短波广播中电波传播理论的应用

迪力木拉提·木沙 新疆广电局6501台

一、电波传播理论

电波传播理论是影响无线电技术应用与发展的基础性因素，与无线电发射台的广播频率与实际应用息息相关。电波传播并非能够在自由空间中自由穿行，而是也需要依赖媒介的存在才能得以传输，然而，采用不同的媒介介质便会对无线电波产生不同的影响。依据电波发射端到接收端频段高低的不同，主要可以分为以下几种传播方式：

（一）地面波。电波主要沿着大地的表层进行传播的传播方式被称之为地面波，这是中波广播主要依赖的传播方式。

（二）天波。电波经过电离层的反射而实现的一种传播方式被称之为天波，这是短波广播得以实现的主要传播方式。

（三）空间波。在一定的视距范围内进行传播的电波被称之为空间波，其具体内容包括直接波与地面反射的反射波，是调频广播、电视广播主要依赖的传播方式。

（四）对流层传播。米波、分米波经对流层散射而得以实现的传播被称之为对流层传播，这种传播方式并不稳定，因而应用范围并不广阔。

（五）外球层传播。频率大于100Hz的电波通过电离层在地面与外球层之间的传播被称之为外球层传播，常应用于地面站与卫星之间的电波传播。

二、短波广播的传输

短波电磁波的短波广播作为唯一一种不受网络枢纽与有源中继制约的通信方式，具备强有力的通信能力与抗毁能力，是远程通信过程中最为常见的传播方式，具备广泛的应用空间，例如偏远山区、海洋荒岛等不具备超短波通信信号的覆盖的地区。常见的短波广播传播主要有两种，一种是以大地为媒介的地波，由于地波对于短波电磁波具有很大程度的衰减，因而往往只能应用于近距离广播，而不能应用于远距离有效服务区；另一种是主要依赖于天波传播方式传播，无线电波通过电离层反射或是折射返回地面得以实现，由于电离层是天波反射传输介质的主要载体，因此，电离层的作用对于短波广播传播具有至关重要的影响。

（一）电离层概述。电离层处于距离地表约为七十千米到七百千米之间的高空之中，由于空气稀薄，加之在太阳光中的紫外线与X射线的影响之下，此时空气中的分子极易被电离，因而就形成了电离层。所谓电离，是指不带电的粒子经高压电弧或是高压电线的外界作用影响下而变成带电粒子的过程。电离层之所以只能在高空状态下存在是因为，空气中的分子在低海拔的区域并不能长期的保持电离的状态，并且成千上万的自由电子与空气分子的存在使得电离的分子并没有充足的空间可以实现重新组合，因而也就无法形成电离层。由于高空区域空气密度相对较低，这就为自由电子和电离分子的重新排列组合提供了充足的空间，而且，在太阳光照射下空气分子的电力速度不断加快，并且远远高于分子重组的速度，因此高空地区才能形成较为稳定的电离层。

（二）影响电离层的因素。依据电离层发生区域高度、日照强度、空气密度等因素的差异，电离层又被区分为没有明确清晰界限的四个部分。分别为E层、F1层、F2层和D层，它们之间彼此相连又相互渗透，同时也会对短波广播的传播造成不同的影响。

E层距离地表大约90千米到130千米，由于空气密度较大，因而，此时电离后产生的分子极易发生重新排列组合。E层能够反射或是折射无线电信号，其中，无线电波的入射角度十分重要，当高于临界频率之时，所有频率均会直接穿越E层而直射入太空之中。因此，在短波广播传输过程中可以依据临界频率乘以入射角的正切函数而计算出“最高可用频率”的数值。

F1层和F2层可以总称为F层，距离地表约为150千米到500千米，夜晚之时F1层与F2层并不会有明显的划分，但是，当日照充足F2层将会置于F1层之上，且F2层距离地表距离更远。由于F层所处位置更高，因此与E层相比较而言，F层对短波通讯的影响更为重要。由于F2层的电离作用较强，因而具备数值更高的临界频率，甚至能够达到14MHz，这也就意味着只要在50MHz范围内，即使是极低的入射角，短波广播信号依旧能够反射出去，在这样的条件下，无论在什么地方，只要通过50MHz左右的频段，便也能够收到遥远地方的广播信号。

D层距离地表大约50千米到90千米，位于E层和F层之下，由于阳光在穿越E层与F层过程之中发生了大量的损耗，因而D层并不具备活跃的电离活动，也就不能实现对无线信号的反射，只能是吸收他们。理论上认为，频率越低的信号越容易被吸收，而6MHz频率左右的信号能够被完全吸收，由于白天太阳光活动剧烈，D层的吸收频率也就越高，而夜间太阳高度变化，频率吸收率也就越低。所以，在白天，人类是无法听到远距离的低频段广播频道的。

三、结语

短波广播传输其本身便是一个较为复杂的通信系统，本文基于短波广播的实际应用，通过对近年来短波发射机应用过程中日常维护经验的整理与总结，进一步分析了在日常传输过程中，短波广播常见的运行特性与实际规律，这对于电波传播理论在实际生活中的操作与应用具有积极作用与影响。短波广播事业的发展是一项与通信专业技术息息相关的产业技术，如果不具备科学的知识储备，便难以实现安全传输发射工作的正常运行。因此，想要实现短波广播的正常运行与发展，还需要在充分认识电磁波的传输原理和特性的前提之下，进一步加强对于电波传播的理论学习与实际应用，才能高效地保证短波电波信号安全可靠的传输，才能使得短波广播的安全传输发射工作得以圆满完成，才能维护短波广播事业的稳定与繁荣。