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スポラディック E 層 すぽらでぃっくいーそう

4アマ 3アマ 三陸特 二陸特

E 層とほぼ同じ高さ(約 100〔km〕)に、突発的・局地的に現れる電子密度の高い薄い層(Es 層)。主に夏季の昼間に発生し、普段は電離層を突き抜ける VHF(50〔MHz〕帯など)を反射して、数百〜2,000〔km〕の異常伝搬を起こす。

試験ではここ

「夏季の昼間に突発的に発生し、VHF を反射して遠方へ届かせる電離層」はスポラディック E 層。D 層(吸収)、F2 層(短波を反射)、対流圏(電離層ではない)が誤りの肢。「VHF でアンテナを高くすると到達距離が延びる理由」としては誤り(正しいのは見通し距離が延びるから)。

VHF の電波はふつう電離層を突き抜けるので、見通し距離の先には届きません。ところが夏の昼間、E 層の高さに電子がぎゅっと詰まった薄い雲のような層が突然できることがあります。これがスポラディック E 層(Es 層)で、「スポラディック」は「突発的・散発的」という意味です。この層は VHF さえ反射するので、50〔MHz〕帯で突然 1,000〔km〕先の局が聞こえる、といった異常伝搬が起きます。

スポラディック E 層による VHF の異常伝搬
約 100 km の高さに局地的な Es 層。50 MHz の電波が反射して数百〜2,000 km 先に届く。普段の VHF は突き抜ける

覚えるポイント

  1. 高さ 約 100〔km〕。E 層とほぼ同じ
  2. いつ 主に夏季(5〜8 月)の昼間。突発的で、持続は数十分から数時間
  3. 何を反射するか 普段は突き抜ける VHF(50〔MHz〕帯、ときに 144〔MHz〕帯)
  4. どこまで 数百〜2,000〔km〕程度の遠距離。アマチュア無線では歓迎される一方、業務用 VHF には混信の原因
Es 層の発生しやすい季節と時刻
季節と時刻の発生傾向。夏季の昼間に山、冬季と夜間は少ない

電離層の仲間との区別

似た肢の切り分け

  1. D 層 昼間に現れて中波・短波を吸収する。VHF は反射しない
  2. F2 層 短波の遠距離通信を担う。VHF は突き抜ける
  3. 対流圏 地表から十数〔km〕の大気の層で電離層ではない。VHF が遠くへ届く別の仕組み(ダクト・対流圏散乱)はこちら
  4. スポラディック E 層 VHF を反射する唯一の電離層。夏季の昼間に突発
電離層の仲間の見分け方
D 層は吸収、F2 層は短波、Es 層だけが VHF を反射。対流圏は電離層ではない
ひっかけ

「VHF でアンテナを高くすると到達距離が延びるのはなぜか」で「スポラジック E 層の反射によって」を選ぶのは誤りです。Es 層はアンテナの高さと無関係で、正しい理由は見通し距離が延びるからです。VHF の伝わり方で「通常、電離層で反射される」も誤りで、Es 層による反射はあくまで例外的な異常伝搬です。

上部の看板「スポラディック E 層=夏の昼、E 層の高さに突然できる鏡
夏の昼、E 層の高さに突然できる鏡。VHF が反射して遠くまで届く

この用語を押さえる問題

3アマ ・ ブートラボ オリジナル問題 無線工学 No.2 問29

主に夏季の昼間に突発的に発生し、超短波(VHF)帯の電波を反射して、通常は届かない遠方まで伝搬させることがある電離層は、次のうちどれか。

正答: スポラディックE層

正しい。スポラディック E 層(Es 層)は E 層付近の高さに突発的・局地的に現れる電子密度の高い層で、50〔MHz〕帯などの VHF 帯の電波を反射する。夏季の昼間に多く発生し、数百〜二千〔km〕程度の異常伝搬を起こす。

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三陸特 ・ 日本無線協会 令和3年10月期 無線工学 問16

超短波(VHF)帯では、一般にアンテナの高さを高くした方が電波の到達距離が延びるのはなぜか。

正答: 見通し距離が延びるから。

VHF 帯の電波は電離層で反射されず、主に直接波で伝わるため、到達距離は送受信アンテナ間の見通し距離でほぼ決まる。アンテナを高くすると地球の丸みによる見通し距離(約 4.12(√h₁+√h₂) km)が延びるので、この肢が正しい。

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二陸特 ・ 日本無線協会 平成31年2月期 無線工学 問16

次の記述は、超短波(VHF)帯の電波の伝わり方について述べたものである。正しいのはどれか。

正答: 光に似た性質で、直進する。

正答です。VHF 帯の電波は通常電離層を突き抜けて反射されず、地表波の減衰も大きいため、主に直接波と大地反射波による見通し距離内の伝搬になります。光に似て直進する性質があり、山や建物の陰では弱くなります。

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問われた問題 7

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