Скорость радиоволны

Радиоволна не появляется у приёмной антенны мгновенно. Изменение полей, созданное передатчиком, распространяется с конечной скоростью распространения (нем. Ausbreitungsgeschwindigkeit, англ. propagation velocity). Для электромагнитной волны в вакууме эта скорость обозначается буквой $c$.

Это точное значение, закреплённое в определении метра SI. В инженерных оценках его обычно округляют до 300 000 км/с или 3 × 10⁸ м/с.

Почему говорят именно о вакууме

Воздух для первых расчётов радиосвязи очень близок к вакууму, поэтому для свободного пространства и большинства задач с антеннами удобно использовать $c$. Но это не универсальная скорость для любой ситуации.

В кабеле электромагнитная энергия распространяется в полях между проводниками и взаимодействует с диэлектриком. Скорость становится меньше c. Её удобно записать так:

Здесь $k$ — коэффициент укорочения (нем. Verkürzungsfaktor, англ. velocity factor). Например, если $k = 0{,}66$, волна в линии проходит за ту же секунду только 66 % расстояния, которое прошла бы в вакууме.

Что меняется на границе среды

Частоту задаёт источник: передатчик продолжает создавать то же число колебаний в секунду. Поэтому при переходе из свободного пространства в линию частота не меняется. Если скорость стала меньше, за один период волна проходит меньшее расстояние — значит, уменьшается её длина.

На частоте 100 МГц длина волны в свободном пространстве близка к 3 м. В линии с k = 0,66 она будет близка к 2 м. Именно поэтому физическая длина кабельных отрезков и антенн всегда связана с тем, где распространяется волна и с какой скоростью.