Главное различие электромагнитных волн — их частота, т. е. число колебаний в секунду. Единица частоты — герц (Гц) — одно колебание в секунду.

Радиоволны длиной 100—10 км (частота 3— 30 кГц) ), называемые сверхдлинными (СДВ) и длиной 10—1 км (частота 30— 300 кГци - длинными (ДВ) волнами, распространяются в свободном пространстве вдоль поверхности Земли днем и ночью и мало поглощаются водой. Поэтому их используют, например, для связи с подводными лодками. Однако они сильно ослабевают по мере удаления от передатчика, и поэтому передатчики должны быть очень мощными.

Волны длиной 1000—100 м (частота 0,3— 3 МГц), так называемые средние волны (СВ), днем сильно поглощаются ионосферой (верхним слоем атмосферы, имеющим большую концентрацию ионов — заряженных атомов, образующих ионосферу) и быстро ослабевают, а ночью ионосфера их отражает. Средние волны используют для радиовещания, причем днем можно слышать только близкорасположенные станции, а ночью — и очень удаленные.

Волны длиной 100—10 м (частота 3— 30 МГц), называемые короткими (KB) приходят к антенне приемника, отражаясь от ионосферы, причем днем лучше отражаются более короткие, а ночью — более длинные из них. Для таких радиоволн можно создавать антенны передатчиков, которые излучают электромагнитную энергию направленно, фокусируют ее в узкий луч, и таким образом увеличивать мощность сигнала, идущего к антенне приемника. На коротких волнах работает большинство станций радиосвязи — корабельных, самолетных и т. д., а также многие радиовещательные станции.

Радиоволны длиной 10 м —0,3 мм (частота 30 МГц—1 ТГц), называемые ультракороткими (УКВ), не отражаются и не поглощаются ионосферой, а, подобно световым лучам, пронизывают ее и уходят в космос. Поэтому связь на УКВ возможна только на таких расстояниях, когда антенна приемника «видит» антенну передатчика, т. е. когда ничто между антеннами (гора, дом, выпуклость Земли и т. д.) не преграждает путь этим волнам. Поэтому УКВ используют в основном для радиорелейной связи, телевидения, спутниковой связи, а также в радиолокации.

Распространение радиоволн

Расстояние, на котором возможно осуществление радиосвязи, зависит от выбранной частоты, мощности передатчика, чувствительности приемника, типа и размещения антенной системы, условий распространения. Для конкретного радиооборудования и антенн, установленных на судне, основным фактором, определяющим дальность связи, является выбранная частота (длина волны).

Радиоволны различных диапазонов распространяются на различные расстояния.

Распространение радиоволн зависит от свойств атмосферы. Нижняя, наиболее плотная часть атмосферы называется тропосферой и простирается до высоты 10-12 км. Выше расположена стратосфера, верхняя граница которой лежит на высоте 60-80 км. Далее находится ионосфера, которая характеризуется малой плотностью газа. Под действием солнечной радиации молекулы газа ионизируются, то есть распадаются на ионы и свободные электроны. Ионизированный газ обладает свойством электропроводности и может отражать радиоволны.

Ионосфера неоднородна; некоторые ее слои ионизированы наиболее сильно. Различают слои ионосферы D, Е и F Степень ионизации атмосферы зависит от интенсивности солнечной радиации и изменяется в различное время суток и года.

Днем и в летнее время проводимость и толщина ионизированных слоев увеличивается, а ночью и в зимнее время степень ионизации уменьшается. Ионизация также изменяется вместе с солнечной активностью с периодом 11; с ростом числа солнечных пятен активность слоев растет. Слои D и Е ночью исчезают, а слой F днем делится на два слоя: F1 и F2. Более низкие частоты отражаются нижними слоями ионосферы, а более высокие частоты проходят сквозь нижние слои и отражаются более высокими слоями.

Частоты выше 30 МГц проходят сквозь все слои ионосферы. Таким образом, каждый слой в каждое время имеет граничную частоту Fc, являющуюся наивысшей частотой, отражающейся в данное время от этого слоя. Частоты выше Fc проходят сквозь слой без отражения. Следует отметить, что для устойчивой связи в диапазоне коротких волн важно правильно выбрать частоту, так называемую «максимально приемлемую частоту» (Maximum Usable Frequency — MUF), которая составляет около 85% от частоты Fc.

Радиоволны, которые распространяются вдоль земной поверхности, называются поверхностными волнами, а радиоволны, распространяющиеся под различными углами к поверхности земли, называются пространственными.