Propagatie

Uit Beeld en Geluid Wiki
Ga naar: navigatie, zoeken

Propagatie betreft de wijze waarop radiogolven zich voortplanten. De afstand waarop men op aarde nog naar een bepaald radiostation kan luisteren wordt in sterke mate bepaald door de invloed die de atmosfeer op de signalen uitoefent.

Om te beginnen moet de onderlinge verwantschap tussen golflengte en frequentie worden bekeken. Elektromagnetische golven planten zich voort met de snelheid van het licht, 300.000 kilometer per seconde. We nemen voor het gemak ronde getallen die dicht bij de exacte getallen liggen. Door de voortplantingssnelheid 300.000 te delen door de frequentie in kiloherz, kHz van het signaal dat door de zender wordt uitgestraald krijgt men de golflengte in meters. Deelt men de 300.000 door de golflengte, dan krijgt men de frequentie van de draaggolf.

Een paar voorbeelden: Een zender zendt uit op een frequentie van 1000 kHz. De golflengte is dan 300.000 : 1000 = 300 meter. Een van de zenders die nog Hilversum 1 werd genoemd had als golflengte 298 meter. De frequentie van het zendersignaal was 1008 kHz.

spiegeleffect

Nu kijken we naar de atmosfeer. Onder invloed van de zon ontstaan veranderingen in hoge luchtlagen. In de ionosfeer ioniseert de UV straling van de zon de atomen. Deze krijgen hierdoor een elektrische lading. Er ontstaan zo enkele lagen die in staat zijn elektromagnetische golven te weerkaatsen en af te buigen. Ze werken als het ware als een elektronische spiegel waardoor zenders die achter de horizon liggen hoorbaar worden. Dit verschijnsel is in 1878 ontdekt door de Engelsman Oliver Heaviside. Men spreekt dan ook wel over de Heavisidelaag. Deze laag, ook wel de E-laag genoemd, bevindt zich op een hoogte van iets meer dan 100 kilometer boven het aardoppervlak.

De onderste laag is de D-laag. Deze laag bevindt zich op ongeveer 100 kilometer boven de aarde. Deze laag weerkaatst lange golven die een frequentie hebben tussen 10 en 200 kHz. De radiozenders met deze frequenties zijn te beluisteren tot wel 1000 kilometer afstand. Signalen van de middengolf worden door de D-laag geabsorbeerd en komen niet verder waardoor het zenderbereik van een middengolfzender overdag niet groter is dan ongeveer 100 kilometer. 's Nachts wanneer de zon verdwenen is verdwijnt deze D-laag. De laag die daar direct boven aanwezig is, de E-laag, gaat nu zorgen dat de radiogolven van de middengolf weerkaatst worden. Het is dan mogelijk de middengolfzender te beluisteren op grote afstand. Het kan dan voorkomen dat de luisteraar te maken krijgt met het verschijnsel fading.

Boven de E-laag, op ongeveer 240 kilometer hoogte, bevindt zich de F-laag. Deze laag is van belang voor de korte golf. Signalen van korte golfzenders zijn in staat om herhaaldelijk tussen de F-laag en het aardoppervlak heen en weer te kaatsen en kunnen zo enorme afstanden overbruggen. Radiozendamateurs die op de korte golf werken maken van deze eigenschap dankbaar gebruik om in de 20 meterband mede-zendamateurs op grote afstanden te werken.

zichtbereik

Zenders die met heel korte golven werken, dus met hoge frequenties, hebben deze voordelen niet. Omroepzenders in de FM band hebben een bereik dat net over de horizon reikt. Daarom staan steunzenders in het land verspreid om het gehele land te bedekken. De hoge masten met hooggeplaatste antennes staan bijvoorbeeld in Lopik, Smilde en Goes.

Televisiezenders hebben met hetzelfde probleem te maken. Deze werken met frequenties in de buurt van 450 mHz en hoger.

de ruimte in

Tegenwoordig maken we gebruik van communicatiesatellieten die in een geostationaire baan om de aarde draaien. Zij krijgen het signaal via grote schotelantennes toegestuurd en zenden het weer terug naar de aarde. Ook hier heeft men te maken met de invloed van de atmosfeer. Een satelliet kan vanuit de zender gezien laag boven de horizon staan. Dan moet het signaal een langere weg door de atmosfeer afleggen. Door veel vocht in de atmosfeer kan het signaal beïnvloed worden, wat de verhouding tussen signaalsterkte en ruis doet verslechteren.

groot bereik

Door de grote afstand van de aarde bestrijkt een communicatiesatelliet een groot stuk van het aardoppervlak en kan men een televisiezender volgen die duizenden kilometers van de ontvanger ligt. Veel mensen hebben tegenwoordig satelliettelevisie, zowel thuis als op de camping.