Menu

2.2.2. A térhullámok terjedése

A legnagyobb földi távolságok áthidalását a rövidhullámok térbeli terjedése teszi lehetővé, amikor is z térhullámok az ionoszférától visszaverődnek. A rádióhullámok terjedési sebessége (vi) az ionoszférában valamivel nagyobb, mint a troposzférában és lényegében az elektronkoncentráció és a frekvencia függvénye:

 

     

 

 

ahol ki egy állandó tényező; N az elektronkoncentráció (e/cm3); f a frekvencia.

A (2.1) összefüggésből látható, hogy az N elektronkoncentráció növekedésével - adott frekvencián-a terjedési sebesség is növekszik. Ha a hullámhomlok nem merőlegesen, hanem 90°-nál kisebb szöggel lép be az ionoszférába, a hullámhomlok felső része "gyorsabb", mint az alsó része. Az eltérő terjedési sebesség következtében a terjedési irány megtörik és elegendő nagy elektronkoncentráció esetén a hullám a Föld felé visszaverődik (2.4. ábra).

 

2.4. ábra. A kisugárzási szög hatása az ionoszférabeli elhajlásra; (F) a kisugárzási szög; j a belépési szög

 

A jelenséggel kapcsolatosan az alábbi összefüggések érvényesek

1. Minél nagyobb az üzemi frekvencia, annál nagyobb elektronkoncentráció szükséges a reflexió feltételeinek biztosítására.

2. A térhullám visszaverődése a Föld felé annál könnyebben valósul meg, minél laposabban lép be az ionoszférába.

Kritikus frekvencia (fkr) az a legnagyobb frekvencia, amely az ionoszférát merőlegesen elérve még visszaverődik. A j belépési szög függvényében meghatározható a felső üzemi határfrekvencia, a MUF (angolból: Maximal Usable Frequency). A MUF és kritikus frekvencia közötti összefüggés:

 

 

ahol o a kisugárzási szög és j a belépési szög az ionoszférába (lásd a 2.4. ábrát).

A reflexió sohasem veszteségmentes, ezért a visszavert térhullámoknál mindig kisebb-nagyobb járulékos csillapítással kell számolni. Az ionoszféra csillapítása frekvenciafüggő: a kisebb frekvenciák csillapítása nagyobb, mint a nagyobb frekvenciáké.

A térhullámok nagytávolságú terjedését azonban az árnyékolás akadályozhatja. Fedésről beszélünk akkor, amikor a hullámok már a viszonylag alacsony E-rétegről visszaverődnek és így a magasabban elhelyezkedő F-rétegig el sem jutnak. Összefoglalóan megállapítható, hogy a térhullámok terjedése függ a MUF-tól (felsőhatár frekvenciától), a csillapítástól és az árnyékolástól.

Az áthidalható legnagyobb távolság – egyszeres visszaverődéssel az ionoszférától- 4000...4500 km. Mivel azonban a rövidhullámok a talaj és az ionoszféra között többszörösen is visszaverődhetnek, a térhullámok többszörös "ugrással" a legnagyobb lehetséges földi távolságokat is áthidalhatják.

Mint már említettük, a hullámhossz csökkenésével az ionoszféra reflexiós képessége is csökken. Ezért a kb. 5 m-nél kisebb ultrarövid hullámoknál - normális körülmények között - még a leglaposabb belépési szögnél sem tapasztalható reflexió az ionoszféráról. Ezek a nagyfrekvenciás térhullámok az ionoszférán áthatolva a világegyetemben terjednek tova.

 

A felületi hullámok terjedése
Tartalom
A rövidhullámok terjedése