ විට, ඒවා ඈත අයනගෝලයේ වැදී පරාවර්තනය හා වර්තනය නිසා ආපසු පොලොව දෙසට යොමු වේ (මේ ගැන වැඩිදුර විස්තර පසුවට). එවිට, පහත රූපයේ පෙනෙන ලෙසට, එම තරංග පොලොව මත ඉතා ඈත තැන්වලට සම්ප්‍රේෂණය වේ. එය කිලෝමීටර් දහස් ගණනක් ඈත විය හැකිය. එදා සිට අද දක්වා shortwave radio සේවා යොදා ගන්නේ මෙම සංඛ්‍යාතයන් නිසා තමයි, ඈත රටවලින් එන එම රේඩියෝ සේවා අපට ඇසිය හැක්කේ.

රේඩියෝ තරංග සොයාගත් කාලයේ මෙම සංසිද්ධිය ගැන කවුරුත් දැනන් සිටියේ නැත. ඔවුන්ගේ පුරෝකථනය වූයේ ඕනෑම රේඩියෝ සංඥාවක් යම් දුරක් ගොස් ක්ෂිතිජයේදී අවසන් වන බවයි. එහෙත් මාර්කෝනි පවා ගුවන් විදුලිය සොයා ගෙන එය ප්‍රායෝගිකව අත්හදා බලන විට පුදුමයට පත් වූ බව පතපොතෙහි සඳහන් වෙනවා තමන් යැවූ රේඩියෝ සංඥා කිලෝමීටර් දහස් ගණනක් දුරකදීත් පොලොවේ සිට ග්‍රහණය කළ හැකි බව දුටුවාම (ඔහු මේ වග නොදැනයි HF සංඛ්‍යාතයන් එදා භාවිතා කළේ). ඊට හේතුව ඔවුන් එදා නොදැන සිටියත්, ප්‍රායෝගිකව මෙම ක්‍රමය එදා සිටම අද දක්වාම භාවිතා කරනවා. එහෙත් අද වන විට අප දන්නවා මෙය සිදු වීමට හේතුව (ඒ ගැන පසුවට බලමු).

අහසේ (වායුගෝලයේ) උදව් ඇතිව මේවා දුර ගමන් යන නිසා, sky wave යන නමින් මෙම සංඛ්‍යාත සහිත රේඩියෝ තරංග හැඳින්වෙනවා. වායුගෝලයේ ඉහලම ස්ථරය වන අයනගෝලයේ උපකාරයෙන් ඈතට ගමන් කරන නිසා, ඊට ionospheric wave ලෙසද පැවසෙනවා. ඊටම skip යන නමද භාවිතා කෙරෙනවා. අධිසංඛ්‍යාත තරංගවලට space wave ලෙස හඳුන්වන්නට හේතුව දැන් පැහැදිලි කළ හැකියි. එම සංඛ්‍යාතයන්ගෙන් යුතු රේඩියෝ තරංග අහසට ගිය විට, අයනගෝලය විසින් පොලොවට නැවත පරාවර්තනය කර එවීමට හැකියාව නැත. ඒවා කෙලින්ම වායුගෝලය හරහා විනිවිද ගොස් අභ්‍යවකාශය (space) දක්වාම ගමන් කරනවා. එනිසා space wave කියා කියනවා.

ලෝකයේ ඈත කෙලවරවල් එකිනෙකට සම්බන්ද කළ හැකි නිසා ස්කයි වේව් ඉතාම වටිනවා. එනිසා ITU ආයතනය විසින් එම සංඛ්‍යාත පරාසය ගෝලීය වශයෙන් කාටත් සාධාරණ ලෙස භාවිතා කළ හැකි පරිදි රෙගුලාසි පනවා තිබෙනවා. ඊට හේතුව එක් එක් රටකට තමන් කැමති කැමති විදියට (අත්තනෝමතිකව) තම තමන්ගේ රට තුල එම සංඛ්‍යාතයන්ගෙන් රේඩියෝ තරංග සම්ප්‍රේෂනය කරන්නට ගියොත්, එම තරංග ලෝකයේ අනෙක් කෙලවරවල් දක්වාම ගමන් කරන නිසා, “සංඥා අච්චාරුවක්” ඇති වී කාටවත් ප්‍රයෝජනයක් ගත නොහැකි තත්වයක් උදාවිය හැකිව තිබුණා. මෙම තත්වය අධිසංඛ්‍යාත තරංගවලට බලනොපාන බව පැහැදිලියිනෙ.

එනිසා ස්කයි වේව් ආධුනික ගුවන් විදුලි ශිල්පින්ටත් වටිනා සංඛ්‍යාත පරාසයකි. ඔබේ නිවසේ සිට ලෝකයේ අනෙක් කෙලවරක සිටින කෙනෙකු සමඟ ඍජුවම සන්නිවේදනය කිරීමට මෙම සංඛ්‍යාතයන් කදිමයි. මෙලෙස ලොව පුරා විසිරී සිටින ආධුනික ශිල්පින්ට එකිනෙකට සම්බන්ද වීමට නම් ඔවුන් සියල්ලන්ම එකම සංඛ්‍යාත පරාසයක් භාවිතා කිරීමට අවශ්‍ය වෙනවානෙ (ලංකාවේ අය 24MHz භාවිතා කරන විට, ඇමරිකාවේ අය 26MHz භාවිතා කරනවා නම් එම දෙරට අතර සන්නිවේදනයක් ඇති වෙන්නට විදියක් නැහැනෙ). එනිසා ITU එක රීජන් 3ටම පොදු HF සංඛ්‍යාත කලාපයන් බොහෝමයක් ආධුනික ගුවන් විදුලිය සඳහා ලබා දීමට කටයුතු කර තිබෙනවා (28.0-29.7MHz, 24.89-24.99MHz, 21.00-21.45MHz, 18.068-18.168MHz, 14.25-14.35MHz, 10.10-10.15MHz, 7.0-7.2MHz, 3.5-3.9MHz, 1.80-1.85MHz).

MF කලාපයේ අඩු සංඛ්‍යාතයන්ගේ සිට ඊට අඩු LF ආදි සියලු සංඛ්‍යාතයන් ඉහත ආකාර දෙකටම වඩා වෙනස් හැසිරීමක් දක්වනවා. මෙම සංඛ්‍යාතයන් අහස දෙසට මුදු හළ විට, ඒවා වායුගෝලය හරහා විනිවිද යන්නේ හෝ පරාවර්තනය වී නැවත පොලොවට එන්නේ නැත. එම තරංග වායුගෝලය විසින් උරාගනී. එහෙත් එම සංඛ්‍යාතයන්ට වෙනත් සුවිශේෂි හැකියාවක් ඇත. එනම් පොලොවේ මතුපිට (surface) දිගේ ගමන් කිරීමට හැකිය. ඒ කියන්නේ පොලොව වක්‍ර වන විට එම තරංගද එම වක්‍රතාව ලබා ගනී. ඒ කියන්නේ සාමාන්‍යයෙන් රේඩියෝ තරංග රික්තකයක් හරහා යන විට line of sight වූවාට, මතුපිටක් ආසන්නයේ මෙවැනි පහළ සංඛ්‍යාත තරංග ගමන් කරන්නේ වක්‍ර වෙලාය. එවිට, සාමාන්‍ය දෘෂ්‍ය ක්ෂිතිජයට වඩා බොහෝ දුරක් මේවා පොලොව මතුපිට මත ගමන් කරයි. එනිසා මේවාට surface wave යන නම යෙදේ. ground wave යන නමද කිව හැකිය. Long wave යනුද මෙම සංඛ්‍යාත පරාසයට දළ වශයෙන් සමානය.

පොලොව දෙසට වක්‍රව පොලොවට ස්පර්ශව රේඩියෝ තරංගය ගමන් කරන නිසා, සංඥාව වේගයෙන් දුර්වල වේ. එහෙත් සාමාන්‍ය/දෘෂ්‍ය ක්ෂිතිජයට වඩා වැඩි දුරක් මෙම තරංග යැවිය හැකිය. සංඥාවේ ජවය වැඩි කළොත් එම දුර තවත් වැඩි කරගත හැකියි. ඒ කියන්නේ සර්ෆේස් වේවි හිදි ක්ෂිතිජය දෘෂ්‍ය ක්ෂිතිජයට වඩා විශාලය. කුමන හෝ හේතුවක් නිසා හෝ සංඥා නැවී ගමන් කිරීම හේතුවන් දෘෂ්‍ය ක්ෂිතිජයට වඩා වැඩි දුරක් ඇති මෙම අලුත් ක්ෂිතිජය radio horizon යැයි කියනවා. රේඩියෝ ක්ෂිතිජය හැමවිටම දෘෂ්‍ය ක්ෂිතිජයට සමාන හෝ විශාලය. එනිසා රේඩියෝ තාක්ෂණයේදී දෘෂ්‍ය ක්ෂිතිජයට වඩා රේඩියෝ ක්ෂිතිජය යන වචනය බහුලව භාවිතා වේ. ඇත්තටම, රේඩියෝ හෝ දෘෂ්‍ය යන විශේෂණ පද නැතිව නිකංම ක්ෂිතිජය යන වචනයයි සාමාන්‍යයෙන් යෙදෙන්නේ (එය රේඩියෝ ක්ෂිතිජයයි).

ග්‍රවුන්ඩ් වේව් ගමන් කිරීමේදී පොලොවේ ස්වභාවයත් බලපානවා ඊට යා හැකි උපරිම දුරට. පොලොව මතුපිට සන්නායකතාව වැඩියි නම් සංඥාව හායනය වීම අඩු වේ. එනිසා මුහුදු ජලය මතින් විශාල දුරකට ග්‍රවන්ඩ් වේව් ගමන් කරනවා. වැලි හා ගස්කොලං/තණකොල සහිත මතුපිටක් හරහා යා හැකි දුර සීමිත වේ මොකද සංඥා වේගයෙන් හායනය වේ. තවද, පොලොව මතුපිට රැළි සහිත විටත් කඳු හෙල් වැනි බාධා සහිත විටත් සංඥා හායනය වේ.

 
සර්ෆේස් වේව් හා ස්කයි වේව් දෙවර්ගයම සාමාන්‍යයෙන් රේඩියෝ තරංගයක පොදු ලක්ෂණය වන line of sight ගතිගුණයට වෙනස්ව ක්‍රියාත්මක වීමේ හැකියාවක් ප්‍රායෝගික තත්වයන් තුල තිබෙන බව පෙනෙනවා. එහෙත් ස්පේස් වේව් හැමවිටම එම ලක්ෂණය ආරක්ෂා කරන නිසා, ස්කයි වේව් වලට line-of-sight wave යන නම යෙදිය හැකි බව දැන් පැහැදිලියි නේද?

ඉහත තුන් ආකාරයේම සංඛ්‍යාතයන්හිදී පොලොවේ වක්‍රතාව නිසා ස්වාභාවිකව හිමි වූ (දෘෂ්‍ය) ක්ෂිතිජ සීමාව තව දුරටත් විශාල කර ගැනීමේ උපක්‍රමයක් ඇත. එනම්, ට්‍රාන්ස්මීටර් ඇන්ටනාව පොලොව මට්ටමේ සිට ඉහලින් රැඳවීමයි. එයම රිසීවරයේ ඇන්ටනාවටත් සිදු කළ හැකියි. ඇන්ටනාවල මෙම උස අනුව ක්ෂිතිජ දුර සොයන සූත්‍රය හා වැඩි විස්තර මුල් පාඩමකදී අප කතා කර තිබෙනවා (එම පාඩම නැවත බලන්න). නාවුක සන්නිවේදනයේදී මෙය ඉතා හොඳින් පෙනෙනවා. වෙරළේ ඇති සන්නිවේදන කුලුන උසට සාදනවා. මෙවිට යාත්‍රාවේ උස (mast height) වැඩි වන්නට වන්නට සන්නිවේදනය තවත් ඈත මුහුද දක්වාම සිදු කළ හැකි වෙනවා.

සටහන

1912 වර්ෂයේදී පමණ ඇල්බර්ට් අයින්ස්ටයින් විසින් පොදු සාපේක්ෂතාවාදය (General theory of relativity) නම් ලොව මවිත කළ නව න්‍යායක් ඉදිරිපත් කළා. එය ඔහු විසින්ම 1905දී ඉදිරිපත් කළ විශේෂ සාපේක්ෂතාවාදය (Special theory of relativity) නම් විද්‍යාව උඩුයටිකුරු කළ අනෙක් න්‍යායේම තවත් දිගුවක් ලෙස. පොදු සාපේක්ෂතාවාදයෙන් මතුවන එක අදහසක් තමයි ආලෝකය (රේඩියෝ තරංගද ඇතුලත් විද්‍යුත්චුම්භක තරංග) තරුවක් වැනි විශාල ස්කන්ධයක් අසලින් යන විට ඒ දෙසට ආකර්ෂනය වන බවයි. (එනම් “ආලෝකයත් ගුරුත්වාකර්ෂණයට හසුවන බව”). ස්කන්ධය වැඩි වන්නට වන්නට නැමීම වැඩි වේ. රේඩියෝ තරංගවල තිබෙන එම ගතිගුණය ප්‍රායෝගිකව ගුවන් විදුලි තාක්ෂණයට එතරම් වැදගත් නැති වුවත්, තාරකා විද්‍යාවටත් පොදුවේ විද්‍යාවටත් වැදගත් වේ. එය රසවත් (නමුත් ගැඹුරු) කාරණාවක් නිසා කෙටියෙන් හෝ සඳහන් කිරීමට සිතුවා.

LoS/space wave, sky wave, surface wave 3ම එකට පහත රූපයේ සංසන්දනාත්මකව දක්වා තිබේ. මීට අමතරව, ඉහත තුන් ආකාරයේම (එනම් ඕනෑම) රේඩියෝ තරංගයක් පොලොව මත වැදී හෝ ගොඩනැඟිල්ලක් මත වැදී හෝ ජල/මුහුදු පෘෂ්ඨයක් මත වැදී හෝ වෙනත් ඕනෑම වස්තුවක වැදී පරාවර්තනය වී රිසීවරයක් වෙත සංඥා ආ හැකිය. ඒවා පරාවර්තිත සංඥා (reflected waves) වේ.

එලෙසම මුල් පාඩම්වලදී ඉගෙන ගත් පරිදි, වර්තනය, විවර්තනය ආදී ක්‍රමවලින්ද රේඩියෝ තරංග තමන්ගේ ස්වාභාවික මාර්ගයෙන් මිදී වෙනත් මාර්ගවල ගමන් කළ හැකිය. පහත දැක්වෙන්නේ රේඩියෝ තරංග කඳු මුදුනක වැදී ඇති වන විවර්තනය නිසා ස්වාභාවිකව නොයන පෙදෙසකට රේඩියෝ තරංග විසිරෙන ආකාරයයි.

අයනගෝලයේ වැදී යම් සංඥාවක් ඉතා ඈත ස්ථානයකට යොමු වෙන බව දැන් ඔබ දන්නවා. සම්ප්‍රේෂකය තිබෙන තැන සිට එම ඈත තැනට ඇති දුර skip distance ලෙස හැඳින්වෙනවා. එම ඇන්ටනාවේ සිටම එම සංඛ්‍යාතයෙන් ඇති එම තරංගම LoS ක්‍රමයට යා හැකි දුරකුත් තිබෙනවානෙ (radio horizon). මෙම ක්ෂිතිජය හා ස්කිප් දුර අතර පරතරය skip zone ලෙස හැඳින්වේ.

ඇත්තෙන්ම ground wave, surface wave ආදී වචන විවිධ පතපොතෙහි තරමක වෙනස් වෙනස් ආකාරවලින්ද දක්වා තිබේ. එහෙත් ඒවා ගැන එතරම් තැකීමක් කිරීම අවශ්‍ය නැත. වඩා පහසු හා තර්කානුකූල ව්‍යවහාරයට හුරු වන්න. රේඩියෝ සංඥා ගැන තවදුරටත් කතා කිරීමේදී වැදගත් වන යම් සංසිද්ධියක් වන ෆැරඩේ ෂීල්ඩ් ගැන දැන් සොයා බලමු.