Atmoszféra (forrás: www.theozonehole.com)

Először is érdemes megismernünk a Földünk felett elhelyezkedő levegőréteget, illetve annak egyik összetevőjét. Az ionoszféra, vagy más néven Heaviside-réteg (a felfedezője után) a földfelület feletti 50-400 km magasságok között helyezkedik el.

E sáv több rétegből tevődik össze, melyek olyan gázkeverékekből állnak, ahol a szabad elektronok és az ionok különböző koncentrációban vannak jelen. Ezen gázrétegek ionizálását a Nap sugárzása befolyásolja.

Normál körülmények között a 41-860 MHz-ig terjedő URH sávok távolsági vétele nem lehetséges, mivel ezeket a hullámokat az ionoszféra nem veri vissza, hanem kiengedi őket a világűrbe (pont ezért van lehetőségünk rádiós kapcsolatot létrehozni az űrállomással is például!). Mivel nincs visszaverődés és a hullámok közel egyenesen terjednek, ezért e rádióhullámok hatótávolsága nem haladhatja meg jelentősen (általában max. 15%-al) az optikai látóhatárt.

Az ultrarövid hullámok hatósugarát megközelítőleg a következő képlettel számolhatjuk ki:

d = 4.13 * (√h1 + √h2)

ahol

d: hatósugár km-ben

h1 és h2: az adóantenna és vevőantenna magassága méterben

Az összefüggés a Földnek az úgynevezett “négyharmad” sugarán alapszik, azaz nem a tényleges 6370 km-es földsugárral, hanem az egyharmadával megnövelt, 8500 km-es értékkel számolunk.

A fent említett tényekből következik, hogy az ionoszférán belül csak rendkívüli esemény hatására van mód távolsági URH vételre!

A rádiózás számára kedvező körülmények között előfordulhat, hogy mégis visszaverődik a hullám a gázokkal telített ionoszféráról, így az ismételt visszaverődéseknek köszönhetően előfordulhat akár 20.000 km-es áthidalás is!

Ionoszféra vihar

Ezen körülmények közül érdemes megemlíteni a földfelszíntől kb. 300 km-re elhelyezkedő F2 rétegben létrejövő ionoszféra viharokat, melyek hatására a közepes földrajzi szélességeken lecsökken az ionkoncentráció és ezáltal a visszaverő képesség, míg az egyenlítői szélességeken erősen felerősödik az. Ez az egyenlítői F-szóródás előszeretettel lép fel a maga napfoltok időszakában. Ilyenkor a 60 MHz-ig terjedő frekvenciák akár 20.000 km távolságból is vehetőek. Ritkán az egyenlítőtől távolabb is fellép az F2 szóródás, így ott is elősegíti a több 100 km-es adás-vételi lehetőséget.

Gyakoribb jelenség az 50-100 km-es távolságban lévő D-rétegben előforduló ionoszféra-előreszóródás. Ez a mintegy 70 km-es magasságban lejátszódó turbulens légmozgások hatására keletkezik. Ekkor olyan erős ionkoncentráció keletkezik a D-rétegben, hogy a 60 MHz-ig terjedő frekvenciák akár 1000-1500 km távolságban is észlelhetőek.

Szintén érdekes jelenség a kb. 6 km magasságban előforduló troposzféra-rendellenesség, melynek hatására az ultrarövid hullámok elhajlanak és visszatérnek a földre. Az ilyen jelenségek jelenleg ismert oka az inverzió, amit nem más okoz, mint pl. ha meleg légréteg csúszik fel a talajon lévő hideg légréteg felé, vagy ha a vízfelület erős párolgása miatt a nedves légtömeg helyet cserél a felette lévő száraz levegővel. Ezek a folyamatok főleg nyáron és ősszel jellemzőek a mérsékelt égövi területeken.

Sarki fény

Érdekességként még meg lehet említeni a szporadikus E-réteg ionkoncentrációjának változását, melynek okai még ismeretlenek, viszont azt tudjuk, hogy a koncentráció akár a 100-szorosára is növekedhet akár több ezer négyzetkilóméteren, elősegítve ezáltal a közel 2000 km-es távolságok áthidalását.

Hangátvitel szempontjából nem számít, mégis megemlítendő a sarki fény hatása, melynél a kb. 100 km magasságban lévő ún. aurora E-rétegben végbemenő reflexió segíti a távírók megnövekedett hatótávolságát.