
【電】 ionospheric wave
ionosphere
【化】 ionized layer; ionosphere
wave
【化】 wave
【醫】 deflection; flumen; flumina; kymo-; wave
電離層波(Ionospheric Wave)指無線電波通過地球電離層的反射或折射進行傳播的現象,是遠距離無線電通信的重要方式。以下是詳細解釋:
漢英對照定義
電離層波(Ionospheric Wave)指頻率在3-30 MHz的短波(Short Wave)經電離層反射後返回地面的電磁波。其傳播依賴電離層中自由電子對電波的折射作用,英文亦稱"Sky Wave"(天波)。
傳播原理
當電波以特定仰角射向電離層時,會在D、E、F層發生連續折射。根據斯涅爾定律(Snell's Law),折射程度取決于電離密度與頻率的關系:
$$ n = sqrt{1 - frac{81N_e}{f}} $$
其中 ( n ) 為折射率,( N_e ) 為電子密度(e⁻/m³),( f ) 為電波頻率(Hz)。當 ( n=0 ) 時發生全反射,形成"跳越距離"(Skip Distance)。
頻率依賴性
(來源:美國國家海洋和大氣管理局空間天氣預報中心)
實際應用場景
(來源:IEEE《天線與傳播彙刊》)
空間天氣擾動
太陽耀斑引發電離層暴時,電子密度劇烈變化導緻信號衰落(Fading),甚至通信中斷。例如2003年萬聖節太陽風暴曾造成全球短波癱瘓。
多徑效應
電波經不同路徑反射産生時延差,典型值3-5ms,導緻符號間幹擾(ISI)。解決方案包括分集接收與均衡技術。
權威參考文獻:
- 美國國家标準與技術研究院(NIST)《無線電波傳播手冊》
- 國際電信聯盟(ITU-R)建議書 P.1239
- 英國盧瑟福·阿普爾頓實驗室《電離層物理導論》
電離層波是指在電離層中傳播或受電離層特性影響的無線電波,其傳播過程與電離層的特殊物理性質密切相關。以下是詳細解釋:
傳播機制
電離層中的自由電子和離子對無線電波産生折射、反射作用。當短波(頻率3-30 MHz)進入電離層時,電子密度較高的區域(如F層)會使電波路徑彎曲,最終折返地面,形成電離層波。這種反射特性是短波遠距離通信的基礎。
磁離子分裂現象
地磁場會導緻電離層波分裂為兩種模式:
電離層按電子密度分為D、E、F層,各層對電波的作用不同:
電離層波的傳播需滿足臨界頻率條件:
$$
f_c = 9 sqrt{N_e}
$$
其中,( f_c )為臨界頻率(MHz),( N_e )為電子密度(電子數/m³)。當電波頻率低于( f_c )時會被反射,否則穿透電離層。
如需進一步了解電離層動态變化對通信的影響,可參考高權威性來源(如、)中的詳細分析。
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