电离层反射

无线电波的传播方式电离层对电波传播的影响面对二十多个业余波段，究竟该用哪一段?春夏秋冬阴晴雨雪对通信会有什么影响?当你对这些问题打算亲自体验一番之前，应该对无线电波的传播规律及各业余波段的特点等等先做些“调查研究”，这样才能事半功倍。

一、无线电波的传播方式无线电波以每秒三十万公里的速度离开发射天线后，是经过不同的传播路径到达接收点的。

人们根据这些各具特点的传播方式，把无线电波归纳为四种主要类型。

1)地波，这是沿地球表面传播的无线电波。

2)天波，也即电离层波。

地球大气层的高层存在着“电离层”。

无线电波进入电离层时其方向会发生改变，出现“折射”。

因为电离层折射效应的积累，电波的入射方向会连续改变，最终会“拐”回地面，电离层如同一面镜子会反射无线电波。

我们把这种经电离层反射而折回地面的无线电波称为“天波”。

3)空间波，由发射天线直接到达接收点的电波，被称为直射波。

有一部分电波是通过地面或其他障碍物反射到达接收点的，被称为反射波。

直射波和反射波合称为空间波。

4)散射波，当大气层或电离层出现不均匀团块时，无线电波有可能被这些不均匀媒质向四面八方反射，使一部分能量到达接收点，这就是散射波。

在业余无线电通信中，运用最多的是“天波”传播方式，这是短波远距离通信向必要条件。

空间波和散射波的运用多见于超高频通信，而地波传播“般只用于低波段和近距离通信。

二、电离层与天波传播1.电离层概况在业余无线电中，短波波段的远距离通信占据着极重要的位置。

短波段信号的传播主要依靠的是天波，所以我们必需对电离层有所了解。

地球表面被厚厚的大气层包围着。

大气层的底层部分是“对流层”，其高度在极区约为九公里，在赤道约为十六公里。

在这里，气温除局部外总是随高度上升而下降。

人们常见的电闪雷鸣、阴晴雨雪都发生在对流层，但这些气象现象一般只对直射波传播有影响。

在离地面约10到50公里的大气层是“同温层”。

它对电波传播基本上没有影响。

离地面约50到400公里高空的空气很少流动。

电离层地理现象电离层（Ionosphere）是地球上一层厚度介于50-1000千米，处于大气层和太空之间的空气层，它主要由氘、氚、氧和氖等离子组成。

它是地球大气层最外层，厚度约有50-1000千米，是一个巨大的络全，不仅是地球的外壳，也是空间科学家的宝藏，她是地球上最为重要的一层大气。

电离层的形成是由太阳辐射所引起的，太阳的辐射能够穿透地球的大气层，照射到电离层上，在电离层中辐射能量会将气体的分子拆分成电子和原子离子，这就是电离层的形成。

随着时间的推移，太阳辐射会使得电离层中离子数量增加，从而使得电离层变得更厚，这也是电离层厚重的主要原因。

电离层对地球多种功能都有重要作用。

首先，它能够通过吸收太阳的紫外线，屏蔽地球上的有害物质，从而保护地球上的生物和气候；其次，它可以形成大气高层的宜居环境，使得航空器和航天器得以在空中长期安全运行；最后，它也可以把太阳中发射出来的辐射能量，重新反射回宇宙中，为宇宙提供能量，使得万物得以生存。

电离层在物理地理学及其他科学研究领域也具有巨大价值。

它可以作为地面地球观测的基础，可以用来了解地球环境的变化；它的变化也可以用来预测气候的变化；它还可以作为联系地球与太空的桥梁，用于传播无线电波；它可以指导航空器的航行安全；它还可以作为科学家研究大气层的实验场，考察大气的结构、组成、特性等。

电离层给地球带来了无穷的可能性，它是地球最重要的一层大气，是地球外壳的一部分，也是空间科学家的宝藏。

无论是从科学研究还是从实际应用的角度来看，电离层都具有重要的意义，是地球研究和宇宙科学研究的重要基础。

电离层是地球上一层介于大气层和太空之间的空气层，由太阳辐射引起电离效应而形成，它为地球上的生物和气候提供了屏蔽，也为航空器和航天器安全运行提供了有利条件，也为宇宙提供了能量。

它对地球物理地理也有重要意义，可以作为地面地球观测的基础，也可以作为联系地球与太空的桥梁。

电离层给地球带来了无限可能性，是地球研究和宇宙科学的重要基础，也是空间科学家的宝藏。

长波通信原理
长波是指频率范围为30kHz至300kHz的无线电波。

由于这种波长较长,能够很好地绕过地球曲率传播,因此长波通信具有远距离传输的特点,被广泛应用于各种远程通信领域。

1.长波传播原理
长波依赖全电离层反射和地面波导两种方式来实现远距离传播。

全电离层反射:长波能穿透D层,在E层和F层发生反射,从而绕地球一周多次,实现远距离通信。

但此过程受电离层状态的影响较大。

地面波导传播:长波在地面和电离层之间形成一个波导,在这个波导内以地波模式向前传播,距离随频率而定,可达数千公里。

这是长波实现远距离通信的主要方式。

2.应用领域
(1) 航海通信。

利用长波可靠的远距离传播特性,航海长波通信一直是船舶与陆地通信的重要手段。

(2) 军事通信。

利用长波的遥测数据传输和指令控制能力,长波在军事通信系统中担当着重要角色。

(3) 标准时间和频率信号广播。

众多国家利用长波广播标准时间和频率信号,为导航等领域提供基准。

(4) 民用通信。

在偏远地区,长波通信可作为电话、数据和多媒体服务的备份通信方式。

3.优缺点
优点:传播距离远、频谱效率高、建设和维护成本较低。

缺点:抗干扰能力差、频率资源有限、设备尺寸大、调制技术相对简单。

长波通信主要依赖于电离层反射和地面波导传播,可实现远距离无线通信。

尽管存在一些缺点,但长波技术仍在特定领域发挥着重要作用。

关于电离层：短波无线电远程通信依赖于高空电离层反射的天波路径，了解电离层的生成、结构和变化规律，了解电离层不同时段对不同频段的短波段电波的反射规律，对短波无线电通信有至关重要的意义。

由于太阳紫外线照射、宇宙射线的碰撞，使地球上空大气中的氮分子、氧分子、氮原子、氧原子电离，产生正离子和电子，形成所谓电离层，其分布高度距地面几十公里至上千公里。

电离层中电子密度呈层状分布，对短波通信影响大的有 D 层、E 层、F1 层、F2层，各层的中部电子密度最大，各层之间没有明显的分界线。

各层的电子密度 D〈 E〈 F1〈F2 ):由于电离层的形成主要是太阳紫外线照射的结果，因此电离层的电子密度与阳光强弱密切相关，随地理位臵、昼夜、季节和年度变化，其中昼夜变化的影响最大。

D 层：高度 60—80公里，中午电子密度最大，入夜后很快消失；E 层：高度 100—120公里，白天电子密度增加，晚上相应减少；F1 层：高度 180公里，中午电子密度最大，入夜后很快消失；F2 层：高度 200—400公里，下午达到最大值，入夜逐渐减少，黎明前最小。

电离层对电波的折射和反射：电离层可看成具有一定介电常数的媒质，电波进入电离层会发生折射。

折射率与电子密度和电波频率有关。

电子密度越高，折射率越大；电波频率越高，折射率越小。

电离层电子密度随高度的分布是不均匀的，随高度的增加电子密度逐渐加大，折射率亦随之加大。

可以将每一层划分为许多薄层，每一薄层的电子密度可视为均匀的。

电波在通过每一薄层时都要折射一次，折射角依次加大，当电波射线达到电离层的某一点时，该点的电子密度值恰使其折射率为900，此时电波射线达到最高点，尔后沿折射角逐渐减小的轨迹由电离层深处折返地面。

当频率一定时，电波射线入射角越大，则越容易从电离层反射回来。

当入射角小于一定值时，由于不能满足 900 的折射角的条件，电波将穿透电离层进入太空不再返回地面。

当入射角一定时，频率越高，使电波反射所需的电子密度越大，即电波越深入电离层才能返回。

浅谈流星余迹突发通信
流星余迹突发通信是一种突发的通信技术，其基本原理是利用大气层中的电离层反射
电磁波实现通信。

在通讯信道受限或者被干扰的情况下，流星余迹突发通信可以成为一种
可靠的备选方案。

本文将从原理、适用情况和未来发展等方面来分析流星余迹突发通信。

一、原理
流星余迹突发通信是基于电离层反射的原理，该技术利用大气层中的电离层反射短波
电磁波，实现远距离的通信。

在流星经过的过程中，会形成非常亮丽的火球，同时也会引
起大气层中的电离。

这种电离作用会使得电离层的电子数量增加，从而改变电离层的密度。

当电子密度达到一定程度时，大气层就会对电磁波产生反射作用，形成电离层反射层。

而
流星记迹则是在流星过去后电离层密度短暂增加又快速衰减而形成的痕迹。

利用这种反射
层可以实现远距离的通信。

二、适用情况
流星余迹突发通信适用于通讯信道受限或者被干扰的情况下。

例如，灾难发生时，通
讯设备被毁坏或者失灵，需要快速进行通信的情况下，可以采用流星余迹突发通信技术。

此外，军事领域和探险领域也可以采用流星余迹突发通信技术来确保通讯的安全和可靠
性。

三、未来发展
流星余迹突发通信目前还处于实验研究阶段，技术存在着很多难题和挑战。

例如，流
星的数量和活跃度不稳定，频率的选择和功率的精确控制对通讯质量影响很大等等。

但是，随着技术的不断进步和完善，流星余迹突发通信有着广阔的应用前景，特别是在特殊环境
下的紧急通信和战时通讯等方面，其地位尤为重要。

大地电磁平面波-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述大地电磁平面波是指在大地中传播的一种特殊类型的电磁波。

与常见的电磁波不同，大地电磁平面波是通过地下层次的电离层反射而在大地中传播的。

由于大地电磁平面波的传播特性与传统电磁波有很大差异，因此研究和了解大地电磁平面波对于我们深入理解地球电磁场、地球物理现象以及通信技术的发展具有重要意义。

大地电磁平面波的传播具有几个显著的特点。

首先，大地电磁平面波具有很长的传播距离，能够覆盖较大的地理范围。

这使得大地电磁平面波成为一种可靠的通信手段，在长距离无线通信中具有广泛的应用。

其次，大地电磁平面波能够穿透地下，因此在地质勘探、地球探测领域有着广泛的应用价值。

此外，大地电磁平面波还可以用于地球物理研究，通过观测地球电磁场的变化可以获取有关地球内部结构、地震活动以及地壳运动等重要信息。

本文将详细介绍大地电磁平面波的定义及其特征。

首先，我们将对大地电磁平面波的定义进行梳理，包括其起源、传播方式以及相关的物理特性。

接着，我们将探讨大地电磁平面波的特征，包括传播速度、频率范围、衰减特性以及与地球内部结构的关系等。

通过剖析这些特征，我们可以更好地理解大地电磁平面波的本质和作用机制。

本文的研究目的在于增进对大地电磁平面波的认识，并探索其在各个领域的应用前景。

通过系统地总结大地电磁平面波的重要性和未来研究方向，我们可以为相关领域的科学家和工程师提供有益的参考和启示，促进大地电磁平面波在通信、地球探测、地球物理研究等方面的进一步应用与发展，推动相关技术和方法的创新。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下几点：1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述：第一部分为引言，主要包括概述、文章结构和目的。

在概述中，我们将简要介绍大地电磁平面波的基本概念和重要性。

接着，我们将详细说明文章的结构，以便读者能够清晰地了解文章的安排和内容。

最后，我们将明确本文的目的，即为读者提供关于大地电磁平面波的全面理解。

关于电离层关于电离层：短波无线电远程通信依赖于高空电离层反射的天波路径，了解电离层的生成、结构和变化规律，了解电离层不同时段对不同频段的短波段电波的反射规律，对短波无线电通信有至关重要的意义。

由于太阳紫外线照射、宇宙射线的碰撞，使地球上空大气中的氮分子、氧分子、氮原子、氧原子电离，产生正离子和电子，形成所谓电离层，其分布高度距地面几十公里至上千公里。

电离层中电子密度呈层状分布，对短波通信影响大的有 D 层、E 层、F1 层、F2层，各层的中部电子密度最大，各层之间没有明显的分界线。

各层的电子密度 D〈 E〈 F1〈F2 ):由于电离层的形成主要是太阳紫外线照射的结果，因此电离层的电子密度与阳光强弱密切相关，随地理位臵、昼夜、季节和年度变化，其中昼夜变化的影响最大。

D 层：高度 60—80公里，中午电子密度最大，入夜后很快消失；E 层：高度 100—120公里，白天电子密度增加，晚上相应减少；F1 层：高度 180公里，中午电子密度最大，入夜后很快消失；F2 层：高度 200—400公里，下午达到最大值，入夜逐渐减少，黎明前最小。

电离层对电波的折射和反射：电离层可看成具有一定介电常数的媒质，电波进入电离层会发生折射。

折射率与电子密度和电波频率有关。

电子密度越高，折射率越大；电波频率越高，折射率越小。

电离层电子密度随高度的分布是不均匀的，随高度的增加电子密度逐渐加大，折射率亦随之加大。

可以将每一层划分为许多薄层，每一薄层的电子密度可视为均匀的。

电波在通过每一薄层时都要折射一次，折射角依次加大，当电波射线达到电离层的某一点时，该点的电子密度值恰使其折射率为900，此时电波射线达到最高点，尔后沿折射角逐渐减小的轨迹由电离层深处折返地面。

当频率一定时，电波射线入射角越大，则越容易从电离层反射回来。

当入射角小于一定值时，由于不能满足900 的折射角的条件，电波将穿透电离层进入太空不再返回地面。

当入射角一定时，频率越高，使电波反射所需的电子密度越大，即电波越深入电离层才能返回。

各层次电离层的区别
电离层是指地球大气中由太阳辐射引起气体分子的电离和自由离子的产生的层次结构。

电离层的厚度和密度都随着高度的增加而变化，可以将电离层划分为不同的层次，每个层
次具有不同的特征和作用。

下面将介绍电离层不同层次之间的区别。

1. D层
D层位于电离层最低的部分，高度约60至90千米。

在白天，太阳辐射使D层中大气分子电离产生负电离子，而夜间因太阳光线在D层的影响减少，D层中的负离子数量也减少。

D层的电离质量较低，对电离辐射的屏蔽效应较强，会导致较长波长的无线电波难以穿透
进入地球表面。

2. E层
E层高度约在100至150千米之间，是电离层的第二层。

E层中有许多正离子和电子，能够反射和折射中波和短波无线电信号，尤其是在夜间和清晨。

E层的电离活动受季节、太阳活动周期和地理位置等多种因素的影响，会引起电离层的变化。

3. F1层
F1层位于电离层的中部，高度约在150至200千米之间。

F1层的特点是在日出和日落期间存在，而在中午时分不一定存在。

F1层中的电子密度对电离辐射的屏蔽效应较强，会抵抗从太阳辐射到地球的辐射。

F1层可以反射短波和超短波无线电波，这些无线电波可以用于通信和广播。

总之，电离层的不同层次具有各自的特点和功能，对于通讯、航空和卫星技术等领域
都具有重要的应用价值。

同时，由于电离层与太阳活动和地球磁场等因素有关，电离层的
变化也可能引起一系列的天气和气候现象。

因此，对电离层的研究具有重要意义。