Тропосферное распространение описывает электромагнитное распространение по отношению к тропосфере . Зона обслуживания радиопередатчика VHF или UHF простирается сразу за оптический горизонт , где сигналы начинают быстро уменьшаться в силе. Зрители, живущие в такой зоне приема «глубокой полосы», заметят, что при определенных условиях слабые сигналы, обычно маскируемые шумом, увеличивают силу сигнала, обеспечивая качественный прием. Такие условия связаны с текущим состоянием тропосферы .
Сигналы, распространяющиеся в тропосфере, распространяются в части атмосферы , прилегающей к поверхности, и простираются примерно на 25 000 футов (8 км). Таким образом, на такие сигналы напрямую влияют погодные условия, простирающиеся на несколько сотен миль. Во время очень устойчивой, теплой антициклонической погоды (т. е. высокого давления ) обычно слабые сигналы от удаленных передатчиков усиливаются. Другим симптомом в таких условиях может быть помеха локальному передатчику, приводящая к помехам в совмещенном канале , обычно горизонтальным линиям или дополнительной плавающей картинке с аналоговыми передачами и разрыву с цифровыми передачами. Устоявшаяся система высокого давления создает характерные условия для улучшенного тропосферного распространения, в частности, благоприятствуя сигналам, которые распространяются вдоль преобладающей изобарной структуры (а не поперек нее). Такие погодные условия могут возникнуть в любое время, но, как правило, летние и осенние месяцы являются лучшими периодами. В определенных благоприятных местах улучшенное тропосферное распространение может обеспечить прием телевизионных сигналов сверхвысокой частоты (УВЧ) на расстоянии до 1000 миль (1600 км) или более.
Наблюдаемые характеристики таких систем высокого давления обычно представляют собой ясные, безоблачные дни с небольшим или отсутствующим ветром. На закате верхний воздух охлаждается, как и температура поверхности, но с разной скоростью. Это создает границу или градиент температуры , который позволяет сформировать уровень инверсии — аналогичный эффект происходит на восходе солнца. Инверсия способна обеспечить распространение сигналов очень высокой частоты (VHF) и UHF далеко за пределы обычного расстояния радиогоризонта .
Инверсия эффективно уменьшает излучение небесной волны от передатчика – обычно сигналы VHF и UHF уходят в космос, когда достигают горизонта, поскольку показатель преломления ионосферы препятствует возвращению сигнала. Однако при температурной инверсии сигнал в значительной степени преломляется над горизонтом, а не продолжает движение по прямому пути в космическое пространство .
Туман также дает хорошие тропосферные результаты, опять же из-за эффектов инверсии. Туман возникает во время погоды с высоким давлением, и если такие условия приводят к большому поясу тумана с чистым небом над ним, будет нагревание верхнего уровня тумана и, таким образом, инверсия. Такая ситуация часто возникает ближе к вечернему наступлению, продолжается всю ночь и проясняется с восходом солнца в течение примерно 4–5 часов.
Тропосферное волноводство — это тип распространения радиоволн, который обычно происходит в периоды стабильной антициклонической погоды. При этом методе распространения, когда сигнал сталкивается с повышением температуры в атмосфере вместо ее обычного понижения (известного как температурная инверсия), более высокий показатель преломления атмосферы приведет к искривлению сигнала. Тропосферное волноводство влияет на все частоты, и сигналы, усиленные таким образом, имеют тенденцию распространяться на расстояние до 800 миль (1300 км) (хотя некоторые люди получали «тропо» за пределами 1000 миль / 1600 км), в то время как при тропосферном изгибе стабильные сигналы с хорошей силой сигнала на расстоянии 500+ миль (800+ км) не являются редкостью, когда показатель преломления атмосферы довольно высок.
Тропосферное распространение радио- и телевизионных сигналов относительно распространено в летние и осенние месяцы и является результатом изменения показателя преломления атмосферы на границе между воздушными массами с различной температурой и влажностью . Используя аналогию , можно сказать, что более плотный воздух на уровне земли замедляет фронт волны немного больше, чем разреженный верхний воздух, придавая волновому распространению нисходящую кривую.
Канализация может происходить в очень больших масштабах, когда большая масса холодного воздуха перекрывается теплым воздухом. Это называется температурной инверсией , и граница между двумя воздушными массами может простираться на 1000 миль (1600 км) или более вдоль стационарного погодного фронта .
Температурные инверсии чаще всего происходят вдоль прибрежных зон, граничащих с крупными водоемами. Это результат естественного движения прохладного влажного воздуха на суше вскоре после захода солнца, когда приземный воздух остывает быстрее верхних слоев воздуха. То же самое может происходить утром, когда восходящее солнце нагревает верхние слои.
Хотя тропосферное распространение иногда наблюдалось вплоть до 40 МГц, уровни сигнала обычно очень слабые. Более высокие частоты выше 90 МГц, как правило, распространяются более благоприятно.
Высокогорные районы и холмистая местность между передатчиком и приемником могут стать эффективным барьером для тропосферных сигналов. В идеале относительно ровная наземная трасса между передатчиком и приемником идеально подходит для тропосферной проводки. Морские трассы также, как правило, дают превосходные результаты.
В некоторых частях мира, особенно в Средиземном море и Персидском заливе , условия тропосферного воздуховода могут устанавливаться в течение многих месяцев в году в той степени, что зрители регулярно получают качественный прием сигналов на расстоянии 1000 миль (1600 км). Такие условия обычно оптимальны во время очень жаркой устойчивой летней погоды.
Тропосферный канал над водой, особенно между Калифорнией и Гавайями , Бразилией и Африкой , Австралией и Новой Зеландией , Австралией и Индонезией , Флоридским проливом, Бахрейном и Пакистаном , обеспечил прием VHF/UHF в диапазоне от 1000 до 3000 миль (1600–4800 км). В Эфиопии был построен пост прослушивания США для использования общего канала сигналов с юга России.
Тропосферные сигналы демонстрируют медленный цикл затухания и иногда производят сигналы, достаточно сильные для стерео без помех , приема данных Radio Data System (RDS) и прочных замков потоков HD Radio на FM , без помех, цветных телевизионных изображений или стабильного приема DTV, а также стабильного приема DAB Radio . С DVB-T он также может обеспечить широкую SFN , пока два передатчика находятся в пределах защитного интервала и почти равноудалены от приемника, а также синхронизированы. Однако, если они не синхронизированы и не равноудалены, они будут мешать друг другу.
Практически весь дальний прием цифрового телевидения осуществляется с помощью тропосферных каналов (поскольку большинство, но не все, телевизионные станции вещают в диапазоне УВЧ ).
«DXing — это искусство и наука прослушивания дальних станций (D=расстояние X=передатчик)». [1] Ассоциация любительского радио ARRL ведет список североамериканских рекордов дальности, включающий результаты тропо.