Fale długie - Polski Serwis Naukowy

Fale długie (fale kilometrowe) (ang. LF – Low Frequency), zakres fal radiowych (pasmo radiowe) o częstotliwości: 30-300 kHz i długości 10-1 km. Zakres ten jest przeznaczony głównie dla rozgłośni radiowych w I regionie ITU (Europa, Afryka i Bliski Wschód).

Obecnie w programowej radiofonii europejskiej używany jest zakres 144–288 kHz z odstępami pomiędzy kanałami wynoszącymi 9 kHz. W paśmie tym nadawane są też na zasadzie rozgłaszania dane cyfrowe np. wzorce czasu, jednym z nich jest europejski radiowy sygnał zegarowy DCF77 nadawany spod Frankfurtu nad Menem na częstotliwości 77,5 kHz.

Polskie Radio Program I (Jedynka, potocznie Warszawa I, oficjalny skrót PR1) – ogólnopolska, całodobowa, publiczna polska stacja radiowa, będąca częścią spółki akcyjnej Polskie Radio S.A. 18 kwietnia 1926 roku rozpoczęto regularną emisję programu.

Fale radiowe (promieniowanie radiowe) – promieniowanie elektromagnetyczne, które może być wytwarzane przez prąd przemienny płynący w antenie. Uznaje się, że falami radiowymi są fale o częstotliwości 3 kHz – 3 THz (3·103 – 3·1012 Hz). Wg literatury zachodniej zakres częstotliwości obejmuje fale od 3 Hz. Zależnie od długości dzielą się na pasma radiowe.

W paśmie fal długich na częstotliwości 225 kHz nadaje Polskie Radio Program I (za pośrednictwem Radiowego Centrum Nadawczego w Solcu Kujawskim).

Częstotliwości powyżej 190 kHz wykorzystywane są również przez radiolatarnie bezkierunkowe (NDB).

Propagacja fal długich

Fale długie w wyniku bardzo małego tłumienia i dużej dyfrakcji (łatwo uginają się na przeszkodach) rozchodzą się na duże odległości za pomocą fali powierzchniowej. Ulegają również odbiciu od najniższych warstw jonosfery o bardzo niskiej gęstości elektronowej i praktycznie nie wnikają dalej. W ciągu dnia odbijają się od dolnej części warstwy D, a nocą, gdy warstwa D zanika, od warstwy E. W odległości 1000-2000 km do nadajnika natężenie pola fali jonosferycznej przewyższa natężenie pola fali powierzchniowej. Zasięg fal długich jest duży i wynosi, zarówno w dzień i w nocy, kilka tysięcy kilometrów.

Częstotliwość określa liczbę cykli zjawiska okresowego występujących w jednostce czasu. W układzie SI jednostką częstotliwości jest herc (Hz). Częstotliwość 1 herca odpowiada występowaniu jednego zdarzenia (cyklu) w ciągu 1 sekundy. Najczęściej rozważa się częstotliwość w ruchu obrotowym, częstotliwość drgań, napięcia, fali.

Kilometr (symbol: km) – powszechnie stosowana wielokrotność metra, podstawowej jednostki długości w układzie SI. Dokładniej, kilometr to 1000 metrów. Stowarzyszona i dość często używana jednostka powierzchni to kilometr kwadratowy (symbol: km²), a objętości – kilometr sześcienny (symbol: km³).

Do oszacowania natężenie pola elektrycznego na falach długich służy półempiryczny wzór Austina: $E_{sk}=\frac{300\sqrt P}{r}\,\sqrt\frac{\theta}{\sin\theta}\ \exp\left(-0,0014\,r/\lambda^{0.6}\right)$

gdzie

Esk – natężenie pola elektrycznego [mV/m]

P – moc zastępcza promieniowana izotropowo przez antenę [kW]

r – odległość od anteny [km]

θ – kąt utworzony między półprostymi łączącymi środek Ziemi z punktami nadajnika oraz odbiornika

Przy czym średnie wahania roczne natężenia pola w danym punkcie mogą wynosić 20-50%. Największe natężenie występuje latem w dzień, a zimą w nocy.

Bliski Wschód (arab. الشرق الأوسط, hebr. המזרח התיכון, przestarzałe Lewant) – obszar geograficzny leżący na styku trzech kontynentów: Europy, Azji i Afryki.

Dyfrakcja (ugięcie fali) to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu. Zjawisko zachodzi dla wszystkich wielkości przeszkód, ale wyraźnie jest obserwowane dla przeszkód o rozmiarach porównywalnych z długością fali.

Nadajniki długofalowe w Polsce

Maszt radiowy w Konstantynowie

RCN Solec Kujawski

Maszt radiowy w Raszynie

Bibliografia

Janusz Pieniak: Anteny telewizyjne i radiowe. Warszawa: Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, 1993. ISBN 83-206-1081-8.
Jarosław Szóstka: Fale i anteny. Warszawa: Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, 2001.