Telekomunikacja mikrofalowa

Po pierwszej transmisji radiowej dokonanej przez Marconiego w roku 1895 rozpoczął się szybki rozwój radiowych technik transmisyjnych z wykorzystaniem fal długich, średnich, krótkich, a następnie ultrakrótkich. Poddano analizie proces pobudzania fali elektromagnetycznej przez antenę.

 Rys.7.2. Układ ideowy radiolinii z nadajnikiem i odbiornikiem.

Antena jest urządzeniem, które przekształca falę elektromagnetyczną w prowadnicy falowej w falę płaską rozchodzącą się w przestrzeni. Rozkład pola elektromagnetycznego w pobliżu anteny może mieć rozmaity charakter, w zależności od konfiguracji powierzchni metalowych. W miarę oddalania od anteny fala nabiera charakteru fali kulistej, a dalszej odległości fali płaskiej, co z dużym uproszczeniem pokazano na rys.7.2.
Transmisja fali jest stosunkowo prosta, jeśli obie anteny, nadawcza i odbiorcza „widzą się” wzajemnie (ang. line-on-sight).
 

Rys.7.3. Transmisja sygnału między nadajnikiem i odbiornikiem. A) Propagacja w dukcie między ziemią i jonosferą. 
B) Propagacja w warunkach ugięcia fali. 
C) Propagacja line-on-sight. 

Taką sytuację ilustruje rys.7.3C. Na rys.7.3B transmisja jest możliwa mimo braku bezpośredniej widoczności dzięki dobrze znanemu w optyce zjawisku ugięcia fali elektromagnetycznej. Najbardziej złożony problem transmisji pokazano na rys.7.3A. Fala elektromagnetyczna dociera do odbiornika dzięki wielokrotnym odbiciom od jonosfery i od ziemi. Jonosfera, warstwa rozrzedzonej atmosfery z wieloma zjonizowanymi cząsteczkami jest w stanie odbić falę EM o określonych długościach. Dzięki temu fale o długościach kilkudziesięciu metrów wysyłane przez anteny na półkuli północnej docierają do odbiorników na półkuli południowej. Wszystkie wymienione efekty występują łącznie, niekiedy ułatwiając transmisję, niekiedy komplikując proces transmisji.