Прямая видимость и радиогоризонт

На диапазонах VHF, UHF и выше первое разумное предположение такое: волна идёт от одной антенны к другой почти по прямой. Если на пути нет препятствий и обе антенны находятся выше линии радиогоризонта, связь обычно объясняется именно этой моделью.

Прямая видимость (нем. Sichtverbindung, англ. line of sight) — не значит, что станции обязательно видят друг друга глазами. Радиоволна немного изгибается вместе с нижними слоями атмосферы, поэтому её горизонт обычно дальше геометрического, видимого горизонта. Но Земля, холмы и здания всё ещё закрывают прямой путь.

Почему высота важнее мощности

В этой упрощённой модели расстояние до радиогоризонта одной антенны можно оценить так:

Здесь $d$ — расстояние в километрах, а $h$ — высота антенны в метрах над окружающей поверхностью. Для двух станций их расстояния до горизонта складываются:

Например, антенна на высоте 10 м и переносная антенна на высоте 2 м дают около 19 км. Если поднять первую антенну с 10 до 40 м, её вклад вырастет не в четыре, а только в два раза: зависимость идёт через квадратный корень.

Увеличение мощности делает сигнал сильнее там, куда он уже приходит, но не убирает кривизну Земли. Поэтому для связи за холмом сначала проверяют высоту и место установки антенны, а не только выходную мощность.

Что может закрыть даже близкую станцию

Модель гладкой Земли полезна как первый расчёт, но реальный путь редко гладкий. Холм, дом, лес или сама крыша рядом с антенной могут пересечь линию между станциями раньше горизонта. При этом сигнал не всегда исчезает сразу: он может частично огибать край препятствия за счёт дифракции (нем. Beugung, англ. diffraction) или прийти после отражения. Такие сигналы обычно слабее и менее предсказуемы, чем чистая прямая видимость.

Отсюда инженерный порядок действий: сначала построить прямую линию между антеннами, затем проверить рельеф и ближайшие препятствия, и только после этого объяснять необычную дальность тропосферой или отражениями.