面對(duì)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(duì)通信會(huì)有什么影響?當(dāng)你對(duì)這些問(wèn)題打算親自體驗(yàn)一番之前，應(yīng)該對(duì)無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)電波的傳播方式
無(wú)線(xiàn)電波以每秒三十萬(wàn)公里的速度離開(kāi)發(fā)射天線(xiàn)后，是經(jīng)過(guò)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(wú)線(xiàn)電波歸納為四種主要類(lèi)型。
1)地波，這是沿地球表面?zhèn)鞑サ臒o(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)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，很終會(huì)“拐”回地面，電離層如同一面鏡子會(huì)反射無(wú)線(xiàn)電波。我們把這種經(jīng)電離層反射而折回地面的無(wú)線(xiàn)電波稱(chēng)為“天波”。
3)空間波，由發(fā)射天線(xiàn)直接到達(dá)接收點(diǎn)的電波，被稱(chēng)為直射波。有一部分電波是通過(guò)地面或其他障礙物反射到達(dá)接收點(diǎn)的，被稱(chēng)為反射波。直射波和反射波合稱(chēng)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(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)電通信中，運(yùn)用很多的是“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(jiàn)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(wú)線(xiàn)電中，短波波段的遠(yuǎn)距離通信占據(jù)著很重要的位置。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”，其高度在很區(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(jiàn)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(méi)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(yáng)紫外線(xiàn)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(xiàn)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(chēng)作口層。D層白天存在，晚上消失。D層的密度很小，對(duì)電波不易反射。當(dāng)電波穿過(guò)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(wú)線(xiàn)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(tīng)別的范圍是在有規(guī)律地變化。所以，愛(ài)好者們對(duì)這種不穩(wěn)定的E層總是抱著很大的愛(ài)好在進(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層的密度很大。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)電波的反射能力很強(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)電波以相對(duì)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(kāi)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(duì)電波的反射作用，這就使本來(lái)是直線(xiàn)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(chēng)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(xiàn)的結(jié)構(gòu)和天線(xiàn)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(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)，電波的頻率越低越輕易被反射：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層的電子密度很大，它對(duì)電波的反射作用很大;凌晨時(shí)分電離層密度很小。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(wú)線(xiàn)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(guò)電離層時(shí)要消耗能量，這種現(xiàn)象稱(chēng)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(wú)線(xiàn)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(lái)說(shuō).白天比夜問(wèn)吸收大;從季節(jié)來(lái)說(shuō).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(guò)程中很化方向會(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(chēng)之為“衰落現(xiàn)象”。