Rádióhullámok terjedése

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A rádióhullámok terjedése a rádióhullámok egyik tulajdonsága. Mivel ezek az elektromágneses hullámok egyik fajtája, befolyásolva vannak a visszaverődés, refrakció, diffrakció, abszorpció, polarizáció és szórás jelenségek által[1].

A rádióhullámok terjedését a troposzférában levő vízgőz, illetve a Föld atmoszférájának ionizációja befolyásolja. Ugyancsak, a hullámok terjedését az adó és a vevő közötti útvonal számos tényezője befolyásolhatja. Ez az útvonal lehet közvetett (látóvonal) vagy közvetlen (megtörés a ionoszférában). A ionoszféra, mely a föld felszínétől 60-600 km távolságban van, nagyban befolyásolja a rádióhullám terjedését[2]. A befolyásoló tényezők közé tartózik a sporadik-E, napfoltok (fler), geomágneses viharok, a ionoszféra rétegeinek eldőlése és a napkitörések.

Mivel a rádióhullámok terjedése nem teljesen kiszámítható, a katasztrófa jeladók, a hosszú távú repülő kommunikáció (óceán fölött haladó repülők), televízió/rádió és sok más fontos szolgáltatás áttért a műholdon keresztül történő kommunikációra, mivel az hosszú távon látóvonal terjedés segítségével működik.

Rádióhullámok vákuumban való terjedése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Vákuumban, minden elektromágneses hullám (rádió, fény, röntgen, stb.) betartja az inverz négyzetes törvényt, mely kimondja, hogy az elektromágneses hullám energiasűrűsége arányos a adótól való távolság négyzetének a inverzével[3].
\rho_0 \sim \frac {1} {r^2}
Megkétszerezve a távolságot az adó és a vevő között, a rádióhullám erőssége negyedére csökken.

Terjedési módok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Felületi hullám[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az alacsony frekvenciájú hullámok (30 - 3000 kHz) tulajdonsága az, hogy a hullámok két dielektrikum határfelületén haladnak és ezért követik a Föld felszínét. Mivel a föld nem tökéletes vezető, a hullám csillapítása nagy. A csillapítás függ a hullám frekvenciájától, ezért alkalmas az alacsony frekvenciájú hullámok közvetítési közegeként.

Direkt hullám[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hullám két egymástól rádióoptikai távolságra levő pont közötti közvetlen egyenes mentén terjed. Ez tipikusan a 30 MHz feletti frekvenciájú hullámok terjedési módja.

Ionoszférikus hullám[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hullám terjedése azon alapszik, hogy visszaverődik a ionoszféra rétegeiről. Leggyakrabban az F2 rétegen verődik vissza és ez a legalkalmasabb a hosszú távú rövid-hullámú (1–30 MHz) terjedésre. A ionoszféra rétegén visszavert hullám visszaérve a föld felszínére ez visszaverődhet és újból a ionoszférához ér). A hullám így akár megkerülheti a Földet a jelenlevő csillapítás függvényében. A ionoszféra visszaverődéséhez a hullám frekvenciája nem kell meghaladja a Maximális Használható Frekvenciát (MUF).

MUF = \frac {kritikus frekvencia}  {cos(\theta)},

ahol a kritikus frekvencia az a legnagyobb frekvencia, amit a ionoszféra visszaver és a θ hullám beesési szöge a ionoszféra rétegébe. A kritikus frekvenciát a napfoltok illetve a napkitörések befolyásolják.

Meteor visszaverődés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A meteorok (hullócsillagok) nagyon nagy sebessége miatt ezek egy nagyon ionizált levegőréteget hagynak nyomukban, mely nagyon rövid illetve rövid (ms – s) hosszúságú visszaverődést okoz. Ez akár 400 MHz-es rádiójelek visszaverődését okozhatja maximum 2100-2200 km-es távolságba.

Sarki fényen való visszaverődés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A sarki fény (aurora borealis) tulajdonképpen ionizált levegő a északi illetve déli sarok körül. Az ionizált levegő visszaveri a különböző frekvenciájú hullámokat, mely elérheti akár az 1 GHz-es frekvenciát is.

Sporadik-E[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A sporadik-E egy különleges és ritka ionizáció a ionoszférában, melynek okát nem ismerik. Ilyenkor a MUF elérheti a 250 MHz frekvenciát is. Ez előfordulhat bármikor, de általában a nyári időszakban jön létre.

Troposzférikus hullám[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Egyik típusában a hullám a troposzféra sűrűségében levő kicsi változásokon szóródik szét, így kapcsolatot létesítve két, nem rádióoptikai távolságban levő pont közötti kapcsolatot. Másik típusa az, hogy a hullám elgörbül, mikor a ionoszférában levő magasabb hőmérsékletű szinthez jut (inverzió). Ilyenkor tengerszinthez mért alacsonyabb magasságon hidegebb van, mint egy nagyobb magasságnál.

A terjedés mérése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A rádióhullámok terjedése szimulálható különböző terjedési modelleket használva. Így lett meg az Amerika Hangja programja (VOACAP - Voice of America Coverage Analysis Program).

A különböző amatőr rádió jeladók automatikus vétele segítségével valós időben lehet feltérképezni a pillanatnyi rádióhullámok terjedését. Mivel egyelőre relatív kevés automatikus vevő található, ezért ez még nem teljesen pontos.

Fordítás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Radio_propagation című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Demetrius T Paris és F. Kenneth Hurd, Basic Electromagnetic Theory, McGraw Hill, New York 1969 ISBN 0-07-048470-8, 8. fejezet
  2. Radiowave propagation, M.Hall és L.Barclay, 2. oldal, Peter Peregrinus Ltd., (1989), ISBN 0-86341-156-8
  3. Westman Reference adat 26-19 oldal