地波

沿地面傳播的無線電波叫地波,又叫表面波。

概念

電波的波長越短,越容易被地面吸收,因此只有長波和中波能在地面傳播。地波不受氣候影響,傳播比較穩定可靠。但在傳播過程中,能量被大地不斷吸收,因而傳播距離不遠。所以地波適宜在較小範圍里的通信和廣播業務使用。

在無線信道通信中,頻率較低的電磁波趨於沿彎曲的地球表面傳播,有一定的繞射能力。這種傳播方式成為地波傳輸。在低頻和甚低頻段,地波能夠傳播超過數百千米或數千千米。

傳播形式

沿地面傳播的無線電波叫地波。當天線架設較低,且其沿地面方向為最大輻射方向時,主要是地波傳播。地波傳播的特點是信號比較穩定,基本上不受天氣的影響,但隨著電波頻率的升高,傳輸損耗迅速增大。因此,這種方式更加適合長波的低頻傳輸。

地波傳輸的情況主要取決於地麵條件。地麵條件的影響主要表現在兩個方面:一是地面的不平坦性,二是地面的地質情況。前者對電波的影響隨波長不同而變化,而後者是從土壤的電氣性質來研究對電波傳播的影響。描述大地電磁特性的參數有介電係數ε(或相對介電常數εr)、電導率σ、磁導率μ。

基本特徵

對地波傳播的理論分析是相當複雜的,在此只給出一些基本結論,並加以定性的分析。

受到大地吸收

當電波沿地面傳播時,在地面要產生感應電流。由於大地不是理想導電體,因此感應電流在地面流動要消耗能量,這個能量是由電磁波供給的。這樣,電波在傳播過程中,就有一部分能量被大地吸收。

大地對電波能量吸收的大小與下列因素有關:

3.1.1、地面的導電性能越好,吸收越小,則電波傳播的損耗越小。因為電導率越大,地電阻越小,故電波沿地面傳播的損耗越小。因此,電波在海洋上的傳播損耗最小,濕土和江河湖泊上的損耗次之,乾土和岩石上的損耗最大。

3.1.2、電波的頻率越低,損耗越小。因為地電阻與電波頻率有關,所以頻率越高,感應電流更趨於表面流動,趨膚效應使流過電流的有效面積減小,損耗增大。因此,利用地波傳播的頻率使用範圍一般在1.5~5MHz。

3.1.3、垂直極化波較水平極化波衰減小。這是因為水平極化波的電場與地面平行,導致地面的感生電流增大,故產生較大的衰減。

產生波面傾斜

理論分析指出,沿實際半導體表面傳播的垂直極化波是橫磁波(TM波),即沿電磁波傳播方向有電場縱向分量。地面波傳播過程中的波面傾斜現象就有很大的實用意義,可以採用相應形式的天線以便有效接收。

具有繞射損失

電波的繞射能力與其波長和地形的起伏有關,波長越長,繞射能力越強;障礙物越高,繞射能力越弱。在地面波通信中,長波的繞射能力最強,中波次之,短波較小,超短波最弱。當傳播距離較遠時,必須考慮地球曲率的影響,此時到達接收點的地面波是沿著地球表面繞射傳播的。此外,地面障礙物對電波有一定的阻礙作用,因此有繞射損失。

傳播穩定

地波是沿地球表面傳播的,因為地球表面的電性能及地貌、地物等不會隨時間很快的變化,所以在傳播路徑上,地波傳播基本上可以視為不隨時間變化。因此,接收點的場強較穩定。

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