2018-08-02 16:34:50
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面對二十多個(gè)業(yè)余波段，究竟該用哪一段?春夏秋冬陰晴雨雪對通信會有什么影響?當(dāng)你對這些問題打算親自體驗(yàn)一番之前，應(yīng)該對無線電波的傳播規(guī)律及各業(yè)余波段的特點(diǎn)等等先做些“調(diào)查研究”，這樣才能事半功倍。
一、無線電波的傳播方式
北峰公網(wǎng)對講機(jī)
無線電波以每秒三十萬公里的速度離開發(fā)射天線后，是經(jīng)過不同的傳播路徑到達(dá)接收點(diǎn)的。人們根據(jù)這些各具特點(diǎn)的傳播方式，把無線電波歸納為四種主要類型。
1)地波，這是沿地球表面?zhèn)鞑サ臒o線電波。
2)天波，也即電離層波。地球大氣層的高層存在著“電離層”。無線電波進(jìn)入電離層時(shí)其方向會發(fā)生改變，出現(xiàn)“折射”。因?yàn)殡婋x層折射效應(yīng)的積累，電波的入射方向會連續(xù)改變，最終會“拐”回地面，電離層如同一面鏡子會反射無線電波。我們把這種經(jīng)電離層反射而折回地面的無線電波稱為“天波”。
3)空間波，由發(fā)射天線直接到達(dá)接收點(diǎn)的電波，被稱為直射波。有一部分電波是通過地面或其他障礙物反射到達(dá)接收點(diǎn)的，被稱為反射波。直射波和反射波合稱為空間波。
4)散射波，當(dāng)大氣層或電離層出現(xiàn)不均勻團(tuán)塊時(shí)，無線電波有可能被這些不均勻媒質(zhì)向四面八方反射，使一部分能量到達(dá)接收點(diǎn)，這就是散射波。
在業(yè)余無線電通信中，運(yùn)用最多的是“天波”傳播方式，這是短波遠(yuǎn)距離通信向必要條件。空間波和散射波的運(yùn)用多見于超高頻通信，而地波傳播“般只用于低波段和近距離通信。
二、電離層與天波傳播
1.電離層概況
在業(yè)余無線電中，短波波段的遠(yuǎn)距離通信占據(jù)著極重要的位置。短波段信號的傳播主要依靠的是天波，所以我們必需對電離層有所了解。
地球表面被厚厚的大氣層包圍著。大氣層的底層部分是“對流層”，其高度在極區(qū)約為九公里，在赤道約為十六公里。在這里，氣溫除局部外總是隨高度上升而下降。人們常見的電閃雷鳴、陰晴雨雪都發(fā)生在對流層，但這些氣象現(xiàn)象一般只對直射波傳播有影響。
在離地面約10到50公里的大氣層是“同溫層”。它對電波傳播基本上沒有影響。
離地面約50到400公里高空的空氣很少流動。在太陽紫外線強(qiáng)烈照射下，氣體分子中的電子擺脫了原子的束縛，形成了自由電子和離子，即電離層。由于氣體分子本身重量的不同以及受到紫外線不同強(qiáng)度的照射，電離層形成了四個(gè)具有不同電子密度和厚度的分層，每個(gè)分層的密度都是中間大兩邊小。
離地面50～90公里的稱作口層。D層白天存在，晚上消失。D層的密度最小，對電波不易反射。當(dāng)電波穿過口層時(shí)，頻率較低的被吸收得較多。
90公里~140公里的是E層。通常情況下E層的密度也較小，只有對中波可以反射。在一些特定條件下，E層有可能反射高頻率的無線電波。在盛夏或是隆冬，E層對電波的反射現(xiàn)象總是有規(guī)律地出現(xiàn)，你可以清楚地接收到遠(yuǎn)距離小功率電臺發(fā)射的信號，而且可以發(fā)現(xiàn)可聽別的范圍是在有規(guī)律地變化。所以，愛好者們對這種不穩(wěn)定的E層總是抱著極大的愛好在進(jìn)行觀測研究。
高空200～300公里的是F1層，300～400公里是F2層。夏季以及部分春秋季的白天，F(xiàn)1層和F2層同時(shí)存在，且F2層的密度最大。到了夜晚，F(xiàn)1和F2合并成一個(gè)F2層，高度上升。F2層對電波的反射能力最強(qiáng)，它的存在是短波能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的主要條件。
2.電離層對電波傳播的影響
人們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電波以一定的入射角到達(dá)電離層時(shí)，它也會象光學(xué)中的反射那樣以相同的角度離開電離層。顯然，電離層越高或電波進(jìn)入電離層時(shí)與電離層的夾角越小，電波從發(fā)射點(diǎn)經(jīng)電離層反射到達(dá)地面的跨越距離越大。這就是利用天波可以進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的根本原出。而且，電波返回地面時(shí)又可能被大地反射而再次進(jìn)入電離層，形成電離層的第二次、第三次反射，如圖5.2所示。
由于電離層對電波的反射作用，這就使本來是直線傳撇的電波有可能到達(dá)地球的背面或其他任何一個(gè)地方。電波經(jīng)電離層一次反射稱為“單跳”。
單跳的跨越距離取決于電離層的高度。
電波進(jìn)入電離層的入射角度。電波進(jìn)入電離層的入射角度取決于天線的結(jié)構(gòu)和天線離地面的高度，而電離層的高度則與時(shí)間和季節(jié)有關(guān)。
電離層對電波的反射作用和電波的頻率以及電離層本身的密度有關(guān)，電波的頻率越低越輕易被反射：長波、中波、短波可以被反射，超短波、微波在一般情況下只能穿透電離層而不返回地面。電離層的密度越大對電波的反射作用越強(qiáng)：F2層的電子密度最大，它對電波的反射作用最大;凌晨時(shí)分電離層密度最小。只有低頻卓的電波還有可能被反射。其余都穿透出去了。
電離層對無線電波有吸收作用，當(dāng)電波進(jìn)入電離層后，電離層內(nèi)的自由電子受到電波的作用產(chǎn)生運(yùn)動，與氣體分子發(fā)生碰撞并消耗能量。這個(gè)能量是電波供給的，也即電波通過電離層時(shí)要消耗能量，這種現(xiàn)象稱為電離層對電波的吸收。電離層對電波吸收作用的大小上要決定于電子密度和無線電波的頻率，工作頻個(gè)越低、電離層密度越大，吸收作用也就越大。所以從晝夜來說.白天比夜問吸收大;從季節(jié)來說.夏季比冬季吸收大。
由于電離層高度及密度的變化，由于電波在被反射過程中極化方向會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，接收到的信號強(qiáng)度會有或快或慢的周期性起伏變化，人們稱之為“衰落現(xiàn)象”。