Йоносфера, небесни вълни
Йоносферата (от думата "йони") е горната част на земната атмосфера, разположена над 50 km, силно йонизирана поради радиация от космически лъчи, излъчвани от Слънцето. Йоносферата се намира над земната повърхност от 60 до 600 km.
Съдържанието на електрони и йони на единица обем в йоносферата е неравномерно разпределено по височина, така че йоносферата е разделена на слоеве D, E и F, които нямат ясно очертани граници. Тяхното местоположение и наситеност постоянно се променят през деня, сезона и единадесетгодишния слънчев цикъл.
По отношение на радиовълните йоносферата се държи като полупроводима среда, от която радиовълните могат да се отразяват. Слоят F се характеризира със способността да отразява радиовълни, което прави възможно предаването на радиосигнали в късовълновия диапазон на големи разстояния. Йонният състав на слоя F се определя от слънчевата активност, но това не влияе на стабилността на отражението на електромагнитните вълни с честота по-малка от 10 MHz.
Теоретичните изчисления показват, че вълни с дължина над 10 метра обикновено могат да бъдат отразени от йоносферата. Така за радиовълни, по-дълги от 10 метра, йоносферата е непрозрачна и вълните в този диапазон по правило не могат да напуснат Земята, с изключение на свръхдългите вълни, разпространяващи се по линиите на магнитното поле на Земята. За радиовълни по-къси от 10 метра и за радиовълни в оптичния диапазон йоносферата е напълно прозрачна среда.
На височини от 100-110 км понякога се появяват обширни междинни слоеве или облаци с висока степен на йонизация с площ до стотици квадратни километри. Това е така нареченият слой Es или спорадичен слой E. Този слой се характеризира с висока концентрация на електрони (не
105 cm3). Дебелината и продължителността на съществуване на слоя са незначителни, но в района на екватора тойприсъства почти постоянно, в средните ширини се наблюдава всеки ден с редки прекъсвания през лятото, докато във високите ширини се появява нередовно през нощта. Електронните облаци на слоя Es могат да се движат под въздействието на атмосферни приливи и отливи със скорост до 250 km/h. Слоевете E и Es имат значително влияние върху разпространението на средни и къси радиовълни, отразени от тази област на йоносферата. При определени условия се отразяват дори радиовълни с честота 50 MHz.
Skywaves
Йоносферните вълни са радиовълни, разпространяващи се на значителни разстояния и обгръщащи земното кълбо в резултат на единични или многократни отражения от йоносферата (в обхвата на дължина на вълната над 10 m), както и вълни, разпръснати от йоносферни неравности и отразени от йонизирани метеорни следи (в обхвата на дължината на вълната на метра).
Средните вълни(100 - 1000 m) обикновено се използват за излъчване и могат да се разпространяват като земни вълни или небесни вълни. Обхватът на разпространение на наземните вълни е ограничен до разстояние от 500 - 700 км. На големи разстояния радиовълните в този диапазон се разпространяват от йоносферна вълна. През нощта средните вълни се разпространяват чрез отражение от Е слоя на йоносферата, чиято електронна плътност е достатъчна за това. През деня по пътя на разпространение на вълната се намира слой D, който изключително силно поглъща средните вълни. Следователно при обикновени мощности на предавателя напрегнатостта на електрическото поле е недостатъчна за приемане и през деня разпространението на средни вълни става практически само от земната вълна на относително къси разстояния от порядъка на 1000 км.
Късите вълнисе разпространяват на дълги разстояния чрез отражение от йоносферата и земната повърхност. Този начин на разпространениесе нарича скачане и се характеризира с разстояние на скачане, брой скачания, ъгли на изход и пристигане, максимална използваема честота (MUF) и най-ниска използваема честота (LFF).
Разстоянието по повърхността на Земята, до което се разпространява сигналът при отражение от йоносферата, се нарича разстояние на скок. Има и зона, наречена "мъртва" зона. Сигналите, разпространяващи се към йоносферата, не могат да бъдат отразени, преди да достигнат йоносферата. В същото време те покриват разстояния, които са много по-големи от тези, при които повърхностната вълна напълно изчезва. Това води до зона, в която сигналите не могат да бъдат чути. Тази зона се нарича "мъртва" зона. Той е особено изразен за високочестотни сигнали, за които повърхностната вълна затихва много бързо, а разстоянието на скока може да бъде хиляда километра или повече.
VHF радиовълнитепо свойства приличат повече на светлинни лъчи. Те практически не се отразяват от йоносферата, много леко се огъват около земната повърхност и се разпространяват в рамките на линията на видимост. Следователно диапазонът на действие на ултракъсите вълни е малък.