无线电波的传播

不同波长的电磁波有不同的传播特性。这里只介绍无线电波的传播。一般来说，无线电波有三种传播方式:地波、天波和沿直线传播的波。

沿着地球表面附近的空间传播的无线电波被称为地波。地面上有崎岖的山坡和房屋等障碍物。根据波的衍射特性，当波长大于或等于障碍物的尺寸时，波显然可以绕过障碍物的背面。地面上的障碍物一般不会太大，长波可以绕过它们。中波和中短波也可以绕过。短波和微波由于波长短，绕过障碍物的能力很差。

地球是良导体，由于地波的传播，地球表面会感应出电流，因此地波在传播过程中会失去能量。频率越高，损失的能量越多。因此，无论从衍射的角度还是从能量损失的角度来看，长波、中波和中短波都可以沿地球表面长距离传播，而短波和微波则不能。

地波传播相对稳定，不受日变化影响，可沿地球曲面到达地平线以外，因此无线电广播采用长波、中波和中短波。

由于地波在传播过程中不断损失能量，频率越高(波长越短)，损失越大，中波和中短波传播距离不大，一般在几百公里范围内，无线电只能听到这两个波段的本地或邻近省市。长波沿着地面传播得更远，但是发射长波的设备又大又贵。长波很少用于无线电广播，主要用于超远程无线电通信和导航。

天波是依靠电离层反射传播的无线电波。它们被称为天波。什么是电离层？地球被厚厚的大气层包围着。在离地面50公里到几百公里的范围内，大气中的一些气体分子由于阳光而失去电子，即发生电离，产生带正电的离子和*电子。这种大气被称为电离层。

电离层对不同波长的电磁波表现出不同的特性。实验表明，波长小于10米的微波能量穿过电离层，波长大于3000公里的长波几乎完全被电离层吸收。对于中波、中短波和短波，波长越短，电离层吸收的越少，反射的越多。因此，短波最适合以天波的形式传播，天波可以被电离层反射到几千千米之外。然而，电离层是不稳定的，白天暴露在阳光下电离程度高，晚上电离程度低。因此，它对中波和中短波的吸收在夜间减弱，这时中波和中短波也能以天波的形式传播。这就是为什么收音机在晚上能听到许多远处的中波或中短波电台。

电磁波、微波和沿直线传播的超短波不能以地波的形式传播，也不能根据电离层反射以天波的形式传播。像可见光一样，它们以直线传播。这种沿直线传播的电磁波称为空间波或视在波。

地球表面是球形的，微波沿着直线传播。为了增加传播距离，发射天线和接收天线都建得很高，但它们只能达到几十公里。进行长途通信时，应设置中继站。从某个地方发射的微波被中继站接收、放大并传送到下一个站。这就像一场接力赛，从一个站到另一个站，向遥远的地方发送电信号。线性传播模式受大气干扰小，能量损失小，因此接收信号更强、更稳定。电视和雷达使用微波。

现在，微波可以通过同步通信卫星传输。由于同步通信卫星仍然在赤道上方36000公里的高度，它可以用作中继站，使无线电信号能够跨越大陆和海洋。