การแพร่กระจายแบบมองเห็นได้โดยตรงเป็นลักษณะเฉพาะของ การแพร่กระจาย ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าหรือคลื่น เสียง ซึ่งหมายความว่าคลื่นสามารถเดินทางได้เฉพาะในเส้นทางที่มองเห็นได้โดยตรงจากแหล่งกำเนิดไปยังตัวรับโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง^{[ 1 ]}การส่งผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารวมถึงการปล่อยแสงที่เดินทางเป็นเส้นตรงรังสีหรือคลื่นอาจถูกเลี้ยวเบนหักเหสะท้อนหรือดูดซับโดยบรรยากาศและสิ่งกีดขวางที่มีวัสดุ และโดยทั่วไปไม่สามารถเดินทางข้ามขอบฟ้าหรือหลังสิ่งกีดขวางได้

ตรงกันข้ามกับการแพร่กระจายคลื่นแบบมองเห็นได้โดยตรง ที่ความถี่ต่ำ (ต่ำกว่าประมาณ 3 เมกะเฮิร์ตซ์ ) เนื่องจากการเลี้ยวเบนคลื่นวิทยุสามารถเดินทางเป็นคลื่นพื้นดินซึ่งเคลื่อนที่ไปตามแนวขอบฟ้าของโลก ทำให้ สถานี วิทยุ AM สามารถ ส่งสัญญาณได้ไกลเกินขอบฟ้า นอกจากนี้ ความถี่ใน ช่วง คลื่นสั้นระหว่างประมาณ 1 ถึง 30 เมกะเฮิร์ตซ์ สามารถหักเหกลับมายังโลกโดยชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์เรียกว่า การแพร่ กระจายคลื่นฟ้าหรือ "ข้าม" ทำให้การส่งสัญญาณวิทยุในช่วงนี้มีศักยภาพในการครอบคลุมทั่วโลก  

อย่างไรก็ตาม ที่ความถี่สูงกว่า 30  เมกะเฮิร์ตซ์ ( วีเอชเอฟขึ้นไป) และในชั้นบรรยากาศระดับต่ำ ผลกระทบทั้งสองอย่างนี้ไม่มีนัยสำคัญ ดังนั้น สิ่งกีดขวางใดๆ ระหว่างเสาอากาศส่งสัญญาณ ( ตัวส่ง ) และเสาอากาศรับสัญญาณ ( ตัวรับ ) จะปิดกั้นสัญญาณ เช่นเดียวกับแสงที่ดวงตาอาจรับรู้ได้ ด้วยเหตุนี้ เนื่องจากความสามารถในการมองเห็นเสาอากาศส่งสัญญาณด้วยสายตา (โดยไม่คำนึงถึงข้อจำกัดของความละเอียดของดวงตา) จึงสอดคล้องกับความสามารถในการรับสัญญาณวิทยุจากเสาอากาศนั้น ลักษณะการแพร่กระจายสัญญาณที่ความถี่เหล่านี้จึงเรียกว่า "ระยะสายตา" จุดที่ไกลที่สุดของการแพร่กระจายสัญญาณเรียกว่า "ขอบฟ้าวิทยุ"

ในทางปฏิบัติ คุณลักษณะการแพร่กระจายของคลื่นวิทยุเหล่านี้จะแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับความถี่ที่แน่นอนและความแรงของสัญญาณที่ส่ง (ซึ่งเป็นฟังก์ชันของทั้งคุณลักษณะของเครื่องส่งและเสาอากาศ) วิทยุ FM ที่ออกอากาศ ในความถี่ค่อนข้างต่ำประมาณ 100  MHz จะได้รับผลกระทบจากอาคารและป่าไม้ค่อนข้างน้อย

เครื่องส่งสัญญาณ ไมโครเวฟกำลังต่ำอาจถูกรบกวนโดยกิ่งไม้ หรือแม้แต่ฝนตกหนักหรือหิมะ การมีวัตถุที่ไม่ได้อยู่ในแนวสายตาโดยตรงอาจทำให้เกิดปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนซึ่งรบกวนการส่งสัญญาณวิทยุ เพื่อให้การแพร่กระจายสัญญาณดีที่สุด บริเวณที่เรียกว่าโซนเฟรสเนล แรก ควรปราศจากสิ่งกีดขวาง

รังสีสะท้อนจากพื้นผิวของดินโดยรอบหรือน้ำทะเลอาจหักล้างหรือเสริมสัญญาณโดยตรงได้ ผลกระทบนี้สามารถลดลงได้โดยการยกเสาอากาศหนึ่งหรือทั้งสองต้นให้สูงขึ้นจากพื้นดิน การลดลงของการสูญเสียที่เกิดขึ้นเรียกว่าอัตราขยายความสูง (height gain )

ดูเพิ่มเติมที่หัวข้อ การแพร่กระจายสัญญาณโดยไม่เห็นเส้นตรงสำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อบกพร่องในการแพร่กระจายสัญญาณ

สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงความโค้งของโลกใน การคำนวณเส้นทางการมองเห็นจากแผนที่ เมื่อไม่สามารถมองเห็นตำแหน่งโดยตรงได้ การออกแบบระบบไมโครเวฟในอดีตใช้รัศมีโลก 4/3 ใน การคำนวณระยะห่างตามเส้นทาง

แม้ว่าคลื่นความถี่ที่โทรศัพท์มือถือ ใช้ จะอยู่ในระยะสายตา แต่ก็ยังสามารถใช้งานได้ในเมือง ซึ่งเป็นไปได้ด้วยปัจจัยหลายประการดังต่อไปนี้:

• การแพร่กระจาย 1 / r4 บนภูมิทัศน์  ^บนดาดฟ้า
• การเลี้ยวเบนลงสู่ "ช่องถนนแคบๆ" ด้านล่าง
• การสะท้อนแสง หลายเส้นทางตามแนวถนน
• การหักเหของแสงผ่านหน้าต่าง และการลดทอนการส่งผ่านแสงผ่านผนังเข้าไปในอาคาร
• การสะท้อน การเลี้ยวเบน และการลดทอนของแสงผ่านผนัง พื้น และเพดานภายในอาคาร

การรวมกันของผลกระทบทั้งหมดเหล่านี้ทำให้สภาพแวดล้อมการแพร่กระจายสัญญาณโทรศัพท์มือถือมีความซับซ้อนอย่างมาก โดยมี ผลกระทบ จากหลายเส้นทางและการลดทอนสัญญาณแบบเรย์ลี อย่างกว้างขวาง สำหรับบริการโทรศัพท์มือถือ ปัญหาเหล่านี้ได้รับการแก้ไขโดยใช้:

• การติดตั้งสถานีฐานบนดาดฟ้าหรือยอดเขา
• มีสถานีฐานจำนวนมาก(โดยทั่วไปเรียกว่า "ไซต์เซลล์") โทรศัพท์เครื่องหนึ่งสามารถมองเห็นสถานีฐานได้อย่างน้อยสามสถานี และโดยปกติมากถึงหกสถานีในเวลาใดเวลาหนึ่ง
• เสาอากาศแบบ "แบ่งส่วน" ที่สถานีฐาน แทนที่จะใช้เสาอากาศเดียวที่มี การครอบคลุม ทุกทิศทางสถานีอาจใช้ เสาอากาศแยกกันอย่างน้อย 3 ต้น (ในพื้นที่ชนบทที่มีลูกค้าน้อย) หรือมากถึง 32 ต้น โดยแต่ละต้นครอบคลุมส่วนหนึ่งของพื้นที่วงกลม วิธีนี้ช่วยให้สถานีฐานสามารถใช้เสาอากาศแบบกำหนดทิศทางที่ชี้ไปยังผู้ใช้ ซึ่งช่วยปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนหากผู้ใช้เคลื่อนที่ (อาจโดยการเดินหรือขับรถ) จากส่วนหนึ่งของพื้นที่รับสัญญาณไปยังอีกส่วนหนึ่ง สถานีฐานจะเลือกเสาอากาศที่เหมาะสมโดยอัตโนมัติ
• การส่งต่อข้อมูลอย่างรวดเร็วระหว่างสถานีฐาน (โรมมิ่ง)
• ระบบเชื่อมต่อวิทยุที่โทรศัพท์ใช้เป็นระบบเชื่อมต่อดิจิทัลที่มีการแก้ไขและตรวจจับข้อผิดพลาด อย่างครอบคลุม ในโปรโตคอลดิจิทัล
• สามารถใช้งานโทรศัพท์มือถือในอุโมงค์ได้อย่างเพียงพอเมื่อใช้เสาอากาศแบบสายเคเบิลแยก
• สถานีทวนสัญญาณในพื้นที่ภายในยานพาหนะหรืออาคารที่ซับซ้อน

กรงฟาราเดย์ประกอบด้วยตัวนำที่ล้อมรอบพื้นที่อย่างสมบูรณ์ทุกด้าน ทั้งด้านบนและด้านล่าง รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกปิดกั้นในบริเวณที่ความยาวคลื่นยาวกว่าช่องว่าง ตัวอย่างเช่น สัญญาณโทรศัพท์มือถือจะถูกปิดกั้นในห้องโลหะที่ไม่มีหน้าต่างซึ่งมีลักษณะคล้ายกรงฟาราเดย์ เช่น ห้องโดยสารลิฟต์ และส่วนต่างๆ ของรถไฟ รถยนต์ และเรือ ปัญหาเดียวกันนี้อาจส่งผลกระทบต่อสัญญาณในอาคารที่มีเหล็กเสริมจำนวนมาก

ขอบฟ้าวิทยุคือตำแหน่งของจุดที่รังสีตรงจากเสาอากาศสัมผัสกับพื้นผิวโลก หากโลกเป็นทรงกลมสมบูรณ์แบบที่ไม่มีชั้นบรรยากาศ ขอบฟ้า วิทยุจะเป็นวงกลม

สามารถนำขอบเขตการรับสัญญาณวิทยุของเสาอากาศส่งและรับสัญญาณมารวมกันเพื่อเพิ่มระยะการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพได้

การแพร่กระจายของคลื่นวิทยุได้รับผลกระทบจากสภาพบรรยากาศการดูดซับของชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์และสิ่งกีดขวาง เช่น ภูเขาหรือต้นไม้ สูตรอย่างง่ายที่รวมผลกระทบของบรรยากาศไว้ด้วยจะให้ระยะทางดังนี้:

${\displaystyle \mathrm {horizon} _{\mathrm {mi} }\ประมาณ 1.23\cdot {\sqrt {\mathrm {height} _{\mathrm {feet} }}}}$

${\displaystyle \mathrm {horizon} _{\mathrm {km} }\ประมาณ 3.57\cdot {\sqrt {\mathrm {height} _{\mathrm {metres} }}}}$

สูตรอย่างง่ายเหล่านี้ให้ค่าประมาณที่ดีที่สุดของระยะการแพร่กระจายสูงสุด แต่ไม่เพียงพอที่จะประเมินคุณภาพการให้บริการ ณ สถานที่ใดๆ

ระยะห่างสุญญากาศถึงเส้นขอบฟ้า

หากสมมติว่าพื้นผิวเป็นทรงกลมสมบูรณ์แบบและไม่มีความไม่สม่ำเสมอของภูมิประเทศ ระยะห่างจากเครื่องส่งสัญญาณที่ ระดับความสูงมากไปยังเส้นขอบ ฟ้า (เช่น เส้นสายตา) สามารถคำนวณได้อย่างง่ายดาย

ให้Rเป็นรัศมีของโลก และhเป็นระดับความสูงของสถานีโทรคมนาคม ระยะทางสายตาdของสถานีนี้กำหนดโดยทฤษฎีบทพีทาโกรัส

${\displaystyle d^{2}=(R+h)^{2}-R^{2}=2\cdot R\cdot h+h^{2}}$

ระดับความสูงของสถานีhนั้นน้อยกว่ารัศมีของโลกR มาก ดังนั้นจึงสามารถละเลยได้เมื่อเทียบกับ${\displaystyle h^{2}}$${\displaystyle 2\cdot R\cdot h}$

ดังนั้น:

${\displaystyle d\approx {\sqrt {2\cdot R\cdot h}}}$

ถ้าความสูงhระบุเป็นเมตร และระยะทางdระบุเป็นกิโลเมตร^{[ 2 ]}

${\displaystyle d\approx 3.57\cdot {\sqrt {h}}}$

ถ้าความสูงhมีหน่วยเป็นฟุต และระยะทางdมีหน่วยเป็นไมล์ตามกฎหมาย

${\displaystyle d\approx 1.23\cdot {\sqrt {h}}}$

ในกรณีที่มีสถานีสองสถานีเกี่ยวข้อง เช่น สถานีส่งสัญญาณบนพื้นดินที่มีความสูงhและสถานีรับสัญญาณในอากาศที่มีความสูงHระยะทางในแนวสายตาสามารถคำนวณได้ดังนี้:

${\displaystyle d\thickapprox {\sqrt {2R}}\,\left({\sqrt {h}}+{\sqrt {H}}\right)}$

• การแพร่กระจายที่ผิดปกติ
• ความแรงของสนามไดโพลในพื้นที่ว่าง
• เอฟเฟกต์คมมีด
• การหาจุดร่วมหลายจุด
• การแพร่กระจายที่ไม่เห็นเส้นตรง
• เรดาร์เหนือขอบฟ้า
• เรเดียล (วิทยุ)
• การลด ทอนแบบริเชียน (Rician fading ) แบบจำลองเชิงสุ่มของการแพร่กระจายตามแนวสายตา
• ช่วงเอียง

• http://web.telia.com/~u85920178/data/pathlos.htm#bulges เก็บถาวรเมื่อ 2009-10-14 ที่Wayback Machine
• การประมาณแบบจำลอง 2 รังสีโดยใช้ชุดอนุกรมทวินาม โดย Matthew Bazajian