
【电】 ionospheric wave
ionosphere
【化】 ionized layer; ionosphere
wave
【化】 wave
【医】 deflection; flumen; flumina; kymo-; wave
电离层波(Ionospheric Wave)指无线电波通过地球电离层的反射或折射进行传播的现象,是远距离无线电通信的重要方式。以下是详细解释:
汉英对照定义
电离层波(Ionospheric Wave)指频率在3-30 MHz的短波(Short Wave)经电离层反射后返回地面的电磁波。其传播依赖电离层中自由电子对电波的折射作用,英文亦称"Sky Wave"(天波)。
传播原理
当电波以特定仰角射向电离层时,会在D、E、F层发生连续折射。根据斯涅尔定律(Snell's Law),折射程度取决于电离密度与频率的关系:
$$ n = sqrt{1 - frac{81N_e}{f}} $$
其中 ( n ) 为折射率,( N_e ) 为电子密度(e⁻/m³),( f ) 为电波频率(Hz)。当 ( n=0 ) 时发生全反射,形成"跳越距离"(Skip Distance)。
频率依赖性
(来源:美国国家海洋和大气管理局空间天气预报中心)
实际应用场景
(来源:IEEE《天线与传播汇刊》)
空间天气扰动
太阳耀斑引发电离层暴时,电子密度剧烈变化导致信号衰落(Fading),甚至通信中断。例如2003年万圣节太阳风暴曾造成全球短波瘫痪。
多径效应
电波经不同路径反射产生时延差,典型值3-5ms,导致符号间干扰(ISI)。解决方案包括分集接收与均衡技术。
权威参考文献:
- 美国国家标准与技术研究院(NIST)《无线电波传播手册》
- 国际电信联盟(ITU-R)建议书 P.1239
- 英国卢瑟福·阿普尔顿实验室《电离层物理导论》
电离层波是指在电离层中传播或受电离层特性影响的无线电波,其传播过程与电离层的特殊物理性质密切相关。以下是详细解释:
传播机制
电离层中的自由电子和离子对无线电波产生折射、反射作用。当短波(频率3-30 MHz)进入电离层时,电子密度较高的区域(如F层)会使电波路径弯曲,最终折返地面,形成电离层波。这种反射特性是短波远距离通信的基础。
磁离子分裂现象
地磁场会导致电离层波分裂为两种模式:
电离层按电子密度分为D、E、F层,各层对电波的作用不同:
电离层波的传播需满足临界频率条件:
$$
f_c = 9 sqrt{N_e}
$$
其中,( f_c )为临界频率(MHz),( N_e )为电子密度(电子数/m³)。当电波频率低于( f_c )时会被反射,否则穿透电离层。
如需进一步了解电离层动态变化对通信的影响,可参考高权威性来源(如、)中的详细分析。
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