散発的なEの伝播

スポラディック E (略称E _sまたはSpE ) は、通常約 15 MHz を超える電波を屈折させない 地球の電離層の低層を使用する珍しい形式の無線伝搬です。

散発的な E 伝播は、高度約 95 ～ 120 km (50 ～ 75 マイル) にある低E 領域内の比較的小さな電離パッチから信号を反射します。電離層の高F 領域におけるより一般的な形態のスカイウェーブ伝播は、強い紫外線によってガス原子や分子から叩き落とされた電子層から屈折します。この電子層は、規則的に繰り返される毎日のサイクルで更新されます。どちらの場合も、電子が存在すると、無線信号が地球の表面に向かって屈折 (または「曲げ」) され、無線信号の「曲がったパイプ」経路が作成されます。

Es伝搬は_{、夏至を中心とした約6週間、}超短波（VHF）による長距離通信を時折サポートすることが多く、通常の状況では通常、ほとんどが見通し線で伝搬されます。^[1]

名前が示すように、散発性 E は予測不可能な現象で、いつでも発生する可能性があります。ただし、強い季節的および日周的なパターンを示します。散発性 E の活動は、両半球で夏至付近で予測どおりピークに達します。北半球の中緯度では、活動は通常 5 月中旬に始まり、最も顕著なピークは 6 月初旬に始まります。7 月中旬以降は衰え始め、8 月初旬までに信頼性が大幅に低下します。冬至には、はるかに小さな散発性 E のピークが発生します。南半球の中緯度では、時間枠が逆になり、夏至に最も活動が活発になります。^[2]

単一の Es 雲を使用すると、800～2,200 km (500～1,400 マイル) の通信距離を実現できます_。この距離の変動は、雲の高さや密度など、いくつかの要因によって異なります。最大使用可能周波数 (MUF)も大きく異なりますが、最も一般的なのは 25～150  MHzの範囲で、これにはFM 放送帯域(87.5～108 MHz)、バンド I VHF テレビ(アメリカのテレビ チャンネル 2～6、ロシアのチャンネル 1～5、およびヨーロッパのチャンネル 2～4。西ヨーロッパでは使用されなくなりました)、CB ラジオ(27 MHz)、アマチュア無線の 2 メートル、4 メートル、6 メートル、および10 メートル帯域が含まれます。非常にまれに、225 MHz の MUF が達成されることもあります。^[2]

散発性 E の起源については、まだ決定的な理論は定まっていない。散発性 E の発生と 11 年周期の太陽黒点とを結び付ける試みは、暫定的な相関関係を示している。ヨーロッパでは、黒点極大期と E の活動の間には正の相関関係があるようだ_。逆に、オーストラリアでは、黒点極大期と_{E の}活動の間には負の相関関係があるようだ。ハリソン^[3]は、散発性 E の形成と、地球表面から 100 ～ 140 km 上空のアブレーション ゾーンにおける鉄/マグネシウムの微小流星体のアブレーションとの間に相関関係があることを示唆している。丸山はこの可能性についてさらに論じている。^[4]

散発性 E を介して受信されるテレビ信号と FM 信号は非常に強力で、短時間で検出可能なレベルから過負荷レベルまで強度が変動します。偏波シフトが発生する可能性はありますが、シングルホップ E_信号は元の送信偏波を維持する傾向があります。長距離シングルホップ (900～1,500 マイルまたは 1,400～2,400 キロメートル) の散発性 E テレビ信号はより安定しており、マルチパス イメージが比較的発生しません。

より短いスキップ (400～800 マイルまたは 640～1,290 キロメートル) の信号は、スポラディック E 層の複数の部分から反射される傾向があり、その結果、複数の画像やゴーストが発生し、時には位相反転が発生します。画像の劣化と信号強度の減衰は、後続のスポラディック E ホップごとに悪化します。

散発的なEは通常、VHFバンドI（テレビチャンネル2〜6、E2〜E4、R1〜R5）とバンドII（88〜108MHz FM放送バンド）に影響を与えます。1945年のFCCの技術研究では、E_が42MHzで放送している放送局では1％の確率で干渉問題を引き起こしますが、84MHzではわずか0.01％しか引き起こさないと結論付けられました。^[5]

予想される距離は通常、約 600 ～ 1,400 マイル (970 ～ 2,250 km) です。ただし、例外的な状況では、高度にイオン化された E _s雲がバンド I の VHF 信号を約 350 マイル (560 km) まで伝搬することがあります。ショート スキップ E _s受信が発生する場合、つまりバンド I で 500 マイル (800 km) 未満の場合、イオン化された散発的な E 雲がはるかに高い周波数 (つまり、VHF バンド 3 チャネル) で信号を反射できる可能性が高くなります。これは、鋭い反射角度 (ショート スキップ) では低周波数が優先され、同じイオン化された雲からのより浅い反射角度では高周波数が優先されるためです。この場合、MUX が VHF バンド 3 (できればチャネル E5) を使用する場合、特にQPSKモードを使用する場合は、信号要件が低いため、E _s DVB-T の受信も可能になる可能性があります。それに加えて、バンド 3 信号は対流圏伝播の影響をより受けやすく、対流圏によって地面に向かって屈折されるほど低い高度まで信号が屈折するだけで済むため、実際の MUF が間接的に増加する可能性があります。

赤道スポラディック E は、赤道地域では日中に定期的に発生します。地磁気赤道の ±10° 以内に位置する観測所では、赤道 E スキップは年間を通じてほとんどの日に発生し、現地時間の正午頃にピークを迎えます。

極緯度では、散発的な E がオーロラやそれに伴う磁気状態の乱れを伴うことがあり、オーロラ E と呼ばれます。

赤道や中緯度のE_波とは異なり、高緯度経路での散発的なE波の伝播はまれであり、太陽活動が低い時期であっても、北極を取り囲む場所間の予期せぬ接触をサポートします。^[6]

2009 年 6 月 12 日、散発的な E により、米国東部の一部テレビ視聴者は、米国における DTV 移行の最終日に地元のテレビ局がすでに永久にアナログ放送を停止していた場所やテレビ チャンネルで、遠く離れた他の州の VHF アナログ テレビ局を視聴できるようになりました。これが可能になったのは、VHF がデジタル テレビ局によってほとんど避けられ、アナログ テレビ局がバンド上で最後の存在となったためです。

2010 年 4 月の時点では、米国の多くの人々が、散発的な E イベント中にカナダとメキシコのアナログをこのように視聴することができました。この状況は、今後数年間でこれらの国のすべての地域でアナログ TV の停止が完了するまで続くはずです。

_{場合によっては、DTV E s}の受信距離が 1,000 マイル (1,600 km) をはるかに超えることもあります。これは、DTV でも米国の一部の放送局がまだバンド 1 を使用しているためです。これらの信号は、非常に明瞭であるか、非常にブロック状であるかのいずれかです。また、識別もはるかに簡単です。さらに、 ATSC 3.0 では、通常の変調方式がマルチパス伝播やこれらの周波数で発生するインパルス ノイズに対してより耐性があるため、散発的な E DTV の受信が容易になります。^{[引用が必要]}

• 1939年には、約900マイル（1,400キロ）離れたイギリスで初期のイタリアのテレビ放送が受信できたというニュースがいくつかありました。 ^[7]
• オレゴン州メドフォードのメドフォード・メール・トリビューンは1953年6月1日、アマリロのKGNC-TVチャンネル4とデンバーのKFEL-TVチャンネル2が、コートストリートの倉庫にあるトロウブリッジ・アンド・フリン・エレクトリック・カンパニーのテレビで受信され、プリアンプを使えばニューヨークの放送局のテストパターンも受信できたと報じた。^[8]
• 1953年6月4日、イリノイ州ブリムフィールドのブリムフィールド・ニュースは、地域住民が「月曜日にソルトレイクシティをテレビで見た」と報じた。地元農家の家族が、イリノイ州ロックアイランドのチャンネル4であるWHBF-TVがソルトレイクシティのKDYL-TVによって妨害され、「彼らのお気に入りの番組がすべてブロックされた」のを目撃したと報じた。^[9]
• 1981年6月、オランダのライン・ムンチェヴェルフは、ブラジルのポルトアレグレにあるグアイバの55.25MHz TV-2を、散発的なE波と午後のTEPの組み合わせで、6,320マイル（10,170km）の距離から受信しました。^[10]
• 2003年5月30日、ケンタッキー州レキシントンのジラード・ウェスターバーグ^[11]は、 1,062マイル（1,709km）離れたサウスダコタ州ラピッドシティからチャンネル2で放送されていたKOTA-DTのPSIP識別を解読し、スポラディックEによるデジタルテレビの受信を初めて行いました。
• 2003年6月26日、アイルランドのリスナスキーのポール・ローガンは、88MHz以上の周波数で大西洋横断スポラディックEを受信した最初のDXerとなった。受信した局には、メイン州バンガーの88.5MHz WHCF （2,732マイルまたは4,397キロメートル）と ニューヨーク州ウォータータウンの97.5MHz WFRY （3,040マイルまたは4,890キロメートル）が含まれていた。スコットランドのエアシャー州カムノックのデビッド・ハミルトンは、この日も97.1MHzでカナダのニューファンドランド・ラブラドール州ベイ・ヴェルトからのCBTBを受信した。 ^{[12] [13]}
• 2003年7月20日、ハンガリーのジェールに住むヨジェフ・ネメスは、 1,895マイル（3,050キロ）離れたトルクメニスタンのウリ・バルカンからOIRT FM 70.61MHzのTR3ラジオミラスを受信しました。 ^[14]
• 2005年6月15日、ルイジアナ州シュリーブポートのダニー・オグルソープは、テキサス州フレデリックスバーグからKBEJ-TVのテスト信号を、この伝搬モードでは非常に短い距離（327マイル（526km））で、スポラディックEでチャンネル2で受信しました。^{[15] [16]}
• 2009年6月26日、アイルランドのリスナスキーに住むポール・ローガンは、FMバンドでアメリカ8州とカナダ1州からのE波を大西洋横断で散発的に受信しました。最も遠距離で受信された信号は、 アラバマ州モンゴメリーの90.7 WVASラジオのもので、距離は6,456 km (4,012 マイル) でした。この受信は記録され、後にWVASのニュースキャスター、マーカス・ハイルズによって確認されました。^[17]
• 2016年11月24日、オーストラリアとニュージーランドの多くのラジオリスナーが、オーストラリアの他の州のラジオ局を聴くことができ、多くのラジオ信号が重なっていました。多くの人々が、お気に入りのラジオ局の多くが他の州のラジオ局に置き換えられたと不満を述べました。その後、ACMAは、これが散発性Eによって引き起こされたことを確認しました。 ^[18]

• テレビとFM DX

• デイヴィス、ケネス (1990)。電離層無線。IEE 電磁波。第 31 巻。ロンドン、英国: Peter Peregrinus Ltd / The Institution of Electrical Engineers。pp. 184–186。ISBN 978-0-86341-186-1。
• 「散発性E線に関する特集号」ラジオサイエンス第7巻第3号1972年。
• 「E 領域の物理学と化学の最近の進歩に関する特集号」。ラジオサイエンス。第 10 巻、第 3 号。1975 年。
• 中緯度散発性 E 波: レビュー。AMおよび FM 遠距離受信 (amfmdx.net) (レポート)。2007 年 6 月 24 日にオリジナルからアーカイブされました。
• スミス、アーネスト K. (1957)。世界中で散発的に発生する E (レポート)。米国商務省、国立標準局。
• Neubeck; West. VHF 伝搬 – アマチュア無線家のためのガイド。CQ Publications。^{[全文引用が必要]}
• 「2009 年 6 月 12 日の DTV 移行 Es イベントの記録」tvdxexpo.com。
• 「散発性 E の概要」。electronics-notes.com。アンテナと伝播。