ระบบวิทยุ HF และ VHF ทำงานอย่างไร

ความถี่สูงและความถี่สูงมากคือคลื่นวิทยุ พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า และโดยทั่วไปจะเรียกว่าวิทยุคลื่นสั้น (สำหรับคลื่น HF) และมอดูเลตความถี่ (สำหรับคลื่น VHF) หรือที่เรียกว่าวิทยุ "FM" แถบวิทยุทั้งสองวงใช้ในการแพร่สัญญาณวิทยุเชิงพาณิชย์ คลื่นวิทยุ VHF ยังใช้สำหรับกระจายสัญญาณโทรทัศน์

สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าแบ่งออกเป็นคลื่นต่าง ๆ ของโฟตอนที่มีประจุซึ่งสั่นที่ความถี่เฉพาะ สเปกตรัมของรังสี EM ทั้งหมด (ตามลำดับพลังงานที่เพิ่มขึ้น) ประกอบด้วยคลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ รังสีอินฟราเรด แสงที่มองเห็นได้ รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และรังสีแกมมา คลื่นวิทยุสามารถแบ่งออกเป็นความถี่ต่างๆ ตั้งแต่ต่ำมากไปจนถึงสูงมาก ลักษณะพลังงานของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าอาจเป็นคลื่นหรืออนุภาคก็ได้

คลื่นวิทยุคือการส่งสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าที่ประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กสั่นสะเทือนด้วยกัน ฟิลด์ทั้งสองนี้จัดชิดกันในการจัดเรียงตั้งฉากและเดินทางเป็นคลื่น พลังงานในคลื่นเคลื่อนที่ไปมาระหว่างสนามไฟฟ้ากับสนามแม่เหล็ก ความถี่ที่วงจรคลื่นวิทยุต่อวินาทีวัดได้ในหน่วย "เฮิรตซ์" สัญญาณวิทยุสามารถเป็นได้ทั้ง รอบทิศทางและแพร่กระจายออกไปด้านนอกในรูปทรงทรงกลมหรือพวกเขาสามารถเป็นทิศทางเดียวและแผ่ออกไปด้านนอกเป็น ลำแสงที่เน้น

คลื่นวิทยุความถี่สูงสั่นสะเทือนระหว่าง 3 ถึง 30 เมกะเฮิรตซ์ สิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่าคลื่นวิทยุคลื่นสั้น และความถี่นี้ใช้สำหรับแฮม CB และวิทยุกระจายเสียงเชิงพาณิชย์ การออกอากาศคลื่นสั้นมักมีเนื้อหาเกี่ยวกับข่าว การเมือง หรือศาสนา คลื่น HF สามารถหักเหจากชั้นบรรยากาศของโลก (ชั้นของอนุภาคที่มีประจุในบรรยากาศ) และเปลี่ยนเส้นทางไปยังตำแหน่งที่ต้องการบนพื้นดิน ด้วยวิธีนี้ สัญญาณวิทยุคลื่นสั้นสามารถกำหนดเป้าหมายไปยังพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ได้

คลื่นวิทยุ VHF ที่ช่วง 30 ถึง 300 เมกะเฮิรตซ์เรียกอีกอย่างว่า "ความถี่มอดูเลต" หรือคลื่น FM และใช้สำหรับวิทยุกระจายเสียงเชิงพาณิชย์และโทรทัศน์ สัญญาณ VHF สามารถรับข้อมูลได้ในปริมาณที่มากขึ้น ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้สัญญาณชัดเจนขึ้น คลื่น FM จะไม่หักเหโดยบรรยากาศรอบนอก ข้อเสียของ FM คือสัญญาณเดินทางเป็นเส้นตรง เครื่องส่งและเครื่องรับจึงต้องมีสายตา มิฉะนั้นในที่สุดสัญญาณจะเดินทางสู่อวกาศเนื่องจากความโค้งของโลก

การแพร่กระจายของคลื่นวิทยุได้รับผลกระทบจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมหลายประการ อุปสรรคทางภูมิศาสตร์ที่พบบ่อยที่สุด เช่น ภูเขาและแหล่งน้ำ สัญญาณ VHF (FM) ได้รับผลกระทบจากการรบกวนบรรยากาศ เช่น หมอกหรือเมฆมากกว่าสัญญาณ HF (คลื่นสั้น) อย่างไรก็ตาม คลื่นวิทยุ HF อาจมีการหักเห (หรือการดัดงอ) โดยบรรยากาศรอบนอก ในขณะที่คลื่น VHF จะไม่เป็นเช่นนั้น เนื่องจากคลื่น VHF มีความถี่สูงกว่าและมีทิศทางที่โฟกัสมากกว่า จึงต้องวางเสาอากาศส่งสัญญาณไว้ที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น สิ่งนี้ไม่จำเป็นสำหรับเครื่องส่ง HF เนื่องจากใช้การหักเหของไอโอโนสเฟียร์เพื่อส่งสัญญาณ