Broadcasters still transmit signals on shortwave radio although they prefer to use the MW and VHF bands. VHF transmissions are largely immune to ionospheric interference and MW signals propagate locally by diffraction over the ground. During the day, MW signals are too heavily absorbed by the D Region to be heard over long distances;during the night,however, when the D Region rapidly subsides, listeners must battle with foreign radio transmissions, which are reaching and rebounding from the F Region, as they try to tune into their favourite local station in the MW band.
Current research in the field of HF communications is concerned with improving forecasts of state of the ionosphere, especially in high latitudes where the composition of the ionosphere varies considerably. Equipment manufacturers are also developing radios that automatically compensate for changes in the ionosphere and for interference from other users.
参考译文
短波无线电和电离层的状态
虽然短波(高频无线电波)有时失真,但由于使用方便,因此,我们还是用它来进行远距离通信。如果需要的话,发射装置可通过使信号从电离层反射回地球的方式,向世界各地发射信号。电离层是大气层的一部分,位于地球上部50至1000公里处;这一部分大气由于太阳发出的射线与粒子的共同作用而离解,高频信号经过十次反射,在七分之一秒钟之内即可环绕地球一圈。
与卫星通信系统不同,标准髙频发射机和接收机可以做到价格低廉,重量轻,体积小,并且只需很小的功率即可工作。小型高频无线电装置的用途比小型卫星通信系统的还多,它们不但可以传输话语和数据,目前还可传输静止图像。而且适合于各类流动人员使用,如火车、船舶和飞机上的司乘人员,边远地区的探矿人员等。因为, 同卫星比较起来,在受到袭扰时,电离层易于复原,所以海陆空三军格外喜欢用高频无线电进行通信。
髙频无线电装置的工作波段范围在3兆赫至30兆赫。其上限大致为电离层能起作用的最高頻率。电离层这个由离子和电子构成的混合层(或称等离子区)在高度大约为80公里至300公里范围内,对高頻无线电波的影响最大;这是因为,在这个范围内自由电子的浓度最髙,无线电专家用字母标示出电离层的不同区域(或不同的高度层)。它们是:D区,位于80公里上下,对穿过该区的髙频信号有削弱作用,E区,位于110公里上下,对通信的作用比D区大,因为它能在白天反射髙频传输信号„ F区,位于200公里与300公里范围内,又分为F1区和 F2区,该区可反射没法穿越过下边几层的高频波。等离子体在300公里高度之上逐渐衰弱。
电离层往往会截获频率低于30兆赫的短波。除了高頻波段之外,还有中频波段(MF)(或中波段(MW)),頻率范围在300到3000千赫(千周);低頻坡段(LF)(或长波段(LW)),頻率范围在30到300千甚低頻波段 (VLF),頻率范围从3到30千赫;以及极低频波段(ELF),频率从300到3000赫,极低頻波段的短波能从水中穿过,这种本领使其成为向潜水艇发送信息的理想载被。问题在于,由于不能在长长的波长上加上含量很高的信息,所以,低频波不能携带很多的信息资料——极低頻波每秒钟只能传送几个信息单位。(波的频率越髙,其波长就越短,将光速300 000公里/秒除以波的频率,即可确定波长,也即频带的位置。)
频率高于30兆赫的短波往往会穿过电离层,这些波包括甚髙頻(VHF)波段,频率在30至300兆赫之间;特 高頻(UHF)波段,频率从300至3000兆赫,该波段用于传递电视信号;以及超高頻(SHF)波段(或称微波),頻率从3000至30000兆赫。
电离层的结构不是固定不变的,这就意味着,高频无线电通信的频率极限也是变化的。电离层的组成成分,随白天的不同时间,一年的不同季节以及日斑的周期变化而改变。相邻两个地面站之间的距离长短以及所采用的设备类型,也都会对频率极限产生影响。如果无线电专家要充分利用电离层来进行高频无线电通信的话,他们必须要能够很简便地改变其装置的工作频率。军、民双方的通信人员,是利用全球电离层状态的预报来帮助在特定时间选择其可用的最佳频率的。比如,D区和E区在傍晚过后几乎根本不存在,因此,短波在白天会被吸收而在夜间才会被反射回来。但是,F区的组成是会经常变化的;这就向我们提出了一个要求:无线电装置操作人员要具有熟练的技巧,或者配备能发出信号用以测定电离层状态的极先进的设备。
虽然广播员喜欢用中波和甚髙频波,他们现在仍然用短波无线电广播。甚髙频广播基本上不受电离层干扰的影响,而中波信号可通过地面上的衍射在当地广播。中波信号在白天被D区吸收得很历害,因而,在远距离收听不到;可是到了夜间,由于D区迅速减退,当收听者试图收听自己喜爱的本地电台的中波节目时,他们就会遇到到达F区并从F区反射回来的外地无线电广播的干扰。
目前在髙频无线电通信领域的研究工作,涉及到改进电离层状态尤其是其组成变化很大的髙纬度地区电离层状态的预报技术。无线电设备制造厂家也在开发可对电离层变化以及来自其他用户的干扰自动进行补偿的收音机产品。
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