题目

电离层为什么能反射电波?3Q

提问时间：2020-08-27

答案

从离地面60千米左右开始,直到大气层外缘几千千米高度的空间,通常称为电离层．由于太阳辐射的紫外线穿过大气层时,气体的分子或原子就吸收其能量而电离,分离成电子、正离子和负离子．电离层实际上是电子、正离子、负离子和中性粒子等组成的混合体． 电离层有反射无线电波的本领．当频率在一定范围的无线电波以一定角度射向电离层时,将由电离层反射回地面,反射回地面的无线电波还可再向电离层射去,实现多次反射,这就是所谓的“多跳传播”．电离层对不同波段的无线电波反射作用不同,由于电离层的吸收作用,中波段的无线电波在白天几乎全部被电离层吸收．高频的微波段的无线电波,根本不能被电离层反射,直接穿透电离层射向太空．只有短波段（频率3兆赫～30兆赫,波长100米～10米）的无线电波,能通过“多跳传播”方式传送到几千甚至几万千米远的地方,实现远距离短波无线通信和广播． 电离层具有多变的特性．电离层的高度、厚度和电子密度等,会随昼夜、季节、纬度的情况而变化．由于电离层是太阳辐射形成的,电离层还会受太阳“黑子”活动、太阳表面“耀斑”紫外线辐射等的骚扰．因而电离层具有无规律的突变性． 电离层对电波有一定的吸收作用．电离层中除自由电子外,还有大量无规则运动的中性粒子和离子．当电波入射到电离层时,自由电子在电波作用下产生强迫振动,如果电子和中性粒子撞在一块,就会把从电波得到的能量的一部分转化为热能．这就是电离层吸收作用的由来．由于电离层的变化不定,经不同反射路径反射回接收地点的电波还要发生干涉现象,使无线电波强度发生“衰落”． 因而在收听短波广播节目时,声音时高时低,甚至断断续续． 由于电离层的多变性和对电波的吸收作用,电离层的吸收可能突然变得很大,使短波信号减弱,或在较长时间内造成通信阻断．为了提高短波无线通信的可靠性,人们研制了“自适应短波通信系统”,它具有实时监测传播情况变化,自动选通信条件最好的工作频率等功能．此外,利用无线电波在空间、频率、时间等方面有足够大差异时衰落互不相干的特性,用分别接收、解调然后合在一起,或一并接收、分别解调然后合在一起的方法,保证接收信号的稳定