2.คลื่นตรง ( Direct wave propagation )

คลื่นตรงมีลักษณะการแพร่กระจายคลื่นวิทยุเหมือนกับการเดินทางของแสง คือ พุ่งเป็นเส้นตรง และการกระจายคลื่นชนิดนี้จะอยู่ในระดับสายตา ( line of sight )

รูปที่ 5 แสดงทิศทางของคลื่นตรง และคลื่นที่สะท้อนจากผิวโลก

การกระจายคลื่นชนิดนี้จะมีการถ่าง ของ Radio beam และมีการแตกกระจายหรือสะท้อนได้ เมื่อพบกับสิ่งกีดขวาง เช่น ตึก ภูเขา โดยที่ระยะทางของการแพร่กระจายคลื่นจะมากหรือน้อยนั้นต้องขึ้นอยู่กับความสูงของสายอากาศเป็นสำคัญ การแพร่กระจายคลื่นชนิดนี้ จะมีผลต่อการแพร่กระจายคลื่น ในย่านความถี่ที่สูงกว่าย่าน VHF ขึ้นไป แต่ส่วนใหญ่ จะใช้ความถี่ในย่านที่สูงกว่า UHF ขึ้นไป เนื่องจากการใช้ความถี่ในย่าน VHF และ UHF (LOW BAND ) จะมีการสะท้อนบนพื้นดินด้วย ( reflection propagation ) เกิดขึ้นเป็นอย่างมาก
จากการแพร่กระจายคลื่นตรงนี้ ยังแบ่งการแพร่กระจายออกเป็น 2 แบบ คือ

2.1 การแพร่กระจายเป็นแนวโค้ง เนื่องจากการเบี่ยงเบนในชั้นบรรยากาศ ( Refraction Propagation )
โดยปกติ คลื่นวิทยุที่แพร่กระจายไปในอากาศ จะมีลักษณะเป็นเส้นตรงเช่นเดียวกับแสง แต่ข้อเท็จจริงประการหนึ่ง คือ ชั้นบรรยากาศก็ย่อมมีความแตกต่างกัน ดังนั้นคลื่นวิทยุที่ส่งออกอากาศไป ย่อมที่จะเบี่ยงเบนไปบ้างนอกเหนือจากที่พุ่งเป็นเส้นตรงแล้ว ด้วยเหตุนี้ทำให้สามารถรับสัญญาณคลื่นวิทยุที่อยู่ห่างไกลจากระดับสายตาได้ การแพร่กระจายคลื่นชนิดนี้จะมีอิทธิพลต่อการติดต่อสื่อสารความถี่วิทยุในย่านสูงกว่า VHF ขึ้นไป

รูปที่ 6 การแพร่กระจายคลื่นแบบ Refraction Wave

การกระจายคลื่นดังกล่าวนี้ไม่มีทฤษฎีที่แน่นอนว่า คลื่นวิทยุที่ส่งออกไปแล้วจะเบี่ยงเบนลงสู่พื้นดินในช่วงใดบ้าง แต่จากการทดลองพบว่า คลื่นวิทยุที่เบี่ยงเบนจะมีลักษณะเป็น Multi part เบี่ยงเบนลงสู่พื้นดินเป็นจำนวนมาก

2.2 การแพร่กระจายคลื่นไปยังด้านที่มองไม่เห็นในระยะสายตา ( Diffraction Propagation )
เป็นการกระจายคลื่นโดยการแตกกระจายของคลื่นวิทยุ ลักษณะของการติดต่อกล่าวคือ เมื่อคลื่นวิทยุที่ส่งออกไปจะกระทบกับสิ่งที่กีดขวาง พลังงานบางส่วนจะเกิดการแตกกระจายรอบๆบริเวณสิ่งกีดขวางนั้น ในทางปฏิบัติ เราจะให้คลื่นวิทยุพุ่งไปกระทบกับส่วนบนของสิ่งกีดขวางนั้นๆ สืบเนื่องจากเหตุผลที่ว่า คลื่นที่เกิดการแตกกระจายไปนั้น สามารถเคลื่อนที่ต่อไปได้ตามหลักการของ Ray Theory จะถือเอาส่วนโค้งของผิวโลก อาคาร ต้นไม้ เนินเขา ที่ราบสูง ภูเขา หรืออากาศยาน เหล่านี้เป็นต้น แต่ถ้าสิ่งกีดขวางมีขนาดเล็กและมียอดแหลมคล้ายสันมีด (มุมยอดเล็ก) คลื่นที่มาตกกระทบจะไม่มีผลต่อการที่จะทำให้เกิด Diffraction loss หรือ Shower effect ได้ แต่ถ้าหากสิ่งกีดขวางมีขนาดใหญ่ ค่าของ Shower effect จะเกิดขึ้นมาก ซึ่งเป็นผลทำให้ความแรงของสัญญาณลดลง
การแพร่กระจายคลื่นดังกล่าว แบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ

2.2.1 Diffraction over a spherical earth
2.2.2 Sky wave propagation หรือ Ionospheric propagation

2.2.1 Diffraction over a spherical earth
ปกติ Radio beam ที่ส่งไป ชั้นบรรยากาศจะโค้งตามผิวโลกและเป็นเส้นตรง แต่ถ้าหากเครื่องส่งและเครื่องรับอยู่ห่างไกลเกินกว่าแนวระดับสายตามากๆแล้ว เราสามารถติดต่อได้โดยการใช้คลื่นวิทยุไปกระทบหรือเสียดผิวโลก ซึ่งจะทำให้เกิดการแตกกระจายของคลื่นวิทยุ ทำให้สามารถรับคลื่นวิทยุได้ในระยะทางไกลเกินกว่าแนวระดับสายตา การติดต่อในลักษณะนี้สามารถแสดงได้ดังรูป

ก.

ข.

ค.

รูปที่ 7 แสดงการแตกกระจายของคลื่นเมื่อกระทบกับสิ่งกีดขวางชนิดต่างๆ

2.2.2 Sky wave propagation หรือ Ionospheric propagation
เป็นการแพร่กระจายคลื่นของคลื่นวิทยุที่สะท้อนบรรยากาศชั้น Ionospheric และสะท้อนกลับมายังผิวโลก การกระจายคลื่นชนิดนี้จะมีอิทธิพลต่อการแพร่กระจายคลื่นในย่าน HF ซึ่งจะสะท้อนในชั้นนี้ จะทำให้ได้ระยะทางการติดต่อได้ไกลมาก โดยที่การเดินทางของคลื่นวิทยุในย่าน HF คือ การเดินทางโดยการสะท้อนชั้นบรรยากาศเป็นหลัก ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างมากที่จะต้องพิจารณาถึงชั้นบรรยากาศต่างๆที่เกิดขึ้นในชั้น Ionospheric นี้ และพิจารณาถึงความถี่ที่เหมาะสมต่อการติดต่อ

รูปที่ 8 แสดงบรรยากาศชั้นต่างๆของ Ionospheric และ Ionization density

จากรูปที่ 8 จะเห็นว่า Ionospheric และ Ionization density จะเพิ่มตามความสูงของชั้นบรรยากาศ การที่ทราบว่ามีชั้นบรรยากาศชั้นต่างๆเนื่องจากมี Ionization แตกต่างกัน จึงทำให้คลื่นวิทยุหักเหและเบี่ยงเบน จนกระทั่งทำให้คลื่นวิทยุเบี่ยงเบนกลับมายังโลกอีกครั้งหนึ่ง คลื่นวิทยุที่เดินทางไปกระทบกับชั้นบรรยากาศต่างๆดังกล่าวจะต้องไม่ให้กระทบตรงๆ เพราะจะทำให้คลื่นวิทยุสะท้อนกลับลงมาในแนวดิ่ง ซึ่งไม่มีผลต่อการติดต่อสื่อสารแต่อย่างใด แต่ถ้าหากให้คลื่นวิทยุกระทบชั้นบรรยากาศเอียงเป็นมุมกับชั้นบรรยากาศ และเมื่อคลื่นวิทยุผ่านชั้นบรรยากาศเข้าไปกระทบกับบรรยากาศชั้นนี้ที่มีความหนาแน่นของบรรยากาศ ( Ionization density ) ต่างกันตามความสูง จึงทำให้คลื่นวิทยุค่อยเบี่ยงเบนไปจากเดิมจนในที่สุดกลับลงสู่พื้นโลกอีกครั้ง