Kõrgsagedusala

Kõrgsagedusala ehk HF-sagedusala (ingl k High Frequency, kõrgsagedus) ehk dekameeterlaineala on raadiosagedusala vahemikus 3-30 MHz. Nimetus dekameeterlaineala tuleneb sellest, et lainepikkuste vahemik on 10 meetrist 100 meetrini. Dekameeterlainealast kõrgema sagedusega on meeterlaineala (VHF, Very High Frequency) ja madalama sagedusega kesksagedusala (MF, Medium Frequency).

Kõrgsagedusala moodustab suure osa lühilainealast. Kuna selles sagedusalas on raadiolainetel omadus ionosfääris murduda ja peegelduda, saavad kõrgsageduslained ulatuda horisondi taha ja üle väga pikkade vahemaade. Seetõttu kasutatakse seda enamasti raadiosideks militaar- ja lennundusvaldkondades ning ringhäälinguks raadioamatööride poolt.

Kõrgsagedusala asukoht elektromagnetspektris.

Taevalaine side on kasutatav kaugete vahemaade taha suhteliselt odavate vahenditega ja väikese võimsusega, kuid sellel on ka omad negatiivsed küljed. Peamiselt väiksed andmemahud ja kitsad levitingimused.

Levituse omadused

Kaugmaaside toimib peamiselt laine peegeldumisel atmosfäärist (Skywave). Laine tagasipeegeldumist põhjustab atmosfääri ülemine kiht ionosfäär, mis sisaldab suurel hulgal vabu elektrone ja ioone, mille kontsentratsioonist sõltub murdumisnäitaja (peegeldumise tugevus). Ionosfääri ioniseerumise tekitab Päikese ultraviolettkiirgus, mis on väga intensiivne atmosfääri kõrgemates kihtides. Selle tagajärjel tekib mitu ioniseeritud kihti, mis asuvad erinevatel kõrgustel ja omavad erinevat ioniseerumise tihedust. Mida suurem on ioniseerumise tihedus, seda tugevam on peegeldumine, kuid sageduse suurenedes peegeldumise omadused vähenevad ja lõpuks saabub piir, kus peegeldumine muutub sedavõrd nõrgaks, et laine maakera pinnale enam tagasi ei jõua.

Lainete peegeldumine atmosfäärist

Päikesekiirguse intensiivsust ja seega kõrgsageduse levi mõjutavad järgmised tegurid:

• ööpäevane valgustsükkel
• 28-päevane päikese pöörlemise tsükkel
• aastaaegade vaheldumine
• 11-aastane päikeselaikude intensiivsuse tsükkel
• Kuu tiirlemise erinevad tsüklid
• päikesetuuled
• virmalised

Kahe koha vahelise side võimalikku sagedusvahemikku iseloomustavad parameetrid on järgmised.

Maksimaalne kasutatav sagedus (MUF, Maximum usable frequency)

Signaalil on maksimaalne sagedus, millest kõrgema puhul hakkab laine läbima rohkem atmosfääri kihte ja jõuab lõpuks avakosmosesse. Isegi, kui laine kõiki kihte ei läbi, võib ühendus katkeda, kuna erinevatel kihtidel peegeldub signaal erinevatele kaugustele.

Madalaim kasutatav sagedus (LUF, Lowest usable high frequency)

Sageduse vähenedes on vaja ionosfäärist rohkem järjestikuseid peegeldumisi, millega läheb järjest rohkem signaalist kaotsi. Alla LUF sageduse langeb raadioside kvaliteet alla rahuldava piiri ja side kahe jaama vahel katkeb. LUF sagedus oleneb suuresti sidejaamade seadmetest, antennidest ja ümbritsevast mürast.

Optimaalne saatesagedus (FOT, Frequency of optimum transmission)

Signaali edastamisel kindlasse kohta on erinevatelt ionosfääri kihtidelt peegeldumisel mitu võimalikku teed. Üldjuhul on eelistatum kõrgem sagedus, kuna sel juhul on signaali sumbumine väiksem. Lisaks sellele on kõrgema sageduse puhul tõenäoline, et peegeldumisel kasutatakse kõrgemat ionosfääri kihti, mis võimaldab vähemate peegeldumistega signaali kaugemale edastada. Üldiselt peetakse optimaalseks sagedust, mis on MUF sagedusest 20% väiksem.

Kasutusalad

Kõrgsagedusspektri peamised kasutusalad on järgmised:

• sõjalised ja riiklikud sidesüsteemid
• lennunduses õhk-maa-side
• raadioamatöörid
• lühilaine rahvusvaheline ja piirkondlik ringhääling
• merenduses laevadevaheline ja merelt-kaldale side
• kaugmaaradarid
• Ülemaailmne merehäda ja -ohutuse süsteem (GMDSS)
• inimestevaheline sidepidamine raadio teel (Citizen Band)
• diatermia

Raadioamatöörid kasutavad laialdaselt lühilaine ionosfääri sidet, kuna see võimaldab otsest ja väga kauget suhtlust.

Samuti kasutatakse sama sidepidamise metoodikat palju militaar- ja riiklikes sidesüsteemides. Militaarsidesüsteemides omab see olulist rolli, kuna on sõltumatu muudest tehnilistest vahenditest, mida on vaenlasel võimalik mõjutada (satelliitside, kaabelliinid, lingisüsteemid) ning samas on üsna odav võrreldes teiste süsteemidega.

Taevalaine side leiab laialdaselt kasutust ka riikides, mille geograafia (mäestikud, kolooniad) ei võimalda muid sidepidamise metoodikaid.

Viimasel ajal on lennunduses, merenduses, sõjanduses ja diplomaatias peamiselt kasutama hakatud kindlamaid kommunikatsioonivahendeid (nt satelliidid), kuid kõrgsagedus on siiski laialdaselt kasutuses tagavarana.

Automaatse sagedusvaliku protokolli (ALE) välja töötamisega, mis kõrgsagedussides automatiseerib ühenduse loomise ja sageduse valimise, on valitsuste võrgustikes äratanud taas huvi kõrgsageduse vastu.

Lennunduses on HF-sidesüsteemid vajalikud kõikidel ookeanivahelistel- ja pikamaa lendudel.

Antennid

Peamised kasutatavad antennitüübid HF-alas on dipoolantennid ja rombantennid. Kõrgemate sageduste juures kasutatakse palju ka yagi ja logoperioodilisi antenne.

Skywave-edastuseks kasutatakse tihti horisontaalseid dipoolantenne.