Felületi rádióhullámok
A felületi rádióhullámok Föld kidomborodásának következtében fellépő diffrakciós elhajlás hatására jönnek létre.[1] Fontos szerepük van a hosszú- és középhullámú rádióhullámok terjedésében.
Ez az elhajlás nem csak a Föld görbületén történik meg, hanem hegyek, hegyláncok talajának mentén is. A hosszú- és középhullámú rádióállomások tervezésénél a hatótávolság meghatározásához ez a terjedési mód elsődleges tényező.
Ezen a módon terjed a solti adóállomásról sugárzott Kossuth Rádió adása is az 540 kHz-es középhullámon. A felületi hullámoknak köszönhetően a Bükk- vagy Mátra hegyeinek átellenes oldalán is kiváló minőségben hallható. Csillapítás csak a keskeny völgyekben, szakadékokban figyelhető meg, főként abban az esetben, ha a völgy átmérője kisebb a hullámhossznál. ( 540 kHz esetén 555 m )
Erős csillapítás figyelhető még meg alagutakban, vagy nagyobb hidak alatt.
Elmélete
A felületi hullám a Föld görbülete és a hullámhossznál nagyobb méretű terepakadályokon bekövetkező diffrakciós elhajlás következtében jön létre. Minél rövidebbek a hullámok, annál gyengébben jelentkezik a diffrakció, annál nagyobb csillapítást szenvednek a felületi hullámok.
A hullámterjedés erősen függ a talaj anyagi összetételétől. A legerősebb felületi hullámterjedés tengervízen figyelhető meg, a leggyengébb száraz homoktalajon vagy jégen.
További fontos tényező még a felületi hullámok terjedésében a talajvíz szintje, a talajban oldott ionok, vagy egyéb fémes összetevők mennyisége.
Csillapítás számítása
Α csillapítást az alábbi képlettel közelíthetjük:
- A - csillapítási tényező
- σ - a talaj fajlagos vezetése (Sm)
- ε - a talaj dielektromos állandója
- λ - az üzemi hullámhossz (m)
Belátható, hogy pontos eredmény csak akkor számítható, ha az összeköttetés nyomvonalán pontosan ismerjük a talaj tulajdonságait.
Egy speciális eset a tengervíz fölötti diffrakciós felületi hullámterjedés csillapítása. Ez akkor áll fenn, amikor az átvitel nyomvonala teljes egészében a tenger fölött történik. Ennek számítására az Austin - Cohen formulát használják:[2]
- At - Tengervíz feletti csillapítási tényező
- α - két hely közötti navigációs szögtávolság (rad)
- d - a két pont távolsága (km)
- λ - az üzemi hullámhossz (km)
Gyakorlati jelentősége
A gyakorlatban 2 MHz alatt lehet használni ezt a terjedést rádiósszeköttetések létesítésére. 300 kHz alatt akár több száz km is áthidalható. 10 kHz alatti frekvenciákon különösen nagy távolságú összeköttetések hozhatók létre, ugyanis ebben a tartományban mind az ionoszféra, mind a talaj jól vezet, viszont gyakorlati haszna nincs, mivel nagyon kis sávszélesség vihető át, és hatalmas méretű antennákra lenne szükség.