Поширення радіохвиль у просторі має свої закономірності. Антена передавальної радіостанції випромінює хвилі як уздовж земної поверхні, так і ввверх під деяким кутом до горизонту (Рис. 31.14). Радіохвилі, що поширюються уздовж поверхні землі, називають поверхневими, а розповсюджуються під кутом до горизонту – просторовими. Ступінь поглинання радіохвиль земною поверхнею в значній мірі залежить як від характеру місцевості, так і від довжини хвилі (рис. 31.15).

Зв’язок з поверхневими хвилями стійка в будь-який час, так як їх поширення не залежить від часу доби і пір року. Поверхневі хвилі добре огинають всі перешкоди, якщо їх розміри менше робочої довжини хвилі. Над водною поверхнею дальність радіозв’язку поверхневої хвилею значно зростає. Ці хвилі більше поглинаються над лісами і з пустелею, ніж над морем.

   

Рис. 31.14. Поширення хвиль різних типів

   

Рис. 31.15. Поглинання радіохвиль різних діапазонів при поширенні уздовж поверхні землі

Поглинання цих радіохвиль збільшується в міру зменшення довжини хвилі. Іншими словами, чим коротша хвиля, тим більше поглинається її енергія. Тому зв’язок на КВ і УКХ-діапазонах може здійснюватися за допомогою поверхневих хвиль в радіусі до 100 км. Зустрічаються на шляху поверхневих радіохвиль болота і ліси сприяють їх поглинання, особливо влітку. Взимку проходження поверхневих хвиль дещо поліпшується. Для здійснення радіозв’язку поверхневої радіохвилею на великі відстані використовуються передавачі підвищеної потужності.

Просторові радіохвилі, завдяки відображенню від верхніх шарів атмосфери, званих іоносферою, можуть поширюватися на дуже великі відстані при потужності передавальної радіостанції в кілька одиниць ват. Вся атмосфера містить заряджені електричні частинки: вільні електрони та іони. У нижніх шарах при великому тиску негативно заряджені частинки не можуть довго існувати через те, що притягуються позитивними зарядами. На великих висотах, де атмосфера дуже розряджена тривале існування таких «блукаючих» частинок можливе і їх щільність тут більше. Верхні шари атмосфери називають іоносферою («іон» – блукаючий, що йде; «сфера» – куля, оболонка). На деяких висотах кількість заряджених частинок достатньо велика, що робить вплив на поширення радіохвиль, викликаючи їх відображення.

Іонізація атмосфери відбувається під впливом Сонця і космічного випромінювання. Сонячне випромінювання є основним чинником, що впливає на іонізацію атмосфери, стан якої залежить від часу доби і року. Атмосфера Землі – це повітряна Середа складного складу, яка обертається разом з нею (рис. 31.16).

Іоносфера являє собою шар повітря входить до складу атмосфери. Цей шар розташований на висоті від 60 до 1000 км і складається з декількох іонізованих шарів, які переходять плавно один в іншій. У денні години виникають чотири іонізованих шари: D (висота 60 … 80 км), Е (100 … 120 км), F1 (180 … 200 км) і F2 (250 … 450 км) (рис . 31.17). Із заходом Сонця іонізація атмосфери припиняється і починається активний процес рекомбінації. Найбільш активно цей процес відбувається в нижніх шарах атмосфери. Шар D зникає, а шар F1 зменшується і зливається з шаром F2. Вночі, в результаті що відбулися процесів іоносфера складається з двох шарів Е і F (F1 + F2). Вдень в іоносфері всі процеси протікають у зворотний бік. Цим і пояснюється нестійкість прийому просторових радіохвиль. За іоносферою ведуться постійні спостереження для складань радіопрогнози, який дозволив би вказати найбільш вигідні, частоти радіоприйому на кожен місяць. Для зв’язку просторової хвилею найбільш підходять короткі хвилі. Стійкий прийом просторових радіохвиль можливий тільки при правильному виборі робочої хвилі стосовно до часу доби, року і відстані до радіостанції.

   

Рис. 31.16. Будова атмосфери і розповсюдження в ній радіохвиль

   

Рис. 31.17. Схема вертикального будови іоносфери

Література: В.М. Пестриков. Енциклопедія радіоаматора.