Радіохвилі КВ радіостанція так само, як і світло, поширюються прямолінійно. Але вони можуть долати багато тисяч кілометрів, огинаючи земну кулю величезними стрибками від декількох сотень до 3000 км і більш, відображаючись поперемінно від шару іонізованого газу і від поверхні Землі або від води.
Ще в 20-х роках нашого століття вважалося, що радіохвилі коротше 200 м взагалі не придатні для телекомунікації через сильне поглинання. І, ось коли були проведені перші експерименти по подальшого вдоско прийому коротких хвиль через Атлантику між Європою і Америкою, англійський фізик Олівер Хевісайда і американський інженер-електрик Артур Кеннел незалежно один від одного припустили, що десь навколо Землі існує іонізований шар атмосфери, здатний відображати радіохвилі. Цей шар отримав назву Хевісайда-Кеннел, ил іоносфери.
За сучасними уявленнями іоносфера складається з отріцателіно заряджений вільних електронів і позитивно заряджений іонів, в основному молекулярного кисню O + і окису азоту NO +. Іони і електрони утворюються в результаті іонізації, яка полягає у відриві електрона від нейтральної молекули газу. А для того, щоб відірвати електрон, необхідно затратити деяку енергію - енергію іонізації, основним джерелом якої для іоносфери є Сонце, точніше його ультрафіолетове, рентгенівське і корпускулярне випромінювання.
Поки газова оболонка Землі освітлена Сонцем, в ній безперервно утворюються всі нові і нові електрони, але одночасно частина електронів, стикаючись з іонами, знову утворює нейтральні частинки - атоми і молекули. Після заходу Сонця утворення нових електронів майже припиняється і число вільних електронів починає спадати. Взагалі, чим більше вільних електронів в іоносфері, тим краще від неї відображаються хвилі високої частоти. А якщо електронів моло, то далеке проходження спостерігається тільки на низькочастотних КВ діапазонах. Ось чому вночі, як правило, можливий прийом дальніх станцій лише в діапазонах 75, 49, 41 і 31 м.
Електрони розподілені в іоносфері нерівномірно. На висоті від 50 до 400 км є декілька шарів або областей підвищеної концентрації електронів. Ці області плавно переходять одна в іншу і по-різному впливають на поширення радіохвиль КВ діапазону.
Сама верхня область, до речі, сама щільна, отримала назву області F. Вона расчположена на висоті понад 150 км над поверхнею Землі і грає основну відбивну роль при дальньому розповсюдженні радіохвиль високочастотних КВ діапазонів. Іноді в літні місяці область F розпадається на два шари - F1 і F2. Шар F1 може займати висоти від 200 до 250 км, а шар F2 як би "плаває" в інтервалі висот 300. 400 км. Зазвичай шар F2 іонізований значно сильніше за шар F1. Вночі шар F1 зникає, а шар F2 залишається, поволі втрачаючи до 60% своєї іонізації.
Нижче області F на висотах від 90 до 150 км розташована область E, іонізація якої походить під впливом м'якого рентгенівського випромінювання Сонця. Зазвичай ступінь іонізації області E нижче, ніж області F. Проте вдень прийом станцій низькочастотних КВ діапазонів 31 і 25 м відбувається при віддзеркаленні сигналів від області E. Зазвичай це станції, розташовані на відстані 1000. 1500 км. Вночі в області E іонізація різко зменшується, але і в цей час вона продовжує відігравати помітну роль в прийомі сигналів станцій діапазонів 41, 49 і 75 м.
Великий інтерес для пріёмасігнало високочастотних КВ діапазонів 16, 13 і 11 м представляють утворюються в області E прошарку (точніше хмари) сильно підвищеної іонізації. Площа цих хмар може змінюватися від одиниць до сотень квадратних кілометрів. Цей шар підвищеної іонізації отримав назву - спорадичний шар E і позначається Es. Хмари Es можуть переміщатися в іоносфері під впливом вітру і досягати швидкості до 250 км / год. Влітку в середніх широтах в денний час походження радіохвиль за рахунок хмар Es за місяць буває 15. 20 днів. В районі екватора він присутній майже завжди, а у високих широтах зазвичай з'являється вночі. В роки низької сонячної активності, коли немає проходження на високочастотний КВ діапазонах, іноді, як подарунок, на діапазонах 16, 13 і 11 м з хорошою гучністю раптом з'являються дальні станції, сигнали яких багато разів відобразилися від Es.
Сама нижня область іоносфери - область D розташована на висотах між 50 і 90 км. Тут порівняно мало вільних електронів. Від області D добре відображаються довгі і середні хвилі, а ось сигнали станцій низькочастотний КВ діапазонів сильно поглинаються. Це вдень, а після заходу Сонця іонізація дуже швидко зникає і з'являється можливість приймати дальні станції в діапазонах 41, 49 і 75 м, сигнали яких відбиваються від шарів F2 і E.
Але це єдиний шлях хвилі в іоносфері по дорозі від передатчіа до вашого приймача. Іноді створюються такі умови, при яких хвиля, отразівшіся від шару F2, що не повертається назад до Землі, а поширюється, відбиваючись поперемінно від шарів E (Es) і F2. Хвиля як би потрапила в іоносферний хвилевід і проходить багато тисяч кілометрів при отномітельно малому ослаблення.
А ось відповідні умови для виходу хвилі з цього хвилеводу звичайно утворюються в місці прийому при сході або заході Сонця. Зазвичай це дає можливість приймати станції, розташовані на протилежний точці земної кулі. Це явище найбільш явно виражено на низькочастотних КВ діапазонах. Тривалість такого прёма в діпазоні 75 м може бути близько години. При переході на більш короткохвильові діапазони цей час скорочується.
В цей статті при описі іоносфери і поширення в ній сигналів КВ станцій абсолютно не враховувалися цикли сонячної активності і обурення в іоносфері, пов'язані з "живим" Сонцем. Про це, а також як самому зробити прогноз проходження - в наступній статті.
Радіохвилі КВ радіостанцій можуть долати багато тисяч кілометрів, огинаючи земну кулю величезними стрибками, відбиваючись поперемінно від різних областей іоносфери і від поверхні Землі.
Радіохвилі різної частоти від передавача в пункті A потрапляють в пункт B, де розташований приймач. Волно m робить два стрибка, двічі отразівшіся від області F і від Землі в пункті Б. Хвиля n робить ті ж два стрибка, але відбивається від області E. А ось хвиля K потрапила і хвилевід між областями F і E.
Звичайно, тут зображена ідеальна картина поширення радіохвиль. В реальних умовах все значно складніше.