无线电波的传播wuxian dianbo de chuanbo

由天线发射或自然源辐射的无线电波，通过介质或受介质分界面的影响而到达天线的过程。无线电波在介质或介质分界面的影响下，有被折射、反射、散射、绕射和吸收等现象。沿地球表面传播的无线电波通常称为地波。在讨论地波传播时，电离层的影响不予考虑，主要考虑地球表面对电波传播的影响。半导电性球表面使地波的垂直方向电场强度远大于水平方向的电场强度。由于地波在地面上产生感应电流，使地波有较大衰减；在视线距离以外，地波传播是围绕弧形地球表面的绕射传播，且随它的频率、距离和地面的电参数不同而发生衰减。一般说来，在同样的距离上，波长愈长、场强的衰减越小，反过来说短波随距离的衰减较长波为快。实际的地面并不具有相同的电参数，当从陆地到海面传播时，地面性质突变，使电波的主要传播方向发生偏折，在起伏不平的地面上会发生散射，使能量转移，波长愈短散射愈严重。当传播距离增大时，电波由发射天线斜向投射到电离层，所产生的反射波（天波）会在接收点与沿地面传播的地波相干涉而引起信号强度的起伏变化。按地面波传播的规律，在远距离通讯时，波长越长越有利。但利用电离层可以用较短的波长以较多的信息容量和较小的功率来实现远距离通讯。这样，单纯地利用地表面波进行通讯的范围就受到了限制。不过，地表面波信号比较稳定，在长波和中波的广播、导航，以及短波乃至超短波的近距离通讯中仍广泛使用地面波。无线电波经电离层反射再回到地面的传播方式通常称为天波。低频波、中波和短波都可利用天波的传播方式。低频(30～300千赫的无线电波)天波在授时、导航、通讯、广播等有广泛用途。全世界已建有十几个罗兰—C导航台链。有些导航台兼作授时台使用。中国在陕西蒲城建有低频授时台。中波(频率在300千赫～3兆赫)主要用于广播、导航和通讯方面，它兼有长波和短波传播的特点，既可以沿地面绕射传播，也可通过电离层反射传播。短波(频率在3～30兆赫)可以沿地面以地波方式传播，而更主要是它远距离的以电离层反射的天波传播方式。一次反射（一跳）可传输4000千米，多次反射甚至可作环球传播。天波传播受电离层特性的影响。当无方向性天线辐射的电波的频率大于电离层临界频率时，其能量会沿不同的传播路径向远处传播，即不同的波束有不同的电波射线轨迹。如图示，电波波束1沿地面传播，因绕射作用而能达到离发射点几十至几百千米的地区，即地波。其他仰角的电波波均进入电离层。垂直入射电离层的波束9，因频率大于临界频率而穿透电离层不折回地面。略微倾斜的波束8、7经电离层折射后也穿过电离层。波束6的仰角较小，在电离层滑行后可能达到很远的地面。波束5的仰角更小，可以折回地面，但距离较近。波束4到达一最近距离，这个距离称为跳距。当仰角再小时，电波的到达距离反而更远了。当仰角接近地面切线方向时，电波可达4000千米左右的地方。跳距附近，电波能量比较集中，这种现象称为跳距聚焦。在大于跳距的距离上，均可能有两个仰角的波束同时到达，仰角大的称高波，仰角小的称低波。波束4中高波和低波重合。由图可见，存在一个天波和地波均不能到达的区域，称为寂静区。当电离层不断变化时，一定频率的电波传播距离、跳距和寂静区都会发生相应的变化。