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一、無線電波的傳播方式

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(huì)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(huì)連續(xù)改變，最終會(huì)“拐”回地面，電離層如同一面鏡子會(huì)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�？臻g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(hào)的傳播主要依靠的是天波，所以我們必需對(duì)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(duì)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(duì)流層，但這些氣象現(xiàn)象一般只對(duì)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(duì)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(dòng)。在太陽紫外線強(qiáng)烈照射下，氣體分子中的電子掙脫了原子的束縛，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(duì)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(duì)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(duì)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(tái)發(fā)射的信號(hào)，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(duì)這種不穩(wěn)定的E層總是抱著極大的興趣在進(jìn)行觀測(cè)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(duì)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(duì)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(huì)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。

由于電離層對(duì)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)。單跳距離的估算可以參照?qǐng)D．

電離層對(duì)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)，電波的頻率越低越容易被反射：長(zhǎng)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(duì)電波的反射作用越強(qiáng)：F2層的電子密度最大，它對(duì)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(duì)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(dòng)，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(duì)電波的吸收。電離層對(duì)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(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，接收到的信號(hào)強(qiáng)度會(huì)有或快或慢的周期性起伏變化，人們稱之為“衰落現(xiàn)象”。

三、太陽黑子的影響

太陽黑子（Sunspot）的活動(dòng)對(duì)電離層密度有著密切關(guān)系。黑子多的時(shí)候電離層密度大·因而短波的高頻段要好用些；在黑子活動(dòng)少的時(shí)候低頻段好用些。當(dāng)太陽黑于突然爆發(fā)時(shí)，會(huì)引起電離層的騷動(dòng)，使短波通信中斷。

太陽黑子的活動(dòng)是有規(guī)律的。它以11年為一個(gè)周期，活動(dòng)最利害的年份稱太陽黑子高峰年，下一個(gè)高峰是在1989,1990年，最平靜的時(shí)期是在其后的五年即1994～1996年�，F(xiàn)在，正處于黑子活動(dòng)的低谷時(shí)期。

怎樣利用不同的業(yè)余波段

1．160米波段（1.8～2.0 MHz）

這是一個(gè)屬于中波（MF）波段的業(yè)余頻段。應(yīng)該記往，業(yè)余無線電通信的前輩們就是從這些低頻段開始為人類作出巨大貢獻(xiàn)的。這個(gè)波段的電波以地波傳播為主。

一般來說，地波傳播的最大距離只有250公里，所以在太陽黑子活動(dòng)的一般年份，這個(gè)頻段只能用于本地、附近地區(qū)間的通信。但大量實(shí)踐證明。在冬季黎明前一、兩個(gè)小時(shí)內(nèi)，在太陽落山前的一小時(shí)內(nèi)，它有可能傳播到幾千公里以外的地方。

所以，國(guó)際上在每年的一、二月份都要為160米波段專門組織比賽，讓熱衷于這個(gè)波段通信的愛好得以大顯身手。

各國(guó)對(duì)這個(gè)彼段的劃分使用存在一些差別，如中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)都是1.8～2.0MHz，澳大利亞是：1.8~1.860 MHz，而新西蘭則分為1.803～1.813,1.875~1.900MHz 兩段。

所以我們常需用“異頻工作”方式來彌補(bǔ)各國(guó)規(guī)定上的不同，比如我們要和澳大利亞聯(lián)絡(luò)，就可在高于1.860 MHz 的頻率上發(fā)射，而在低于1.860MHz的頻率收聽。

2， 80米波段（3．5～3．9MHz）

這是屬于NF段中瀕率最低的業(yè)余頻段，也是一個(gè)最有利于初學(xué)者以較低的成本自制收發(fā)信設(shè)備的頻段。和160米波段一樣，它一般也是靠地波傳插，晚上（一般要到零點(diǎn)以后）和鄰近國(guó)家的聯(lián)絡(luò)比較有保障。在太陽黑子活動(dòng)相對(duì)平靜年份，晚上DX的效果相當(dāng)不錯(cuò)，白天由于電離層的反射有時(shí)也能達(dá)到300公里遠(yuǎn)的地方。

應(yīng)該了解，3.735 MH7，是國(guó)際規(guī)定的慢掃描電視（SSTV）信道。

80米波段和160米波段在夏季都會(huì)受到幾百公里之內(nèi)的雷電干擾以及非業(yè)余電臺(tái)的干擾。

3， 40米波段（7.0～7.1MHZ）

這是一個(gè)專用的業(yè)余波段允：太陽黑子活動(dòng)水平較低的年份，白天這個(gè)波段可以很好地用作國(guó)內(nèi)或臨近省份業(yè)余電臺(tái)相互間聯(lián)絡(luò)。到了太陽黑子活動(dòng)高峰年，就有可能只能和本地電臺(tái)聯(lián)絡(luò)。晚上或是傍晚和清晨，在這個(gè)波段上可以聯(lián)絡(luò)列世界各地的電臺(tái)。

各個(gè)國(guó)家對(duì)這個(gè)波段的規(guī)定也有所不同，比如美國(guó)可使用 7.0～7.3 MHz的范圍，其中7.15～7.3 MHz 可以用話工作，而處于第二區(qū)的我國(guó)只能用 7.0～7.1 MHz，因此有時(shí)會(huì)要求在聯(lián)絡(luò)中使用異頻工作的方式。

4． 20 米波段（14.0～14.35 MHz ）

這是愛好者使用最多的“黃金”頻段之一，許多同家規(guī)定有了高等級(jí)執(zhí)照才能在這個(gè)頻段上工作。無論是白天還是晚上，甚至在太陽黑子活動(dòng)的低峰期，也還能夠用這個(gè)波段和世界各地聯(lián)絡(luò)。和前面介紹的波段不同，這個(gè)波段開始出現(xiàn)“越距現(xiàn)象”了。即出現(xiàn)了一個(gè)地波傳播到達(dá)不了，而天波一次單跳義超越過去的電波無法到達(dá)的“寂靜區(qū)”。這是天波傳播的一個(gè)特別的現(xiàn)象。受越距現(xiàn)象影響，要是國(guó)內(nèi)或鄰近省份電臺(tái)之間的聯(lián)絡(luò)，比如北京和天津等地，南京和蘇州、上海等地在多數(shù)情況下,都不能用20米波段進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。但由于電離層是在不斷變化之中，所以寂靜區(qū)的范圍不是固定個(gè)變的。

5．15米波段（21.0 ~ 21.45 MHz）

這是一個(gè)最熱鬧的波段，世界范圍內(nèi)大量的新手也都活躍在這個(gè)頻段里。在太陽黑子活動(dòng)的低潮期，15米波段可以很好地用于遠(yuǎn)程通信，即使是太陽黑子活動(dòng)的低峰期，它也是比較可靠的。而15米波段常與20米波段相輔相成，比如在20米波段上與歐洲聯(lián)絡(luò)不好,這時(shí)15米卻變得好起來。

1 5米波段的越距現(xiàn)象更加明顯，尤其是在降冬和盛夏季節(jié)，聽本省或國(guó)內(nèi)電臺(tái)是很困難的.這個(gè)波段上經(jīng)常有許多小功率電臺(tái)活動(dòng)。如日本在21.210～21.440 MHz 中分配了24個(gè)頻道專門供給5瓦以下的小功率電臺(tái)使用。

6．10米波段（28．0～29，7MHz）

這是一個(gè)理想的低功率遠(yuǎn)距離通信波段，甚至在太陽黑子活動(dòng)的高峰期也是如此。當(dāng)這個(gè)頻段開通時(shí)，傳播情況比較好時(shí)能達(dá)到像打電話那樣的通信效果。由于頻率比較高，晚上電離層較小的密度己不能對(duì)其形成反射，所以這個(gè)頻段的遠(yuǎn)程通信只能在白天。

10米波段的天線設(shè)備是整個(gè)短波中尺寸最小的，而傳播過程中的繞射能力又比超短波強(qiáng)，所以許多愛好者在近距離上用這個(gè)波段進(jìn)行移動(dòng)通信。

在10術(shù)波段 28．0～28．2Mliz一般用電報(bào)，28.2～28．25MHz是世界熱鬧的10米波段業(yè)余無線電信標(biāo)臺(tái)（BEACON），28.25 MHz 以上一般由于話，而29.4～29.5MHz是業(yè)余衛(wèi)星通信用的頻卒。

7． 6?ǘ危?0～54MHz）

6米波段屬于VHF（甚高頻）頻段，其傳播方式接近于光波，在視距范圍內(nèi)能保證可靠的通信。許多國(guó)家建有愛好者共用的6米波段自動(dòng)中轉(zhuǎn)系統(tǒng)，如澳大利亞，愛好者利用它可以用手持式對(duì)講機(jī)進(jìn)行環(huán)澳洲通信。

在大量的通信試驗(yàn)中人們發(fā)現(xiàn)，6米波也可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。比如，我國(guó)蘇州市的愛好者就在這個(gè)波段，同澳大利亞等幾十個(gè)國(guó)家的業(yè)余電臺(tái)聯(lián)絡(luò)過；又比如，澳大利亞愛好者經(jīng)常能在當(dāng)?shù)厥盏轿覈?guó)江蘇電視臺(tái)一頻道的信號(hào)（48．5～56．5MHz）。

這是怎么事呢？這是因?yàn)樵诖髿鈱拥撞康膶?duì)流層中，各種氣候現(xiàn)象產(chǎn)生了許多冷熱氣團(tuán)的環(huán)流，而大氣層上部的同溫層卻不受其影響。這種大氣物理特性的不均勻改變了甚高頻電波的方向，使其沿著對(duì)流層和同溫層之間的“夾層”傳向遠(yuǎn)方。這種現(xiàn)象被稱為“大氣波導(dǎo)”。在微波破段，電磁波的傳輸往往要用一一種叫“波導(dǎo)管” 的器件。這種金屬管內(nèi)壁光亮如鏡，電磁波在里面由管壁連續(xù)反射跳躍前進(jìn)。

這和我們所說的“對(duì)流層傳播”十分相似。當(dāng)然，這種被稱為“對(duì)流層傳播”的現(xiàn)象是受氣象影響的，因而每次的持續(xù)時(shí)間不會(huì)很長(zhǎng)。

現(xiàn)代科學(xué)證明，在電離層E 層的底部會(huì)出現(xiàn)一些電子密度不均勻的區(qū)域，對(duì)于頻率為 40 至 60 MHz 的無線電波有較好的散射作用。它的作用距離達(dá)1000至2200千米，有衰落現(xiàn)象，但不受電離層騷擾影響。

現(xiàn)代科學(xué)還證明，每晝夜有數(shù)以千億計(jì)的流星進(jìn)入大氣層。這些流星在80至120千米的高空燒毀，形成一條細(xì)而長(zhǎng)的電離子氣體柱并迅速擴(kuò)散。這對(duì)于工作頻率為 20至100MHz的無線電波來講，也是一良好的散射媒體。而已由于這種“流星余跡”的散射點(diǎn)高，作用距離可達(dá)2000千米以上。

多么誘人的DX傳播條件！讓我們一起努力實(shí)踐，分享這些科學(xué)成果吧。

8。 2 米波段（144～148MHz）

這也是屬于甚高頻的波段，其傳播更依賴于直接波：愛好者主要用這個(gè)波段進(jìn)行本地區(qū)內(nèi)的通信。許多國(guó)家在這個(gè)波段上建有一種叫“REPEATER”的自動(dòng)差轉(zhuǎn)系統(tǒng)，愛好者用手持機(jī)通過它的差轉(zhuǎn)可進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。我閏的BYIPK曾經(jīng)利用這種裝置，再通過國(guó)際長(zhǎng)途轉(zhuǎn)接，成功地進(jìn)行過長(zhǎng)城一一一BYIPK（北京大壇公園附近）～一美國(guó)之間手持對(duì)講機(jī)和手持對(duì)講機(jī)的聯(lián)絡(luò)試驗(yàn)。

2米波段和6米波段一樣，也有著“不可思議”的近7000公里的遠(yuǎn)距離聯(lián)絡(luò)記錄。

氣候造成的空氣團(tuán)塊或不同的氣溫層形成了“對(duì)流層傳播”，而突發(fā)性E層也為之米波段遠(yuǎn)距離傳播創(chuàng)造了條件。和6米波段相比，這個(gè)波段的對(duì)流層傳播受氣候變化影響更大，而利用突發(fā)性E層的可能性也更大一些。

2米波段是業(yè)余愛好者進(jìn)行各種空間通信試驗(yàn)的常用波段：業(yè)余衛(wèi)星的下行頻率用的是這個(gè)頻段，145。810和145．900MHz就是業(yè)余衛(wèi)星“奧斯卡10號(hào)”的信標(biāo)發(fā)射頻率；利用月球反射進(jìn)行通信的“EME”試驗(yàn)也有在2米波段上進(jìn)行的，等等。