Meestal wordt de eerste Fresnelzone bedoeld. De eerste Fresnel zone is dat volume omgeven door een elipsoide (eivormig volume) waarbij de weg van de TX antenne naar de RX antenne, via een punt op de elipsoide een halve golflengte langer is dan de rechtstreekse route. De doorsnede van de elipsoide is op zijn breedst halverwege de twee antennes en heeft dan een doorsnede van sqrt(lambda*r) meter (r=afstand tussen antennes, lambda is golflengte van de straling).

Indien dit volume (of zone) vrij van obstakels is, wordt de directe golf niet extra verzwakt (daarvoor geldt dus vrije veld demping). Anders gezegd, wil een golfverschijnsel zich onverzwakt uit kunnen breiden, dan heeft het ruimte nodig (breedte en hoogte). Dit plaatst het begrip straal in een ander daglicht. De minimale breedte die een straal nodig heeft, is afhankelijk van de te overbruggen afstand en de golflengte. Dit is de reden dat lichtstralen wel ongehinderd door een klein gaatje kunnen, doch radio golven en geluid sterk verzwakt worden. Voor de breedte van een straal halverwege de zender en ontvanger geldt eveneens sqrt(lambda*r). Hierin is "r" de te overbruggen afstand tussen zender en ontvanger.

Het voldoen aan de Fresnel voorwaarde, is geen garantie voor ongestoorde communicatie. Het ontvangen signaal bestaat in werkelijkheid uit een sommatie van diverse golven. Naast de directe golf spelen reflecties een grote rol. Reflecties op objecten welke ver buiten de eerste fresnelzone liggen, kunnen eveneens de ontvangstantenne bereiken. Deze reflecties kunnen de directe golf zowel versterken als verzwakken, doch ook voor ongewenste vertraging zorgen. Het gebruik van richtantennes vermindert de invloed van reflecties.

Obstakels binnen de Fresnelzone maken communicatie niet onmogelijk. Men krijgt alleen te maken met extra demping. Bedenk dat voor praktisch alle VHF communicatie de aarde binnen de eerste fresnelzone ligt.

De Friis transmissie formule legt de relatie tussen het TX en RX vermogen in geval van antennes welke gespecificeerd zijn aan de hand van hun effectieve oppervlakken. Er geldt: Prx/Ptx = Aerx*Aetx/(lambda*S)² (S=afstand tussen antennes). De antennes dienen optimaal op elkaar gericht te zijn.
Terug naar TeTech

Geïoniseerde media zijn media waarin zich in ieder geval ongebonden lading bevindt welke zich tot op zekere hoogte vrij kan bewegen. Denk hierbij aan geïoniseerde gassen.

Het splitsen van een neutraal molecule/atoom in een ion en een elektron vindt plaats ten gevolge van externe energietoevoer (bijvoorbeeld ultra violet licht, hoge temperatuur of ioniserende/deeltjesstraling). Tegelijkertijd komen elektronen en ionen ook weer tot elkaar (recombineren) en stelt zich een evenwicht in van: geïoniseerde atomen, vrije elektronen, atomen en niet geïoniseerde moleculen.

Geïoniseerde media gedragen zich als functie van de frequentie bijzonder vreemd. Dit is echter zonder gedegen kennis van EM velden moeilijk uit te leggen op één A4'tje. Toch wordt hier een poging ondernomen om het gedrag van zo'n medium aannemelijk te maken:

In geval van een normaal isolerend medium loopt de stroom voor op een sinusvormig aangelegd veld (capacitief effect van isolatoren en vacuüm) en loopt er hooguit een lek-/verliesstroom welke in fase is met het aangelegde E veld. Echter in een geïoniseerd medium loopt er ten gevolge van de vrije lading en de krachtwerking van het E-veld op die lading, een derde stroom. Door de massatraagheid van de ladingsdragers (meestal elektronen) loopt deze stroom echter 90 graden achter op het E veld (dit is een inductief effect!). Ten gevolge van recombinatie (botsen van elektron op ion) wordt ook warmte gegenereerd (dus een extra in fase stroom). Ten gevolge van een H-veld component in het EM veld worden de bewegende vrije elektronen afgebogen (net als in een TV beeldbuis). Voor het verdere verloop laten we het H-veld buiten beschouwing.

Een Geïoniseerd medium (tussen twee platen) kan men als het ware zien als een parallelschakeling van een capaciteit, een verliesweerstand en een zelfinductie. Hoe meer vrije elektronen, hoe kleiner de parallelstaande zelfinductie (dus hoe groter de inductieve stroom). Hoe hoger de frequentie, hoe meer de massatraagheid speelt. De oscillatie van de vrije elektronen is dan minder en daarmee dus ook het inductieve effect.

Boven een bepaalde frequentie (afhankelijk van vrije elektronendichtheid), wint het capacitieve effect. Het geïoniseerde medium gedraagt zich dan als een medium met een relatieve diëlectrische constante kleiner 1 (dus fasesnelheid hoger dan c₀). Voor nog hogere frequenties verdwijnt het effect van de ionisatie en gedraagt het medium zich nagenoeg als vacuüm.

Hoe meer vrije elektronen en hoe lager de frequentie, hoe groter het inductieve effect. Maar, hoe meer overige materie (ionen, moleculen, atomen), hoe groter de kans op botsingen/recombinatie en dus hoe hoger het verlies (ohmse effect). Een inductief effect kan dan volledig verloren gaan. Het geïoniseerde medium gedraagt zich dan meer als een (slechte) geleider. Dit is het geval bij de D-laag (laagste geïoniseerde laag in de ionosfeer, 50-90 km hoogte). Voor lage frequenties (100 kHz), en in het bijzonder in geval van verhoogde zonneactiviteit (sterkere ionisatie), is de geleiding redelijk waardoor reflectie plaats kan vinden.

Doordat het zonlicht al een lange weg heeft afgelegd door de dampkring, worden relatief weinig vrije elektronen gegenereerd in de D-laag. Door de hoge gasdichtheid recombineren zij ook weer snel. Het gevolg is een slecht geleidende laag welke radiogolven tot 2..3 MHz praktisch absorbeert. Door de snelle recombinatie verdwijnt de laag direct als het donker wordt. Dit is te merken aan de ontvangst van ver weg gelegen middengolf zenders gedurende de nacht.

Een omgekeerde situatie doet zich voor in de hoogste geïoniseerde lagen (F1, F2, F, < 600 km). De gasdichtheid is laag (weinig recombinatie en botsingen, dus weinig verlies) en de ionisatie is hoog (direct zonlicht). De recombinatie is zo laag dat deze lagen gedurende de nacht niet volledig verdwijnen. Voor frequenties boven 3 MHz gedragen deze lagen zich als een diëlectrisch materiaal met een relatieve diëlectrische constantie van minder dan 1 (brekingsindex kleiner dan 1), en relatief lage verliezen. De relatieve diëlectrische constante neemt toe (nadert tot 1) met toenemende frequentie.

De laagdikte is groot waardoor er sprake is van een dikke laag waarbij met toenemende hoogte, de diëlectrische constante geleidelijk afneemt (zelfde effect als in een graded index glasvezel). Radiogolven hebben daardoor voldoende weglengte om teruggebogen te worden naar de aarde. Radiogolven hebben immers de neiging om weg te buiten van een gebied met lagere brekingsindex (dus lagere relatieve diëlectrische constante). Lange afstand HF communicatie is mogelijk dankzij de "vreemde" eigenschappen van geïoniseerde gassen onder lage druk.
Terug naar TeTech

Geleide golven zijn alle golven waarvan de uitbreiding beperkt wordt tot een voorbestemde richting. Anders gezegd er wordt de golven een verplicht pad geboden dat zij dienen te volgen. Om golven in een bepaalde richting te geleiden, zijn constructies anders dan lucht nodig. Hierbij valt te denken aan coaxiale kabels, twisted pairs, golfpijpen, diëlectrische geleiders. De golfenergie bevindt zich meestal tussen metalen geleiders of in diëlectrische geleiders.

In geval van geluid kan dit een met lucht gevulde slang of pijp zijn, of een metalen staaf. Kenmerk van geleide golven is dat de demping exponentieel afhankelijk is met de afstand r (bijvoorbeeld uitgedrukt in dB/m). Dit in tegenstelling tot ongeleide golfuitbreiding waar meestal een 1/r² verband bestaat.

Een golffront is het denkbeeldig vlak waarin het E en H veld ligt. Men kan het ook definiëren als het vlak gevormd door de punten waarin het E of H veld overal dezelfde fase heeft (bijvoorbeeld allemaal maximaal, minimaal, of nul). Het is goed te vergelijken met een tweedimensionaal golfverschijnsel in water als men een voorwerp in het water gooit. Verbindt men alle gelijkfasige punten (bijvoorbeeld de toppen), dan krijgt men cirkels te zien waarvan de straal steeds een halve golflengte groter is. Het uitbreiden van een golffront is eveneens goed te zien bij een vanuit de lucht gefilmde zware bomexplosie

Het golffront staat loodrecht op de uitbreidingsrichting en is vlak in geval van een vlakke golf en bolvormig in geval van een sferische golf.

Ook voor geluid staat het golffront loodrecht op de uitbreidingsrichting. Echter omdat geluid een longitudinaal golfverschijnsel is (deeltjessnelheid en druk wijzen in dezelfde richting als de uitbreidingsrichting), staat in dit geval het vlak loodrecht op de veldcomponenten.

Indien men te maken heeft met verschillende zenders (welke wel exact hetzelfde signaal uitzenden), dan is het golffront niet automatisch mooi vlak of sferisch.
Terug naar TeTech

Het golfgetal of "Wave Number", aangeduid met k, is gelijk aan 2*pi maal het aantal golven dat in één meter lengte passen, ofwel k = 2*pi/lambda. Het golfgetal wordt ook wel aangeduid met het begrip "Fase Constante" (Eng: Phase Constant). De eenheid bedraagt rad/m. Men komt k veel tegen in formules welke betrekking hebben op vrije golfuitbreiding en gebonden golfuitbreiding (kabels, golfpijpen oppervlaktegolven, etc).

Het Golfgetal geeft in feite aan hoe groot het faseverschil (radialen) is tussen de spanning op 2 posities welke d meter uit elkaar liggen (delta(phi) = -k*d). d Dient in het verlengde van de golfuitbreiding te liggen. Het minteken volgt uit de eindige snelheid van EM golven (tijdvertraging).

Voor bepaalde transmissiemedia kan k kleiner zijn dan men verwacht op grond van de lichtsnelheid in het vacuüm en de frequentie van de EM golf. Dit is onder andere het geval bij golfpijpen, coaxiale structuren met regelmatig verspreide inductieve belastingen en geïoniseerde media (plasma's).

Gaat men zich verdiepen in kabeltheorie, dan komt men een iets uitgebreidere definitie tegen. Zie hiervoor het begrip "propagatieconstante".

Een golfverschijnsel is altijd opgebouwd uit twee componenten. Voor het Elektro-Magnetisch veld is dat het elektrisch en magnetisch veld. Voor geluid de gemiddelde deeltjessnelheid v en de druk P. Indien men te maken heeft met een golf afkomstig van één zich ver weg bevindende bron, dan is er een vaste verhouding tussen de twee componenten. Voor het EM-veld geldt: Z₀ = E/H
Z₀ = sqrt{magnet. permeabiliteit / diëlec. constante}.
Voor lucbt en vacuüm overeenkomend met ongeveer 377 Ohm.

Ieder medium heeft zijn eigen golfweerstand (Z₀). Hoe hoger de dielectrische constante van een isolator, hoe lager Z₀. Geleiders bezitten ook een Z₀, doch deze is niet reëel, waardoor golven zeer snel uitdoven. Voor antennes is de Z₀ van metalen van weinig belang. Voor geluid geldt, Hoe lager de voortplantingssnelheid en hoe lager de dichtheid, hoe lager de karakteristieke impedantie is (Z₀ = P/v.deeltjes = soort.massa*v.voortpl.). voor water komt men dan op een golfweerstand in orde van 1.5 MPa/(m*s), voor lucht vindt men ongeveer 400 Pa/(m*s)

Indien men zich op veel minder dan 1 golflengte van de bron bevindt, of zeer dicht bij obstakels, dan gaat bovenstaande verhouding niet op. Deze verhouding gaat ook niet op indien men te maken heeft met interfererende golven. Zie ook verre en nabije veld.
Terug naar TeTech

"Grating lobes" zijn zijlobben welke ontstaan in periodieke structuren (arrays, tralies zoals gebruikt in de optica) door het periodieke karakter van golven. Zij zijn ongeveer even sterk en even breed als de hoofdbundel. Zij ontstaan bij samenstellen (arrays) van meerdere antennes

In principe wordt een antenne array (samenstel van antennes) zo ontworpen dat in de gewenste richting alle veldcomponenten van de afzonderlijke antennes elkaar versterken (lees: veldcomponenten hebben gelijke fase). Als men bij een array met constante elementafstand de afstand vergroot tot 1 lambda of meer, dan versterken de afzonderlijke veldcomponenten elkaar in meer dan één richting. In dat geval is sprake van "grating lobes".

De hoek van de grating lobes is afhankelijk van de herhalingsafstand van de periodieke structuur (bijv afstand tussen array elementen) en de golflengte. Tralies worden daardoor veelvuldig gebruikt in spectrometrie.

Grating lobes kunnen vermeden worden door de afstand tussen de array elementen kleiner dan 1 lambda te kiezen (bijv 0.5 lambda), het ervoor zorgen dat het stralingsdiagram van de afzonderlijke elementen een "nul" vertoont in de richting van de grating lobes, of het plaatsen van de arrayelementen op onregelmatige afstanden (bijv. een array bestaande uit sub-arrays).
Terug naar TeTech

De "Grazing Angle" is de hoek tussen de straling en het vlak waar de straling op terecht komt (elevatie). Straling welke evenwijdig aan het vlak loopt (dus het eigenlijk niet raakt) heeft een Grazing angle van 0 graden (en dus een invalshoek van 90 graden, in het Engels: "90 degrees Angle of Incidence"). Er geldt: Grazing Angle = 90-invalshoek. Straling welke loodrecht op een vlak invalt, heeft een invalshoek van 0 graden en een Grazing angle of Elevatiehoek van 90 graden.

Onder "Grazing Angle" wordt ook verstaan de situatie wanneer golven onder zeer kleine hoek invallen op een vlak (bijvoorbeeld de aarde). De golven lopen dan bijna parallel aan de aarde (het golffront staat dan nagenoeg loodrecht op de aarde).

Onder deze omstandigheden wordt praktisch alle golfenergie gereflecteerd, ongeacht de polarisatie. Er treedt echter een 180 graden fasesprong op. Dit gaat zelfs op indien het medium waarop de golven terechtkomen veel dichter is dan lucht (dus brekingsindex groter dan 1).

Vooral bij aardse communicatie bereikt de op de aarde gereflecteerde golf daardoor de ontvangstantenne bijna net zo sterk als de directe golf, doch in tegenfase. De gereflecteerde golf heft de directe golf voor het grootste gedeelte op. Dit zorgt voor de veel hogere overdrachtsdemping tussen twee antennes dan op grond van vrije veld overdracht verwacht wordt. Zie ook "Tweestralen model".
Terug naar TeTech

Indien men een sinusvormig signaal (draaggolf) met een zeer lage frequentie in amplitude moduleert, verschijnt het LF signaal als omhullende op de draaggolf. In het frequentiedomein ziet men 3 spectraalcomponenten. De groepsnelheid is nu de snelheid waarmee de omhullende (dus de modulatie) zich uitbreidt in de transmissielijn of medium. De groepsnelheid wordt uitgedrukt in m/s.

Het verschil in voortplantingsnelheid van de omhullende en voortplantingsnelheid van de draaggolf, wordt veroorzaakt doordat in geval van het AM signaal, de fasesnelheid voor de bovenzijband, in sommige gevallen af kan wijken van de fasesnelheid van de onderzijband.

Indien de fasesnelheid onafhankelijk van de frequentie is, geldt dat v.phase=v.group. Anders gezegd, de informatie reist net zo snel als de fase van de draaggolf waarop de informatie gemoduleerd is. v.group=d(lambda)/d(T). Onvervormde communicatie vindt alleen plaats indien de groeplooptijd constant is (ofwel 1/lambda dient dan lineair evenredig te zijn met de frequentie, binnen de bandbreedte waarin de communicatie plaatsvindt). Golfpijpen, geïoniseerde gassen, striplines met parallele zelfinducties, kunnen een fasesnelheid hebben welke hoger dan de lichtsnelheid is, doch de groepsnelheid (dus de snelheid van de informatie) is dan altijd lager dan de lichtsnelheid.

Grondgeleiding (ground conductivity) is een veel gebruikt begrip als het gaat om propagatie in het MF en HF gebied en ontwerp van antennes in het MF en HF gebied. Oppervlaktegolf propagatie (middengolf/langegolf zenders) is sterk afhankelijk van de grondgeleiding.

Grondgeleiding bestaat uit een Reëel deel (weerstandsdeel) en een imaginair deel (capacitief deel). De geleiding drukt men meestal uit in S/m of Mho/m (1/specifieke weerstand). Het capacitieve deel drukt men uit in de vorm van een relatieve diëlectrische constante. Ook ziet men de eigenschappen van grond gespecificeerd in de vorm van een complexe relatieve permittiviteit, aangegeven met rel.epsilon' (relatieve epsilon accent) en rel.epsilon'' (relatieve epsilon dubbel accent). Tan(delta) = rel.epsilon''/rel.epsilon' = loss factor

De relatie tussen de specifieke geleiding en rel.epsilon'' is:

     rel.epsilon'' = (spec.geleiding)/(2*pi*f*(epsilon,nul)).

     rel.epsilon = rel.epsilon' - j*(rel.epsilon'').

Deze manier van specificeren ziet men ook bij ferrietmaterialen.

Zowel de grondgeleiding als de diëlektrische constante zijn afhankelijk van de frequentie. De DC grondgeleiding, welke berust op diffusie van ionen, is daardoor geen goede maat voor de grondgeleiding op HF.

     Indien: spec.geleiding >> 2*pi*f*(rel.epsilon)*(epsilon.nul), dan gedraagt de grond zich als een (slechte) geleider. De formule voor de skin diepte voor geleiders gaan dan op.

     Indien: spec.geleiding << 2*pi*f*(rel.epsilon)*(epsilon.nul), dan gedraagt de grond zich als een (slecht) dielectricum.

De elektrische eigenschappen van de grond worden bepaald door de grondsoort (klei, zand, veen, rots) en vooral door de hoeveelheid water/vocht. "Gemiddelde grond" heeft in het vakgebied propagatie ongeveer een spec. geleiding = 0.005 S/m en Rel.epsilon = 13. Droog zand heeft een aanzienlijk lagere geleiding terwijl natte klei een hogere geleiding heeft.

Hoe hoger de grondgeleiding hoe verder oppervlaktegolven komen en hoe hoger de frequentie mag zijn waarbij de oppervlakte golf nog goed propageert. Bij hoge frequenties gaat ook de diëlectrische constante een rol spelen. Zand, wat in principe slecht geleidt, kan toch golven reflecteren omdat ten gevolge van de (hoge) dielectrische constante, de golfweerstand sterk afwijkt van die van lucht (en dus net als in geval van verkeerd afgesloten coax kabels, reflecties ontstaan).

In de regel geldt, hoe hoger de diëlektrische constante en hoe hoger de geleiding, hoe beter golven gereflecteerd worden.

Op HF en MF worden antennes gebruikt welke ten opzichte van aarde gevoed worden (verticale stralers), of bevindt de antenne zich elektrisch gezien dicht bij de ondergrond. In die gevallen is de grondgeleiding en relatieve dielectrische constante van grote invloed op de verliezen. Dat 30-60% van het zendvermogen verdwijnt in de vorm van warmte in de ondergrond is niet ongewoon.
Terug naar TeTech

Onder de grondgolf/grondgolfpropagatie wordt verstaan het gecombineerde effect (de superpositie) van de directe golf (Eng: "space wave"), de op de aarde gereflecteerde golf (Eng: "Earth Reflected Wave"), de oppervlakte golf (Eng: "surface wave") en de eventuele over de horizon gedivergeerde golf.

In het middengolfgebied is overdag voornamelijk de oppervlaktegolf dominant. In het VHF gebied is de directe en gereflecteerde golf dominant. In het HF gebied is de "sky wave" dominant. Deze kan echter interfereren met de "Surface Wave" waardoor hinderlijke interferentie (fading) kan ontstaan.

Alle gevallen waarbij een EM golf door een materiaal ingevangen wordt en direct weer uitgestraald wordt (eventueel in een andere richting) vallen onder de definitie "hertransmissie". Hierbij valt te denken aan breking, diffractie, reflectie en scattering.

Het EM veld bestaat uit een wisselende elektrische en magnetische component. Als het veld een materiaal treft waar elektronen enigszins (vrij) kunnen bewegen, zullen deze ten gevolge van de magnetische en elektrische krachtwerking gaan bewegen (in het ritme van het EM veld). Bewegende (versnellende/vertragende) ladingen wekken op hun buurt een nieuw stralingsveld op.
Terug naar TeTech

HILS Medium is een afkorting voor "Homogeneous Isotropic Linear Stationary Medium". Dit zijn media welke:
1. Homogeen van samenstelling zijn (dus overal in het materiaal dezelfde eigenschappen hebben).
2. Isotropisch zijn. Dat betekent dat de stroomdichtheid of elektrische flux in dezelfde richting wijst als het aangelegde veld E en dat de magnetische flux in dezelfde richting wijst als het aangelegde magnetisch veld (overheen grootheid wijst in zelfde richting als de doorheen grootheid).
3. Lineair zijn. Dat betekent als de sturende grootheid in sterkte verdubbelt ook de afhankelijke grootheid verdubbelt.
4. Stationair zijn (dus de eigenschappen variëren niet als functie van de tijd). Dit wordt ook wel met het begrip "Tijdinvariant" aangeduid.

De meeste isolatiematerialen en geleiders vallen onder de HILS media. De meeste magnetische materialen vallen daar niet onder (zij zijn namelijk niet lineair, denk aan de hysteresislus van dergelijke materialen). Alleen bij zeer kleine fluxdichtheden (in orde van mT) kunnen zij als lineair verondersteld worden.

Lucht waarbij de druk en temperatuur overal gelijk is, is eveneens een HILS medium. De atmosfeer is dat niet. Denk bijvoorbeeld aan de grote verschillen in druk, temperatuur en luchtvochtigheid. Deze zijn verantwoordelijk voor propagatie over afstanden voorbij de horizon.

De horizon elevatie hoek is de elevatiehoek van de horizon ten opzichte van het stralingscentrum van de antenne, als functie van de azimuthoek. Hierbij dient men obstakels (bomen, bebouwing) en natuurlijke glooiingen mee te nemen.

Bevindt men zich zeer dicht bij een hoge flat, dan kan over een azimut van bijvoorbeeld 20 graden, de horizon elevatiehoek bijvoorbeeld 30 of meer bedragen. Bevindt men zich op een hoge dijk in de polder, dan bedraagt de horizonelevatie praktisch nul graden.

Het begrip wordt veel gebruikt in de procedures voor het coördineren van grondstations t.b.v. satelliet communicatie.
Terug naar TeTech

In verliesgevende media (denk aan geleiders, kunststoffen), zal een EM verschijnsel ten gevolge van verliezen, wervelstroom en reflectie niet oneindig diep binnendringen.

De indringdiepte is die diepte haaks op het oppervlak waarbij de elektrische veldsterkte tot 1/e (36.8%) van de sterkte gedaald is welke direct onder het oppervlak (doch in het materiaal) aanwezig is. Voor geleiders is de indringdiepte (kleine delta) gelijk aan:

delta=1/sqrt(pi*sg*u*f)

sg=soortelijke geleiding in 1/Ohm, u=magnetische permeabiliteit (niet de relatieve) in H/m, f=frequentie in Hz, het resultaat is in m.

De weerstand van koperdraad voor HF bedraagt in orde van:
R_koperdraad = 80*10^-9 * sqrt(f) * le/d

f in Hz, le = lengte draad in m, d = diameter draad in m, voorwaarde voor geldigheid: delta << d en RMS opppervlakteruwheid << delta.

Ontwerpt u spoelen voor MF of HF toepassing?
Bedenkt u dan dat naast de extra verliezen ten gevolge van het skin effect, er ook verliezen ontstaan doordat het door de windingen opgewekte magnetisch veld in de windingen wervelstroom opwekt. Dit staat bekend als het "proximity effect". U kunt de Q-factor van luchtspoelen daardoor niet bepalen aan de hand van de weerstand van het koperdraad voor HF.

De stroomverdeling in een geleider is ten gevolge van het skin effect afhankelijk van de frequentie. Hiermee is ook de zelfinductie van de draad frequentie-afhankelijk geworden. In geval van spoelen is de invloed beperkt, maar wel aanwezig (in orde van procenten). Bij zeer lage frequentie is de zelfinductie hoger dan bij hoge frequentie. De karakteristieke impedantie van constructies wordt ook door het skin-effect beïnvloed. Vooral als het magnetisch veld door een groundplane heen kan dringen.

Inductieve antennes zijn elektrisch gezien kleine antennes. Het doel van de antenne is het opwekken van een magnetisch veld of het omzetten van een magnetisch veld naar een elektrisch signaal. Bij voorkeur dient een inductieve ontvangstantenne niet gevoelig te zijn voor het elektrisch veld. Inductieve antennes worden gebruikt voor communicatie of energieoverdracht over afstanden welke veel kleiner dan de golflengte zijn.

Voor de goede werking is het opgewekte magnetisch veld op zekere afstand van belang. Het daadwerkelijk uitgestraald RF vermogen is minder van belang (is veelal erg laag).

Inductieve antennes bestaan meestal uit een (half) open spoel en een resonantiecondensator. De spoel kan ferrietmateriaal bevatten. De condensator is nodig om het sterk reactieve gedrag van de spoel te compenseren. De antennes zijn relatief smalbandig. Men vindt ze veelvuldig in Radio Frequency Identification Toepassingen (RFID), LF en RF Antidiefstal systemen (EAS), lange golf en middengolf ontvangers (ferriet staafantenne) en als meetantenne (EMC, veldmetingen, etc).
Terug naar TeTech

Met (hinderlijke) Interferentie wordt in de radiowereld meestal bedoeld de storende invloed van andere (radio)signalen welke op de een of andere manier een systeem binnen komen.

Onder interferentie wordt in het algemeen verstaan het effect op de amplitude en fase van superpositie van signalen welke nagenoeg gelijke frequentie hebben. De sterke van het signaal en de fase varieert dan voortdurend. Hoe kleiner de frequentieverschillen, hoe langzamer de variatie van fase en amplitude. Frequentieverschillen kunnen ontstaan ten gevolge van meerdere golffronten welke van dezelfde bron afkomstig zijn (via reflectie). Indien, om wat voor reden dan ook, de padlengte varieert ontstaat dopplerverschuiving (=frequentieverschuiving). Zie ook "multipad effecten"

Is de frequentie en amplitude van de onderlinge signalen exact gelijk, dan varieert de amplitude en fase van het somsignaal ook niet (als functie van de tijd).
Terug naar TeTech

Dit is de hoek tussen de richting van de straling welke een vlak treft en de lijn loodrecht op dat vlak. straling welke loodrecht op een vlak invalt, heeft dus een invalshoek van 0 graden. De Grazing Angle of elevatiehoek bedraagt dan 90 graden.

In de optica en golfleer wordt vaak het begrip invalshoek gebruikt. Terwijl in documenten over propagatie vaak de Grazing Angle gebruikt wordt (deze is gelijk aan de elevatie).

De aarde is omgeven door een aantal lagen waarvan de vrije elektronendichtheid veel hoger is dan van de rest van de gassen welke zich om de aarde bevinden. De vrije elektronen geven deze lagen speciale eigenschappen. Opgemerkt dient te worden dat hier geen sprake is van lagen met scherpe overgangen. De ionisatie van een bepaalde laag neemt met de hoogte geleidelijke toe en weer af.

Men onderscheidt:
D-laag hoogte: 50-95km (overdag)
E-laag (Kennely-Heavyside Layer) hoogte: 100-150km
F1-laag (Appleton Layer) hoogte: 150-300km (overdag)
F2-laag hoogte: 300-500km (overdag). F-laag hoogte: 200km (gedurende de nacht)

De eigenschappen van deze lagen (geleiding, dielectrische constante, fase snelheid) zijn sterk afhankelijk van: de betreffende laag, de frequentie, het tijdstip van de dag, aardmagnetisch veld en de zonneactiviteit. Het generatieproces van vrije elektronen wordt immers gevoed door de zon. Voor alle sterk geïoniseerde gassen geldt dat voor lage frequenties de geleiding hoog is (met een inductief effect), terwijl voor toenemende frequentie de geleiding afneemt en het gas zich gaat gedragen als een min of meer (slecht) diëlectricum met een sterk frequentie-afhankelijke diëlectrische constante (welke kleiner dan epsilon-nul is!). Een opsomming van de lagen:

D-laag: ionisatiegraad is laag, hoge recombinatie (relatief hoge gasdruk). Voor zeer lage frequenties (in orde van 100 kHz) is de D laag dun ten opzichte van de golflengte en de geleiding redelijk. De D laag werkt dan als een slechte reflector voor radiogolven, vooral tijdens verhoogde zonnevlek activiteit. De golven propageren tussen de aarde en de D laag door middel van reflectie (net als in een golfpijp). Dit is een van de redenen dat men op zeer lage frequenties (10 - 200 kHz), grote afstanden kan overbruggen (hogere mode golfpijp propagatie).

Bij toenemende frequentie tot rond de 2 MHz, neemt de geleiding af (dus ook de echte reflectie) en dringen de golven dieper in de laag en worden sterk geabsorbeerd (dus geen reflectie meer, maar de golven komen ook niet of nauwelijks door de laag heen). Deze laag is hoofdverantwoordelijk voor de "lowest Usable Frequency" (LUF). Voor hogere frequenties neemt de geleiding verder af en dringen de golven er volledig doorheen. Door de relatief hoge dichtheid van de nog aanwezige gassen, recombineren de negatieve elektronen met de positieve ionen. Deze geïoniseerde laag verdwijnt dan ook snel na zonsondergang. Dit is de reden dat gedurende de nacht op de MG band (500-1600kHz) wel verre stations te horen zijn.

In geval van intensere straling van de zon, neemt de ionisatiegraad toe. De geleiding neemt dan toe wat leidt tot hinderlijke adsorptie op hogere frequenties. Samengevat kan gesteld worden dat voor HF communicatie in het 2..10 MHz gebied de D-laag voor extra verliezen in de verbinding zorgt.

E-laag: Ionisatiegraad is hoger, wat geringere recombinatie dan de D-laag. Gedrag voor HF is overwegend verliesgevend capacitief met een relatieve dielectrische constante van minder dan 1 (dus fasesnelheid > c₀). Reflectie (in de praktijk deflectie) kan optreden tot ongeveer 5-10 MHz. Zie ook F-lagen. De Ionisatiegraad neemt gedurende de nacht sterk af (daarmee ook zijn effectieve werking en adsorptie voor hogere frequenties).

F-lagen:, lage gasdichtheid (geringe recombinatie), hoge ionisatiegraad, aantal vrije elektronen per m³ vele malen groter dan in de D-laag. Gedurende de nacht gaat de F1- en F2-laag over in de F-laag

In deze lagen is voor frequenties in het HF gebied de relatieve diëlectrische constante kleiner dan 1 (dus fasesnelheid is groter dan c₀, en brekingsindex van kleiner dan 1) en de verliezen zijn gering. Ten gevolge van deze afnemende brekingsindex als functie van de hoogte, worden golven teruggebogen naar de aarde. Als nu de opstralingshoek maar niet te groot is, is de afbuiging richting aarde voldoende om de golf ook daadwerkelijk weer naar de aarde te doen terugkeren. In zo'n geval spreekt men van ionosferische propagatie. In veel gevallen kunnen golven welke nagenoeg recht omhoog gaan nog terugkeren naar de aarde (wordt gebruikt in "Near Vertical Incidence Skywave" (NVIS) communicatie).

Bij nog verdere verhoging van de frequentie is de diëlectrische constante van de geioniseerde lagen niet meer klein genoeg om de golven voldoende af te laten buigen opdat zij de aarde weer kunnen bereiken. Zelfs niet als de opstralingshoek 0 graden is. De maximale frequentie waarbij nog "reflectie" optreedt, is sterk afhankelijk van het aantal zonnevlekken en het jaargetijde en kan oplopen tot boven 40 MHz. Gedurende de nacht halveert de frequentie (grofweg) waarbij via de F-laag nog praktische propagatie mogelijk is.

Een radiogolf (op bijvoorbeeld 20 MHz) uitgestraald met een elevatie van 10 graden, bereikt de hoogst gelegen laag (F2 op een hoogte rond 400-600km) op een afstand van ongeveer 2000 km van de zender. Na "reflectie" komt deze 2000km verderop weer op aarde. Anders gezegd: de maximale afstand welke in een hop overbrugd kan worden, bedraagt rond de 4000 km (dit is de maximale "Single Hop" afstand). Door herhaalde reflectie op het aardoppervlak (of de zee) kunnen grotere afstanden overbrugd worden (boven 8000 km, "Multi Hop" propagatie genoemd). Op een afstand van 2000 km is de zender nagenoeg niet te ontvangen (de golven gaan over de RX antenne heen). Het gebied waar geen ontvangst mogelijk is, wordt de "Skip distance", "skip zone", "blind zone" of "dead zone" genoemd.

Sporadische E-laag: Deze laag ontstaat onder invloed van verhoogde zonneactiviteit (Gevolg: sterkere ioniserende straling). De natuurkundige principes rond het ontstaan van deze laag zijn niet precies bekend. Hij is af ten toe aanwezig en bezit een hoge ionisatiegraad. Hij is in staat om golven tot in het verre VHF gebied naar de aarde terug te buigen.

Ionosferische propagatie is er een van tegenstrijdigheden. Enerzijds wilt u de frequentie zo hoog mogelijk kiezen om minder last te hebben van de absorptie van de D- (E-) laag. Anderzijds kan de frequentie niet te hoog zijn omdat anders de brekingsindex van de F lagen te dicht bij 1 ligt en de golven niet meer naar de aarde teruggebogen worden, of voorbij uw tegenstation op aarde terecht komen. Onthoudt u dat communicatie in het HF gebied (3-30 MHz) over grote afstanden plaats vindt door ionosferische reflectie, maar dat in werkelijkheid sprake is van breking in een (geïoniseerd) medium met afnemende brekingsindex als functie van de hoogte. Een begrip als "Afbuiging" of "Deflection" is meer op zijn plaats.

Er is diverse software beschikbaar om de demping van het ionosferisch propagatiepad uit te kunnen rekenen (ook op internet).
Terug naar TeTech

De tegenhanger van troposferic scattering is ionosferic scattering. Hoewel de E laag frequenties in orde van 50 MHz niet meer voldoende afbuigt naar de aarde (uitgezonderd voor sporadische E laag reflectie), kan wel scattering optreden. Geioniseerde lagen zijn geen mooi vlakke lagen, doch lagen waarvan de dikte en hoogte varieert en ook de vrije elektronendichtheid. De brekingsindex voor radiogolven is dus plaatsafhankelijk. Verschillen in brekingsindex veroorzaken (in dit geval) geringe scattering waardoor een klein gedeelde van het uitgezonden vermogen weer op aarde terecht komt.

In de E laag is deze vorm van scattering praktisch bruikbaar. De hoogte van de E laag strekt zich uit tot iets boven 100 km. Dit komt overeen met een radiohorizon van 1300 km (in tegenstelling tot in orde van 200km voor troposferic scattering). Afstanden in orde van 2000 km zijn overbrugbaar in het lage VHF gebied. Het effect is echter bijzonder zwak waardoor in orde van 100 dB meer demping aanwezig is dan men zou verwachten op grond van vrije veld demping. Er treedt ook snelle fading op waardoor een ruiserig communicatiekanaal ontstaat. Zendamateurs maken geregeld gebruik van Ionosferic Scattering. Commercieel zijn er (voor zover ik weet) geen toepassingen.
Terug naar TeTech

Dit is een in werkelijkheid niet bestaande antenne, welke in alle richtingen evenveel energie uitstraalt. In alle richtingen produceert deze antenne op gelijke afstand een gelijke vermogensdichtheid. Deze antenne wordt vaak als referentieantenne gebruikt in rekenmodellen (te herkennen aan de index "i").

In de praktijk worden antennemetingen verricht met antennes waarvan de gain goed te bepalen is (aan de hand van bijvoorbeeld de afmetingen in combinatie met berekeningen). Daarna worden de meetresultaten omgerekend alsof zij met een isotrope straler bepaald zijn.

voor wat betreft ontvangst, zijn antennes te maken welke bij benadering isotropisch zijn. De gain van een isotrope straler bedraagt 0dBi. De vermogensdichtheid (phi.P) op afstand r bij een zendvermogen Pzender bedraagt: Phi.P = Pzender/(4*pi*r²) in W/m². Het effectief oppervlak van een isotrope straler bedraagt lambda²/(4*pi).
Terug naar TeTech

In praktisch alle gevallen van mobiele radiocommunicatie is de overdracht van het denkbeeldig radiokanaal bijzonder slecht (storing, ruis, fading). Dit leidt tot bitfouten in de overdracht (bijvoorbeeld 30 foute bits nagenoeg achter elkaar). Berucht zijn groepsgewijze bitfouten (burst errors). Deze worden veroorzaakt door dips in de overdracht (fading) of burst vormige storing. Hierdoor laat de demodulator het tijdelijk afweten. De meeste coderingsalgoritmen voor digitale data (zelfs foutherstellende) kunnen slecht tegen burst errors.

Door voor de modulator eerst de bitstroom van volgorde te wijzigen en direct na demodulatie weer terug te zetten in de juiste volgorde, worden groepsgewijze bitfouten omgezet tot nagenoeg willekeurig enkele bitfouten. Dit proces noemt men kanaalcodering (eng: "Channel Coding" ook wel met "interleaving" aangeduid). Er zijn diverse methoden in omloop, bijvoorbeeld: Block, diagonal en convolutional interleaving.

Door middel van bijvoorbeeld Forward Error Correction (FEC) kunnen deze willekeurig verspreide enkele bitfouten in de ontvangen bitstroom prima gecorrigeerd worden.

Knife Edge Diffraction is het buigen van golven over een oneindig dun verticaal vlak dat loodrecht op de stralingsrichting staat (een vorm van divergentie). Met behulp van een simpele formule is uit te rekenen hoe groot de "demping" van zo een opstakel is (bijvoorbeeld het dak van een gebouw). Het opstakel mag boven de direct zichtlijn uit steken. De uitgerekende demping komt boven op de vrije veld demping.

Het model is alleen bruikbaar indien zonder het opstakel van vrije veld overdracht sprake zou zijn (eerste Fresnel zone bevat uitsluitend de scherpe rand als opstakel). Hoewel de formules uit gaan van een oneindig dun obstakel, gaat het model ook redelijk op voor in de praktijk voorkomende obstakels zoals bergkammen, bergen en hoge gebouwen. Aan de formules is goed te zien dat lage frequenties (dus grote golflengtes) beter over de berg heen naar beneden buigen dan hoge frequenties.

Er bestaan rekenmethodes waarmee het handmatig mogelijk is om de demping van twee obstakels uit te rekenen. In geval van drie obstakels, wordt het lastig om dit handmatig te doen en kan beter naar een ander geschikt propagatiemodel gezocht worden.
Terug naar TeTech

Lengte- en breedtegraden worden gebruikt bij het aanduiden van plaatsen op aarde en het berekenen van onderlinge afstanden en hoeken.

Lengtegraden (longitude) zijn de denkbeeldige verticale cirkelbogen (meridianen) welke vanaf de noordpool via de evenaar naar de zuidpool lopen. De nulmeridiaan loopt door het Engelse Greenwich. De opdeling is in 360 graden (180 in oostelijke richting, 180 in westelijke richting). De afstand tussen de lengtegraden is afhankelijk van hoever men zich van de evenaar bevindt.

breedte één lengtegraad = 111.11km*cos(breedtegraad).
Ter hoogte van Nederland (52⁰ NB) bedraagt de lengte in orde van 70km/lengtegraad

Breedtegraden (latitude) zijn de denkbeeldige cirkels (parallelen) welke evenwijdig aan de evenaar lopen. De opdeling is in 180 graden. De evenaar is nul graden, de noordpool is 90 graden Noord en de zuidpool 90 graden Zuid. De afstand (in N/Z richting) tussen de breedtegraden bedraagt ongeveer 111.11 km per breedtegraad (60 mile/degree, 1 mile/minute, 1 mile=1.852km).

Een positie wordt aangegeven als (voorbeeld):
52^o02.50'N 005^o30.20'E (in graden/minuten notatie)
of als 52.0417N 005.5033E (Decimale graden notatie).
[^o] is het scheidingsteken voor de graden, ['] geeft de minuten aan, de [.] is het decimaal scheidingsteken. In het graden/minuten systeem is één graad opgedeeld in 60 minuten. De toevoeging van N of S en E of W is noodzakelijk om aan te geven in welke deel van de aarde men zich bevindt. Het is gebruikelijk om bij het aangeven van de lengtegraden driecijferige notatie aan te houden zoals in het voorbeeld (en tweecijferige notatie voor de breedte graden).

Van graden/minuten notatie naar decimale graden notatie omrekenen doet men door de minuten te delen door 60 (het resultaat dient altijd kleiner dan 1 te zijn). Dit resultaat telt men op bij de graden (getal links van ^o).

In oude boeken komt men ook nog wel graden/minuten/seconden notatie tegen. Een minuut is hierbij weer opgedeeld in 60 seconden. ["] Wordt gebruikt voor de aanduiding van de seconden.
Bijvoorbeeld: 52^o02'30"N 005^o30'12"E.


Het uitrekenen van afstanden.
Voor het uitrekenen van afstanden dient men gebruik te maken van grote cirkel berekeningen (Great Cirkel Calculations). Indien het verschil tussen de lengtegraden van de posities kleiner is dan ongeveer 20 graden, dan kan men met verlies van nauwkeurigheid ook af zonder Great Cirkel Calculations.

Het beste kan men dit doen door alle posities om te rekenen naar decimale graden. Trek de decimale breedtegraden van elkaar af en vermenigvuldig met 111.11km. Dit geeft de N/Z component van de afstand. Trek de decimale lengtegraden van elkaar af en vermenigvuldig het verschil met 111.11*cos(gemiddelde breedtegraad). Dit geeft de E/W component van de afstand tussen de twee punten (in km). Tel de beide resultaten kwadratisch op en trek de wortel eruit (stelling van Pythagoras). Het verkregen getal is de afstand tussen de twee coördinaten in km.

De hoek kan men vinden door gebruik te maken van de inverse tangens uit de N/Z component gedeeld door de E/W component. Let wel op dat in de wiskunde hoeken gedefinieerd zijn ten opzichte van de horizontale X-as (linksom is positief). In de kartografie en navigatie worden hoeken gedefinieerd ten opzichte van de verticale Y-as (rechtsom is positief). Het Noorden is 0 graden, het Oosten is 90 graden, Zuid is 180 en West is 270, etc. U zult niet de eerste zijn die hiermee flink de boot ingegaan is.
Terug naar TeTech

Lopende golf antennes zijn antennes waarbij geen gebruik gemaakt wordt van resonante elementen. De antennes zijn vele golflengtes lang. De golf welke zich in en langs de draad verplaatst, wordt gedurende het reizen naar het eind van de draad, omgezet in EM straling. Dat gedeelte van de energie dat zich nog in de draad bevindt (in de vorm van spanning en stroom), wordt gedissipeerd in en afsluitweerstand (en reflecteert dus niet terug de bron in).

Er zijn diverse uitvoeringen, variërend van lange rechte draden tot gespiraliseerde draad/printplaatconstructies. Groot voordeel is het frequentiegebied waarbij de impedantie nagenoeg gelijk blijft. Lopende golfantennes zijn doorgaans breedbandige antennes. Voorbeelden: Beverage, rhombic, conical spiral, divers helixantennes, diverse hoornantennes, travelling wave inverted-V antenne.

(zacht) Magnetische materialen zijn materialen waarvan de relatieve permeabiliteit veel groter is dan 1. Veelal worden deze materialen ook als ferromagnetische materialen aangeduid. Denk hierbij aan ferrietmaterialen en ijzer.

In tegenstelling tot ijzerlegeringen hebben Ferrieten en poederijzers in de regel ook diëlectrische eigenschappen. Men kan deze materialen zien als kleine magnetische bolletjes welke onderling geïsoleerd zijn. De diëlectrische constante is veel groter dan 1.

Magnetische materialen worden op diverse manieren gespecificeerd. Enkele voorbeelden: De Hysteresislus, permeabiliteit (mu-r), verlieshoek, remanente flux, coërcitieve veldserkte, Q-factor, curiepunt, Reële deel van mu-r (mu-r') en imaginaire deel van mu-r (mu-r", dit is de component welke voor de verliezen zorgt).etc.

Een van de interessante toepassingen van ferriet materiaal voor antennes is het gebruik in balun's. Bijzonder breedbandige balun's kunnen met eenvoudige middelen gefabriceerd worden.

De "Maximaal Bruikbare Frequentie" (MUF, maximum usable frequency) is die hoogste frequentie welke onder een zekere elevatie (opstralingshoek, Take Off Angle, meestal 90⁰) nog door één van de geïoniseerde lagen naar de aarde gereflecteerd wordt. Er bestaan meerdere definities van het begrip MUF.

Hoe kleiner de opstralingshoek (elevatie) van het zendsignaal, hoe hoger de frequentie mag zijn waarbij een van de geioniseerde lagen nog als schijnbare reflector werkt. Hoewel meestal gezegd wordt dat ionosferische propagatie bij 30 MHz ophoudt, leert de praktijk dat ionosferische propagatie onder bepaalde omstandigheden (veel zonnevlekken) ook op 50 MHz en hoger nog mogelijk is.

De invloed van de elevatie op de maximale frequentie welke nog gereflecteerd wordt is bijzonder groot. Een bundel met een frequentie van 30 MHz welke recht omhoog gestuurd wordt, "schiet" dwars door alle geïoniseerde lagen heen. Dezelfde bundel (met dezelfde frequentie) kan nog prima gereflecteerd worden als deze onder zeer kleine elevatie vanaf de aarde uitgestraald wordt. De te overbruggen afstand zal in dit geval in orde van 4000 km bedragen.

Er bestaan diverse programma's (bijv PROPMAN) waarmee uitgerekend kan worden welke frequenties ideaal zijn voor het overbruggen van een bepaalde afstand. Meestal is als invoer wel het "sunspot" number en tijd van de dag gewenst.

Er is ook een LUF (Lowest Usable Frequency). Beneden deze frequentie is geen reflectie via geioniseerde lagen mogelijk. De reden hiervoor is dat de geioniseerde lagen op geringere hoogte (D, E laag), radiogolven met lagere frequentie absorberen. De radiogolven bereiken dan niet meer de hogere lagen waarop reflectie (eigenlijk deflectie) plaats kan vinden. Zie ook OFW (Optimum Working Frequency).
Terug naar TeTech

Onder het begrip "medium" of "propagatiemedium" wordt verstaan het materiaal (eventueel het vacuüm of lucht) waarin de (radio)golven zich uitbreiden.

In de ontdekkingstijd van de radiogolven werd het medium lucht met de naam "ether" aangeduid. Het woord "etherpiraat" is op dit begrip gebaseerd.

Een homogeen medium is een medium waarvan de eigenschappen (golfimpedantie, demping, voortplantingssnelheid) niet plaatsafhankelijk zijn. Eenzelfde medium kan zich voor bepaalde golflengten als homogeen gedragen en voor andere golflengten niet. Piepschuimplaten kan men voor radiogolven als homogeen beschouwen, doch voor lichtgolven absoluut niet. Indien onregelmatigheden in het medium gelijkmatig verdeeld zijn, doch veel kleiner dan de golflengte, dan spreekt men toch van een homogeen medium. Zie ook het begrip "HILS medium".
Terug naar TeTech

Onder multipad effecten worden alle propagatieeffecten verstaan welke veroorzaakt worden doordat golven op meerdere manieren tegelijkertijd een ontvanger kunnen bereiken. Golven kunnen de ontvanger bereiken door reflectie op diverse gebouwen, rechtstreeks, via reflectie op het water, buiging langs gebouwen, reflectie op bewegende objecten (auto's, voetgangers), etc. Het door de antenne afgegeven signaal, bestaat uit de vectorsommatie van alle afzonderlijke bijdragen.

Door de weglengte verschillen kunnen de golffronten elkaar versterken, doch ook verwakken. De uiteindelijke overdracht wordt daardoor zeer plaats-, frequentie- en tijdafhankelijk. een kleine verplaatsing van de RX antenne over bijvoorbeeld 0.25 lambda, kan ervoor zorgen dat de overdracht sterk wijzigt. Zie ook: "frequentie selectieve fading", "delay spread" en "fast fading (Rayleigh Fading)".
Terug naar TeTech

De nabije veld zone(Eng: "Near Field Zone") Is die afstand, gerekend vanaf de antenne, waarbij de verhouding tussen het E en H veld niet gelijk is aan de vrije veld impedantie (voor lucht ongeveer 377 Ohm). Deze zone strekt zich uit tot ongeveer 0.5..1 lambda van de antenneconstructie. Het E en H veld is in de tijd gezien, niet in fase. Daarom wordt deze zone ook wel "reactieve veld zone" genoemd (Eng: "Reactive Field Zone").

Op afstanden groter dan ongeveer 1 golflengte, ligt de verhouding tussen E en H veel dichter bij 377 en zijn de beide velden in de tijd gezien in fase (voorwaarden voor een vlakke golf). Echter Het stralingsdiagram van de antenne is afhankelijk van de afstand waarop het bepaald is. Het gebied waar dit voor geldt wordt de "overgangszone" genoemd en strekt zich uit tot ongeveer 2*b²/lambda meter (bij praktische antennes kan dit gebied zich tot grote afstand uitstrekken, b=grootste afmeting van de antenne). Dit gebied wordt ook we "Fresnel Region" genoemd.

Indien men het stralingsdiagram bij afnemende afstand bepaalt, wordt de gain in de hoofdbundel meestal lager en in de zijlobben hoger. Vooral de toename van de gain in de zijlobben dient men in de gaten te houden. Berekening van optredende veldsterkten voor personen welke zich binnen de overgangszone bevinden, kunnen daardoor niet standaard gebaseerd worden op het verre veld stralingsdiagram.

Boven een bepaalde afstand tot de antenne is het stralingsdiagram van de antenne niet meer afhankelijk van de afstand en bevindt men zich in het verre veld gebied (Eng: "Far Field Zone", "Fraunhoffer region", "fraunhofer region"). De straling lijkt uit een denkbeeldig punt te komen.

Indien men berekeningen uitvoert aan antennes met overlappend overgangsveld, dient men na te gaan in hoeverre men de verre veld stralingsdiagrammen nog mag toepassen in uw berekeningen.

NVIS is de benaming van een principe om over, voor HF begrippen, korte afstand (<300 km) te communiceren. De truc is om op een zendfrequentie iets beneden de MUF (Maximum Usable Frequency), het zendvermogen zoveel mogelijk omhoog te stralen (near vertical incidence). Het gereflecteerde signaal komt dan ook nagenoeg recht naar beneden. Diverse bronnen rapporteren een paddemping in orde van 110 dB (dit is best laag).

Indien u zorgt dat er evenwijdig aan het aardoppervlak weinig vermogen uitgestraald wordt, heeft men geen last van interferentie tussen ruimtegolf (sky wave) en grondgolf (ground wave). Dit gaat het beste met een laag opgestelde antenne (0.1..0.25 lambda hoogte) welke horizontaal gepolariseerde golven opwekt.

Evenwijdig aan het aardoppervlak heft de op aarde gereflecteerde golf de direct zicht golf nagenoeg op (dus weinig straling in het horizontale vlak). Het reflectieveld en directe veld dat recht omhoog gaat, heft elkaar niet op. Een laag, horizontaal opgestelde dipool, of array van gelijkfasig gevoede dipolen, is bijzonder geschikt voor NVIS. Bij zeer laag opgestelde dipolen, kan de ondergrond voor aanzienlijk verlies zorgen, en de bandbreedte neemt af. Het vermogensverlies in de ondergrond kan sterk verminderd worden door enkele draden, iets langer dan 0.5*lambda, onder de antenne te leggen (parallel aan dipool). De gain in verticale richting voor een halve golf dipool bedraagt in orde van 7dBi

De optimale frequentie ligt tussen 2-10 MHz (lage deel gedurende de nacht, hoge deel gedurende de dag, voor radioamateurs betekent dit 160, 80 en 40m band). NVIS is behoorlijk betrouwbaar met goede kanaaleigenschappen (weinig fading en multipad effecten). Het wordt gebruikt door zowel radioamateurs als professionele gebruikers (militair, civiel). Bij gebruik van verticaal stralende array's en beperkte vermogens (<100W), is frequentiehergebruik goed mogelijk. Met NVIS is het mogelijk om in geval van grootschalig uitvallen van bestaande infrastructuur snel een noodnet op te zetten.

NEC2D is een simulatieprogramma om de stroomverdeling in willekeurige geleidende structuren uit te kunnen rekenen (door middel van Methods of Momentum "MoM"). Aan de hand daarvan berekent het programma het stralingsdiagram, gain, directivity, ingangsimpedantie, etc. NEC2D werd ontwikkeld door het Lawrence Livermore National Laboratory (USA). Er is ook een NEC4, maar hierop zijn exportbeperkingen van toepassing. NEC2D is redelijk populair onder zendamateurs.

Volledig functionele NEC2D versies zijn gratis te downloaden, inclusief de gebruiksaanwijzing ( NEC Archives ). In- en uitvoer gebeurt aan de hand van tekstfiles. De gebruiker dient zelf (handmatig) zijn structuur op te delen in (kleine) draadsegmenten of gesloten vlakken. Er is behoorlijk wat kennis en ervaring vereist om een goede afweging te maken tussen nauwkeurigheid en rekentijd. De invoer van (gekromde) vlakken is tijdrovend en de kans op fouten is groot. De software kan overweg met een niet perfect geleidende ground. Constructies met diëlectrische of magnetische materialen (denk aan patch antennes) kunnen niet gesimuleerd worden.

Er zijn diverse commerciële (prijsgunstige) pakketen beschikbaar welke als grafische schil rondom NEC2D functioneren. "WireGrid" van EMSS Electromagnetic software & systems is krachtig, grafisch, vrij beschikbaar en volledig functioneel (Helaas, de link is niet meer functioneel). Niet uniforme discretesering is mogelijk. Het bevat eveneens de NEC2D DOS executables. TeTech maakt regelmatig gebruik van de combinatie WireGrid/NEC2D.
Terug naar TeTech

Meestal breiden golven zich uit via de lucht. Echter een golf kan zich ook via een coaxkabel of golfpijp van punt A naar B begeven. Er is nog een tussenvorm, de zogenaamde oppervlakte golf. Hierbij begeeft de golf zich van punt A naar punt B, gedeeltelijk via de lucht en gedeeltelijk via een materiaal dat als "hulpgeleider" optreedt (er loopt dan stroom in de hulpgeleider welke een positieve bijdrage aan de stralingscomponent oplevert). Doordat op hoge frequenties de stroom slechts beperkt in die hulpgeleider doordringt, spreekt men van oppervlaktegolven. Oppervlaktegolven zijn, afhankelijk van de frequentie en de eigenschappen van het oppervlak, in staat om het oppervlak te volgen (ook als dat krom is).

Goed geleidende grond (vette klei, zwaar bemeste vochtige grond) of Water (vooral zout water) zijn goede elektrische geleiders. Vooral Radiogolven in het lage MHz gebied en lager (welke relatief diep in de bodem doordringen) ondervinden weinig weerstand en worden goed overgedragen via de aarde. De golven volgen de aardkromming waardoor de zenders tot ver voorbij de radiohorizon te horen zijn. Als zendantennes worden antennes gebruikt welke hoge stroom in het aardoppervlak induceert (kwart/halve golf verticale straler gevoed t.o.v. een aardnetwerk). Oppervlakte golven kunnen zeer dicht bij, of zelfs in het aardoppervlak ontvangen worden (bijv met een ferriet antenne).

Bij toenemende frequenties zijn golven minder geneigd om krommingen te volgen en zij dringen minder diep de aarde in (geeft hogere oppervlakteweerstand). Daardoor dempen hoogfrequentie oppervlakte golven sneller uit (worden in warmte omgezet). Oppervlaktegolf propagatie wordt dan ook het meeste toegepast in het middengolfgebied en lager (lager dan ongeveer 2 MHz).

Verticaal gepolariseerde golven welke onder een kleine hoek een vlak treffen ("grazing angle" situatie), kunnen in dat vlak eveneens oppervlaktegolven induceren (het opwekken van oppervlakte golven kan dus ook met een antenne welke niet ten opzichte van aarde gevoed wordt). Op VHF en hoger in combinatie met TX en RX antennes welke boven de grond opgesteld zijn, is de invloed van de oppervlaktegolf meestal te verwaarlozen ten opzichte van de directe en de op aarde gereflecteerde golf. Alleen in geval van communicatie over zeewater, is de oppervlakte golf ook in het VHF gebied niet altijd te verwaarlozen.

Oppervlaktegolf propagatie via het aardoppervlak is alleen mogelijk met verticaal gepolariseerde antennes.


Een iets andere zienswijze.
Ieder EM veld dat een geleidend vlak treft, wekt daarin een oppervlaktestroom op. In veel gevallen is het door de oppervlaktestroom heruitgezonden veld, dicht bij het oppervlak in tegenfase. Hierdoor is dicht bij het oppervlak sprake van een afname van het E-veld (en vaak ook het H-veld). Bovenstaande gaat altijd op voor horizontale polarisatie. Zie ook: "tweestralen propagatiemodel".

Als onder bepaalde omstandigheden de door de oppervlaktestroom heruitgezonden straling, de oorspronkelijke straling, zeer dicht bij het oppervlak versterkt (of in ieder geval niet volledig uitdooft), spreekt men van oppervlaktegolf propagatie. Voor het middengolfgebied kan aan de gewenste omstandigheden vaak voldaan worden. Zie ook: "Brewster Angle".
Terug naar TeTech

In de meeste gevallen van RF energietransport is sprake van: geen geleiders (straling), twee geleiders (geleide golven) of een dielectrisch materiaal (geleide golven, bijvoorbeeld glasvezel). Er is nog een tussenvorm waarbij energietransport plaats vindt op het interfacevlak van twee verschillende materialen (via oppervlaktegolven). Een bijzonder geval is de ééndraads transmissielijn.

Een zeer lange geleider (bijv 100 golflengtes) kan zich gedragen als een lopende golf antenne (zoals gebruikt wordt in de "rhombic" of lange eind gevoede "inverted V's"). De meeste straling wordt uitgestraald in de richting van de lopende golf, maar net niet in het verlengde (het stralingsdiagram is als een smalle conus). Hoe langer de lijn (qua golflengtes), hoe kleiner de tophoek van de conus. Aan het eind van de lijn is, ondanks de straling, nog behoorlijk wat energie over (welke bij lopende golf antennes in een weerstand verstookt wordt).

Indien de voortplantingssnelheid van de lopende golf ietwat vertraagd wordt (bijvoorbeeld door isolatiemateriaal om de enkele draad), verdwijnt de conus (of wordt zeer smal) en wordt er nagenoeg niets meer uitgestraald. Nagenoeg alle energie blijft dicht bij de geleider en kan aan het eind afgetapt worden. Dit is een speciaal geval van oppervlakte golf transmissie. Vandaar de Engelse naam "Surface Wave Transmission line". Men komt hem ook tegen onder de naam "Goubau line" en "G-line".

Bochten in de lijn en obstakels geven aanleiding tot (stralings)verlies. De toepassing is daardoor beperkt. De RF energie wordt in- en uitgekoppeld door middel van een conische (trechtervormige) coaxiale structuur, waarbij de centrale geleider doorloopt als transmissielijn. Nieuwere ontwikkelingen hebben betrekking op surface waves in vlakke structuren (in het THz frequentiegebied) en Goubau lines t.b.v lange afstand datatransport (bijv via hoogspanningsmasten).

Op zeer lage frequenties loopt een stroom nagenoeg door het gehele volume van een geleider. Bij hoge frequenties heeft men te maken met de Skindiepte (1/sqrt(pi*f*mu*spec.geleid)). De weerstand van de geleider wordt dan voornamelijk bepaald door de breedte van de schil waar de stroom doorheen gaat (en natuurlijk de lengte van de geleider). Men kan nu een oppervlakteweerstand definieren:

R=lengte.oppervlak*spec.oppervlakteweerst/breedte.oppervlak.

De eenheid van de specifieke oppervlakteweerstand bedraagt Ohm. In geval van stripvormige weerstandsmaterialen wordt dit begrip ook gebruik (doch dacht ik meestal vierkantsweerstand genoemd). De oppvlakteweerstand van een plaat of draad waarbij de indringdiepte klein is ten opzichte van de dikte van de plaat, verdubbelt voor iedere verviervoudiging van de frequentie.

Waar de stroom loopt in een geleider, is dus afhankelijk van de frequentie. Dit heeft ook gevolgen voor de zelfinductie, zelfs in geval van luchtspoelen en zelfs bij verwaarlozing van capacitieve koppeling. De zelfinductie van een spoel is bij lage frequenties iets hoger dan bij hoge frequenties (verschillen bedragen vaak minder dan 2%). De karakteristieke impedantie van veel constructies wordt beïnvloed door het skin effect. De mate van reflectie, bijvoorbeeld van reflecterende vlakken voor schotelantennes, wordt eveneens beïnvloed. Hoe hoger de oppervlakteweerstand van een materiaal, hoe lager de reflectiecoëfficiënt.
Terug naar TeTech

Zie ook MUF. De maximaal bruikbare frequentie MUF geeft die frequentie aan waarbij onder bepaalde omstandigheden nog reflectie naar de aarde optreedt (via de ionosfeer in het HF gebied). Echter de frequentie waarbij optimale reflectie optreedt, ligt meestal lager (in orde van 85% van de MUF). Deze optimale frequentie wordt met FOT, OFT of OWF aangeduid.

Men zou verwachten dat de optimale frequentie veel lager ligt dan de MUF, maar men dient zich te realiseren dat lagere frequenties door lager liggende geïoniseerde lagen (vooral de D-laag) meer geabsorbeerd worden (demping recht evenredig met 1/f²). Het signaal passeert lager liggende lagen immers twee keer (op de weg omhoog en de weg omlaag). De geleiding van de ionosfeer voor zekere frequenties, is sterk frequentie-afhankelijk. HF-Propagatieprogramma's zoals PROPMAN en VOACAP houden rekening met het genoemde dempingseffect.

In de antenne en radiowereld heeft men meestal te maken met golven welke zich in nagenoeg horizontale richting uitbreiden. Dit heeft er toe geleid dat men van verticale polarisatie spreekt indien de antenne een verticaal E- veld opwekt. Als het E veld in het horizontale vlak ligt, spreekt men van horizontale polarisatie.

De aarde als reflector ervaart door deze definitie een sterk loodrecht op de aarde staande E-veld component in geval van verticale polarisatie (en een aan de aarde evenwijdig lopende E-veld component in geval van horizontale polarisatie). Hoe echter om te gaan met reflectie op verticale vlakken?. Dit is een kwestie van definitie:

In de antenne- en radiowereld spreekt men van een "verticaal gepolariseerde invallende golf" op een vlak (vertical polarized incident wave), indien deze een E-veld component heeft welke loodrecht op het reflecterende vlak staat. Staat het E-veld evenwijdig aan het vlak dan spreekt men van een "horizontaal gepolariseerde invallende golf" (horizontal polarized incident wave).

In de natuurkunde en optica gebruikt men een andere definitie. Indien het E-veld in hetzelfde vlak ligt als waarin de ingaande, gereflecteerde en doorgaande straal ligt, spreekt men van "parallel polarization" (E-field parallel to plane of incidence). Meestal aangegeven met het "=" teken.

Indien het E-veld loodrecht op dit vlak staat, spreekt men van "normal polarization" (E-field normal to plane of incidence). Meestal aangegeven met het "loodrecht op" teken.

Ofwel: Verticaal gepolariseerde invallende golven (antenne wereld) komen overeen met parallel gepolariseerde golven (natuurkunde optica). Horizontaal gepolariseerde invallende golven komen overeen met normal gepolariseerde golven. Zie ook polarisatie.
Terug naar TeTech

De polarisatie geeft aan in welke vlak de elektrische component van het EM veld zich bevindt. Indien de E veld component verticaal staat (dus een elektron zou verticaal gaan trillen), spreekt men van verticale polarisatie (uitgaande van een zich in het horizontaal vlak uitbreidende golf). Een halve golf dipool welke verticaal opgesteld is, produceert een verticaal gepolariseerd veld.

Indien de E-veld component niet van richting verandert, doch hooguit van teken (dus 180 graden fasesprong tijdens de nuldoorgangen), dan spreekt men ven lineaire polarisatie (de punt van de veldvector bevindt zich altijd op een denkbeeldige rechte lijn indien de golven van u af gaan). Dit is het geval bij verticale of horizontale polarisatie.

Door een antenne, of combinatie van twee antennes, gelijktijdig een verticale en horizontale component op te laten wekken. kan de punt van de E-veld vector een andere dan rechte lijn beschrijven. Beschrijft de punt van de E-veld vector een cirkel, dan spreekt men van circulaire polarisatie. De pijlpunt kan echter linksom of rechtsom draaien. Indien de golf van je af gaat (je kijkt tegen de achterkant van de antenne) en de E-veld vector draait rechtsom (met de klok mee), dan spreekt men van "Right Hand circular polarisation" (RH circular). Deze definitie is overeenkomstig IEEE std 211. Draait de vector linksom, dan spreekt men ven "Left Hand circular polarisation" (LH circular).

Beste overdracht wordt verkregen indien beide antennes van hetzelfde type zijn. Is een van de antennes lineair gepolariseerd, dan verliest men 3 dB. Circulaire polarisatie wordt gebruikt indien het te verwachten is dat polarisatiedraaiingen tijdens de propagatie voor kunnen komen.

Indien de E-veld vector een ellips beschrijft, dan spreekt men van elliptische polarisatie. Zie ook "Axial Ratio".

Opgemerkt dient te worden dat de polarisatiedefinitie welke in de natuurkunde en optica gebruikt wordt exact tegengesteld is aan de bovengenoemde. enige verwarring is dus zeker mogelijk.
Terug naar TeTech

De Poynting vector geeft in de driedimensionale ruimte de richting en de sterkte van de vermogensdichtheid aan. Meestal wordt het symbool S of P gebruikt. De eenheid bedraagt W/m². De Poynting vector is het uitwendig product van de E- en H-veld vector. Indien E en H dezelfde kant opwijzen, is het resultaat nul. Staan zij haaks op elkaar en zijn zij in de tijd gezien in fase, dan is de vermogensdichtheid maximaal.

Indien E en H haaks op elkaar staan en in de tijd gezien in fase zijn, dan geldt voor de vermogensdichtheid (phi.P): phi.P=0.5*E*H (Veld Amplitude invullen) = 0.5*E²/377 (voor verre veld in lucht). Indien momentaan E naar beneden wijst en H naar links, dan gaat het golfvermogen van je af. Integratie van de Poynting vector over een oppervlak, is een maat voor het vermogen dat door het oppervlak gaat. Soms is het handiger om van Energie uit te gaan.

Diegenen die zich verdiepen in EM-veld theorie zullen de Poynting vector geregeld tegenkomen. Hoewel voor antennes niet van belang, is de Poynting Vector en het Theorema van Poynting ook toepasbaar op statische velden en inschakelverschijnselen.

De Poynting Vector geeft in geval van E- en H-velden de vermogensdichtheidheid aan (W/m²). Men kan deze vector zien als een soort van vermogensstroom. Indien u de Poynting Vector integreert over een gesloten oppervlak (bijvoorbeeld een bol), dan is het resultaat gelijk aan het netto elektrisch vermogen dat uit het gesloten oppervlak treedt (bijv een bol). Dit is het principe van het Theorema van Poynting.

Om het vermogen uit te kunnen rekenen dat via elektrische weg een constructie verlaat, is het voldoende om het E- en H-veld te kennen ter plekke van een gesloten oppervlak rondom de constructie. Het Theorema van Poynting wordt vandaag de dag als een fundamenteel theorema gezien. Het wordt echter niet altijd correct toegepast.

Stel u neemt een bol met straal r. Uw stralende constructie bevindt zich in het midden van de bol. Als het boloppervlak zich in het nabije veld van de constructie bevindt, dan vindt men richtingen waarin er vermogen het oppervlak uitgaat en denkt men een goede antenne ontworpen te hebben. Helaas zult ook richtingen vinden waarbij er vermogen het oppervlak in gaat (richting uw constructie). Het netto uitgestraald vermogen kan daardoor aanmerkelijk lager liggen dan verwacht.

Mensen welke zeer kleine efficiënte antennes denken te hebben uitgevonden, misbruiken het Theorema van Poynting om aan te tonen dat hun antenne echt efficiënt is. Hun betoog benadrukt echter alleen die richtingen waarbij vermogen het oppervlak verlaat, en "vergeten" te kijken naar die richtingen waarbij vermogen naar de antenne terugkeert.

Propagatie betekent uitbreiding of verspreiding van iets. In de techniek wordt met propagatie het uitbreiden van golven bedoeld. Het vakgebied propagatie houdt zich bezig met de manieren waarop golven zich uit kunnen breiden en het vatten ervan in formules welke door Engineers gebruikt kunnen worden.
Terug naar TeTech

De Propagatieconstante (eng: Propagation Constant) is een complex getal dat aangeeft hoe de fase en amplitude van een EM verschijnsel verloopt als functie van de afstand tot een referentiepunt of de bron.

Voor de propagatieconstante geldt (a = alpha, b = beta, y = gamma):
y = a + jb.    Hierin is:
  y = Propagatieconstante (Propagation Constant).
  a = Dempingsconstante (Attenuation Constant)
         en is gelijk aan: ln(spanningsdemping per meter kabel)
         (a = 0.116 * kabeldemping in dB/m).
          De demping (dB/m) bedraagt 8.69*a.
  b = Faseconstante (Phase Constant), en is gelijk aan 2*pi/lambda,
          en is hiermee gelijk aan het golfgetal.
          V_ph = w/b w = 2*pi*f

Deze definitie beschrijft zowel de faseverschuiving als amplitudeverhouding tussen twee punten op een zekere afstand van elkaar (in, bijvoorbeeld, een kabel). Er geldt:
U(d) = U*e^{-(a + jb)d}

  U = complexe amplitude van de spanningsgolf op de ingang van,
         bijvoorbeeld, een kabelstuk.
  d = afstand tussen de twee spanningsposities in meter.
  U(d) = complexe amplitude van spanning op d meter afstand tot
         het referentiepunt of de bron.

Merk op dat zowel a als b sterk afhankelijk is van de frequentie en de gebruikte transmissieweg (kabel, golfpijp, etc). De afstand tussen de twee posities waarin men de spanning of veldsterkte bepaalt, dient in het verlengde van de golfuitbreiding te liggen. In geval van een kabel of golfpijp is het de afstand tussen de twee posities waarin men de complexe amplitude bepaalt. In sommige literatuur wordt de faseconstante aangeduid met het begrip Golfgetal (Wave Number, k). Het begrip propagatieconstante wordt veel gebruikt in literatuur over gebonden en ongebonden golfuitbreiding.

Voor vlakke golf uitbreiding in media kan y berekend worden uit:
y = jw*sqrt(mu*eps)

Indien u geleiding van een materiaal verrekend in de diëlectrische constante (dit resulteert in een complexe Epsilon), kunt u van (slechte) geleiders de propagatieconstante bepalen.

Indien u inductieve componenten op basis van grote ferrietkernen ontwerpt, kunt u aan de hand van de gegevens van het ferrietmateriaal bepalen of de golflengte in het ferrietmateriaal nog wel veel groter dan de afmetingen van het ferriet is. Vanwege de hoge mu en hoge eps, plant een EM verschijnsel zich in een ferrietmeteriaal veel langzamer voort dan in lucht.
Terug naar TeTech

"Progatatiemodellen" is de verzamelnaam voor alle methoden, formules, grafieken en andere middelen waarmee men de overdracht tussen twee of meer antenne kan voorspellen. Men gebruikt de modellen voor globaal gezien twee doelen: het berekenen van de gewenste overdracht (link budget berekeningen) en het berekenen van de ongewenste overdracht tussen twee antennes (interferentieberekeningen)

In de tijd dat computers geen gemeengoed waren, moest men het stellen met grafieken of relatief eenvoudig te gebruiken formules. Aan de hand van de bebouwingsdichtheid, terreinoneffenheden, frequentie, antennehoogtes en andere factoren kon men dan een indruk krijgen van de te verwachten overdracht tussen antennes. Sommige modellen geven ook een schatting van de te verwachten spreiding.

Veel van deze modellen zijn ontstaan uit een combinatie van wiskunde, statistiek en emperisch verkregen resultaten. De modellen worden meestal genoemd naar de onderzoeker(s). Enkele veel gebruikte modellen: Hata, Okumura, Egli, Blomquist-Ladell, Walfisch-Ikegami, 2-ray model, 3-ray model, Longley-Rice, TIREM, ITU propation curves.

Met de opkomst van computers, kunnen de diverse meer exacte propagatiemodellen snel doorgerekend worden. Indien voorzien van een goede gebruikersinterface kan men relatief snel goede propagatievoorspellingen maken. Deze modellen vereisen wel vaak meer inputgegevens (zoals digitale hoogte kaarten, grondgeleidingsgegevens, geografische details, etc). De meest moderne pakketen voor het plannen van cellen t.b.v. cellulaire netwerken en binnenhuis propagatie maken gebruik van "Ray Tracing". Hiervoor zijn zéér gedetailleerde kaarten nodig.

Bij het gebruik van een propagatiemodel (handmatig of met de computer) dient men zich te verdiepen in onder welke omstandigheden het model goede resultaten geeft en hoe groot de spreiding op de resultaten is. Nagenoeg alle genoemde modellen houden bijvoorbeeld geen rekening met ionosferische propagatie en andere minder vaak voorkomende propagatieverschijnselen. Modellen speciaal bedoeld voor het uitvoeren van interferentieberekeningen houden wel rekening met minder gebruikelijke propagatieverschijnselen.

Voor HF propagatie (via de ionosfeer) zijn eveneens goede programma's beschikbaar (share/freeware).

Dit is de tijdsvertraging die de golfenergie of informatie ondervindt bij het zich verplaatsen (propageren) over een afstand r. De Propagatievertraging is gelijk aan het product van de groepsnelheid en de afstand.

De groepsnelheid is altijd kleiner dan c₀ (lichtsnelheid). Ondanks dat de fasesnelheid wel hoger dan c₀ kan zijn, propageert de energie (en dus ook informatie) zich nooit sneller dan de lichtsnelheid.
Terug naar TeTech

De radar cross section is een maat voor de mate waarin een obstakel, object of constructie de radiogolven reflecteert in dezelfde richting als waar zij vandaan komen. Dit is vooral van belang bij RADAR.

Een object dat aangestraald wordt door een Radar zal een gedeelte van de opgevangen straling weer heruitzenden richting de RADAR. Het lijkt of het object een zender is geworden. Er geldt:

EIRPrichtingradar = RCS*vermogensdichtheid.

EIRPrichtingradar = het Equivalent Isotropically Radiated Power in de richting van de radar in Watt, Vermogensdichtheid = de sterkte van het veld ter plekke van het object in W/m², RCS = Radar Cross Section in m². Uit de formule blijkt dat de eenheid van RCS vierkante meter bedraagt, vandaar dat het een oppervlak betreft.

De RCS is sterk afhankelijk van de vorm van het object, de hoek waaronder de straling invalt, eventuele aanwezigheid van absorberende coatings en de frequentie van de straling.

De RCS van een staaf van een halve golflengte lang welke loodrecht aangestraald wordt (met de juiste polarisatie), bedraagt ongeveer 0.88*lambda². De RCS van een groot civiel vliegtuig bedraagt in orde van 100 m² (sterk afhankelijk van de oriëntatie). Voor diverse geometrische constructies zijn de RCS'en mathematisch bepaald en terug te vinden in diverse boeken.

De radiantie (eng: "Radiance") is de stralingsintensiteit (Watts per Steradiaal) dat per m² van een bron vertrekt. Het is een maat voor de felheid van een oppervlak. Het symbool is L [W/(sr*m²)]. De bronnen zijn in dit geval dus niet meer op te vatten als puntbronnen zoals gebruikelijk is in de radicommunicatie.

Het begrip is van belang voor radiometrische camera's waarbij het plaatje overeenkomt met de radiantie van het voorwerp waarnaar de camera kijkt. De bestralingssterkte (in W/m²) die de sensor ervaart, is recht evenredig met de radiantie van het oppervlak in de richting van de camera. Toepassingen liggen in het mm golfbereik (en natuurlijk licht en Infrarood). Recente toepassing is de mm wave camera t.b.v. zoeken naar lichaamsgedragen ongewenste voorwerpen, bijv. (vuur)wapens.

In het algemeen geldt: L = Gi*M/(4*pi) [W/sr/m²]

Voor een bron met diffuus oppervlak geldt: L = M/pi [W/sr/m²]. De gain van een perfect diffuus oppervlak is 4 (exact)

Het begrip heeft alleen waarde ruimschoots binnen de verre veld afstand (Fraunhofer Region) van een bron en komt men daardoor in de radiocommunicatie zelden tegen.

In de verlichtingstechniek is het overeenkomstige begrip "Luminantie" (Eng: Luminance, Brightness, L_v) in lm/sr/m².

Zie ook het begrip: "Emittantie, Radiant Exitance".
Terug naar TeTech

De horizonafstand is de afstand gerekend vanaf het elektrisch midden van de antenne tot aan de horizon.

Met toenemende hoogte neemt de brekinsindex af. Daardoor buigen radiogolven iets naar de aarde toe en kunnen daardoor tot voorbij de rekenkundige horizon komen. Men verdisconteert dit door de straal van de aarde (ong 6370km) een factor 4/3 groter te nemen. Na deze correctie geldt voor de Radiohorizon: RH=4120*sqrt(antennehoogte in meter).

Indien twee antennes, welke beiden op 50m hoogte staan, elkaar (voor radiogolven) nog net dienen te kunnen zien, dienen zij 58 km uit elkaar te staan. De afstand bedraagt in dit geval 2 maal de radiohorizon voor een enkele antenne.

Opgemerkt dient te worden dat door diverse andere propagatiemechanismen radiogolven vaak veel verder dragen dan de radiohorizon, doch soms ook minder ver.
Terug naar TeTech

Radiometrie is het vakgebied dat zich bezighoud met het meten van stralingsgrootheden en de toepassing ervan. Men komt het begrip tegen in de radio-astronomie en meting van bijv infrarood en ultraviolet. Aangezien steeds meer elektronicatoepassingen gebruik maken van kortgolvige straling (mm gebied en korter), kan men het begrip tegenkomen.

Als het meting van licht betreft, zoals dat waargenomen wordt door het menselijk oog, spreekt men van fotometrie.

In de fotometrie wordt niet de Watt als primaire vermogenseenheid, maar de Lumen (lm) gebruikt. Een monochrome bron met golflengte van 550nm die 1W uitstraalt, produceert 683 lm (exact). Voor andere golflengten wordt een weging volgens de ooggevoeligheidskromme toegepast.
Terug naar TeTech

Reflectie is het verschijnsel dat een golf van richting wordt veranderd ten gevolge van een verandering van golfimpedantie van het medium. Hierbij doordringt de reflecterende golf het tweede medium nagenoeg niet (de eventueel gebroken golf doordringt het tweede medium natuurlijk wel). De afstand waarover de verandering van mediumeigenschappen plaats vindt, dient veel kleiner dan de golflengte te zijn. Reflectie op water, glas of een spiegel zijn sprekende voorbeelden. Een echo vanaf een wand of berg is eveneens een voorbeeld van reflectie. Hoe sterker de verandering van golfimpedantie, hoe meer energie gereflecteerd wordt (en hoe minder door middel van breking door het medium gaat) Er geldt hoek van inval is hoek van reflectie. In het Engels "Angle of incidence is angle of reflection". Zie ook "brewster angle"

De ingaande golf wordt in het engels met "Incident Wave" aangeduid. De golf welke het medium (bijvoorbeeld glas) ingaat, wordt "Transmitted Wave" genoemd. De gereflecteerde golf wordt "Reflected Wave" genoemd. Let overigens goed op de definitie van de hoeken. In de natuurkunde en optica worden hoeken gedefinieerd ten opzichte van de normaal op het vlak. Een loodrecht invallende golf heeft dus een invalshoek van 0 graden. Bij reflectie op het aardoppervlak gebruikt men vaak de elevatiehoek (zie ook "Grazing Angle").

Men onderscheid twee vormen van reflectie, spiegelreflectie (Eng: "Specular Reflection") en diffuse reflectie (Eng: "Diffuse Reflection"). Spiegelreflectie treedt op bij overgangen (Eng: "Interfaces") waarbij de oppervlakte ruwheid veel kleiner dan de golflengte is, zoals in het geval van licht bij spiegelende oppervlakken. In deze gevallen geldt Hoek van inval is hoek van reflectie. Indien het oppervlak ruw is, worden de stralen alle kanten op gereflecteerd (zoals bij een mat oppervlak). In de optica wordt volledig ruwe oppervlakken aangeduid als een "Lambertian surface".

Om daadwerkelijk van reflectie te spreken, dienen de afmetingen van het reflecterend vlak vele malen groter te zijn dan de golflengte van de invallende straling. Zie ook "Divergentie".

De reflectiecoëfficiënt van een materiaal is de verhouding tussen de sterkte van de E-veld component van het invallende veld en de E veld component van het gereflecteerde veld. Er worden verschillende symbolen gebruik, onder andere rho en gamma. De reflectiecoëfficiënt is dimensieloos.

De reflectiecoëfficiënt heeft zowel een grootte als een hoek (complexe waarde). Het is te vergelijken met de reflectiecoëfficiënt van een impedantie welke op een coaxkabel aangesloten wordt.

Alle zeer goede geleidende vlakken hebben een reflectiecoëfficiënt van nagenoeg -1 (alles wordt gereflecteerd, doch in tegenfase, te vergelijken met een kortgesloten coaxiale kabel). Dit ongeacht de hoek waaronder de straling het vlak treft. Voor slecht geleidende vlakken is de reflectiecoëfficiënt sterk afhankelijk van de polarisatierichting en de hoek waaronder de golven het vlak treffen. Indien de hoek met het vlak zeer klein is (stralen bijna parallel aan het vlak "Grazing Angle"), dan bedraagt de reflectiecoëfficiënt nagenoeg 1, doch wel in tegenfase. Zie ook de begrippen: "Grazing Angle" en "Brewster Angle".

In geval van geluid is voor een golf vanuit lucht naar alle zware dikke oppervlakken de reflectiecoëfficiënt nagenoeg +1. Omgekeerd is vanuit alle zware media (water, metalen) de reflectiecoëfficiënt van het zware medium naar lucht, nagenoeg -1.
Terug naar TeTech

Stelt u zich voor dat een TX antenne onder een zeer kleine hoek het aardoppervlak aanstraalt. Bijvoorbeeld een antenne op een hoogte van 10 m, terwijl het reflectiepunt 100m ver weg ligt. De elevatiehoek bedraagt dan 5.7 graden. Stel dat de RX antenne zich op 200m afstand bevindt, eveneens op 10 m hoogte. Het weglengteverschil tussen de directe en gereflecteerde straal bedraagt dan 1m. Indien men de hoogte van de ontvangstantenne laat afnemen, neemt ook het weglengte verschil af (dit wordt 0 als de RX antenne op de grond staat, de elevatie =2.8 graden).

Indien de polarisatie van de TX antenne horizontaal is, ondergaat de gereflecteerde golf een fasedraaiing van nagenoeg 180 graden, de reflectie is nagenoeg volledig. Voor een RX antenne hoogte van nagenoeg 0m, is het weglengteverschil eveneens 0m. Het gevolg is dat dicht bij de grond de directe en gereflecteerde golf elkaar opheffen. Dicht bij de grond is nagenoeg geen ontvangst.

Indien de polarisatie van de antenne verticaal is, is de situatie sterk afhankelijk van de frequentie en de eigenschappen van het reflectievlak. Indien het reflectievlak oneindig goed geleidt, is het gereflecteerde signaal in fase met de directe golf. De reflectie is volledig. Het gevolg is dat de gereflecteerde golf in gelijke fase bij de RX antenne aankomt met de directe golf (indien het weglengteverschil veel kleiner dan de golflengte is). Dicht op het aardoppervlak, waarbij het weglengteverschil 0 is, versterken de golven elkaar volledig (geeft 6 dB signaal winst).

Dit is de theoretische oppervlaktegolf situatie. De golf welke op aarde terecht komt, introduceert oppervlaktestroom (welke uiteindelijk voor de reflectie zorgen). Het gereflecteerde veld sommeert met de directe golf (6dB winst).

Het aard- en zeeoppervlak is echter niet oneindig goed geleidend. Bij verkleining van de elevatiehoek in geval van verticale polarisatie verdwijnt geleidelijk aan de reflectie (is minimaal bij de Pseudo Brewster Angle, PBA). Doch bij verdere verkleining neemt de reflectie weer toe en treedt geleidelijk aan wel 180 graden fasedraaiing op.

Bij 10 MHz is de Pseudo Brewster Angle voor Zeewater minder dan 1 graad. Zelfs bij een elevatie van 0.1 graden is voor zeewater de reflectie nog niet in tegenfase en nog niet volledig. Het gevolg is dat de directe golf zelfs bij zeer kleine elevatie niet door de gereflecteerde golf uitgedempt wordt. In de praktijk is zelfs op frequenties boven 30 MHz nog oppervlaktegolf propagatie mogelijk over zeewater met geringe antennehoogtes (mits verticale polarisatie gebruikt wordt).

Voor landsituaties is de PBA aanmerkelijk groter (in orde van 12 graden bij 10 MHz over kleigrond). Het gevolg is dat bij kleine elevatie de reflectie nagenoeg in tegen fase is en nagenoeg verliesvrij. Hierdoor heffen de directe en gereflecteerde golf elkaar dicht bij het aardoppervlak nagenoeg volledig op. Bij toenemende frequentie neemt de PBA verder toe, waardoor van oppervlaktegolf propagatie geen sprake meer is.

Echter in het MF gebied en lager, is de PBA dusdanig klein dat, net als bij zeewater, zelfs onder zeer kleine elevatie de gereflecteerde golf de direct zicht golf in ieder geval niet volledig opheft indien de RX antennehoogte tot 0 nadert.

Alle middengolf en lange golf AM zenders en LF en MF navigatiehulpmiddelen (LORAN-C, omni directional beacons) maken gebruik van oppervlaktegolf propagatie (dus verticale polarisatie). De antennes bestaan meestal uit hoge verticale, ten opzichte van de aarde geisoleerde, masten of parapluconstructies.
Terug naar TeTech

Dit zijn antennes waarbij de antenne-elementen in resonantie zijn. Het beste voorbeeld is de halve golf resonerende dipool. De Yagi is ook een resonante antenne. Resonerende antennes zijn het beste alternatief om met zo min mogelijk verliezen en beperkte afmetingen elektrisch energie om te zetten in EM energie.

Nadeel is de beperkte bandbreedte, vooral als de afmetingen aanmerkelijk kleiner worden dan 0.25 lambda. De relatieve bandbreedte van een halve golf dipool bedraagt in orde van procenten (in orde van 4 MHz op een frequentie van 150 MHz). Er zijn speciale constructies nodig om de bandbreedte te vergroten (speciale conische dipoolvormen in combinatie met aanpassingsnetwerken). Resonerende constructies welke veelvouden van een halve golf zijn, hebben in de regel een grotere bandbreedte. Een bekend voorbeeld is de resonerende hele golf dipool welke in het midden wordt gevoed.

Indien de ruimte het toelaat, kunt een tweede resonerend element toevoegen. De antenne gedraagt zich dan als een twee krings bandfilter. Door iets overkritisch te koppelen (dan ontstaat de bekende deuk in de overdrachtskarakteristiek), verkrijgt men een grotere bandbreedte dan met een enkele kring. Indien de afstand tussen de elementen veel kleiner dan 0.25 lambda is, is het stralingsdiagram binnen de (grotere) bandbreedte behoorlijk constant (als functie van de frequentie). De ontwerpprocedure is bewerkelijk.

Resonantie is de eigenschap dat bij bepaalde frequenties de afhankelijke grootheid sterk toeneemt (opslingert) bij gelijkblijvende sturende grootheid. Een ander kenmerk is dat een constructie nog even naklinkt terwijl de bron als verwijderd is. Dit naklinken kan zowel akoestisch als elektrisch. Resonantie komt men overal tegen waar processen beschreven kunnen worden met een tweede graads Differentiaal Vergelijking (of van hogere graad).

Dit is het geval bij alle systemen waarbij energieopslag plaats kan vinden in de vorm van stroming (kinetische energie) en hoogte/druk (potentiele energie). Denk aan alle systemen waarbij een bewegende massa zijn energie kwijt kan in een verend iets, of een spoel (magnetische energie), welke zijn energie in en condensator kwijt kan (elektrische energie).

In bijna ieder systeem is wel een frequentie(gebied) te vinden waarbij opslingering optreedt, denk aan bruggen bij bepaalde windsnelheid, wielophangingen (veringen) bij auto's en natuurlijk resonantiekringen in de elektrotechniek.

Ongewenste resonantie kan zeer desastreuze gevolgen hebben vanwege de daardoor ontstane overbelasting (bruggen). Door het verleggen van de resonantiefrequentie of het aanbrengen van dempers kunnen de nadelige effecten in de hand gehouden worden.

Gewenste resonantie wordt bijzonder veel gebruikt in de techniek (filters, impedantie-aanpassing, analyse, opwekken van hoge pulsvermogens, etc.
Terug naar TeTech

Het Return Loss is het relatieve verlies van het gereflecteerde vermogen ten opzichte van het ingaande vermogen. Het begrip komt men tegen in geval van kabels (zowel LF als HF).

   Return Loss = -20·log(Refl.Coeff.) = -20*log([VSWR-1]/[VSWR+1])

Er bestaat ook een Double Return Loss (dit is geen officiële term). Men kijkt dan naar de het verlies van de herhaalde reflectie via de bron. De reflectie heeft dan twee maal de kabellengte afgelegd. Als de bronimpedantie reflectievrij is, wordt de reflectie van de belasting in de bron geabsorbeerd. Er is dan sprake van een goed Double Return Loss. Voor point to point verbindingen (dus geen bus systemen) is het daardoor voldoende als tenminste of de belastingsimpedantie, of de bronimpedantie goed op de kabelimpedantie aangepast is. Als het gaat om maximale vermogensoverdracht bij minimaal kabelverlies, dan dient natuurlijk de bron en de belasting goed op de kabel aangepast te zijn.

Er bestaat in de telefoniewereld een "Echo Return Loss (ERL)". Dit is de RL gemeten met een breedbandig ruissignaal (in de spraakband).
Terug naar TeTech

De ruimtegolf is die golf welke via een van de diverse geïoniseerde lagen de aarde weer bereikt (en dus vanuit de ruimte lijkt te komen). Een golf welke vanaf een satelliet de aarde bereikt, is ook een ruimtegolf.

Sky wave propagatie wordt veel toegepast in het HF gebied (3-30 MHz). Er zijn diverse geïoniseerde lagen welke afhankelijk van het tijdstip van de dag, eigenschappen van de zon en de frequentie als (schijnbare) reflector werken. Op deze manier kunnen grote afstanden overbrugd worden. Via reflectie op de aarde kan herhaalde reflectie optreden (multi-hop) waardoor afstanden van meer dan 10.000km overbrugd kunnen worden.

Speciaal in het lage HF gebied en daaronder (<3MHz), kan de ontvangstantenne zowel door de grondgolf (som van direct zicht golf en op aarde gereflecteerde golf) als ruimte golf bereikt worden. Deze kunnen elkaar versterken maar ook uitdempen. Dit kan sterke signaalschommelingen veroorzaken. Door juiste antenne oriëntatie kan men de ontvangst van de ruimtegolf of grondgolf verminderen waardoor stabiele ontvangst verkregen kan worden.

Valt dit ontwerp wel of niet onder antennes en propagatie? Toch maar wel.
Ruis is een "signaal" waarvan de waarde in de toekomst niet te voorspellen is. Het verloop als functie van de tijd is in meer of mindere mate willekeurig. Ruis laat zich dan ook niet beschrijven zoals een sinusvormig signaal.

Ruis laat zich beschrijven met behulp van begrippen als effectieve waarde, vermogen, vermogensdichtheid, bandbreedte, frequentiekarakteristiek, kansdichtheidsfunctie (Probability Density Function, PDF) en (auto)correlatiefunctie.

Van ruis is sprake indien het totale "signaalvermogen" van de ruis opgebouwd is uit een som van nagenoeg oneindig veel kleine signaaltjes. Deze kleine signaaltjes dienen onderling niet samenhangend (gecorreleerd) te zijn. Ook storing afkomstig van zeer veel bronnen lijkt daardoor sterk op ruis.

Achtergrond Ontstaan van ruis:
Elektrische ruis vindt zijn ontstaan in bewegende lading. Omdat lading beweegt, is meestal ook sprake van versnelling en ontstaat er ook stralingsruis (EM-straling wordt opgewekt door versnellende lading).

Veel ruis wordt veroorzaakt door het willekeurig op microschaal bewegen van materie t.g.v. de temperatuur dat de materie bezit. . Materie bevat ladingsdragers, ondanks dat het elektrisch gezien neutraal is. De onsamenhangende beweging van deze ladingsdragers (vooral elektronen) produceert elektrische en magnetische velden (Johnson or thermal noise).

Een bekend voorbeeld is weerstandsruis. Een weerstand kan maximaal k*T Watt/Hz aan vermogen aan zijn omgeving leveren (ong -174dBm/Hz). De klemspanning bedraagt:
   U_noise = sqrt(4*k*T*R) in V_RMS/sqrt(Hz).

Een andere vorm van ruis heeft rechtstreeks te maken met het gekwantiseerd zijn van ladingsdragers. De stroom in een voorwaarts ingestelde diode bestaat uit het oversteken van ladingsdragers over de potentiaalbarrière. De gelijkstroom kan men zien als een sommatie van kleine ladingspulsjes ter grote van 1.6*10^-19 A*s, C. Dit gaat echter niet regelmatig. Dit produceert zogenaamde "shot noise" volgens:
   Inoise = sqrt(2*Idc*|q|) in A_RMS/sqrt(Hz)

Uit de kwantummechanica is bekend dat energieoverdracht eveneens gekwantiseerd is volgens E = h*f (h = constante van Planck). Het zijn de zogenaamde fotonen (photons). Hoe hoger de frequentie van de spanning, stroom of EM straling welke voor de energieoverdracht zorgt, hoe groter de elementaire energiepakketjes zijn (hoe hoger de energie van het bijbehorende foton). Deze ruis noemt men "photon shot noise" of kortweg "photon noise". Voor het ruisvermogen in het signaal geldt:
   Pnoise = sqrt(Pdet*h*f)) in W, 1s meettijd
   Pdet = vermogen dat op de detector terecht komt.
   f = de frequentie van het aangeboden signaal.

Een belangrijk kenmerk van ruis is zijn cumulatieve verdelingsfunctie (Cumulative Distribution Function) of kansdichtheidsfunctie (Probability Density Function). Deze functies zeggen iets over hoe groot de kans is dat een bepaalde spanning- of stroomwaarde optreedt en welke spanningswaarden het meeste voorkomen. Veel ruis is Gaussich van aard. Voor de Gaussische kansverdelingsfunctie geldt:
De kans dat U > 0 is = 50%, deze ruis is symmetrisch rond de 0
De kans dat U > 0.5*effectieve waarde is = 31%
De kans dat U > 1.0*effectieve waarde is = 16%
De kans dat U > 1.5*effectieve waarde is = 6.7%
De kans dat U > 2.0*effectieve waarde is = 2.3%
De kans dat U > 2.5*effectieve waarde is = 0.6%
De kans dat U > 3.0*effectieve waarde is = 0.14%
De kans dat U > 4.0*effectieve waarde is = 0.0032%

Dezelfde waarden gelden ook voor de negatieve uitschieters ofwel:
De kans dat U < -2.5*effectieve waarde is = 0.6%

De verhouding tussen de effectieve waarde (RMS) en het gelijkgericht gemiddelde (AV_abs) van Gaussische ruis bedraagt: sqrt(pi/2), (ong. 1.253). Voor een sinus is dit 1.111.

Dit geeft u een indruk over de uitschieters die men in Gaussische ruis kan verwachten en de respons op een echte gemiddelde waarde meter.

Het frequentiespectrum van de ruis wordt voornamelijk bepaald door gewenste of ongewenste filtering. Alleen zeer Laagfrequente ruis heeft van zichzelf vaak een scheve frequentiekarakteristiek (vaak aangeduid met 1/f of 1/f² ruis). Door filtering, lineaire versterking of frequentieverschuiving kan de effectieve waarde toe- of afnemen, maar de relatieve overschrijdingskansen blijven gelijk (voor Gaussian noise).

Een speciaal geval is relatief smalbandige ruis (BW/fc << 1). Deze ruis komt men bijvoorbeeld tegen in middenfrequent gedeelten van ontvangers. Ook deze ruis is overwegend Gaussich van aard. Dit geldt ook voor de Cosinus en Sinuscomponten indien van kwadratuurnotatie gebruik gemaakt wordt. Het ruisvermogen zit voor 50% in de I- en voor 50% in de Q- component. De momentane fase is echter uniform verdeeld (iedere mogelijke hoek komt even vaak voor). Indien u gaat gelijkrichten (omhullende bepalen), dan is na gelijkrichting de ruis niet meer Gaussisch verdeeld (er zijn immers geen negatieve waarden meer en het gemiddelde ligt boven 0).

Omhullende ruis is in de regel Rayleigh verdeeld (evt. Chi verdeling met n=2, gebruik niet de Chi-kwadraat verdeling). Bent u slechts geïnteresseerd in de gekwadrateerde waarde van de omhullende (t.b.v. vermogensbepaling) dan dient u de Chi-kwadraat verdeling (Chi-squared distribution) te gebruiken (met n=2).

Indien de smalbandige ruis voorzien is van een (draaggolfsignaal), dan kan de omhullende het beste beschreven worden m.b.v. de Rice verdeling. Is de ruiscomponent slechts zeer klein ten opzichte van de DC waarde, dan kan men de AC ruiscomponent als Gaussisch verdeeld beschouwen.

Voor een signaal of ruis dat uit een AC en DC component bestaat geldt:
Vermogen in één Ohm = DCcomp² + ACcomp_RMS²
Terug naar TeTech

Het ruisgetal is 10*log van de verhouding tussen de totale ruisbijdrage van een systeem en de ruisproductie van een weerstand met temperatuur van 293K. De Bron is hierbij geacht te ruisen als een weerstand met een temperatuur van 293K.

F=10*log{(Pnv+Pnb)/Pnr}.

Pnv=ruisproductie van versterker (W/Hz), Pnb=ruisproductie van de bron (-174dBm/Hz), Pnr=ruisproductie van weerstand op 293K (-174dBm/Hz).

De combinatie van een versterker met een ruisgetal van 3 dB, aangesloten op een thermisch ruisende bron op 293K, produceert totaal 2 keer zoveel ruis als een weerstand met een temperatuur van 293K. De versterker alleen, produceert evenveel ruis als een weerstand op 293K (de totale ruis is namelijk gelijk aan de som van de door de versterker geproduceerde ruis en de door de bron geproduceerde ruis).

Een versterker met een ruisgetal van 0.7dB, produceert zelfs slechts 17% van het ruisvermogen van een weerstand op 293K. De versterker heeft slechts een ruistemperatuur van 0.17*393 = 51K.

Het ruisgetal van een versterker of actieve component (FET, Transistor), wordt alleen bereikt als de uitgangsimpedantie van de bron binnen zekere -door de fabrikant gestelde- grenzen ligt. Ligt de bronimpedantie daarbuiten, dan neemt het ruisgetal toe (dus produceert de versterker meer ruis).

Er zijn veel varianten op dit begrip, doch de ruistemperatuur van een systeem of component dat ruis opwerkt, is gelijk aan de temperatuur die een weerstand moet hebben welke net zo veel ruis produceert (W/Hz) als het systeem daadwerkelijk produceert. Hierbij dient de waarde van de weerstand gelijk te zijn aan de uit- of ingangsweerstand van het systeem of component.

Een weerstand produceert een ruisvermogen dat maximaal gelijk is aan: Pn = kTB

k=constante van boltzmann: 1.38*10-23 J/K, T is Absolute Temperatuur in K, B is de bandbreedte welke voor het systeem van belang is, in Hz. Bij 293K bedraagt dit -174dBm/Hz

Men onderscheidt diverse begrippen:
1. Antenneruistemperatuur. Is de ruistemperatuur van een antenne-installatie. Begrip wordt veelal gebruikt in de satellietcommunicatie.
2. Operationele ruistemperatuur. Is de ruistemperatuur van een geheel systeem, inclusief kabels, antennes versterkers, etc. Het begrip wordt meestal gebruikt in de satellietcommunicatie om de ruisproductie van een satellietgrondstation weer te geven.
3. Ruistemperatuur van de hemel. De ruistemperatuur van de hemel telt op bij de systeemruistemperatuur. De achtergrondruis bedraagt normaliter rond de 4K, doch via reflectie op wolken en luchtlagen kan door de aarde uitgestraalde ruis weer naar beneden reflecteren en zodoende een aanmerkelijk hogere ruistemperatuur verzoorzaken. Dit speelt vooral bij antennes welke onder een kleine elevatiehoek opgesteld staan.

Ruis in antennes en ten gevolge van straling is prima te vatten indien men zich realiseert dat: Indien een antenne als zendantenne gebruikt wordt en X procent van het zendvermogen komt terecht op een voorwerp, dan zorgt dit voorwerp voor een ruistoename van X*Tvoorwerp/100 graden Celsius. Deze relatie gaat ook op voor verliezen welke in kabels of de antenne zelf optreden. Ofwel een obstakel met T=300K in de bundel van een grondstation dat 5% zendvermogen absorbeert, draagt 0.05*300=15 graden bij aan de ruistemperatuur van het grondstation.
Terug naar TeTech

De "Specific Absorption Rate" (SAR) is de hoeveelheid warmte welke een EM veld opwekt in (menselijk) weefstel. De eenheid is W/kg. Het begrip komt men tegen in documenten over stralingsveiligheid met betrekking tot Elektrische of Magnetische velden en EM straling.

Een lezenswaardig document op het gebied van stralingsveiligheid is uitgegeven door ICNIRP. Veel nationale richtlijnen zijn van dit document afgeleid. U kunt de "ICNIRP Guidelines" in diverse talen downloaden van de ICNIRP website .

De Skip Distance is dat afstandgebied waarbij de grondgolf (ground wave) niet meer ontvangen wordt en de ruimtegolf (skywave) nog niet ontvangen kan worden omdat deze de aarde nog niet bereikt heeft. Zie ook "Ionosferische Propagatie".
Terug naar TeTech

De spectrale vermogensdichtheid is de hoeveelheid vermogen per eenheid van bandbreedte van een signaal. De eenheid is W/Hz.

Oneindig lang ingeschakelde sinusvormige bronnen, bezitten slechts één frequentie (ze zijn oneindig smalbandig), zodat al het vermogen zich op 1 frequentie bevindt. De vermogensdichteid van een zogenaamd discreet signaal is dan ook oneindig hoog. In figuren of afbeeldingen wordt dit aangegeven door een verticale lijn met pijlpunt (voorstelling van een Dirac puls).

Niet gefilterde ruis heeft een volledig vlak vermogensdichtheidspectrum. Het vermogen binnen een zekere bandbreedte, vindt men door integratie van de vermogensdichtheid over de zekere bandbreedte. Indien binnen de bandbreedte, de vermogensdichtheid vlak is, geldt: P = Bandbreedte * vermogensdichtheid.

Indien men de vermogensdichtheid specificeert voor een zekere bandbreedte, dan spreekt men van de gemiddelde spectrale vermogensdichtheid. Het totaal vermogen vindt men dan door de gemiddelde spectrale vermogensdichtheid te vermenigvuldigen met de betreffende bandbreedte. In satellietcommunicatie wordt als referentiebandbreedte vaak 4kHz gebruikt.

Zie ook ionosferische communicatie. In sommige gevallen bevinden zich in de E laag "wolken" met afmetingen tot honderden km waarbij de vrije elektronendichtheid veel groter is. Dit wordt onder andere veroorzaakt door grotere activiteit van de zon. Doordat dit niet regelmatig optreedt, spreekt men van een Sporadische E laag (E_s). Door de hogere vrije elektronendichtheid, worden veel hogere frequenties dan normaal nog naar de aarde teruggebogen (tot boven 50 MHz). Op deze manier kan men op VHF gebruik maken van propagatieprincipes welke normaliter alleen op HF mogelijk zijn. Doordat het effect sporadisch aanwezig is, is het tot nu toe niet commercieel aantrekkelijk gebleken om dit uit te buiten. Zendamateurs maken er echter veelvuldig gebruik van.

In de noordelijke en zuidelijke streken wordt t.g.v. de magnetische polen, zoveel energie afkomstig van de zon ingevangen (welke in de geioniseerde lagen terecht komt), dat in de E laag voor het oog zichtbaar licht geproduceerd wordt. Men spreekt dan van een Aurora. Aurora's komen het vaakst voor in de N en Z poolgebieden. Echter bij zeer sterke activiteit van de zon, is de aurora ook zichtbaar vanuit Nederland (52 graden NB).
Terug naar TeTech

Indien in een medium (kabel, golfpijp, lucht) uitsluitend golven een kant opgaan, is de amplitude van het golfverschijnsel plaatsonafhankelijk. Hooguit neemt de amplitude af ten gevolge van demping of divergentie. In geval van gebonden transmissie (kabel, golfpijp) en verwaarlozing van de demping, is de amplitude van stroom en spanning langs de kabel of golfpijp overal gelijk.

Indien reflectie ontstaat ten gevolge van onjuiste afsluiting, interfereert de gereflecteerde golf met de heengaande golf. Dit resulteert op vaste plaatsen in de kabel of golfpijp tot een lagere en hogere amplitude. Omdat de plaatsen van de minima en maxima vast liggen, wordt gesproken van een staande golf. De maxima en minima wisselen elkaar af en de afstand tussen een maximum en minimum amplitude bedraagt een kwart golflengte

De verhouding tussen de maximale en minimale amplitude welke men langs de transmissielijn kan vinden, wordt de "staande golf verhouding" genoemd (Eng: Standing Wave Ratio, SWR). Meestal wordt de amplitude van spanning of E-veld bepaald met behulp van een "diode probe". Men spreekt dan van de spanning staande golf verhouding (Eng: Voltage Standing Wave Ratio, VSWR).

Er is een vaste relatie tussen de VSWR en de reflectiecoëfficiënt. Er geldt:

VSWR = (1 + |refl.coeff.|)/(1 - |refl.coeff.|)

De verticale strepen geven aan dat de absolute waarde bedoeld wordt. Indien de belasting reëel is, geldt:

VSWR = Z₀/ R_L (Z₀ > R_L),
VSWR = R_L/ Z₀ (Z₀ < R_L)

Een reflectiecoëfficiënt van 0 resulteert in een VSWR = 1. Volledige reflectie resulteert in een VSWR = oneindig. Een slechte VSWR veroorzaakt hoge stroom- en spanningsmaxima in de kabel (bij gelijk overgedragen vermogen). De kabelverliezen nemen daardoor toe. De maximaal toelaatbare spanning en/of kabeldissipatie kan overschreden worden. De meeste zendapparatuur vereist een VSWR van minder dan 2.

In veel gevallen wordt de reflectiecoëfficiënt daadwerkelijk gemeten, en de bijbehorende VSWR wordt weergegeven. Slechts op relatief hoge frequenties (waarbij de golflengte voldoende klein is) kan men daadwerkelijk de VSWR bepalen met behulp van een coaxiale structuur met sleuf (slotted coaxial line), golfpijp met sleuf (slotted wave guide) of stripline.

Wist u dat u met behulp van een gecalibreerde RF probe en een slotted line aan de hand van de ligging en waarde van de maxima en minima, de complexe impedantie kan bepalen (dus reëel en imaginair deel) van de belasting? Als u slechts weinig metingen uitvoert in een beperkte frequentieband, is dit een alternatief voor een dure RF Network Analyzer.

Staande golven ontstaan ook in situaties waarbij sprake is van ongebonden golfuitbreiding, maar daar wordt het begrip (V)SWR meestal niet gebruikt. Soms komt men een stroom staande golf verhouding tegen (CSWR). Deze is voor wat de waarde betreft gelijk aan de VSWR.

Stel een cirkel heeft een straal van 1 m (de zogenaamde eenheidscirkel). Dat een hoek van 90⁰ overeenkomt met 0.5·pi radialen, komt omdat het stuk cirkelboog een lengte geeft van 0.5*pi meter. Om deze reden komt 360⁰ overeen met 2*pi radialen.

Stel een bol heeft een straal van 1m (de zogenaamde eenheidsbol). Vanuit het midden van de bol wordt een lichtbundel uitgezonden met een openingshoek van precies 1 graad (zowel horizontaal als verticaal gezien). Op de binnenzijde van de bol wordt nu een vierkantje geprojecteerd van 17.5*17.5 mm². Dit heeft een oppervlak van 304.6*10^-6 m². Het geprojecteerde oppervlak is gelijk aan de zogenaamde ruimtehoek (solid angle), uitgedrukt in steradialen (sr).

Als de lamp de volledige bol belicht, wordt een oppervlak van 4pi m² belicht (dus 4pi sr). Indien de lamp een kwart van de bol verlicht, is de ruimtehoek: pi sr.

Omdat de bundelbreedte 1 bij 1 graad bedraagt, is deze ruimtehoek gelijk aan één vierkante graad (square degree). Er gaan ongeveer 41253 vierkante graden in de driedimensionale ruimte.

Het begrip ruimtehoek (solid angle, symbool "omega") komt men veel tegen in de radiometrie, verlichtingstechniek en in mindere mate bij antennes. De "Radiation Intensity" komt overeen met het aantal uitgezonden Watts/sr. Als je dit deelt door r², vindt je de stralingsdichtheid (vermogensdichtheid, PFD) op afstand r.

Het bestraald oppervlak op afstand r is gelijk aan:
   Abestr.bol. = ruimtehoek*r²

Waarin: Abestr.bol = bestraald boloppervlak in m², r = afstand in m, ruimtehoek = ruimtehoek van de bundel in sr (dus niet in graden).

Men kan de ruimtehoek ook terugrekenen uit het bestraalde boloppervlak en de straal van de denkbeeldige bol.

   Ruimtehoek = Abestr.bol/r²

waarin: Abestr.bol = het bestraalde boloppervlak in m², r = de afstand tussen bron en denkbeeldig boloppervlak in m.

Indien de lijn r vanuit het centrum tot een plat vlak overal nagenoeg loodrecht op het vlak terecht komt, geldt bij benadering:

   Ruimtehoek = Avlak/r²

waarin: Avlak = het oppervlak van het platte gunstig georiënteerde vlak in m², r = de afstand tussen het centrum en het platte vlak.

De ruimtehoek die een antenne met openingshoek alpha bestraalt (in feite een conus met tophoek alpha) bedraagt (exact):

   Ruimtehoek = 2*pi*(1-cos(alpha/2) )


Terug naar TeTech

In de volksmond spreekt men vaak van stralen en bundels. Een straal, zoals men meestal weergeeft met een lijn voorzien van een pijl, wekt de indruk dat stalen dun zijn. Het begrip straal geeft echter niets meer aan dan de richting waarin een golfverschijnsel zich uitbreidt. Het begrip straal zegt dan ook niets over dikte van golfenergie. De stralingsrichting staat altijd loodrecht op het golffront. Meestal gaan stralen rechtuit, doch indien golven obstakels treffen, kunnen de stralen van richting veranderen (reflectie) of krom lopen (breking, diffractie).

Het begrip bundel wordt gebruikt om aan te gevan dat een golfverschijnsel zich slechts in beperkte ruimte (doorsnede) uitbreidt. Hierbij valt te denken aan een bijvoorbeeld een zaklamp of een sterk gerichte antenne. Voorbij een zekere afstand (de verre veld afstand), neemt de breedte van de bundel rechtevenredig met de afstand tot de bron toe.

Als een bundel zich echter ongehinderd uit moet kunnen breiden, dan heeft deze ruimte nodig (vrij van obstakels). Hoe hoger de frequentie en kleiner de te overbruggen afstand, hoe smaller een bundel mag zijn opdat alle golfenergie nog op zijn bestemming aankomt. Zie ook Fresnel Zone.

Het stralingcentrum van een antenne is dat punt van waaruit de straling lijkt te komen. Van antennes met een exact symmetrische stroomverdeling (elektrische of magnetische dipolen) bevindt het stralingscentrum zich in het midden van de antenne.

Van een verticaal opgestelde halve golf staaf welke aan het eind gevoed wordt, ligt het stralingscentrum bij goede benadering 0.22*lambda boven de antennevoet.

Van antennes welke ten opzichte van een ingegraven aardnetwerk gevoed worden (zoals middengolf antennes) wordt meestal het stroomcentrum opgegeven. Dit is het zwaartepunt van de stroomverdeling. Voor een verticale kwartgolf straler ligt dit op ongeveer 0.15*lambda boven het voedingspunt. Voor een halve golf straler ligt dit op ongeveer 0.22*lambda boven het voedingspunt. De ligging van het stralingscentrum van dit soort antennes is sterk afhankelijk van de grondgeleiding op het pad van TX naar RX antenne. Daarom wordt het begrip bij dergelijke antennes niet vaak gebruikt.
Terug naar TeTech

Hoewel voor antennes niet van belang, is het wel opmerkelijk. Indien EM straling (dus ook licht) van richting verandert of (gedeeltelijk) geabsorbeerd wordt, dan oefent de straling een druk op het oppervlak uit. De druk is maximaal indien de straling loodrecht invalt en volledig gereflecteerd wordt.

Druk (P) = 2*PFD/c

Druk in N/m² (Pa), PFD = vermogensdichtheid van de EM straling in W/m², c = lichtsnelheid in m/s.

In de aardse praktijk is de invloed van stralingsdruk te verwaarlozen (c is zo groot).

De stralingsdruk t.g.v. loodrecht invallende straling wordt veroorzaakt door de krachtwerking van het B-veld (B = u*H) op de gëinduceerdeoppervlakte stroom in het geleidend vlak (deze zijn in de tijd gezien in fase). De oppervlaktestroom wordt opgewekt door de E-veld component van de straling.

Men kan de stralinsdruk ook bepalen aan de hand van Quantummechanica. Van belang is: Vermogensintensiteit (PFD [w/m²]), E = h*f = mc² (E = energie [J, W*s], h = constante van Planck), het momentum van een photon (p = h*f/c² [kg]), het aantal photons dat per m² passeert (N = PFD/(h*f), N=aantal fotonen/s per m²) en tot slot F = d(momentum)/dt. Bij volledige reflectie komt men op hetzelfde resultaat P = 2*PFD/c.

Hiermee is een rechtstreekse link gelegd tussen quantummechanica en tradionele EM-veld theorie weaarbij golven als een continu in plaats van discreet verschijnsel gezien worden.
Terug naar TeTech

De Stralingsintensiteit (eng: "Radiation Intensity", ook wel "Radiant Intensity") is de hoeveelheid vermogen dat per ruimtehoek (Solid Angle) uitgestraald wordt. De eenheid is W/sr, symbool meestal U (Krauss) en in de radiometrie I. Het begrip komt men veelvuldig tegen in de fotometrie ("luminous Intensity", lichtsterkte, I_v [in Candela, lm/sr]), radiometrie en, in mindere mate, bij de behandeling van antennes. Zie ook "steriadiaal".

Een naar alle kanten uniform stralende bron met een vermogen van 1 Watt, produceert een stralingsintensiteit van:
P/(4*pi) = 1/4pi W/sr.
In dit geval overeenkomend met 80 mW/sr. Het getal neemt niet af met toenemende afstand omdat het een vermogen per ruimtehoek betreft.

Er geldt:

   PFD = U/r²

waarin: PFD = vermogensdichtheid in W/m², U = de Stralingsintensiteit in een bepaalde richting, in W/sr, r = de afstand tussen bron en het waarnemingspunt in die bepaalde richting, in m.

De hoek ten opzichte van het aardoppervlak waaronder de meeste energie uitgestraald wordt. Het begrip komt overeen met de elevatie waaronder de meeste energie uitgestraald wordt. Begrip wordt vooral gebruikt in geval van HF communicatie. Om via Ionosferische reflectie een bepaald gebied te bereiken is naast de frequentiekeuze ook de hoek waaronder de antenne uitstraalt van belang.

Grote afstanden (boven 3000 km) vereisen een kleine take off angle, afstanden beneden 1000 km welke via de ruimtegolf overbrugt dienen te worden vereisen in de regel een grotere take off angle. Afstanden in orde van 100 km, welke niet met de grond golf te overbruggen zijn, vereisen nagenoeg verticale opstraling (90 graden take off angle).

Zie ook ionosferic scattering.
In de troposfeer (dat is dat gebied van de atmosfeer waar ons weer zich afspeeld, hoogte tot 13 km) kunnen ten gevolge van turbulenties, brekingsindex verschillen ontstaan (lokale temperatuur, druk, en vochtigheidsverschillen op ongeveer 10 km hoogte). Deze onregelmatigheden zorgen ervoor dat een stralenbundel van geschikte frequentie iets uiteenwaait (doch wel zeer onregelmatig, net als een lichbundel in een verticaal opsteigende warme luchtstroom). Indien een bundel onder zeer lage hoek uitgestraald wordt, is een geringe uitwaaiing in orde van 10 graden voldoende om een gedeelte van de straling weer terug te krijgen op aarde.

Troposcatter systemen maken van dit principe gebruik. De demping is echter hoog (het scattereffect is erg zwak) en het golffront na reflectie is onregelmatig waardoor de effectieve gain van de antennes ver achter blijft bij de maximale gain. Frequenties hoger dan 500 MHz worden toegepast in combinatie met antennes met effectieve oppervlakten van 10m2 of meer (militaire systemen). Door de 10km hoogte waarop de scattering plaatsvindt zijn in de praktijk afstanden in orde van 400km overbrugbaar. Commerciële toepassingen zijn er niet.
Terug naar TeTech

Troposferic Propagation is de verzamelnaam voor alle propagatieverschijnselen welke zich voor kunnen doen tussen de aarde en de top van de troposfeer. In de troposfeer speelt zich ons weer af en deze heeft een top van ong 15 km.

Hieronder vallen: Ducting, troposcatter, groundgolf propagatie, superrefraction, etc.

Het twee stralenmodel is een model om de overdracht tussen twee antennes uit te rekenen waarbij in de overdracht alleen de via de op aarde gereflecteerde golf (reflectiecoëfficient = -1) en de direct zicht golf betrokken wordt. Vandaar de naam tweestralenmodel.

Er geldt: P_TX/P_RX = h₁²*h₂² /r⁴

Indien 2*h₁*h₂ /r < 0.15*lambda (zo niet, ga dan uit van vrije veld overdracht, of gebruikt de volledige formule zonder sinusbenadering). Er is uitgegaan van twee isotrope antennes, correctie voor de daadwerkelijke gain is dus noodzakelijk.

Resultaten komen het beste overeen met de praktijk indien de afstand tussen de antennes aanmerkelijk kleiner is dan de som van de radiohorizon voor beide antennes. Men dient de hoogtes niet te corrigeren voor aardkromming(dus gebruik de gemiddelde terreinhoogte). Deze formule is in het geheel onbruikbaar indien oppervlaktegolf propagatie dominant is (zoals bij middengolf- en lange golfzenders).

Het tweestralen model gaat er vanuit dat de gereflecteerde golf in tegenfase is met de direct zicht golf en even sterk is als de direct zicht golf. Dit gaat niet op voor frequenties in het MF gebied in geval van verticale polarisatie. In dat geval is de oppervlaktegolf component dominant. Als verticale golven onder een hoek invallen in de buurt van de brewster angle, is de gereflecteerde golf sterk verzwakt. Dit doet zich onder meer voor dicht bij hoge antennemasten. Pas dus op met het zomaar toepassen van dit model.

Het afnemen van de overdracht als functie van 1/r⁴ komt ook naar voren in veel propagatiemodellen op basis van empirische of semi-empirische resultaten.
Terug naar TeTech

Dit is de tijd op de nulmeridiaan (welke door het Engelse Greenwich loopt). De aanduiding is UTC (Uniform Time Coordinate, TUC in landen met romaanse taal [spaans, frans, italiaans, etc]). De oude benaming is GMT (Greenwich Mean Time). Deze tijd is vast en kent dus geen zomer of wintertijd.

Landen welke ten oosten van de nulmeridiaan liggen (Europa, Azie), hebben een locale tijd welke vóór loopt op UTC. Landen ten westen van de nulmeridiaan (N en S Amerika, Groenland) hebben een locale tijd welke achter loopt op UTC.

De tijdzones worden ook met letters aangeduid (militair, wordt in de civiele wereld niet gebruikt). UTC is daarbij de Z tijd (Zulu time). De Nederlandse wintertijd (UTC+1) is hierbij Alpha Time. Nederlandse zomertijd (UTC+2) is Bravo time. De letters worden achter de 24 uurs tijdsaanduiding geplaatst. 1 uur nederlandse zomertijd komt overeen met 13.00B (komt overeen met 11.00Z = 11.00UTC). De letters I en O worden overgeslagen (om verwarring met de "een" en "nul" te voorkomen).
Terug naar TeTech

De vergelijkingen van Maxwell zijn 4 wiskundige vergelijkingen welke het gedrag van het E- en H-veld beschrijven zoals dat optreedt in het vacuüm, isolatoren en (half)geleiders. Zij beschrijven ook de wederzijdse wisselwerking tussen het E- en H-veld. Zij zijn officieel gepubliceerd in 1873.

De grote verdienste van James Clerk Maxwell voor EM-veld theorie, is de eerste wet van Maxwell. Deze zegt dat, naast bewegende elektronen, ook een wisselend elektrisch veld in vacuüm een magnetisch veld opwekt. Het opgewekte H-veld is recht evenredig met de capacitieve stroom (verplaatsingstroom, verschuivingstroom, doorschuivingsstroom). De doorschuiving tussen twee platen is gelijk aan:

Verplaatsingstroom = Epsilon * Aplaat * dE/dt.

E = elektrische veldsterkte in V/m, Epsilon = diëlektrische permittiviteit in F/m, Aplaat = oppervlak van een van de twee platen waartussen het E-veld zich bevindt in m².

Door deze toevoeging aan het verband tussen magnetisch veld en elektrische stroom, wordt beschreven dat ook in het vacuüm energie in het E-veld kan overgaan naar energie in het H-veld en omgekeerd. Het kunnen overgaan van "potentiële" energie (E-veld) naar "kinetische" energie (H-veld) en omgekeerd, is een voorwaarde voor het kunnen ontstaan van oscillatie en golven.

Maxwell beschreef hiermee het bestaan van radiogolven reeds voordat Heinrich Hertz (1888) en Tesla (1893) deze doelbewust opwekten en detecteerden.

De vermogensdichtheid is de hoeveelheid golf- of stralingsenergie welke per seconde per m² passeert door een vlak loodrecht op de golfuitbreidingsrichting (de voortplantingsrichting). De eenheid is W/m². Dit begrip wordt gebruikt overal waar stralings/golfverschijnselen optreden (akoestiek, optica, elektromagnetische velden). Verwar het begrip vermogensdichtheid van een stralingsveld niet met het begrip stralingsintensiteit.

Een naar alle kanten stralende bron met een vermogen van 1 Watt, produceert op een afstand van 10 m een vermogensdichtheid van P/(4*pi*r²). In dit geval overeenkomend met 800uW/m².
Door een oppervlak van 0.1m², passeert in dit geval 80uW. In de regel neemt voor vrije veld situaties de vermogensdichtheid met 75 procent af, per verdubbeling van de afstand tot de bron.

De grootte en richting van de vermogensdichtheid wordt gevonden door het uitwendig product van de E en H component waaruit het Electro Magnetisch veld opgebouwd is (de poynting vector).

Zie ook Stralingsintensiteit (Radiation Intensity).

In de radiometrie wordt de vermogensdichtheid op een vlak aangeduid met: bestralingssterkte, stralingsfluxdichtheid (eng: Irradiance, Irradiated flux density), symbool E [W/m²].

Hoewel de eenheden hetzelfde zijn als van het begrip vermogensdichtheid, zijn het verschillende begrippen.
Vermogensdichtheid zegt iets over de bron, Bestralingssterkte zegt iets over hoeveel straling op een vlak terecht komt. Kortom er wordt bedoelt het aantal W/m² dat op een vlak terecht komt en niet de sterkte van de bron boven het vlak. Als alle straling langs een vlak gaat, is de bestralingssterkte namelijk 0, ondanks dat de bron een hoge stralingssterkte kan hebben (cosinuswet).

In de verlichtingstechniek (fotometrie) wordt een soortegelijk begrip gebruikt (maar wat meestal niet overeenkomt met de vermogensdichtheid van de op een vlak invallende straling). Het betreft de verlichtingssterkte (E_v in lx, lm/m2). Ook hier betreft het het effect van het licht op het vlak, en dit hoeft niet gelijk te zijn aan de sterkte van de bron boven het vlak.

Indien een stralenbundel een medium of object passeert en een gedeelte van de straling wordt in diverse andere richtingen heruitgezonden, dan spreekt men van scattering of verstrooiing. In het geval van scattering is meestal sprake van een combinatie van refractie, diffractie, reflectie en absorptie. Ook reflectie of diffractie welke om wat voor reden dan ook sterk tijdafhankelijk is, wordt aangeduid met het begrip scattering.

Alle constructies welke veel kleiner dan een golflengte zijn en andere eigenschappen hebben dan lucht, verstrooien de straling. Een mooi voorbeeld is rook in een lichtstraal welke niet het oog treft. Door de verstrooiing van een klein gedeelte van de stralenbundel door de rook, bereikt een gedeelte van het ligt het oog en kan men toch zien waar de straal loopt. Scattering vindt ook plaats op opjecten welke veel groter dan de golflengte zijn en grillige vormen hebben. Denk bijvoorbeeld aan overvliegende vliegtuigen. Via vliegtuigreflectie is eveneens communicatie mogelijk. Door de vlieghoogtye (max 13 km) is dit beperkt tot in orde van 400 km.

In de atmosfeer treden op grote schaal veranderingen van brekingsindex op. Denk aan wolken. Door het vocht is onder andere de brekingsindex groter (waardoor golven iets minder snel gaan dan door droge lucht). Het golffront wordt dan afgebogen maar er treedt eveneens hertransmissie op in richtingen welke niet echt voorspelbaar zijn.. Sterke scattering kan optreden in regen of hagelbuien. Scattering in de bovenste lagen van de troposfeer maken lange afstandscommunicatie mogelijk over afstanden in orde van 400 km.

Scattering in media welke sterk in beweging zijn (turbulentie in wolken, regen, hagel, aluminium sliertjes (chaf)) hebben sterk tijdafhankelijk eigenschappen. Zowel de amplitude van de ontvangen golf als de fase ondergaan sterke veranderingen (dit uit zich in fading). Deze fading kan ten gevolge van de snelle veranderingen dusdanig snel zijn dat de amplitude en faseveranderingen in het audio gebied terecht komen. Een in eerste instantie strak klinkend signaal, gaat dan bijzonder ruiserig klinken.
Terug naar TeTech

Een vlakke EM golf is een EM golfverschijnsel waarbij de E en H component haaks op elkaar staan en in de tijd gezien in fase zijn. E en H staan loodrecht op de golfuitbreidingsrichting. Overal in het gebied van de vlakke golf is de sterkte van de golf gelijk.

Onder een karakteristiek afgesloten striplijn, waarvan de breedte veel groter is dan de hoogte, bevindt zich bij zeer goede benadering een verticaal gepolariseerde vlakke golf. De E veldlijnen staan verticaal en H veldlijnen lopen horizontaal tussen de platte geleiders door. Voor een vlakke golf in lucht geldt dat E/H=377 Ohm voor de vermogensdichtheid (phi.P) geldt Phi.p=0.5E*H (E en H zijn veldamplituden).

In principe produceert een antenne een sferisch veld (de veldlijnen lopen bolvormig). Echter indien de afstand tussen de zendantenne en het volume waarin de golf vlak dient te zijn veel groter is dan de afmetingen van het volume, dan is de golf als vlak te beschouwen. In de praktijk is het opwekken van een vlakke golf in een groot volume lastig, omdat men vaak ook te maken krijgt met reflecties.
Terug naar TeTech

Dit is de snelheid waarmee een golfverschijnsel zich uitbreidt. De eenheid is m/s, als symbool wordt meestal c gebruikt (c₀ voor de lichtsnelheid in vacuüm). De snelheid wordt bepaald door de eigenschappen van het medium. In geval van geluid geldt hoe lager de soortelijke massa, en hoe hoger de elesticiteitsmodulus of lineaire samendrukbaarheid, hoe hoger de voortplantingssnelheid (c = sqrt{E.modulus/soort.massa}) in geval van longitudinale golven (dus geen golven op het wateroppervlak). In lucht is c in orde van 330m/s, in water in orde van 1500 m/s in staal of aluminium 5100m/s (afhankelijk van de vorm). De golflengte wordt gevonden door middel van lambda = c/f

Voor EM golven geldt voor media met frequentieonafhankelijke diëlectrische constante en magnetische permeabiliteit: c=c₀/sqrt{diel.const.*magn.permeab} Voor het vacuüm komt dit neer op ongeveer 299.7*10⁶ m/s (3*10⁸ m/s, bij benadering gelijk aan c₀). Het begrip wordt ook gebruikt voor gebonden golfuitbreiding (coaxiale kabels, striplines, golfpijpen, oppervlakte golven, etc).

Eigenlijk kan men slechts van een voortplantingssnelheid spreken, als amplitude of frequentievariaties net zo snel gaan als de golven waarop zij gemoduleerd zijn. De snelheid van het golfverschijnsel vindt men door: c=lambda*freq. Dit gaat op voor EM straling in niet geïoniseerde obstakelvrije media, striplines, coaxkabels, etc. Voor geluid gaat dit op voor praktisch alle vaste stoffen en vloeistoffen. In dergelijke gevallen gedraagt het medium zich als een "echte" vertragingstijd met een vertragingstijd ter grootte van de te overbruggen aftand gedeeld door c (m/(m/s)=s hetgeen tijd is). Het signaal aan de uitgang heeft dan exact dezelfde vorm als het ingangssignaal (meestal alleen lager in amplitude). Zie ook fasesnelheid en groepsnelheid.

Men spreekt ingeval van golven van een vrije veld situatie als uitsluitend de direct zicht straal ongehinderd de RX antenne kan bereiken. In dat geval neemt het door de RX antenne afgegeven vermogen af met r² (indien men zich in het verre veld bevindt). Er geldt dan:

P_RX/P_TX = G_TXi*G_RXi*lambda² / (4*pi*r)².

Voor de veldsterkte op een zekere afstand geldt:

E[V/m] = 5.5 *sqrt(G_TXi * P_TX[W]) / r[m].

De gain van de antennes dient als factor ingevuld te worden, dus niet in dB's.

Deze formule kan men gebruiken voor een allereerste ruwe inschatting voor als men zich relatief dicht bij de zendantenne bevindt. Voor de antennegain dient u te gebruiken de gain in de richting waar u zich bevindt (deze hoeft niet gelijk te zijn aan de maximale gain).

Uit de definitie van het vrije veld blijkt het verschil tussen de definities verre en vrije veld. De verre veld afstand wordt bepaald door de antenneafmetingen en golflengte, het vrije veld zegt uitsluitend iets over de propagatieomstandigheden.
Terug naar TeTech

Zonnevlekken zijn daadwerkelijk vlekken op de zon welke door middel van speciale opnameapparatuur gefotografeerd kunnen worden. Deze zonnevlekken stralen echter sterker dan het normale zonoppervlak. De zon is de energiebron voor de ionisatiegraad van de ionosfeer. Veel zonnevlekken zorgen voor sterke ionisatie in de ionosfeer waardoor HF communicatie op relatief hoge frequenties mogelijk is. In tijden van weinig zonnevlekken is op het hoge deel van het HF spectrum (20-30 MHz), minder goede communicatie mogelijk.

De zonnevlekken tonen een regelmatig minimum en maximum met een periode van ongeveer 11.1 jaar. De sterkte van de zonnevlekken wordt aangegeven door het "sun spot number". U heeft dit getal nodig indien u gebruik maakt van HF propagatiesoftware. Het sun spot number (dat in de tijd gezien sterk varieert) is van diverse internet sites te halen.
Terug naar TeTech