4.9 KiB
Executable File
MUF (maximum usable frequency), alltså den högsta frekvens som jonosfären fortfarande kan bryta tillbaka för avståndet mellan sändare och mottagare, har du redan stött på. Där framgick att MUF beror på tätheten av fria elektroner i det brytande skiktet. Här tittar vi närmare på detta, särskilt med avseende på strålningsvinkeln.
Som du redan vet beror rymdvågornas räckvidd på strålningsvinkeln. Ju flackare vågen träffar jonosfären, desto lättare sker brytningen. Det sambandet gäller också för MUF: den frekvens som precis bryts tillbaka, MUF, är högre ju flackare vår signal infaller mot jonosfären. Figur [ref:e_muf_winkel2] visar en simulering av hoppdistansen en sommardag 2024 för en amatörradiosignal kring \qty{7}{\mega\hertz}. Vid \qty{45}{\degree} låg MUF den dagen på \qty{7,5}{\mega\hertz}. Ändrar man strålningsvinkeln ändras också MUF: strålar man brantare (t.ex. \qty{60}{\degree}) sjunker MUF och radiovågen refrakteras inte längre. Strålar man i stället flackare (t.ex. \qty{30}{\degree}) stiger MUF. Nedan tittar vi närmare på sambandet.
Jonosfärsmätstationer mäter den så kallade kritiska frekvensen f_\text{c} (ofta också f_\text{k}, f_\text{krit} eller f_\text{oF2}). Det är den högsta frekvens vid vilken rymdvågen, när den går lodrätt in i jonosfären, just fortfarande reflekteras (jämför figur [ref:e_muf_winkel]). Om vi strålar rakt uppåt, så att vår signal infaller mot jonosfären i en vinkel på \qty{90}{\degree}, är MUF som lägst, eftersom signalen då måste ”vända” helt i jonosfären, alltså göra en 180° sväng. Det betyder att f_\text{c} = MUF vid \qty{90}{\degree}.
Figur [ref:e_muf_fof2] visar förloppet över tid för MUF och f_\text{c} den 8 september 2025, uppmätt med jonosonden i Juliusruh. MUF \qty{3000}{\kilo\meter} betyder i det här fallet att man strålar mycket flackt för att nå en hoppdistans på \qty{3000}{\kilo\meter}.
För andra strålningsvinklar kan MUF approximativt bestämmas ur f_\text{c} med följande formel (gäller för \alpha > \qty{40}{\degree}):
MUF \approx \frac{f_\text{c}}{sin(\alpha)}
där \alpha betecknar strålningsvinkeln (jämför figur [ref:e_muf_winkel]). Tittar man närmare på formeln ser man att MUF alltid ligger högre än den kritiska frekvensen – och desto mer ju flackare sändarantennen strålar respektive mottagarantennen tar emot.
För kommersiell frekvensplanering, där det gäller att en förbindelse med hög sannolikhet ska lyckas, finns dessutom begreppet FOT (frequency of optimal transmission, optimal sändningsfrekvens), eller f_\text{opt}. Det är den frekvens som på en viss signalväg statistiskt medger en förbindelse 90 % av alla dagar; den ligger vanligen 15 % under månadsmedelvärdet av MUF. Sambandet är
f_\text{OPT} = MUF \cdot 0,85
Med den informationen kan vi räkna ett exempel: vid f_\text{c} = \qty{3}{\mega\hertz} och \alpha = \qty{45}{\degree} blir MUF \approx \qty{3}{\mega\hertz} / 0,71 \approx \qty{4,2}{\mega\hertz} och f_\text{opt} = \qty{4,2}{\mega\hertz} \cdot 0,85 \approx \qty{3,6}{\mega\hertz}.
Du har redan lärt dig om LUF (Lowest Usable Frequency). Den bestäms av D-skiktet och anger den lägsta användbara frekvensen, under vilken dämpningen är för stor. D-skiktet dämpar ju vår radiosignal, och per hopp måste signalen dessutom passera D-skiktet två gånger. Samtidigt är dämpningen större ju lägre frekvensen är (sambandet är kvadratiskt: halverar man frekvensen fyrdubblas dämpningen). Sänker man därför frekvensen fortlöpande kommer man så småningom till den punkt där den tillbakabrutna signalen inte längre går att använda; det är LUF.