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中波传播

[拼音]:zhongbo chuanbo

[外文]:medium wave propagation

波长从1000米到100米或频率从 300千赫到3兆赫的无线电波的传播。中波是利用较早的波段之一,主要用于广播、导航和通信等方面。中波传播兼有长波和短波传播的某些特点。它既可以沿地表面绕射传播,也可以通过电离层反射传播。白天,具有高电子碰撞频率的D层强烈吸收中波,使其不能依靠电离层进行反射传播;日落以后,D层消失,E层的电离度下降,高度上升,对中波的吸收急剧减少;夜间,电离层对中波的反射系数很接近于1。因此,白天在较近处可以接收到以地波形式传播的中波,且场强相当稳定。夜间中波以地波和天波的形式传播,天波可以传播到相当远的距离。

中波天波的传播常出现衰落现象。衰落的平均持续时间在数秒到数十秒范围内变动,场强可能变化几十倍。当接收点可同时接收地波和天波时,天、地波合成场强的起伏,是由天波和地波间的相位差随机变化而引起的。在地波场强可与首先反射天波场强相比的区域内,合成场强起伏很大。当接收点位于地波作用范围以外时,衰落是由反射次数不同的天波互相干涉引起的,或者说,是由沿不同路径来到接收点的电波射线干涉引起的。在远离发射源区域内,多径传播(见多径效应)引起的电场强度的起伏对频率的依赖 很小,可以在很宽波段同时观测到几乎相同的场强起伏。

场强计算

白天当距离在1000公里以内时,中波场强与距离的关系可用地波公式和曲线表示(见地波传播)。A.H.舒金给出了夜间中波场强的经典公式。当收、发天线都为垂直偶极子时,经过几次反射的电波场强的垂直分量为

式中W为辐射功率(千瓦);d 为离辐射源的地面距离(公里);En的单位为微伏/米;z0为电离层反射高度(公里)。考虑衰落修正时,计算结果与测量结果是一致的。

卢森堡效应

首先在中波段发现的一种电波传播的非线 效应。1933年,埃因霍温在荷兰接收来自瑞士的电台信号时,常受到卢森堡电台的干扰。这两个电台的频率并不相同,因此这不是串台现象,实质上是卢森堡电台的信号通过电离层非线 效应调制了瑞士电台的信号。这种现象称为交叉调制,或称卢森堡效应。

交叉调制的基本原理如图所示。当强干扰波W1经过电离层的强吸收区时,使该区的电子加热,电子温度(动能)随干扰波W1的幅度变化而变化,从而使该区域的介电常数随干扰波W1的调制信号的变化而变化。这时,当另一被测电波W2同时通过该区域时,便受到干扰波W1调制信号的调制。

如干扰波受低频Ω调幅,调制深度为M0,则

E1=E10(1+M0cosΩt)

当干扰波不太强并忽略地磁场时,被测电波的交叉调制深度为

式中e、m 、T、τ、γ 分别为电子的电量、质量、温度、弛豫时间和碰撞频率;k为玻耳兹曼常数;ψ1,ψ2分别为干扰波W1和被测波W2的入射角;K1、E10、M0和z分别为干扰波的吸收系数,电离层底部场强、调制深度和反射高度。人们还发现利用大功率发射电台的加热作用可以改变电离层的状态,形成电离不均匀体,激发等离子体波动。

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