Перевод данного наставления, это логическое продолжение вопросов работы NVIS из этой статьи. Перевод и редакция RADIOCHIEF. Оригинал статьи взят с сайта Полный текст наставления можно . Некоторые картинки взяты непосредственно из оригинала. Статья представлена в образовательных целях.
Концепция распространения пространственной волны с почти вертикальным углом падения (NVIS)
M-1. Оценка методов связи
Стандартные методы связи, применявшиеся ранее, не способны обеспечить поддержку широко рассредоточенных и быстро перемещающихся формирований, которые мы намерены использовать для противодействия современным угрозам. Если учесть проблемы, связанные с развёртыванием многоканальных систем прямой видимости (LOS) с ретрансляторами для обеспечения текущих и перспективных операций, коротковолновая (КВ) радиосвязь и режим пространственной волны с почти вертикальным углом падения (NVIS) приобретают новое значение. КВ-радиосвязь быстро развёртывается, может быть защищена средствами криптографии и способна передавать данные. Она будет первым, а зачастую и единственным средством связи с быстро перемещающимися или широко разнесёнными подразделениями. Она также может стать первой системой дальней связи, восстановленной после ядерного удара. При такой зависимости от КВ-радиосвязи специалисты по планированию связи, командиры и операторы должны быть знакомы с методами NVIS, их применением и ограничениями для обеспечения более надёжной связи.
M-2. Проблемы, возникающие при распространении радиоволн
В идеальных условиях земная волна радиосигнала становится непригодной для использования на расстоянии около 80 километров (50 миль) (рис. 2-12)
В реальных полевых условиях эта дальность может быть значительно меньше — порой всего 3 километра (2 мили). Пространственные волны, генерируемые стандартными антеннами (например, диполями), эффективно излучающими ионосферную волну, не возвращаются на землю на расстоянии менее 161 километра (100 миль). Это может создавать мёртвую зону протяжённостью не менее 80–113 километров (50–70 миль), в которой КВ-связь не работает. Это означает, что такие подразделения, как группы дальней разведки, бронекавалерия в роли передовых сил или сил прикрытия, расчёты раннего предупреждения ПВО, а также многие линии связи дивизия–корпус, дивизия–бригада, дивизия–тыл (DISCOM) и дивизия–артиллерия (DIVARTY) оказываются в мёртвой зоне и, таким образом, недоступны по КВ-радиосвязи, хотя КВ является основным средством связи с этими подразделениями.
M-3. Концепция излучения пространственной волны с почти вертикальным углом падения
Энергия, излучённая в направлении, близком к вертикальному, не отражается обратно в одну точку на поверхности Земли. Если она излучена на слишком высокой частоте, энергия проникает через ионосферу и уходит в космическое пространство. Энергия, излучённая на достаточно низкой частоте, отражается обратно на землю под всеми углами (включая зенит), в результате чего она падает на землю по круговой (всенаправленной) диаграмме без мёртвых зон (то есть без зоны молчания). Такой режим называется пространственной волной с почти вертикальным углом падения (NVIS). 
Концепция проиллюстрирована на рис. M-1
Этот эффект подобен тому, как если бы вы направили шланг с распылительной насадкой строго вверх: падающая обратно вода покрывает непрерывную круговую область до определённого расстояния.
Типичная диаграмма принимаемого сигнала для антенны AS-2259/GR показана на рис. M-2
Длина трассы и угол падения — на рис. M-3
Типичная диаграмма направленности в вертикальной плоскости показана на рис. M-4.
Основное отличие этого ближнего режима NVIS от стандартного дальнего ионосферного КВ-режима заключается в более низкой частоте, необходимой для предотвращения проникновения через ионосферу, и в угле падения сигнала на ионосферу. Для достижения эффекта NVIS энергия должна излучаться с достаточной мощностью под углами более 75–80 градусов от горизонта на частоте, которую ионосфера будет отражать в данном месте и в данное время. Ионосферные слои отразят эту энергию по «зонтичной» диаграмме без мёртвой зоны.
Любая земная волна, присутствующая одновременно с NVIS-сигналом, приведёт к нежелательным эффектам интерференции (таким как замирания), если амплитуды сопоставимы. Однако правильный выбор антенны снизит излучение земной волны до минимума и тем самым уменьшит проблемы замирания. Дальности для режима NVIS показаны на рис. M-3 для типичной высоты ионосферы и углов возвышения. Поскольку трассы NVIS являются чисто ионосферными, потери на трассе практически постоянны и составляют около 110 дБ ±10 дБ.
Относительное усиление антенны AS-2259/GR в режиме NVIS показано на рис. M-5.
Это существенно для тактического связиста, потому что вся энергия, приходящая на приёмную антенну, поступает сверху примерно с одинаковой силой на всех интересующих дальностях связи. Это означает, что влияние рельефа местности и растительности (при работе с укрытых позиций, например из долин) значительно снижается, а уровень принимаемого сигнала не будет сильно колебаться.
M-4. Оценка характеристик распространённых антенн
Очевидно, что армии необходима ближняя КВ-связь в диапазоне 2–30 МГц в период 1985–1990 годов и далее. Проблема, однако, состоит в получении требуемых характеристик излучения. Это не представляет сложности, поскольку полуволновые дипольные антенны, размещённые на расстоянии от одной четверти до одной десятой длины волны над землёй, направляют излучаемую энергию вертикально (рис. M-6).
В таблице M-1 приведено относительное усиление в направлении зенита для наиболее распространённых типов КВ-антенн. 
Из таблицы видно, что полуволновый петлевой диполь Ширли (рис. M-7) обладает наибольшим усилением в направлении зенита (остальные диполи лишь немного уступают). Диполь Ширли — хорошая базовая NVIS-антенна, но его рабочая полоса ограничена примерно 10 процентами от расчётной частоты.
Веерный диполь (fan dipole) (рис. M-8 и таблица M-1) работает почти так же хорошо и обеспечивает большую гибкость по частоте (например, дневные, ночные и переходные частоты). Для тактической связи эти диполи легко развёртываются в полевых условиях, поскольку они могут размещаться близко к земле. Для мобильных операций или операций типа «выстрелил — переместился» требуются антенны, монтируемые на технике. 
Это стандартный 5-метровый (16,5 фута) штырь, пригнутый в горизонтальное положение (рис. M-9).
В такой конфигурации штырь, по сути, представляет собой несимметричный диполь (с корпусом машины в качестве одного плеча), расположенный близко к земле. Значительная часть энергии направляется вверх (рис. M-6 — типичная диаграмма) и отражается ионосферой по зонтичной диаграмме. При работе на ходу штыревую антенну необходимо привязать поперёк или параллельно машине или кузову. Такая конфигурация подобна несимметричной открытой двухпроводной линии и также направляет часть энергии вверх, хотя и с меньшей эффективностью. Мёртвых зон по-прежнему нет, но уровни принимаемого сигнала слабее, чем при штыре, пригнутом назад, как показано на рис. M-9.
M-5. Ориентация антенны
Проволочные дипольные антенны всегда размещались так, чтобы их широкая сторона была направлена на приёмную станцию (станции). Это по-прежнему правильный подход для дальних трасс. Однако при работе в режиме NVIS такая ориентация антенны не требуется. При работе NVIS ориентация антенны не имеет значения, поскольку вся энергия направлена вверх и возвращается на землю по всенаправленной диаграмме. Это означает, что диполь следует устанавливать в любой ориентации, удобной на данной позиции, без учёта расположения других станций. 
Это справедливо везде, кроме работы в районе магнитного дип-экватора (рис. M-10). При работе вблизи дип-экватора (в пределах примерно 500 километров / 311 миль) дипольные антенны следует ориентировать в магнитном направлении север–юг для получения более высоких уровней принимаемого сигнала на всех азимутах NVIS-трассы. Ориентация антенны широкой стороной по направлению трассы должна сохраняться вблизи дип-экватора и в других местах для более длинных ионосферных трасс.
M-6. Проблемы при использовании концепции NVIS
Хотя использование метода NVIS обеспечивает загоризонтную связь без мёртвой зоны, существует ряд недостатков, которые необходимо понимать, чтобы свести их к минимуму.
Интерференция между земной и пространственной волнами. Там, где присутствуют одновременно NVIS-сигнал и земная волна, последняя может вызывать деструктивную интерференцию. Правильный выбор антенны подавит излучение земной волны и минимизирует этот эффект, одновременно максимизируя энергию, направленную в режим NVIS.
Высокие углы возвышения. Для получения излучения, близкого к вертикальному, антенны должны быть тщательно подобраны и размещены таким образом, чтобы минимизировать излучение земной волны и максимизировать энергию, направленную к зениту. Это достигается использованием специально разработанных антенн, таких как AS-2259/GR, или размещением стандартных дипольных антенн на расстоянии от одной четверти до одной десятой длины волны от земли для направления энергии к зениту (рис. M-11).
Типичная измеренная диаграмма диполя (усиление по мощности) показана на рис. M-12.
Критический выбор частоты. Как и при любом ионосферном распространении, существует критическая частота (fo), выше которой излучённая энергия не будет отражаться ионосферой, а пройдёт сквозь неё (TM 11-666). Эта частота приблизительно связана с углом падения. Это означает, что диапазон пригодных частот меняется в зависимости от длины трассы. Чем короче трасса, тем ниже МПЧ и тем уже частотный диапазон. На практике это ограничивает режим NVIS диапазоном 2–4 МГц ночью и 4–8 МГц днём (рис. M-13).
Эти номинальные пределы будут меняться в соответствии с 11-летним циклом солнечных пятен и будут у́же в минимумах солнечной активности (например, 1985–86 гг.). Это ограничение частотного диапазона обусловлено физикой процесса и не может быть преодолено.
При работе в режиме NVIS в этой части КВ-спектра можно ожидать определённых проблем. Диапазон частот между МПЧ и НПЧ (наименьшей пригодной частотой) ограничен, и присвоение частот может быть затруднительным. Нижняя часть диапазона, поддерживающая NVIS, в значительной степени загружена авиационными, морскими, вещательными и любительскими радиостанциями, что ограничивает доступные частоты. Атмосферные шумы выше в этой части КВ-спектра во второй половине дня и ночью. Техногенные помехи также, как правило, выше в этой части КВ-спектра.
M-7. Преимущества использования концепции NVIS
После преодоления вышеуказанных проблем использование концепции NVIS даёт множество преимуществ.
Тактическая обстановка:
- Всенаправленная связь без мёртвых зон.
- Рельеф местности не приводит к потере сигнала. Это обеспечивает более постоянный уровень принимаемого сигнала на всей рабочей дальности, в отличие от значительных колебаний в зависимости от расстояния.
- Операторы могут работать с защищённых, окопанных позиций. Таким образом, тактическим командирам не нужно контролировать господствующие высоты для обеспечения КВ-связи.
- Ориентация диполей и инвертированных антенн становится некритичной.
Обстановка радиоэлектронной борьбы (РЭБ):
Более низкая вероятность пеленгации. NVIS-энергия принимается сверху под очень крутыми углами, что затрудняет радиопеленгацию (РП) с близлежащих (но находящихся за пределами дальности земной волны) позиций.
- Связь труднее подавить помехами. Наземные постановщики помех подвержены потерям на трассе распространения. Особенности рельефа можно использовать для ослабления наземного постановщика помех без ухудшения нужной линии связи. Сигнал помехи будет ослабляться рельефом, тогда как потери на ионосферной NVIS-трассе останутся постоянными. Это вынудит постановщика помех приблизиться к объекту подавления или увеличить мощность. Любая из этих тактик усложняет подавление.
- Операторы могут успешно работать малой мощностью. Режим NVIS может успешно использоваться с маломощными КВ-радиостанциями. Это приведёт к значительно более низкой вероятности перехвата/обнаружения (LPI/LPD). На рис. M-14 и M-15 показаны результаты, полученные в джунглях и горах Таиланда с 15-ваттной радиостанцией AN/PRC-74, работавшей на одной частоте SSB (3,6 МГц) в течение 24 часов.
M-8. Условия, при которых следует использовать концепцию NVIS
Методы пространственной волны с почти вертикальным углом падения должны рассматриваться при следующих условиях:
- Район операций не благоприятствует КВ-связи земной волной (например, горная местность).
- Тактическое развёртывание размещает станции в предполагаемых мёртвых зонах при использовании традиционных методов выбора частот и рабочих процедур.
- При работе в густых влажных джунглях (или других районах с высоким затуханием сигнала).
- Когда господствующие высоты рельефа не находятся под дружественным контролем.
- При работе против наземных постановщиков помех и пеленгаторов противника.
Всем удачи, 55, 73!
