Šíření rádiových vln

Je to věda. Pro začátek si o rádiových vlnách povíme jen tak zjednodušeně. Odborníci prominou, že nebudeme zbytečně zabíhat do detailů.

Když se v dávných dobách začala rozmáhat komunikace pomocí rádiových vln, bylo třeba utvořit nějaké názvosloví, zkrátka bylo třeba různé vlny různě pojmenovat. To proto, že už tenkrát věděli, že různě dlouhá rádiová vlna se chová zcela odlišně.

Ustanovily se tedy názvy „Dlouhé vlny“, „Střední vlny“, „Krátké vlny“. Anglicky Long Waves, Middle Waves, Short Waves. LW, MW, SW. Tyhle zkratky možná znáš, protože na starších rádiích jsou velmi často k vidění.

Rozmach rádiového vysílání byl ovšem mnohem překotnější, než se původně čekalo. Zjistilo se, že vlny mohou být ještě o moc kratší, než jsou ty krátké. A tak vznikly „velmi krátké vlny“ a „ultra krátké vlny“ (VKV a UKV / VHF a UHF). Ale ani to nestačilo, protože věda šla dál a vlny se neustále zkracovaly. A tak tu máme třeba SHF (Super High Frequencies) a hlavně dnes oblíbené mikrovlny. Ano, správně, díky mikrovlnám vaříme v mikrovlnce. Zkrátka jídlo strčíme do bedýnky, kde je výkonný vysílač a ono se nám ohřeje. Takhle jednoduché to je.

A jak jsou tedy ty vlny ve skutečnosti dlouhé? Délku vlny vypočteme ze zjednodušeného vzorečku: l (m) = 300 / frekvence (MHz)

Pokud tedy víme, že naše oblíbené rádio vysílá na frekvenci 99.7 MHz, pak jeho vlna bude dlouhá přibližně tři metry. Spadá tedy do pásma velmi krátkých vln.

Vlna z našeho mobilu bude mít frekvenci někde kolem 850 MHz (LTE), takže měří asi tak 35 centimetrů. Horší to bude s vlnou tehdejší socialistické stanice Hvězda na frekvenci 272 kHz. Její vlna měla přes kilometr. Proto byl vysílač v Topolné takové obrovské monstrum.

Na spolehlivé pokrytí státu sice jeden jediný vysílač nestačil, ale neměl k tomu daleko. Dlouhé a střední vlny se totiž šíří zejména po zemi, ale jsou tak dlouhé, že „drobné“ překážky, jako domy, lesy, města, kopce, pro ně zase tak zásadní překážkou nejsou. Střední vlny už měly schopnost lehkého odrazu v ionosféře, takže zejména v noci se pokrytí výrazně zlepšovalo, protože vlna se „v nebi“ odrazila a zase dopadla na povrch planety, a to klidně za několik hodně set kilometrů.

Krátké vlny nemůžeme všechny strčit do jedné krabičky. Jejich délkové rozpětí od cca 80 metrů do 10 metrů jim předurčuje velmi rozdílné vlastnosti šíření. Zatímco 80 m dlouhá vlna (odpovídá radioamatérskému pásmu 3.5 MHz) ve dne dosáhne jen desítky až možná stovky kilometrů, v noci, kdy se v ionosféře rozpadne vrstva D, můžeme slyšet signály stovky až tisíce kilometrů vzdálené.

Na druhém konci pásma krátkých vln, konkrétně u pásma 10 metrů, je šíření vln zcela jiné. Faktorů, které šíření vln v tomto pásmu ovlivňují, je výrazně více. Pásmo ožívá naopak přes den, ale někdy ani v noci nezůstává zcela tiché. Silně se projevuje sluneční cyklus (má jedenáct let) a ne vždy nám dobrý odraz v ionosféře vyhovuje. Ti, kteří touží po místním spojení v pásmu CB Radio (11 m vlna) totiž preferují dobu, kdy je možnost odrazů prakticky nulová, protože jedině tehdy je možné dovolat se přízemní vlnou na vyšší desítky kilometrů. Velmi často se totiž stává, že stanice, vzdálené tisíce kilometrů, jsou silnější, než stanice místní. To ale někdy může být na závadu. Kdo o poslech odražených vln stojí, má šanci slyšet třeba i Austrálii.

Zkracováním vln pod 10 metrů (tedy nad 30 MHz) už vlny o možnost odrazů v ionosféře pozvolna přicházejí. Ještě v pásmu 6 metrů (50 MHz) se právě díky odrazům dějí divy (ne nadarmo se tomuto pásmu říká Magic band), ale to už se musí sejít ty správné podmínky, což není žádná samozřejmost.

Ještě trošku zkrátíme délku vlny a už jsme u velmi krátkých vln. Toto pásmo se vyznačuje minimem odrazů od ionosféry, na ně už tady spoléhat nemůžeme. To ovšem neznamená, že by bylo nudné. Vůbec ne. Zrovna tady jsou ideální podmínky pro malé vysílačky regionálního dosahu. Stejně tak pro rádia – tedy rozhlas. Přenos je tu totiž stabilní, nijak výrazně se nemění, ať jsou podmínky jakékoliv. Přesto tu existuje možnost „zázračného“ šíření, například „tropo“ podmínky. Už se nám krásně zmenšila velikost antény, protože vlna má méně než čtyři metry. Taková vlna je ochotna se šířit přes překážky jen omezeně, ale stále můžeme říci, že dokáže dosáhnout o něco více, než dohlédne oko. Tato vlna se ještě ohne přes kopec.

Vlnám v pásmu UHF (tedy od metru méně) se už za kopec moc nechce. Ale jsou velmi stabilní a hodí se třeba pro příjem televize, nebo i pro mobilní telefony.

Ty úplně centimetrové vlnky nám přináší zejména internet a další datově náročné přenosy. Mají totiž výhodu v obrovské kapacitě přenosu. Říká se jim mikrovlny.