Як відомо, Земля оточена газоподібною оболонкою — атмосферою. Враховуючи фізичні властивості і зміни в якісному складі атмосфери, її підрозділяють па п'ять областей або сфер. Самий нижній шар, що безпосередньо прилеглий до поверхні Землі і тягнеться до висоти приблизно 11... 12 км. називається тропосферою. У ньому відбуваються метеорологічні явища, пов'язані із зміною температури, тиску, вологості. Висота тропосфери непостійна і залежить від пори року. Крім того, над екватором її висота досягає 17...18 км., а над полюсами 8...9 км. Від тропосфери до висоти 55 км. тягнеться стратосфера, потім слідують: від 55 до 80 км—мезосфера, від 80 до 800 км. — термосфера і сама зовнішня область називається зкзосферою. З точки зору ролі атмосфери в процесах поширення радіохвиль особливе значення мають її верхні іонізовані шари розташовані вище 60 км. Вони отримали назву іоносфери і складаються з вільних електронів, позитивних і негативних іонів. Іонізація атмосфери відбувається під впливом сонячної радіації, головним чином ультрафіолетового випромінювання сонця, і має шаруватий характер. У нижніх шарах атмосфери щільність електронів невелика, але вже на висоті 60 км. вона досягає значної величини і впливає на поширення радіохвиль. Відносно велика щільність електронів зберігається до висоти 300...500 км., а потім вона зменшується. Ступінь іонізації атмосфери визначається кількістю електронів в одному кубічному сантиметрі газу. З підвищенням ступеня іонізації збільшуються і її переломлюючі властивості; при одному і тому ж ступені іонізації коротші хвилі заломлюються слабкіше, ніж довші. Максимум електронної щільності і зміна її величини з висотою залежать від часу доби, періоду року і неоднакові з року в рік. Протягом дня зазвичай спостерігаються три чіткі максимуми електроної щільності, які розміщаються над одним окремими шарами. Радіохвилі огинають сферичну поверхню Землі при далекому поширенні в результаті таких явищ, як дифракція, віддзеркалення від іонізованих шарів атмосфери, атмосферна рефракція. Суть дифракції полягає в тому, що радіохвилі зустрічаючи на своєму шляху яку-небудь перешкоду, у тому числі і опуклість Землі, огинають її. Дифракція особливо помітна в тих випадках, коли геометричні розміри перешкод сумірні з довжиною хвиль. Якщо ж вони у багато разів перевищують довжину хвилі, то дифракція проявляється дуже мало і нею можна нехтувати. Саме тому в діапазоні УКХ дифракція значно слабкіша, ніж в діапазоні довших хвиль. Відомо також, що з віддаленням від земної поверхні коефіцієнт заломлення повітря зменшується. Внаслідок цього УКХ, що виходять під деяким кутом до горизонту, проходячи через тропосферу, заломлюються і поширюються по криволінійних траєкторіях відхиляючись до поверхні Землі. Ця кривизна визначається мірою неоднорідності середовища. Явище поступового заломлення променів називається атмосферною рефракцією. У тропосфері іноді утворюється декілька повітряних шарів різної щільності - своєрідні хвилеводи. Ці шари можуть повністю або частково відбивати радіохвилі і сприяти їх поширенню на значні відстані. Таке явище найчастіше спостерігається над поверхнею моря, коли тепле сухе повітря з суші переноситься на море. Нижні шари повітря, що торкаються поверхні моря, охолоджуються, а верхні його шари залишаються нагрітими. В цьому випадку між шаром теплого повітря і поверхнею моря може відбуватися багатократне віддзеркалення радіохвиль (надрефракція), і тоді найчастіше спостерігається наддалеке поширення ультракоротких хвиль. Поширення радіохвиль в умовах атмосферного хвилеводу спостерігається частіше в дециметровому і сантиметровому діапазонах і рідше в метровому, тому що довші хвилі гірше відбиваються від "стінок" цього хвилеводу. На закінчення слід зазначити, що при поширенні УКХ в межах прямої видимості до місця розташування приймальної антени можуть одночасно приходити декілька радіохвиль: одна пряма і одна або декілька відбитих від близько розташованих споруд, а також хвилі, створювані вторинним випромінюванням від всіляких металевих споруд. Найчастіше це спостерігається у великих містах, де багато високих будов, металевих щогл і т. д.
