Taevalaine: erinevus redaktsioonide vahel

'''Taevalaine''' on [[Raadiolained|raadiolaine]], mis peegeldub maapinnale [[Ionosfäär|ionosfääriltionosfäär]]ilt ([[ionosfääri laine]]) ning võimaldab ülekannet maapinna kõvera pinna ümber.<ref name="ec0dE" />

[[Fail:Skywave.jpg|pisi|Raadiolained (mustad) [[Peegeldumine|peegelduvad]] [[Ionosfäär|ionosfääriltionosfäär]]ilt (punane) taevalaine levimisel.]]

Sidesüsteemides tähistab taevalaine raadiolainete levikut, mis peegeldub või murdub tagasi Maale ionosfäärilt, mis on atmosfääri ülaosa elektriliselt laetud kiht. Kuna see ei piirdu Maa kumerusega, saab taevalaine levimist kasutada suhtlemisel horisondist kaugemal mandrite vahelistel vahemaadel. Enamasti kasutatakse seda [[lühilaine]] [[Sagedus|sagedusegasagedus]]ega lainealades.

Taevalaine levimise tulemusena, signaal kaugemast AM raadiojaamast, lühilainejaamast, või – [[:en:Sporadic_E_propagation|sporadic E]] levimistingimustel (peamiselt suvekuudel Maa mõlemas poolkeras) võib kauge VHF, FM või TV jaam mõnikord saada vastu võetud nii selgelt kui kohalikes jaamades. Enamik pikamaa lühilaineid (kõrgsagedusega) raadioside vahemikus 3–30 &nbsp;MHz on taevalaine levimise tulemus. Alates 1920. aastatest, kui raadiooperaatorid piirdusid madalama raadiosaatja võimsusega kui ülekandejaamad, haarati kinni võimalusest kasutada taevalainet pikkadel vahemaadel suhtlemiseks.

*

Ionosfäär on ülemise [[Atmosfäär|atmosfääriatmosfäär]]i piirkond, mis asub umbes 80–1000 &nbsp;km kõrgusel, kus neutraalne õhk on [[Ionisatsioonionisatsioon|ioniseeunud]] päikeseenergia [[Footon|footonitestfooton]]itest ja [[Kosmilinekosmiline kiirgus|kosmilistest kiirtest]]. Kui kõrge sagedusega signaalid sisenevad ionosfääri kaldu, on nad tagasi suunatud ioniseeritud kihti hajuvate lainetena.<ref name="HJQVu" /> Kui keskmise kihi [[ionisatsioon]] on signaali sagedusega võrreldes piisavalt tugev, võib hajuv laine väljuda alumisest kihist Maa suunas, nagu see oleks peeglist [[Peegeldumine|peegeldunud]]. Maa pealispind (maismaa või vesi) peegeldab hajusalt sissetulevat lainet tagasi ionosfääri suunas. Sellest tulenevalt, nagu "kiviga lutsu viskamine" üle vee, võib signaal efektiivselt põrgata või hüpata (nagu kivi üle vee) Maa ja ionosfääri vahel kaks või rohkem kordi (n-ö ''multihop'''i levimine). Kuna madalad kokkulangevused jäävad üsna väikseks, võetakse väikse võimsusega signaalid mõnikord vastu mitme tuhande miili kauguselt. See võimaldab [[lühilaine]]<nowiki/>ülekannetel levida üle maailma.<ref name=":0" />

[[Fail:Atmospheric electromagnetic opacity.svg|pisi|617x617px|Maa atmosfääri läbilaskevõime (või läbipaistvuse) raadiosagedus elektromagnetilise kiirguse erinevatele lainepikkustele, sealhulgas raadiolained.]]

Ionosfääri [[plasma]] kiht võrdse ionisatsiooniga ei ole kokkulepitud, kuid lainetab kui ookeani pind. Muutuva peegelduvuse tõhusus sellel muutuval pinnal võib põhjustada peegelduva signaali tugevuse muutumist, põhjustades lühilaineülekannetes tuhmumist.

[[VHF]] signaalid, mille sagedus on üle 30 &nbsp;MHz, läbivad tavaliselt ionosfääri ning ei naase Maa pinnale. Erandiks on [[E-skip]] signaali levimine – VHF signaalid, sealhulgas FM-raadiosignaalid ja VHF-telesignaalid, peegelduvad sageli Maale hiliskevadel ja suve alguses. E-skip signaal mõjutab harva [[UHF-sagedusala|UHF]] sagedusi, välja arvatud väga harvadel juhtudel on see alla 500 &nbsp;MHz.

[[Sagedus|Sagedused]]ed alla 10 &nbsp;MHz (lainepikkused, mis on pikemad kui 30 meetrit), sealhulgas raadiosignaalid [[Keskmine laine|keskmises]] ja [[lühilaine]] lainealas (ja mõningal määral [[pikilaine]]), levivad kõige tõhusamalt taevalaine kaudu öösel.

Sagedused üle 10 &nbsp;MHz (lainepikkused, mis on väiksemad kui 30 meetrit), levivad enamasti kõige tõhusamalt päeval. Sagedused, mis on alla 3 &nbsp;kHz, on pikema lainepikkusega kui Maa ja ionosfääri vahemaa. Maksimaalne taevalaine levimiseks kasutatav sagedus on tugevalt mõjutatud [[Päikeseplekk|päikeselaigu]] arvust.

Kuna suur osa ionosfääri madalamate kõrguste kihtidest (eriti [[Kennelly-Heaviside'i kiht|E-kiht]]) kaob öösel, asub [[Ionosfäär|ionosfääriionosfäär]]i tagasiulatuv kiht öösel palju kõrgemal Maa pinnast. See toob kaasa tõusu ''skip'' ja ''hop'' kaugustes taevalainest.

[[Raadioamatöör|Raadioamatööridel]]idel on oma roll taevalaine levimise avastamisel lühilaine lainealas. Varem kasutati pikamaateenused [[Pinnalained|pinna laine]] levikut [[Väga madalad sagedused|väga madalatel sagedustel]],<ref name="oT0g5" /> mis on mööda laineala nõrgestatud. Kasutades seda meetodit pikematel vahemaadel ja kõrgematel sagedustel, tähendas see pigem signaali sumbumist. See, ning raskused jõu tekitamisel ja kõrge sageduse jälitamisel, viisid avastuseni lühilaine levimise keerukuse kommertsteenusteks.

Raadioamatöörid viisid läbi esimesed edukad transatlantilised testid<ref name="Exc5H" /> 1921. aastal detsembris, tegutsedes 200-meetrises keskmise lainega lainealas (1500 &nbsp;kHz) – väikseim lainepikkus oli toona amatööridele kättesaadav. 1922. aastal olid sajad Põhja-Ameerika amatöörid kuulnud Euroopast 200 meetri juures, ning vähemalt 30 Põhja-Ameerika amatööri kuulsid Euroopast algseid signaale. Esimesed kahesuunalised suhtlused Põhja-Ameerika ja Hawaii amatööride vahel algasid 1922. aastal 200 meetri juures. Kuigi tegevus lainepikkustega, mis olid lühemad kui 200 meetrit, oli tehniliselt illegaalne. Amatöörid alustasid katsetusi nende lainepikkustega, kasutades [[Vaakumlamp|vaakumlampevaakumlamp]]e, mis võeti kasutusele vahetult pärast I maailmasõda.

Äärmuslik [[interferents]] 150–200 meetri laineala ülemises servas – need on [[Amatöörraadio|amatööridele]] reserveeritud ametlikud lainepikkused.<ref name="DRqpx" /> 1923. aastal sunniti amatööre lainepikkusi muutma aina lühemaks, kuid need piirdusid reguleeritud lainepikkusega, mis oli üle 150 meetri (2 &nbsp;MHz). Mõned õnnelikud amatöörid, kes saavutasid erilise loa eksperimentaalseks sideks alla 150 meetri, täiendasid 100 meetri kaugusel (3 &nbsp;MHz) sadu kahesuunalisi pikamaa kontakte 1923. aastal, sealhulgas esimesed transatlantilised kahesuunalised kontaktid<ref name="y7Hba" />, 1923. aasta novembris 110 meetri kaugusel (2,72 &nbsp;MHz).

Spetsiaalselt litsentsitud amatööri olid 1924. aastaks rutiinselt teinud ookeanitaguseid kontakte 6000-miiliste vahemaadega (~ 9600 &nbsp;km). 21. septembril 1924 viimistlesid mitmed California amatöörid kahesuunalisi kontakte amatööriga [[Uus-Meremaa|Uus-Meremaal]]l. Sama aasta 19. oktoobril viimistlesid amatöörid Uus-Meremaal ja Inglismaal 90 minutit kahesuunalist kontakti peaaegu üle maailma. 10. oktoobril tegi "The Third National Radio Conference" kolm lühilaine laineala kättesaadavaks USA amatööridele,<ref name="2docj" /> s.o [[80 meetri laineala|80 meetri]] (3,75 &nbsp;MHz), [[40 meetri laineala|40 meetri]] (7 &nbsp;MHz) ja [[20 meetri laineala|20 meetri]] (14 &nbsp;MHz) kaugusel. Need olid reserveeritud ülemaailmselt, samal ajal, kui 25. novembril 1927. aastal loodi [[10 meetri laineala]] (28 &nbsp;MHz) Washington International Radiotelegraph Conference'i poolt.<ref name="HAKhx" /> [[15 meetri laineala]] (21 &nbsp;MHz) oli Ameerika Ühendriikide amatööridele avatud 1. mail 1952. aastal.