Come funzionano i sistemi radio HF e VHF?

Le frequenze alte e molto alte sono onde radio. Fanno parte dello spettro elettromagnetico e vengono comunemente chiamate radio a onde corte (per le onde HF) e modulate in frequenza (per le onde VHF), note anche come radio "FM". Entrambe le bande radio sono utilizzate nella trasmissione di trasmissioni radio commerciali. Le onde radio VHF vengono utilizzate anche per la trasmissione di segnali televisivi.

Lo spettro elettromagnetico è suddiviso in diverse onde di fotoni carichi che oscillano a frequenze specifiche. L'intero spettro di radiazioni EM (in ordine di energia crescente) è costituito da onde radio, microonde, radiazioni infrarosse, luce visibile, radiazioni ultraviolette, raggi X e raggi gamma. Le stesse onde radio possono essere suddivise in diverse frequenze, da ultra-basse a estremamente alte. Le caratteristiche energetiche della radiazione elettromagnetica possono essere sia come onde che come particelle.

Un'onda radio è una trasmissione elettromagnetica composta da campi elettrici e magnetici che vibrano insieme. Questi due campi sono allineati in una disposizione perpendicolare e viaggiano come un'onda. L'energia nell'onda si muove avanti e indietro tra i campi elettrico e magnetico. La frequenza alla quale un'onda radio passa al secondo viene misurata in unità di "hertz". I segnali radio possono essere sia omnidirezionali e propagarsi verso l'esterno in una forma sferica, oppure possono essere unidirezionali e irradiarsi verso l'esterno come un raggio focalizzato.

Le onde radio ad alta frequenza vibrano tra 3 e 30 megahertz. Questa è anche nota come banda radio a onde corte e questa frequenza viene utilizzata per radioamatori, CB e radio commerciali. Le trasmissioni in onde corte hanno spesso contenuti orientati alle notizie, politici o religiosi. Le onde HF possono rifrangere la ionosfera terrestre (uno strato di particelle cariche nell'atmosfera) e reindirizzare verso una posizione desiderata sul terreno. In questo modo, i segnali radio a onde corte possono essere mirati a una regione geografica.

Le onde radio VHF nella gamma da 30 a 300 megahertz sono note anche come onde "modificate in frequenza" o FM e vengono utilizzate per le trasmissioni radiofoniche e televisive commerciali. I segnali VHF possono trasportare una maggiore quantità di informazioni, motivo per cui il segnale è più chiaro. Le onde FM non vengono rifratte dalla ionosfera. Uno svantaggio di FM è che i segnali viaggiano in linea retta. Trasmettitori e ricevitori quindi devono avere una linea di vista; altrimenti, i segnali alla fine viaggeranno nello spazio a causa della curvatura della terra.

La propagazione delle onde radio può essere influenzata da una serie di fattori ambientali, i più comuni sono gli ostacoli geografici come montagne e corsi d'acqua. I segnali VHF (FM) sono maggiormente influenzati dai disturbi atmosferici come nebbia o nuvole rispetto ai segnali HF (onde corte). Le onde radio HF, tuttavia, sono soggette a rifrazione (o flessione) da parte della ionosfera, mentre le onde VHF non lo sono. Poiché le onde VHF hanno una frequenza più alta e una messa a fuoco più direzionale, le antenne trasmittenti devono essere posizionate a un'altezza maggiore. Questo non è necessario per i trasmettitori HF, poiché utilizzano la rifrazione ionosferica per dirigere i loro segnali.