【文章內(nèi)容簡介】 大，因而它的寂靜區(qū)和信號不穩(wěn)定區(qū)域更大。 ? 回波：當(dāng)電波傳播條件適當(dāng)，發(fā)射信號較強時，無線電波經(jīng)電離層反射，環(huán)繞地球一周以上再到達接收點?；夭ǚ终蚧夭ê头聪蚧夭?，正向回波即環(huán)球回波；反向回波即電波不是圍繞地球走過整個一圈，而只是在相反方向走過地球的一部分再到達接收點。當(dāng)出現(xiàn)回波現(xiàn)象時，聽到的節(jié)目聲前后有兩個相同的聲音，一強一弱，類似山谷中的回聲，也稱重音效應(yīng)。 ? 回波現(xiàn)象大多出現(xiàn)在日出、日落之際，頻率越高越明顯， 17MHz以上頻段出現(xiàn)的較多。 衰落效應(yīng) ? 在短波電離層傳播過程中，由于多徑波的干涉、電離層的變化等原因，使遠處接收點的信號場強呈現(xiàn)不規(guī)則的變化。這種信號電平的隨機起伏變化就是信號的衰落。信號衰落是天波傳播不可避免的現(xiàn)象，只是衰落幅度的大小和周期的長短不同。強衰落時信號強度的變化可達幾十倍到幾百倍。衰落周期是指信號起伏變化時相鄰的兩個最大值或兩個最小值的間隔時間。周期短的稱快衰弱，周期長的稱慢衰落。 ( a ) 慢衰落 ( b ) 快衰落100( 秒 )1 1 :0 0 ( 小時 )相對電平5011 0 :0 09 :0 02040305010203040 多徑干涉衰落 在電離層傳播過程中，發(fā)射天線輻射的電波可以經(jīng)由幾條不同的路徑到達遠處的接收點，因而可能出現(xiàn)經(jīng)電離層一次反射和二次反射到達接收點引起的信號干涉，尋常波和非尋常波之間的干涉及由電離層散射引起的多徑干涉。 由于電波經(jīng)過不同的路徑到達接收點，其到達接收點所需的時間不同，信號的相位也不同；同相位的信號相加，反相位的信號相抵消，還可能出現(xiàn)非同相情況下的相加，使得接收點信號場強的強弱不斷變化；又由于信號路徑不同，信號受到的衰減情況也不同，再加上電離層媒質(zhì)的不穩(wěn)定和不均勻，造成接收點信號幅度和相位的隨機起伏變化。 返回 ? 圖（ a）是地面波與天波同時存在造成的衰落，因為只發(fā)生在離發(fā)射天線不遠處，這種衰落稱為近距離衰落；圖（ b）是由不同反射次數(shù)的天波干涉形成的衰落，稱為遠距離衰落；圖（ c）是由于電離層的不均勻性而產(chǎn)生的漫射現(xiàn)象引起的衰落；圖（ d）是由于地磁場影響而出現(xiàn)的雙折射效應(yīng)引起的衰落。 ? 由于電離層電子密度 N及高度不斷變化，使得多條路徑傳來的電波不能保持固定的相位關(guān)系，因此接收點場強振幅總是不斷地變化著，這種變化是隨機的，而且變化很快，故稱為快衰落。波長越短（頻率越高），相位差的變化越大，衰落現(xiàn)象越嚴重。 極化衰落 ? 極化損失：接收天線的極化與被接收電磁波的極化不同時，接收功率的損失為極化損失。如線極化時，若上二者同極化，則無損失；若二者一為水平極化，一為垂直極化，則極化損失最大，理論上完全損失。也就是說，電波被電離層反射之后，其極化不能和原先發(fā)射天線輻射的電波極化保持一致，與接收天線的極化出現(xiàn)差異，則將產(chǎn)生極化衰落。如果到達波的極化變化后和接收天線極化一致，則接收機輸入電壓將達到最大值。 返回 電離層反射衰落 此衰落又稱越距衰落 。 在日出日落期間 ， 電離層等離子面的傾斜變化和電子密度的起伏動蕩 ， 工作頻率時而過高而穿透電離層通信中斷 ， 時而頻率合適收到電波 ， 如此反復(fù)多次 ， 電離層才趨于穩(wěn)定 ， 這種衰落較快 ， 但其周期毫無規(guī)律 。 返回 吸收衰落 吸收衰落是一種慢衰落。它是由于 D層吸收特性的緩慢變化而引起的，并可持續(xù)一小時以上，如果不發(fā)生電離層暴、極光電離和電離層突然騷亂等，衰落深度低于平均值 10dB左右。 在實際監(jiān)測中，有時會出現(xiàn)在相同的時段內(nèi)，部分頻率的信號強度明顯比平時弱，場強值下降幅度較大。吸收衰落出現(xiàn)的情況不多，特征明顯。 返回 電離層的變化規(guī)律 ? 太陽是電離層的主要能源，電離層的狀態(tài)與陽光照射情況密切相關(guān)，因此電離層的規(guī)則變化有以下 4種： ? 電離層的規(guī)則變化 日夜變化 ； 季節(jié)變化 ； 隨太陽黑子 11年周期的變化 ； 隨地理位置變化 。 返回 日夜變化 日出之后，電子密度不斷增加，到正午稍后時分達到最大值，以后又逐漸減小。夜間由于沒有陽光照射，有些電子和正離子就會重新復(fù)合成為中性氣體分子， D層由于這種復(fù)合而消失； E層仍然存在，但其高度比白天低，電子密度比白天??； F1層和 F2層合并稱為F層且電子密度下降。到拂曉時各層的電子密度達到最小。一日之內(nèi)，在黎明和黃昏時分，電子密度變化最快。 返回 季節(jié)變化 由于不同季節(jié)太陽的照射不同，春夏季的太陽輻射強于秋冬季，故一般夏季的電子密度大于冬季，但 F2層是個例外。 F2層受氣流、擴散和其他動力的影響很大，因此不能簡單用太陽輻射來解釋。例如：全天最大的電子濃度不出現(xiàn)在中午，而在當(dāng)?shù)貢r間 13:0015:00之間；其次， F2層的最大電子濃度有一個 “ 半晝夜 ” 周期，時段性最大值出現(xiàn)在當(dāng)?shù)貢r間 10:0011:00和22:0023:00。在季節(jié)的關(guān)系上也是 “ 反常 ” 的，冬季的最大濃度大于夏季。 返回 隨太陽黑子 11年周期的變化 太陽黑子是指太陽光球表面有較暗的斑點，其直徑一般有 105KM或更大。由于太陽溫度極高，它的運動變化極其猛烈。從地球上看，黑子當(dāng)中是巨大的旋渦，黑子上巨大的旋風(fēng)將大量的帶電粒子向上噴射，體積迅速膨脹因而使溫度下降，比太陽表面一般的溫度低一千多度，因此看上去中間部分形成凹坑，顏色較暗，故稱黑子。 返回 電離層的狀況與太陽的活動性有關(guān)，太陽黑子對上部大氣層的電離強度的影響極大，并由此影響到短波傳播的可能性。太陽黑子的變化周期大約是 11年，因此電離層的電子密度也與這 11年變化周期有關(guān)。太陽輻射活躍性與太陽黑子的數(shù)目有很大的關(guān)系，如果太陽黑子的數(shù)目多，則紫外線和 χ 射線也強，因之 D層、 E層和 F層電離也就強。由于這個原因，隨著太陽黑子數(shù)目的增多，短波在 D層中衰減增大，而 E層和 F層將能反射更高的頻率。 當(dāng)太陽黑子數(shù)少時，各電離層的電離不太強但比較穩(wěn)定，比較高的頻率能夠穿透而不再反射，于是，無線電波只能在相對比較低的頻率上工作。整個可用頻段有嚴格的限制，而且許多短波線路的工作頻率被擠壓在減小了的頻段之內(nèi)，這樣，相互干擾的危險增加了。而且因為隨著頻率降低，大氣噪聲的場強增加，大氣噪聲的影響變大了。 隨著太陽黑子數(shù)目增加， D層、 E層和 F層的電離變得更強，于是可采用更高的頻率以減小大氣干擾的影響。然而 D層的衰減也急劇增加，所以太陽黑子較多時，可望得到的場強必然更小。 隨地理位置變化 由于地理位置不同，太陽光照強度也不相同。在低緯度的赤道地區(qū)附近，太陽光照最強，電子密度最大。越靠近南北極，太陽的光照越弱，電子密度也越小。我國處在北半球，南方的電子密度比北方的大。 返回 ? 電離層的不規(guī)則變化 ? 電離層的不規(guī)則變化是指電離層的狀態(tài)隨機的、非周期性的、突發(fā)的急劇變化，主要有以下三種： 突發(fā) E S層 ； 電離層突然騷擾 ； 電離層暴 ? 突發(fā) Es 層 有時在 E層中約 120Km高度上會出現(xiàn)一大片不正常的電離層，其電子密度大大超過 E層，有時可反射 5080MHz的電波。因此當(dāng)突發(fā) Es層時，將使電波難以穿過 Es 層而被它反射下來，產(chǎn)生 “ 遮蔽 ” 現(xiàn)象，對原來由 F層反射的正常工作造成影響，使定點通信中斷。一般 Es層僅存在幾個小時，在我國夏季出現(xiàn)較頻繁，在赤道和中緯度地區(qū)，白天出現(xiàn)的概率多于晚上，而高緯度地區(qū)則相反。另外，在黑子少的年份里，突發(fā) Es層多。 返回 電離層突然騷擾 ? 太陽黑子區(qū)域常常發(fā)生耀斑爆發(fā)，即太陽上 “ 燃燒 ” 的氫氣發(fā)生巨大爆炸，輻射出極強的 χ 射線和紫外線。 χ 射線穿透高層大氣一直到達 D層，使得整個電離層電子濃度增加，尤其 D層的電子密度比正常值大 10倍以上。此時短波信號大部分甚至全部受到 D層的強烈吸收，造成短波通信中斷。由于引起D層密度的增加往往是突然的，因此稱此種現(xiàn)象為電離層變?nèi)或}擾，有時又稱它為 D層突然吸收現(xiàn)象。 ? 電離層變?nèi)或}擾一般發(fā)生在日照半球。耀斑爆發(fā)的時間很短，持續(xù)幾分鐘，因此電離層騷擾也持續(xù)幾分鐘，然后 D層和 E層電子密度降低，短波穿透 D層吸收減小，短波通信恢復(fù)正常。但在個別情況下，耀斑爆發(fā)持續(xù)時間較長，電離層騷擾可持續(xù)幾十分鐘甚至幾個小時。 ? 發(fā)生電離層突然騷擾時，短波通信頻率由低到高依次受到影響，信號衰減嚴重或收不到信號；恢復(fù)時頻率則是由高到底依次好轉(zhuǎn)。 返回 電離層暴 ? 電