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一、地波的概念

  沿地面传播的无线电波叫地波,又叫表面波。电波的波长越短,越容易被地面吸收,因此只有长波和中波能在地面传播。地波不受气候影响,传播比较稳定可靠。但在传播过程中,能量被大地不断吸收,因而传播距离不远。所以地波适宜在较小范围里的通信和广播业务使用。

  在无线信道通信中,频率较低的电磁波趋于沿弯曲的地球表面传播,有一定的绕射能力。这种传播方式成为地波传输。在低频和甚低频段,地波能够传播超过数百千米或数千千米。

二、地波传播形式

  沿地面传播的无线电波叫地波。当天线架设较低,且其沿地面方向为最大辐射方向时,主要是地波传播。地波传播的特点是信号比较稳定,基本上不受天气的影响,但随着电波频率的升高,传输损耗迅速增大。因此,这种方式更加适合短波的低频传输。

  地波传输的情况主要取决于地面条件。地面条件的影响主要表现在两个方面:一是地面的不平坦性,二是地面的地质情况。前者对电波的影响随波长不同而变化,而后者是从土壤的电气性质来研究对电波传播的影响。描述大地电磁特性的参数有介电系数ε(或相对介电常数εr)、电导率σ、磁导率μ。

三、地波传播的基本特征

  对地波传播的理论分析是相当复杂的,在此只给出一些基本结论,并加以定性的分析。

3.1、受到大地的吸收

  当电波沿地面传播时,在地面要产生感应电流。由于大地不是理想导电体,因此感应电流在地面流动要消耗能量,这个能量是由电磁波供给的。这样,电波在传播过程十,就有一部分能量被大地吸收。

  大地对电波能量吸收的大小与下列因素有关:

  3.1.1、地面的导电性能越好,吸收越小,则电波传播的损耗越小。因为电导率越大,地电阻越小,故电波沿地面传播的损耗越小。因此,电波在海洋上的传播损耗最小,湿土和江河湖泊上的损耗次之,干土和岩石上的损耗最大。

  3.1.2、电波的频率越低,损耗越小。因为地电阻与电波频率有关,所以频率越高,感应电流更趋于表面流动,趋肤效应使流过电流的有效面积减小,损耗增大。因此,利用地波传播的频率使用范围一般在1.5~5MHz。

  3.1.3、垂直极化波较水平极化波衰减小。这是因为水平极化波的电场与地面平行,导致地面的感生电流增大,故产生较大的衰减。

3.2、产生波面倾斜

  理论分析指出,沿实际半导体表面传播的垂直极化波是横磁波(TM波),即沿电磁波传播方向有电场纵向分量。地面波传播过程中的波面倾斜现象就有很大的实用意义,可以采用相应形式的天线以便有效接收。

3.3、具有绕射损失

  电波的绕射能力与其波长和地形的起伏有关,波长越长,绕射能力越强;障碍物越高,绕射能力越弱。在地面波通信中,长波的绕射能力最强,中波次之,短波较小,超短波最弱。当传播距离较远时,必须考虑地球曲率的影响,此时到达接收点的地面波是沿着地球表面绕射传播的。此外,地面障碍物对电波有一定的阻碍作用,因此有绕射损失。

3.4、传播稳定

  地波是沿地球表面传播的,因为地球表面的电性能及地貌、地物等不会随时间很快的变化,所以在传播路径上,地波传播基本上可以视为不随时间变化。因此,接收点的场强较稳定。

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