Rádióhullámok terjedése

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.

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. 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

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.
$\rho _{0}\sim {\frac {1}{r^{2}}}$
Megkétszerezve a távolságot az adó és a vevő között, a rádióhullám erőssége negyedére csökken.

Terjedési módok

Felületi hullám

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

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

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).

$MUF={\frac {kritikusfrekvencia}{cos(\theta )}}$,

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

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

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

Sporadik-E

A sporadik-E egy különleges és ritka ionizáció az 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

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

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

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. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.