සන්නිවේදනය හා ආධුනික ගුවන් විදුලිය (Amateur radio) 79

Transequatorial Propagation (TEP)

මෙම ක්‍රමයෙන් සමකය හරහා උතුරු අර්ධගෝල ප්‍රදේශයක් හා දකුණු අර්ධගෝල ප්‍රදේශයක් අතර සමහරවිට කිලෝමීටර් 6000ක් දක්වා උපරිම දුරකට VHF රේඩියෝ සන්නිවේදනයක් කළ හැකියි. F2 ස්ථරයේ මෙය සිදු වේ. සමකයෙන් උඩයි යටයි දෙපැත්තට සන්නිවේදනය සිදු වන නිසා තමයි trans-equatorial (සමකය හරහා) යන නම ඊට ලැබී ඇත්තේ. පහත රූපයෙන් දළ වශයෙන් සිරස්/ඇල ඉරිවලින් දක්වන්නේ සන්නිවේදනය කළ හැකි ස්ථාන යුගලයන් වේ. රූපයේද පෙනෙන ලෙස, ඇත්තටම හරියටම සිරස් රේඛා ඔස්සේ පමණක් නොව තරමක් ඇල වූ රේඛා ඔස්සේද මෙම ප්‍රචාරණ මාර්ග පවතී. මෙම රේඛා (ප්‍රචාරණ මාර්ග) උපරිමව අංශක 20ක් දක්වා ඇල වී තිබිය හැකිය.

පළමුවරට 1940 දශකයේදී මෙවැනි ක්‍රමයක් පවතින බව හමුදාවන් විසින්ද පසුව ආධුනික ගුවන් ශිල්පින් විසින්ද සොයා ගත්තා. මෙවැනි සංසිද්ධියක් ඇති වීමට හේතු තිබේ. ඒ ගැන දැන් කෙටියෙන් සොයා බලමු.

පොලොව තමන් වටා භ්‍රමණය වෙනවානෙ දවසකට එක් වටයක් බැඟින්. මෙම භ්‍රමණ අක්ෂය පොලොවේ උඩින් මතුවන ස්ථානය භූගෝලීය උතුරු ධ්‍රැවය (geographic North pole) ලෙසද, යටින් මතුවන ස්ථානය භූගෝලීය දකුණු ධ්‍රැවය (geographic South pole) ලෙසද හැඳින්වේ. මෙම ධ්‍රැව දෙක තනි ඍජු සරල රේඛාවක පිහිටයි. මෙම ධ්‍රැව දෙක හරි මැදින් පෘථිවි පෘෂ්ඨය මතින් අඳින රේඛාව භූගෝලීය සමකය (geographic equator) වේ.

මීට අමතරව පෘථිවියේ චුම්භක ක්ෂේත්‍රය ආශ්‍රයෙන්ද චුම්භක උතුරු ධ්‍රැවය (geomagnetic North pole) හා චුම්භක දකුණු ධ්‍රැවය (geomagnetic South pole) නිර්වචනය කර තිබෙනවා. එහෙත් පෘථිවි චුම්භකයේ ධ්‍රැව දෙක සරල ඍජු රේඛාවක පිහිටන්නේ නැති බව මීට පෙරත් මා සඳහන් කර තිබෙනවා (එහෙත් පැහැදිලි කිරීම් සරල කිරීමට මෙම ධ්‍රැව දෙකට රේඛීය බව සිතමු). තවද, චුම්භක ධ්‍රැව දෙකට මැදින් චුම්භක සමකයක් (geomagnetic equator) නිර්වචනය කළ හැකියි.

චුම්භක ධ්‍රැව යා කරන රේඛාව හා භ්‍රමණ අක්ෂය (හෙවත් භූගෝලීය ධ්‍රැව යා කරන රේඛාව) අතර කෝණ වෙනසක් ඇති අතර මෙම වෙනස කාලයත් සමඟ ඉතා සෙමින් විචලනය වේ (මේ කාලයේ එම වෙනස අංශක 11ක් පමණ වේ). එනිසා භූගෝලීය සමකය හා චුම්භක සමකය අතරද එම කෝණ වෙනස පවතී.

සාමාන්‍යයෙන් සමකාසන්න ප්‍රදේශයට (equatorial region) සූර්ය විකිරණය වසරේ හැමදාමත් අධිකව ලැබෙන නිසා, අපට එකවර සිතෙන්නේ සමකයට ඉහල අයනගෝලය ඉතා සරු විය යුතු බවයි. ඔව්, ධ්‍රැව ආසන්න ප්‍රදේශ (polar region) හා සමක ප්‍රදේශයත් ධ්‍රැව ආසන්න ප්‍රදේශයත් අතරමැද ඇති ප්‍රදේශය (temperate region) යන ප්‍රදේශ දෙකටම වඩා සමකාසන්න පෙදෙසට ඉහල අයනගෝලයේ අයන ඝනත්වය වැඩියි තමයි. එසේ වුවත්, හරියටම චුම්භක සමක රේඛාවට උඩින් ඇති අහසේ ඉලෙක්ට්‍රෝන ඝනත්වයට වඩා එම රේඛාවට අංශක 10ත් 20ත් අතර ඈතින් දෙපැත්තට අයනගෝලයේ පටි දෙකක් ලෙස අධික ඉලෙක්ට්‍රෝන ඝනත්වයක් සහිත පටු කලාප දෙකක් පවතී.

ඉහත රූපය හා ඊට පෙර රූපයටත් පෙර රූපය සසඳා බලන්න. මෙම රූපයේ තිබෙන්නේ ලෝකගෝලය ඇල කරලාය. එම ඇලය ඉවත් කර භ්‍රමණ අක්ෂය කෙලින් කළ විට ලැබෙන්නේ අනෙක් රූපයයි. එහිදී ප්‍රචාරණ රේඛා ඒ පෙන්වා ඇති ලෙසට ඇල වීමට හේතුව දැන් පැහැදිලි විය යුතුය (මොකද ඉලෙක්ට්‍රෝන පටි දෙක ඇල වෙච්ච චුම්භක සමකයට සමාන්තරව ඇල වී තිබෙන නිසා). ඉහත රූපය සිතියම් ගත කළ විට පහත ආකාරයට එය දිස් වේවි. නිල් පාට දික් ඉරිවලින් කියන්නේ TEP සන්නිවේදනය සිදු කළ හැකි මාර්ගයි (TEP paths).

දවල් කාලයේදී සූර්ය කිරණ වැඩිපුර (භූගෝලීය හා භූචුම්භක යන දෙයාකාරයේම) සමකවලට ආසන්න අයනගෝලයට වැටීම නිසා එහි ඉලෙක්ට්‍රෝන ඝනත්වය වැඩි කරයි. පොලොව වටා බටහිර දිශාවේ සිට නැගෙනහිර දිශාවට පවතින විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේත් හා දකුණේ සිට උතුරට පවතින භූචුම්භක ක්ෂේත්‍රයේත් බලපෑම නිසා මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝන ඉහලට යයි. මෙනිසා චුම්භක සමක රේඛාවට ඉහලින් ඇති F2 ස්ථරය අනෙක් පෙදෙස්වලට වඩා ඉහලට යයි. පසුව එම ඉහල ස්ථානයේ සිට ඉලෙක්ට්‍රෝන ක්‍රමයෙන් දෙපැත්තට චුම්භක බල රේඛා දිගේ විසරණය වේ නොකඩවාම (මෙය මධ්‍යහ්නයෙන් පැයකට දෙකකට පසුව සිදු වන්නට පටන් ගෙන ඉරු බැස ගිය පසුත් සිදු වේ). මෙම ක්‍රියාවලිය හරියට වතුර මලක් වගේ ක්‍රියාත්මක වන නිසා fountain effect ලෙස නම් කරනවා.

එනිසා චුම්භක සමකයට දෙපැත්තෙන් තුනී පටි දෙකක් ලෙස මීට පෙර රූපයක දැක්වූ ලෙසට අධික ඉලෙක්ට්‍රෝන ඝනත්වයක් ඇති තීරු දෙකක් F2 ස්ථරයේ ඇති වේ. අමුතුවෙන් අධික අයන තීරු දෙකක් එලෙස පැවතීම equatorial anomaly ලෙස හැඳින්වේ. මධ්‍යහ්නයේ පටන් ගෙන සවස හා රාත්‍රිය පුරා පවතින මෙම තීරු උදේ වන විට අහෝසි වී යනවා.

මෙම අධික ඉලෙක්ට්‍රෝන ඝනත්ව පටි සහිත පෙදෙසෙහි ක්‍රිටිකල් සංඛ්‍යාතය සාමාන්‍ය අයනගෝලයේ ක්‍රිටිකල් සංඛ්‍යාතයට වඩා වැඩිය. එනිසයි මෙම පටි දෙකෙන් VHF පරාසයේ තරංග ඈතට සම්ප්‍රේෂනය කරන්නේ මොහොතකින් පෙන්වා දෙන ආකාරය අනුව.

ඉලෙක්ට්‍රෝන ඝනත්වය අධික වීම F2 ස්ථරයේ ඝනකම වැඩිවීමක් ලෙස ionosonde උපකරණයෙන් මැනීම්වලදී දැක ගත හැකි වේ. එනිසා මෙලෙස පටිවල ඉලෙක්ට්‍රෝන ඝනත්වය වැඩි වීමම range/frequency spreading කියාද හැඳින්විය හැකිය. මේ ක්‍රියාවලිය ඇත්තටම සිදු වන්නේ හවස සිට රෑ කාලය තුලයි. මෙය භූචුම්භක බල රේඛාවල බලපෑමෙන් සංසරණය වන නිසා, Field Aligned Irregularity (FAI) තත්වයක් ලෙසත් හැඳින්විය හැකියි. මුලු ප්‍රදේශයම සමාකාරව සිදු නොවී ස්ථානීය වශයෙන් අක්‍රමිකවයි එය සිදු වන්නේ. එනිසා FAI තත්වයන් හරිම අක්‍රමවත් හා අවිනිශ්චිතය.

ඉලෙක්ට්‍රෝන ඝනත්වය අධික පටි දෙකේ සමස්ථ ප්‍රදේශය පුරාම ඒකාකාර ඝනත්වයක් පවතින්නේද නැත. පටියේ මැදට වන්නට ඝනත්වය අධිකතම වන අතර, එහි සිට දෙපැත්තට යන විට ඝනත්වය ක්‍රමයෙන් අඩු වේ. එය සිතියම් ගත කරන විට පහත රූපයේ ආකාරයේ contours (සමෝච්ඡ රේඛා) වලින් දැක්විය හැකිය. මෙම රූපය පොලොව් සමකය මැදිකොට ගෙන යම් දේශාංශයක් දිගේ කිලෝමීටර් 5500ක් දිගක් නිරූපණය කරයි. සලකා බලන ස්ථාන දෙකෙන් එක ස්ථානයක් තිරස් රේඛාවේ 0 තිබෙන තැන වන අතර, ඊට සාපේක්ෂව සමකය පිහිටා තිබෙන්නේ 2500km ක් දුරින් වන අතර, එම සමකයේ සිට තවත් 3000kmක් ඈතින් අනෙක් කෙලවර දක්වා ඇත.

එහි A,B ලෙස නම් කර ඇති ස්ථානවලතමයි අධිකතම ඝනත්වය ඇත්තේ. එම ස්ථාන දෙක චුම්භක සමකයේ සිට දළ වශයෙන් කිලෝමීටර් 1000කින් ඈතට ඇත. මේ එක් එක් කොන්ටුවර් එකෙන් හඟවන්නේ එම ස්ථානයේ ප්ලාස්මා සංඛ්‍යාතයයි (ප්ලාස්මා සංඛ්‍යාතය යනු යම් අයනගෝල ස්ථරයක් විනිවිද යන අවම සංඛ්‍යාතය වේ). ඉලෙක්ට්‍රෝන ඝනත්වය වැඩි වන්නට වන්නට ප්ලාස්මා සංඛ්‍යාතය ඉහල යයි. ඒ අනුව වැඩිම ප්ලාස්මා සංඛ්‍යාතය තිබෙන්නේ A,B ප්‍රදේශ දෙකෙහිය. එතැන් සිට වටේට යන විට ප්ලාස්මා සංඛ්‍යාතය අඩු වේ. ප්ලාස්මා සංඛ්‍යාතය හා ඉලෙක්ට්‍රෝන ඝනත්වය අතර දළ සම්බන්දතාවක්ද තිබෙනවා පහත ආකාරයට.

ඉලෙක්ට්‍රෝන ඝනත්වය = (ප්ලාස්මා සංඛ්‍යාතය හර්ට්ස්වලින්)²/81

TEP ප්‍රචාරණ ආකාර දෙකක් මූලිකව ඇත – aTEP (afternoon TEP) හා eTEP (evening TEP). ඉන් නිශ්චිතවම ක්‍රියාකාරිත්වය දන්නා aTEP ගැන පමණක් වැඩිපුර අවධානය යොමු කරමු. eTEP මඟින් aTEP ට වඩා ඉහල සංඛ්‍යාතයන් ප්‍රචාරණය කළ හැකියි (සමහර අවස්ථාවලදී මෙගාහර්ට්ස් 400 ගණනක් දක්වා වුවද). රාත්‍රී 10ත් 11ත් අතර පමණ සක්‍රිය වේ. ෆේඩිං අධික වේ.

aTEP යනු සම්ප්‍රේෂණය කරන තරංග සමකය දෙපස සෑදුණු අධික ඉලෙක්ට්‍රෝන ඝනත්ව පටි (crest) දෙක අතර පහත රූපයේ ආකාරයට පරාවර්තනය වී ගමන් කරන විට ඇතිවන ප්‍රචාරණයයි. එහිදී සම්ප්‍රේෂකයෙන් යවන සංඥා පළමුව එක් ක්‍රෙස්ට් එකක වැදී, ඉන්පසුව එම ක්‍රෙස්ට් එකෙන් පරාවර්තනය වී කෙලින්ම සමකයෙන් එහා පැත්තේ ඇති දෙවැනි ක්‍රෙස්ට් එකට වැදී, එතැනින් පොලොවේ යම් ප්‍රදේශයකට පරාවර්තනය වේ.

මෙහි ඇති විශේෂත්වය වන්නේ ක්‍රෙස්ට් දෙක අතර පරාවර්තනයක් F2 ස්ථරය තුලින්ම සිදු වීමයි. එමඟින් විශාල දුරකට සංඥාවක් හායනය අඩුවෙන් යැවිය හැකිය. මෙය තනි හොප් එකකි. එනිසා සමස්ථ ගමන තුල සංඥාව හායනය අධික D ස්ථරය හරහා යන්නේ දෙපාරක් පමණි (එනිසා සංඥා හායනය අඩුය). මෙතරම් දුරක් සාමාන්‍ය අයනගෝල ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ යවන්නට බැහැ එක් හොප් එකකින්. එහිදී හොප් 2ක් අවශ්‍ය වේ. එවිට D ස්ථරය හරහා 4 සැරයක් සංඥාවට ගමන් කිරීමට සිදු වීම නිසා සංඥාව ඉතා දුර්වල වේ. අන්න එනිසයි TEP ක්‍රමය වටින්නේ.

මෙම aTEP මඟින් 60MHz දක්වා සංඛ්‍යාතයන් යැවිය හැකිය. කිලෝමීටර් 6000ක පමණ දුරක් ඉන් ආවරණය කළ හැකියි. සංඥා හායනය අවමය. සන්ද්‍යාවේ 3ත් රාත්‍රී 7ත් අතර කාලය වඩා ක්‍රියාකාරී වේ. ඇන්ටනාවල වේව් ඈන්ගල් එක ඉතා කුඩා විය යුතුය. එනිසාම ඉහල සංඛ්‍යාත භාවිතා කළ හැකිය (වේව් ඈන්ගල් එක කුඩා වන විට, ඉහල සංඛ්‍යාත පවා විනිවිද යන්නේ නැති බව මීට පෙර අප ඉගෙන ගත්තා).

පහත දැක්වෙන්නේ විවිධ වේව් ඈන්ගල් හා සංඛ්‍යාතයන් කොහොමද බලපාන්නේ කියා ප්‍රස්ථාරයකින් පෙන්වීමකි. ඊට අමතරව, TEP හා සාමාන්‍ය අයනගෝල ප්‍රචාරණයද සසඳා තිබෙනවා. ඒ රූපයේ දක්වා ඇති කාලයේ හා ඒ අක්ෂාංශක හා දේශාංශක වලින් දක්වා ඇති එම ස්ථාන දෙක අතර කිලෝමීටර් 5500ක දුර අතර රේඩියෝ සන්නිවේදනයක් ගැන කියන සත්‍ය ප්‍රස්ථාරයකි එය. එහිදී 29.37MHz තරංගයක් වේව් ඈන්ගල් අංශක 8කින් යැවූ විට අයනගෝලය විනිවිද එය යයි. එහෙත් එම තරංගයම 0.5ක කෝණයකින් යැවූ විට අපට අවශ්‍ය තැනට ගමන් කරනවා TEP ක්‍රමයෙන්. ඒ කියන්නේ 29.37MHz යනු TEP සඳහා අවශ්‍ය ස්ථානය කරා සංඥා යැවීමේ muf එක වේ (අංශක 0.5කින් යැවිය යුතුය).

එලෙසම, 25MHz ක සංඥාව අංශක 8කින් යැවූ විට සාමාන්‍ය අයනගෝල ප්‍රචාරණය මඟින් හොප් දෙකකින් අවශ්‍ය ස්ථානයට එය ළඟා වේ. ඒ කියන්නේ 25MHz යනු සාමාන්‍ය අයනගෝල ප්‍රචාරණය සඳහා muf අගයයි (කෝණය අංශක 8කින් යැවිය යුතුය). එහෙත් එම සංඛ්‍යාතයෙන්ම අංශක 0.5කින් යැවූ විට එය TEP ක්‍රමයට යැවෙන නමුත්, අපට අවශ්‍ය තැනට එය ළඟා නොවේ. ඒ කියන්නේ 25MHz යනු TEP සඳහා muf අගය නොවේ අපට අවශ්‍ය තැනට සංඥාව යැවීමට හැකි.

කෙසේ වෙතත්, TEP හි muf අගය සාමාන්‍ය අයනගෝල ප්‍රචාරණයක muf ට වඩා හැමවිටම වැඩිය (1.5ක පමණ ගුණයක්). ඉහත උදාහරණයේ සාමාන්‍ය අයනගෝල ප්‍රචාරණයේ muf වන්නේ 25MHz වන අතර, TEP හි muf වන්නේ 29.37MHz වේ. එය (29.37 – 25)/25 = 0.1748 හෙවත් 17.5% පමණ වැඩි අගයකි.

සූර්යලප චක්‍රයේ මැක්සිමම් කාලයේ TEP වැඩිපුර සිදු වේ. මාර්තු හා සැප්තැම්බර් මාස මැදි කොට ඇති equinox කාලවලදීද මෙය වැඩිපුර සිදු වේ (දෙසැම්බර් හා ජූනි මාසවල අඩුවෙන් සිදු වේ). සමකයට ඉහලින් F2 ස්ථරය වෙනදාට වඩා උඩින් පිහිටන විට, ඉන් බොහෝවිට හැඟවෙන්නේ TEP භාවිතා කළ හැකි බවයි (TEP යම් වෙලාවක සක්‍රියව පවතීද නැද්ද සෙවීමට මෙම F2 ස්ථරයේ උස මැනීම මඟින් වඩා නිවැරදිව පුරෝකතනය කළ හැකිය). තවද, නිවැරදිව ස්ථානගත කළ TEP විසින් සපෝට් කරන සංඛ්‍යාත පරාස යොදා ගන්නා බීකන් මඟින්ද TEP සක්‍රියද නැද්ද කියා දැනගත හැකියි.