ตัวกลางสัญญาณสำหรับการสื่อสารระหว่างวิทยุคือคลื่นวิทยุ ซึ่งอยู่ในกลุ่มสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า 

คลื่นวิทยุเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งรูปแบบหนึ่งของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นยาวกว่าแสงอินฟราเรดภายในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า

ความถี่ของคลื่นวิทยุมีตั้งแต่ 30 Hz ถึง 300 GHz และความยาวคลื่นมีตั้งแต่ 1 มม. ถึง 10,000 กม.

คลื่นวิทยุแพร่กระจายด้วยความเร็วแสง 

C (ความเร็วแสง) = λ (ความยาวคลื่น)*f (ความถี่)

3 * 10^8 m/s = 0.85 m * 350 MHz (350 * 10^6)

สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า

2.1. การส่งโดยตรง

เสาอากาศรับสามารถมองเห็นเสาอากาศส่งได้โดยตรง และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากปลายส่งจะแพร่กระจายโดยตรงไปยังปลายรับ

เมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกปล่อยออกมาและส่องกระทบวัตถุเรียบที่มีความยาวคลื่นยาวกว่าคลื่นพาหะ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สะท้อนออกมาจะถูกรับโดยเสาอากาศรับ

2.3. การหักเห

การหักเหเป็นปรากฏการณ์ที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเปลี่ยนทิศทางการแพร่กระจายเมื่อเข้าสู่ตัวกลางอื่น (ทำให้เกิดมุมกับทิศทางเดิม แต่ไม่กลับสู่ตัวกลางเดิม)

2.4. การส่งผ่าน

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจะทะลุผ่านวัตถุโดยตรงและแพร่กระจายในอากาศหลังวัตถุ

2.5. การเลี้ยวเบน (หรือการเลี้ยวเบน)

 การเลี้ยวเบนเป็นคุณสมบัติพื้นฐานของการแพร่กระจายของคลื่น เกิดขึ้นเมื่อคลื่นกระทบสิ่งกีดขวางหรือผ่านช่องเปิด ทำให้ทิศทางการแพร่กระจายเปลี่ยนแปลง หลักการเลี้ยวเบนของคลื่นวิทยุคล้ายกับการเลี้ยวเบนของแสง โดยทั้งสองอาศัยทฤษฎีคลื่น ในระหว่างการแพร่กระจาย คลื่นวิทยุจะถูกรบกวนโดยสิ่งกีดขวาง เช่น ภูมิประเทศ อาคาร และพืชพรรณ ทำให้หน้าคลื่นโค้งงอและหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางได้

การเลี้ยวเบนมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง: การเลี้ยวเบนของคลื่นวิทยุเป็นที่แพร่หลายในธรรมชาติ คลื่นวิทยุเกือบทั้งหมดมีการเลี้ยวเบนระหว่างการแพร่กระจาย นี่เป็นเพราะคลื่นวิทยุมีคุณสมบัติของคลื่นและแสดงลักษณะพื้นฐานของการเลี้ยวเบน

ระดับของการเลี้ยวเบนเกี่ยวข้องกับความยาวคลื่น: ระดับของการเลี้ยวเบนของคลื่นวิทยุเกี่ยวข้องกับความยาวคลื่นของคลื่น ยิ่งความยาวคลื่นยาวเท่าใด การเลี้ยวเบนก็จะยิ่งเด่นชัดมากขึ้นเท่านั้น นี่คือเหตุผลที่คลื่นวิทยุความถี่ต่ำสามารถทะลุผ่านสิ่งกีดขวางได้ง่ายขึ้น

ระดับของการเลี้ยวเบนยังเกี่ยวข้องกับขนาดของสิ่งกีดขวาง: เมื่อขนาดของสิ่งกีดขวางมีขนาดใหญ่กว่าความยาวคลื่นมาก การเลี้ยวเบนจะมีความสำคัญอย่างยิ่ง เมื่อขนาดของสิ่งกีดขวางเล็กกว่าความยาวคลื่น การเลี้ยวเบนจะค่อนข้างอ่อน

ระดับของการเลี้ยวเบนเกี่ยวข้องกับรูปร่างของหน้าคลื่น: รูปร่างของหน้าคลื่นก็ส่งผลต่อระดับของการเลี้ยวเบนด้วย เมื่อหน้าคลื่นเป็นคลื่นระนาบ ปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนจะแข็งแกร่งที่สุด เมื่อหน้าคลื่นเป็นคลื่นทรงกลม ปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนจะค่อนข้างอ่อน

2.6. การกระจาย

เมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาตกกระทบวัตถุที่มีความยาวคลื่นเล็กกว่าคลื่นพาหะ จะสะท้อนออกเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหลายคลื่นที่อ่อนลง ซึ่งจะแพร่กระจายไปยังเสาอากาศรับ

เมื่อมีกลุ่มที่ไม่สม่ำเสมอในชั้นบรรยากาศหรือไอโอโนสเฟียร์ คลื่นวิทยุอาจสะท้อนไปในทุกทิศทางโดยตัวกลางที่ไม่สม่ำเสมอเหล่านี้ ทำให้พลังงานบางส่วนไปถึงจุดรับได้ เรียกว่าคลื่นกระจาย