無線電波的傳播特性（一）

　　移動通信的一個重要基礎是無線電波的傳播，無線電波通過多種方式從發射天線傳播到接收天線，我們按照無線電波的波長人為地把電波分為長波（波長1000米以上），中波（波長100-1000米），短波（波長10-100米），超短波和微波（波長為10米以下）等等。為了更好地說明移動通信的問題，我們先介紹一下電波的各種傳播方式：

　　1．表面波傳播

　　表面波傳播是指電波沿著地球表面傳播情況。這時電波是緊靠著地面傳播的，地面的性質，地貌，地物等的情況都會影響著電波的傳播。

　　當電波緊靠著實際地面--起伏不平的地面傳播時，由于地表面是半導體，因此一方面使電波發生變化和引起電波的吸收。另一方面由于地球表面是球型，使沿它傳播的電波發生繞射。

　　從物理課程中我們已經知道，只有當波長與障礙物高度可以比較的時候，才能有繞射功能。由此可知，在實際情況中只有長波，中波以及短波的部分波段能繞過地球表面的大部分障礙到達較遠的地方。在短波的部分波段和超短波，微波波段，由于障礙高度比波長大，因而電波在地面上不繞射，而是按直線傳播。

　　2．天波傳播

　　短波能傳至地球上較遠的地方，這種現象并不能用繞射或其他的現象做解釋。直到1925年，利用在地面上垂直向上發射一個脈沖，并收到其反射回波，才直接證明了高層大氣中存在電離層。籍此電離層的反射作用，電波在地面與電離層之間來回反射傳播至較遠的地方。我們把經過電離層反射到地面的電波叫天波。

　　電離層是指分布在地球周圍的大氣層中，60km以上的電離區域。在這個區域中，存在有大量的自由電子與正離子，還可能有大量的負離子，以及未被電離的中性離子。發現電離層后，尤其近三四十年來，隨著火箭與衛星技術的發展，利用這些工具對電離層進行了深入的試驗和研究。當前電離層的研究已經成為空間物理的一個重要的組成部分，其研究的空間范圍和頻段也日益寬廣。

　　在電離層中，當被調制的無線電波信號在電離層內傳播時，組成信號的不同頻率成分有著不同的傳播速度。所以波形會發生失真。這就是電離層的色散性。同時，由于自由電子受電波電場作用而發生運動，所以當電波經過電離層，其能量會被吸收一部分。而且，從電離層吸收電波的規律看，若使用電波的工作頻率太低，則電離層對電波的吸收作用很強。所以天波傳播中有一個最低可用頻率，低于這個頻率，就會因為電離層對電波的吸收作用太大而無法工作。

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