Radiogolfvoortplanting

In teenstelling met klankgolwe het radiogolwe nie 'n medium nodig vir voortplanting nie.  Dit word duidelik geïllustreer deur die feit dat ons suksesvol met ruimtetuie kommunikeer ten spyte van die vakuum van die ruimte.  Radiogolwe is egter deel van die verskynsel wat elektromagnetiese straling heet.  Elektromagnetiese straling sluit mikrogolwe, lig, en verskynsels soos x-, alpha- en gammastrale in. 

Radiogolf voortplanting vir aardse kommunikasie word egter deur 'n aantal natuurverskynsels beïnvloed. Meeste van hierdie verskynsels word deur ons son se interaksie met die aarde se atmosfeer en magnetiese veld veroorsaak.  Radiokommunikasie word beplan om die beste gebruik te maak van hierdie verskynsels.

Frekwensie & golflengte 
Basiese begrippe wat deel van 'n radiogolf se karakter beskryf is die van golflengte en frekwensie.  'n Radiogolf bestaan uit die aard van die saak uit iets wat herhalend beweeg net soos 'n golf op water.  Hoe meer siklusse van die beweging daar per sekonde is hoe hoër is die frekwensie van die golf en hoe korter is die golflengte.  Merk veral op dat golflengte en frekwensie omgekeerd eweredig is aan mekaar.  Die volgende vergelyking beskrywe die verhouding tussen golflengte, frekwensie, en die snelheid van die golf:

waar λ golflengte is, v is die snelheid van die golf en f is frekwensie.  In 'n vakuum is die snelheid van die golf gelyk aan die snelheid van lig.

Een van die eerste dinge wat mens opmerk wanneer dit by radiogolf voortplanting kom is dat die voortplantingswyse van die radiogolf se frekwensie afhang.  Deel van die rede hiervoor is dat hoe korter die golflengte hoe meer energie besit die golf.  Dit is dus handig om radiogolwe in die volgende bande te verdeel omdat hulle rofweg dieselfde eienskappe het:

Selfs wanneer radiogolwe ongehinderd deur die ruimte voortplant verswak hulle met afstand.  Die kragdigtheid van 'n radiogolf is omgekeerd eweredig aan die afstand in die kwadraat van die antenne af.  

Ook moet mens besef dat 'n antenne nie die totale krag wat uitgesaai word kan vermeerder nie.  Wat dit kan doen is die antenne uitstraling fokus sodat die krag in 'n sekere rigting vermeerder word maar dan word dit in die ander rigtings verwak. 

Net soos lig (beide radiogolwe en lig is elektromagnetiese uitstraling) is radiogolwe onderworpe aan weerkaatsing, ligbreking (refraksie) en straalbuiging (diffraksie) wanneer dit 'n grens bereik tussen media met verskillende brekingsindekse.  Afhangende van radiogolwe se golflengte kan hulle dus van geboue, voertuie, die maan, bome, die grond, water, geïoniseerde lae in die atmosfeer en die grense tussen atmosferiese lae met verskillende temperatuur en voginhoud weerkaats word.  So ook met straalbreking, dit gebeur wanneer radiogolwe van een medium tot 'n ander beweeg met 'n invalshoek wat te groot is vir weerkaatsing.  Straalbreking begin effektief word by frekwensies van 28 MHz en hoër.  Straalbuiging gebeur wanneer 'n straal die rand van iets soos 'n muur teekom en dan veroorsaak interaksie tussen aangrensende golwe dat die straal van rigting verander en tot 'n mate die gebied agter die muur bestraal.

Wanneer dit by radiogolwe kom kan ons twee golftipes onderskei: grondgolwe en luggolwe.

Grondgolwe 
Vir hierdie artikel definieer ons grondgolwe as volg: 
Golwe wat direk van antenne tot antenne voortplant wanneer die antennas mekaar kan "sien".  Sulke golwe mag in aanraking met die aarde se oppervlak kom.
Golwe wat 'n paar kilometer bo die aarde se oppervlakte beweeg oor lang afstande en die kromming van die aarde se oppervlakte volg.
In beide gevalle verlaat die golwe nie die aarde se lae atmosfeer (troposfeer) nie.  

Grondgolwe wat met die aarde se oppervlak in aanraking kom verswak relatief vinnig oor 'n afstand vergeleke met luggolwe.  Die verlies van sterkte neem ook toe soos die frekwensie van die sein toeneem.  Kommunikasie waar die golf die aardoppervlak raak word dus beperk tot lae frekwensies onder 1.8 MHz en tot afstande van 'n 160 km of so.  Mediumgolf uitsendings val in die frekwensieband en gebruik hoofsaaklik grondgolwe in aanraking met die aarde.

Luggolwe 
Luggolwe is radiogolwe wat via die troposfeer reis..

Die Ruimte In 
Hier kyk ons na radiogolwe wat opset die ruimte in gestuur word om of met 'n ruimetuig of via 'n ruimtetuig te kommunikeer..

Elektromagnetisme
Radio