FM, DAB+ en TV DX is de actieve zoektocht naar verre radio of televisiezenders ontvangen tijdens ongewone atmosferische omstandigheden. De term DX is een oude telegrafie term betekent “lange afstand.”
Heel veel FM-DX’ers zullen dit herkennen: je bent een verwoed Shortwave-DX’er en in een aantal bulletins zie je ontvangsten van verre stations op de FM-band. Kan dit wel? Hoe is het mogelijk dat je in Midden Europa stations uit Spanje in stereo en met RDS op je autoradio hoort? Het intrigeert je en voor je het weet heb je je eerste FM-antenne. De portable of een oude tuner worden aan de antenne gekoppeld en het DX-feest kan beginnen.
Na het verwerken van de nodige literatuur weet je dat ontvangst van verre stations via tropo (temperatuursinversie) en Sporadic E (weerkaatsing tegen geïoniseerde lagen) mogelijk is. Al snel worden afstanden tot meer dan 2000 km overbrugd. Het is niet ongewoon om in West-Europa stations uit Spanje, Marokko, Finland en nog zoveel andere landen te horen.
Sporadische E
Sporadic- E, kortweg ES, is een van de fascinerendste verschijnselen in de 6- en 2- meterband. onder het begrip es verstaat men grotere of kleinere geioniseerde wolken, die zich op een hoogte tussen de 90 en 110 kilometer in de nabijheid van de E-laag vormen. de graad van ionisering kan van tijd tot tijd zo groot worden, dat frequenties tot 50 MHz, in extreme gevallen zelfs tot hoger dan 200 MHz gereflecteerd worden. daarbij zijn afstanden tot maximaal 2500 km te overbruggen. in enkele gevallen zijn op 144 MHz zelfs verbindingen over meer dan 4000 km gemaakt. omdat de reflectie vrijwel zonder verstrooiingsverlies gebeurt, kan er met 10 watt vermogen een rapport rond S-9 genoteerd worden. de signalen zijn daarbij helemaal schoon.
Helaas zijn es-openingen slechts met een geringe nauwkeurigheid te voorspellen. ze komen en verdwijnen net zo geheimzinnig als de clown uit stephen kings thriller ,,ES”. ze ontstaan quasi-toevallig, dus sporadisch, vandaar de naam E-Sporadisch. de tijdsduur van zulke openingen ligt in de 2-m band van enkele minuten tot een kwartier of langer en kan met intervallen over een hele namiddag verspreid in de tijd waargenomen worden. op 50 MHz is een veel kleinere ioniserings-graad benodigd voor reflexties, vandaar dat ze op 6 meter vaker, sterker en langduriger zijn waar te nemen.
Bepaalde zaken vallen op bij ES:
Het is een typisch propagatie verschijnsel van het zomerhalfjaar, omdat 99 procent van alle 144 MHz ES-verbindingen zich afspeelt tussen mei en september. de eerste es-openingen worden meestal geregistreerd in de tweede helft van mei , de laatste eind augustus. de grootste kans op es bestaat in de maanden juni en juli. omdat in die periode ook diverse meteorietzwermen langs de aarde komen ( de aritiden, de c-perseiden, juni-lyriden en de aquiriden ), wordt een samenhang tussen es en meteorietzwermen niet als toevallig beschouwd, daarnaast wordt er ook een zeker verband met zonnige weersomstandigheden aangenomen.
Sporadische e-wolken zijn een lokaal en toevallig optredende samen/klontering van elektronen concentraties. de metaalionen, meestal bestaande uit ijzer en magnesium, die door meteorietdeeltjes, welke in de atmosfeer terecht komen, versterken en stabiliseren deze concentratie. de verticale uitbreiding van de reflectielaag kan oplopen tot 5 km, de horizontale verspreiding van zo’n es-wolk loopt uiteen van 10 tot 100 km.
Sporadische E wol,
Wat heb je nodig om te DX’en? Uiteraard een goede richtantenne, liefst met 5 of meer elementen zodat je een goede richtingsgevoeligheid krijgt. De tuner kan best een gewone, commerciële tuner zijn. De middenfrequent filters kunnen aangepast worden zodat de selectiviteit nog beter wordt. De meeste tuners kunnen ook RDS uitlezen en dat is natuurlijk een hele hulp bij het identificeren van stations.
Met de nodige aanpassingen aan de tuner en de juiste software kan de computer (Lelad FDM-S2) nog meer RDS-data uit het signaal poren. Moet je meteen al die nieuwe spullen aanschaffen om te FM-DX’en? Beslist niet. Met een gewone tuner, een autoradio kan je al heel veel ongewoons horen. In het verleden hebben FM-DX’ers stations uit heel Europa gehoord op hun autoradio. Je volgende taak is het grondig leren kennen van de lokale FM-band. Als je die eenmaal perfect kent, dan ruik je het meteen als er wat aan de hand is. Daarna moet je het weer in de gaten houden, weerkaarten controleren en contact houden met andere DX’ers. Met de weerkaarten zie je de condities aankomen en als je met velen de band in de gaten houdt, dan zal je weinig actie missen.
Troposferische DX
Hierboven de normale propagatie
FM/DAB+ radiosignalen propageren, zeg maar reizen, normaliter door de troposfeer in een iets gebogen lijn. Als resultaat van het buigen zijn radiogolven in staat om iets verder te reiken dan de optische horizon. Het punt waar de radiogolf uiteindelijk de grond raakt noemen we de radio-horizon. Achter de radiohorizon zal goede ontvangst moeilijker worden; de sterkte van het signaal neemt achter de radiohorizon onder normale omstandigheden snel af. Overige, opwaartse signalen gaan letterlijk verloren in de ruimte.
Het buigen van een radiogolf wordt veroorzaakt door breking van deze golf en de mate waarin dit gebeurt wordt de brekingsindex van de troposfeer genoemd. De brekingsindex is afhankelijk van de temperatuur en de luchtvochtigheid. In een normale atmosfeer zullen de temperatuur en luchtvochtigheid afnemen en dat produceert een gestage verlaging van de brekingsindex. Onder deze stabiele condities is het mogelijk de radiohorizon redelijk gemakkelijk te berekenen.
Uitzonderlijke propagatie via breking door een laag koude lucht.
In het geval van een temperatuurinversie zal de brekingsindex echter dramatisch wijzigen en zullen signalen veel verder kunnen reiken. Hierboven een voorbeeld te zien waarbij een in de lucht weerkaatst signaal, dat normaliter verloren gaat, wel tot ver achter de radiohorizon komt. Deze vorm van propagatie wordt vaak een troposferische opening genoemd. De luisteraar ervaart dit als storing in zijn favoriete programma, ruis, gefluit. Soms ontvangt hij zelfs een geheel ander station. De luisteraar zal mogelijk op zoek gaan naar een beter te ontvangen station of zijn/haar favoriete omroep bellen met een klacht.
Onderscheid tussen een normale stabiele situatie en naar de situatie waarbij de storing zeer hoog is (troposferisch) Op het kaartje hierboven zien we de mogelijke worst case variatie in dekking van een zender onder invloed van troposferische omstandigheden. Deze vermindering van het bereik met gelijke kwaliteit komt gelukkig minder dan 1% van de tijd voor. In het weggevallen gebied bestaat tijdens dergelijke tropo-omstandighedenmogelijk wel ontvangst, maar met een verminderde stereokwaliteit. Mono ontvangst is vaak nog wel mogelijk.
Propagatie vormen
De atmosfeer rondom de aarde is opgebouwd uit meerdere lagen:
In de Chemosfeer bevindt zich de zogenaamde D laag. Deze absorbeert Middengolf signalen overdag. In de ionosfeer bevinden zich de E en F lagen (200 tot 400 km).
Onder invloed van de zon komt het voor dat deze lagen zich als spiegel kunnen gedragen voor radiosignalen. Hoe meer zonneactiviteit er is des te hoger de frequentie is die weerspiegeld kan worden. Zeer zeldzaam komt het voor dat FM/DAB+ signalen door deze lagen worden weerkaatst. Meestal gaan de FM signalen er door heen de ruimte in. De activiteit van de zon die dit fenomeen af en toe veroorzaakt zit in een cyclus van 11 jaar.
Veel belangrijker voor interferentie, is de onderste laag. Ons weerbeeld wordt bepaald door bewegingen in de troposfeer. Hoewel er dus ook sprake kan zijn van beïnvloedingen van FM /DAB+ radiosignalen die niet weer gerelateerd zijn (zoals hierboven kort besproken), beperken we ons in dit artikel verder tot de invloeden vanuit de onderste luchtlaag van de aarde omdat deze zich aanzienlijk vaker voordoen.
De troposfeer
Normaliter daalt de temperatuur in de troposfeer geleidelijk met de hoogte.
Onder normale weersomstandigheden is het zodat de temperatuur dichter bij de aarde warmer is dan op grotere hoogte, zie figuur hierboven. Naarmate de lucht stijgt, daalt de temperatuur en condenseert de lucht tot er wolken worden gevormd. Gedurende lagedruk perioden zal de luchtmassa langzaam klimmen, vervolgens geleidelijk afkoelen en dan wolken vormen. Onder deze weerscondities is de troposfeer over het algemeen onstabiel. Gedurende hogedruk perioden krimpt de luchtmassa langzaam en bij het dalen stijgt de temperatuur en wordt een warmere en drogere atmosfeer gegenereerd, vaak zonder wolken. Onder deze condities is de troposfeer over het algemeen erg rustig en stabiel.
Temperatuursinversie
Ondanks dat temperatuur normaliter daalt bij het stijgen van lucht, kan het voorkomen dat bij bepaalde weersomstandigheden een luchtlaag gelijk blijft van temperatuur of zelfs stijgt. Boven het aardoppervlak kan zich een laag vormen zoals in figuur 3a en 3b. Deze loopt van vlak boven het aardoppervlak tot een hoogte van ongeveer 3 km. We spreken dan over een temperatuurinversie.
Temperatuurinversies vinden meestal plaats gedurende een aanhoudende periode van hogedruk boven onze de Noordzee, die het mogelijk maakt dat er laagvorming ontstaat. Deze kunnen een specifieke invloed op de FM radiosignalen hebben, met name als er omstandigheden zich voordoen zoals hieronder op de plaatjes!
Een temperatuurinversie op grondniveau
Een zwevende laag van een andere temperatuur