גלי רקיע

המושג גלי רקיע בתקשורת מתייחס להתפשטות גלי רדיו המוחזרים או משתקפים בחזרה לכיוון כדור הארץ מהיונוספירה, השכבה הטעונה חשמלית באטמוספירה העליונה. גלים אלו אינם מוגבלים על ידי עקמומיות כדור הארץ, לכן ניתן להשתמש בגלים אלו ליצירת תקשורת בין-יבשתית ולמרחקים ארוכים. מרבית השידורים לטווחים ארוכים המתבצעים בתדרים גבוהים, בין 3MHz ל-30MHz, הם כתוצאה מהתפשטותם של גלי רקיע. מאז שנות ה-20 המוקדמות, שדרני רדיו חובבנים, שהוגבלו לשידור בהספקים נמוכים מאשר אלו של תחנות השידור, ניצלו את היתרונות בגלים אלו לתקשורת ארוכת טווח.

יש להבדיל גלים אלו משני שידורים אחרים:

• התפשטות גלי קרקע - בה גלי הרדיו נעים בצמוד לאדמת כדור הארץ מבלי להתבדר או להתפזר באטמוספירה. שיטת שידור זו אופיינית לתדירויות נמוכות.
• התפשטות Line of sight- בה גלי הרדיו נעים בקו ישר. התפשטות זו אופיינית למרבית התדרים הגבוהים.

אופן ההתפשטות

היונוספירה היא תחום באטמוספירה העליונה, הנפרשת בגובה שבין 80 ל-1000 קילומטרים. בגובה זה האוויר מיונן על ידי רוח סולרית וקרניים קוסמיות. כאשר אותות בתדר גבוה נכנסים לאזור זה בצורה אלכסונית, הם מוחזרים בחזרה כפי שגלים מוחזרים מתווך בעל מקדם שבירה שונה. אם היינון של השכבה חזק מספיק ביחס לתדר האות, ההחזרה שקולה כמעט להחזרה של גל ממראה. לאחר מכן, הגלים נעים בחזרה לקרקע כדור הארץ, וזה מבצע החזרה דיפוסיבית לגלים, קרי- הם מוחזרים בטווח של זוויות שונות מכדור הארץ, לכיוון היונוספירה. כתוצאה מכך, האות כאילו "מקפץ" הלוך ושוב בין היונוספירה לבין כדור הארץ, פעמיים או יותר. ההחזרות הללו מלוות בהפסדים נמוכים מאוד ולכן גם סיגנלים בהספקים של וואטים בודדים יכולים להתקבל במרחקים של אלפי קילומטרים מנקודת השידור, וליצור תקשורת גלובלית. בכל "קפיצה" של הגלים, הם יכולים לעבור עד כ-3500 קילומטרים, כך ששידורים טרנס-אטלנטיים יכולים להתקבל על ידי 2 או 3 קפיצות.

אם היינון של היונוספירה אינו מספיק חזק, הגלים מוחזרים בהתחלה מטה, ולאחר מכן מעלה אל מעל לשכבה העליונה של היונוספירה, כשהם סוטים מכיוונם המקורי.

שיקולים נוספים

סיגנלים בתדרים בתחום תדרים גבוהים ביותר (VHF- very high frequencies) לרוב חודרים את היונוספריה ולא מוחזרים לפני כדור הארץ. סיגנלים בתדרים נמוכים מ-10MHz מתפשטים בשיטת גלי רקיע בצורה מיטבית בלילות. תדירויות מעל 10MHz מתפשטות ביעילות דווקא במהלך היום. תדירויות מתחת ל-3kHz הן בעלות אורך גל הגדול מהמרחק בין האדמה לבין היונוספירה. התדירות המקסימלית המאפשרת שימוש בשיטת שידור גלי רקיע מושפעת בצורה חזקה על ידי מספר כתמי השמש הקשורים ישירות ליינון האטמוספירה. שידור בגלי רקיע לעיתים מונחת לרעש בשל סערות גאומגנטיות. שיטה זו יכולה להיות מופרעת בצורה ישירה ומהירה כתוצאה מהפרעות פתאומיות ביונוספירה, כמו שינוי בצפיפות הפלזמה בשכבה זו ובתנועתה כתוצאה מהתפרצות שמשית. בשעות הלילה, השכבות הנמוכות יותר ביונוספריה נעלמות, מה שגורם לכך שאינדקס השבירה האפקטיבי של היונוספירה לעלות מעל לערכו של אינדקס השבירה של כדור הארץ. הדבר מוביל ל"קפיצות" גדולות יותר במרחקים של שידורי הלילה.

ראו גם

• גלי קרקע

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא גלי רקיע בוויקישיתוף

• Navy- Propagation of Waves
• Basics of Radio Waves Propagation