Jak fungují HF a VHF rádiové systémy?

Vysoké frekvence a velmi vysoké frekvence jsou rádiové vlny. Jsou součástí elektromagnetického spektra a běžně se označují jako krátkovlnné rádio (pro HF vlny) a frekvenčně modulované (pro VHF vlny), také známé jako „FM“ rádio. Obě rádiová pásma jsou využívána při vysílání komerčních rozhlasových přenosů. VHF rádiové vlny se také používají pro vysílání televizních signálů.

Elektromagnetické spektrum je rozděleno do různých vln nabitých fotonů oscilujících na určitých frekvencích. Celé EM spektrum záření (v pořadí rostoucí energie) se skládá z rádiových vln, mikrovln, infračerveného záření, viditelného světla, ultrafialového záření, rentgenového záření a záření gama. Samotné rádiové vlny lze rozdělit na různé frekvence, od ultranízkých po extrémně vysoké. Energetické charakteristiky elektromagnetického záření mohou být buď jako vlny nebo částice.

Rádiová vlna je elektromagnetický přenos složený z elektrických a magnetických polí, které spolu vibrují. Tato dvě pole jsou zarovnána v kolmém uspořádání a pohybují se jako vlna. Energie ve vlně se pohybuje tam a zpět mezi elektrickým a magnetickým polem. Frekvence, při které rádiové vlny cyklují za sekundu, se měří v jednotkách "hertz". Rádiové signály mohou být buď všesměrové a šíří se směrem ven v kulovém tvaru, nebo mohou být jednosměrné a vyzařovat ven jako zaostřený paprsek.

Vysokofrekvenční rádiové vlny vibrují mezi 3 a 30 MHz. Toto je také známé jako krátké vlnové pásmo rádia a tato frekvence se používá pro radioamatéry, CB a komerčně vysílané rádio. Vysílání na krátkých vlnách má často zpravodajský, politický nebo náboženský obsah. VF vlny se mohou lámat od zemské ionosféry (vrstva nabitých částic v atmosféře) a přesměrovávat se na požadované místo na zemi. Tímto způsobem lze krátkovlnné rádiové signály zacílit do geografické oblasti.

VHF rádiové vlny v rozsahu 30 až 300 MHz jsou také známé jako „frekvenčně modulované“ nebo FM vlny a používají se pro komerční rozhlasové a televizní vysílání. Signály VHF mohou přenášet větší množství informací, a proto je signál jasnější. Vlny FM se nelámou ionosférou. Nevýhodou FM je, že signály se šíří přímočaře. Vysílače a přijímače proto musí mít přímou viditelnost; jinak budou signály nakonec cestovat do vesmíru kvůli zakřivení Země.

Šíření rádiových vln může být ovlivněno řadou faktorů prostředí, nejběžnějšími jsou geografické překážky, jako jsou hory a vodní plochy. Signály VHF (FM) jsou více ovlivněny atmosférickými poruchami, jako je mlha nebo mraky, než signály HF (krátké vlny). HF rádiové vlny však podléhají lomu (nebo ohybu) ionosférou, zatímco VHF vlny nikoli. Protože vlny VHF mají vyšší frekvenci a více směrové ohnisko, musí být vysílací antény umístěny ve vyšší nadmořské výšce. To není nutné pro HF vysílače, protože využívají ionosférický lom pro směrování svých signálů.