Диапазон УКВ очень широк. Со стороны низких частот диапазон УКВ примыкает к КВ, а со стороны высоких — граничит с длинными инфракрасными волнами. Граница УКВ 10 м была определена тем, что, как ранее считалось, на эти волны ионосфера, как правило, уже не оказывает влияния, и они могут распространяться только на небольшие расстояния.
Диапазон УКВ подразделяют на четыре поддиапазона: метровые волны (10—1 м), дециметровые (1 м—10 см), сантиметровые (10—1 см) и миллиметровые (короче 1 см). Каждый из этих поддиапазонов находит свое применение в технике. Так, диапазон метровых волн используется для телевидения, частотно-модулированного вещания, навигации, радиоастрономии, радиосвязи на сверхдальние расстояния. Диапазоны дециметровых и сантиметровых волн используются в телевидении, радиолокации, многоканальной связи, на космических радиолиниях различного назначения. Диапазон миллиметровых волн с каждым годом осваивается все шире и находит применение в радиолокации и для передачи широкополосных сигналов на небольшие расстояния.
Радиолюбителям выделены для работы полосы частот во всех поддиапазонах: в метровом 144—146 МГц; в дециметровом 430—440 и 1215—1300 МГц; в сантиметровом 5,65—5,67, 10,0—10,5, 21,0—22,0 ГГц.
Широкая полоса частот может быть передана только на радиоволнах ультракоротковолнового диапазона. Все другие диапазоны, в частности коротковолновый, настолько загружены, что желательно перевести в диапазон УКВ возможно большее число радиолиний. Это тем более осуществимо, что регулярное распространение УКВ на расстояние свыше 1000 км возможно, причем на УКВ радиолиниях в арктических районах не проявляются нарушения, свойственные КВ. В диапазоне УКВ возможно создание остронаправленных антенн с большим коэффициентом усиления, а значит, можно сконцентрировать излученную мощность в строго заданном направлении.
В изучении распространения УКВ за последние годы выполнено много теоретических и экспериментальных работ. Большой вклад в это дело внесли советские ученые Б. А. Введенский, В. А. Фок, М. А. Колосов и др. Многие вопросы, однако, еще не решены и требуют дальнейшей сложной теоретической, а также длительной и обширной экспериментальной работы.
Встречающиеся в практике случаи распространения УКВ удобно классифицировать следующим образом:
- Распространение на небольшие расстояния (до 5—6 км), когда можно пренебречь сферичностью Земли и считать ее плоской.
- Распространение на расстояния, не превышающие пределов видимого горизонта для реальных высот подъема антенн (до 80—100 км).
- Распространение на те же расстояния (до 80—100 км), но в гористой местности или в большом городе, когда на пути распространения волны имеются значительные препятствия.
- Тропосферное распространение радиоволн, т. е. распространение под влиянием нижних слоев атмосферы (до 200—600 км).
- Ионосферное распространение радиоволн, вызываемое влиянием верхних ионизированных слоев атмосферы (свыше 1000 км).
- Распространение на космических радиолиниях в пределах и за пределами атмосферы Земли и в атмосферах других планет.
В соответствии с этой классификацией в настоящей и следующих главах рассмотрены особенности распространения УКВ.