长波.短波.微波的传输特点

长波.短波.微波的传输特点
长波.短波.微波的传输特点

长波.短波.微波的传输特点
微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波,微波是指频率为300MHz-300KMHz的电磁波,即波长在1米到1毫米之间的电磁波.微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”.
短波的基本传播途径有两个：一个是地波,一个是天波.
如前所述,地波沿地球表面传播,其传播距离取决于地表介质特性.海面介质的电导特性对于电波传播最为有利,短波地波信号可以沿海面传播1000公里左右；陆地表面介质电导特性差,对电波衰耗大,而且不同的陆地表面介质对电波的衰耗程度不一样（潮湿土壤地面衰耗小,干燥沙石地面衰耗大）.短波信号沿地面最多只能传播几十公里.地波传播不需要经常改变工作频率,但要考虑障碍物的阻挡,这与天波传播是不同的.
短波的主要传播途径是天波.短波信号由天线发出后,经电离层反射回地面,又由地面反射回电离层,可以反射多次,因而传播距离很远（几百至上万公里）,而且不受地面障碍物阻挡.但天波是很不稳定的.在天波传播过程中,路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素,都会造成信号的弱化和畸变,影响短波通信的效果.
短波收音机简介
1. 传统指针调谐短波收音机
收音机的种类如果按所接收的波段来划分：
单波段中波收音机： MW 525 -- 1600 KHz
调频调幅收音机 MW 525 -- 1600 KHz,FM 87.5 -- 108 MHz
调频 /中/短波收音机** MW 525 -- 1600 KHz,FM 87.5 -- 108 MHz
只有一个短波段时 SW： 3.9 --12.00 MHz(75 -- 25 米)
(或6.00 -- 18.00 MHz, 49 -- 16 米)
(或9.00 -- 16.00 MHz, 31 --19 米)
二个短波段时 SW1： 2.2--7.50 MHz,SW2： 7.50 -- 23.00 MHz
或SW1：5.9--9.50 MHz, SW2： 9.50 -- 18.00 MHz
按米波段来划分 SW1,SW2,SW3,SW4,SW5,SW6,SW7………
多波段短波收音机 (每个短波段覆盖一个国际短波米波段)
传统收音机和收录机一般只有一个或二个短波段,但每个波段都覆盖了很宽的频率（好几个米波段）范围,优点是电路简单,但很难保证所覆盖频率范围内每点频率的灵敏度和选择性都很均匀,所以,往往是有些米波段收听很好,有些却很差,另外,由于覆盖很宽的频率,使各个电台之间显得很拥挤,收台不方便,所以有些收音机要附加上短波微调旋钮来加以改善.
也有些短波电路设计得很好的传统收音机,收音机也有足够高的灵敏度和选择性,而且生产调试又很精确,使用起来也很方便,别有趣味,起码省去老换波段的麻烦.另外,传统收音机大多采用3-4节电池和比较大口径的扬声器,收听起来声音很好,难怪有很多老短波迷仍然喜欢传统收音机.
2.按米波段来划分的多波段短波收音机
现代的短波收音机,往往分为6-10个短波段,每个短波只覆盖一个米波段（请参考下文国际广播米波段表）,对于设计良好的此类短波收音机,灵敏度和选择性比较容易得到保证,而且按米波段来划分短波,电台之间的间隔好象被展阔了,收短波象收听中波一样方便,尤其是对于电台最密集的16,19,25,31米波段,优点更突出.
按米波段来划分的短波收音机,如果说不足的话,就是由于短波段太多,对于喜欢不同电台和节目的人来说,经常要切换短波段,又显得麻烦了一点.
另外,按米波段划分来设计短波收音机,如果要覆盖全部短波频率范围,光短波段就需要13个波段,而且每个波段都要设计合理,所用的电子元件材料很多,使电路显得太复杂而且成本太高了.笔者所见过的进口名牌短波收音机,调频/中波/长波/短波所有波段加在一起,最多有15个波段,价格近1000元.
值得一提的是,在国内市场上,也有些短波收音机,号称18波段,24波段,而且价格还挺便宜,君不知道设计者是自欺还是欺人!此外,还有很多号称[消费者推荐产品]的8,9波段的短波收音机,因市场恶性竞争所致,短波电路,除了波段开关以外,就几乎没有其它元件了.与其买此类收音机,笔者建议：还不如买台传统的3,4波段的短波收音机.
3.短波收音机中的二次变频技术(SW DUAL CONVERSION)
短波收音机最初是使用直接放大线路的,50年代开始,应用了一次变频线路,也就是平时所说的超外差式收音机.为了进一步提高无线电接收机的灵敏度、选择性和抗干扰能力,科学家们又研制了多次变频技术,当然首先是应用在无线电通讯领域,后来被移植到高级收音机中,从而大大地改善了短波收音机的性能指标.
便携式高灵敏度短波收音机一般采用二次变频,而更高级的专业短波通讯接收机,甚至采用3次或4次变频技术.
4.采用锁相环数字调谐式技术的收音机(PLL)
锁相环数字调谐式技术的收音机,是采用当代微电子应用技术的高新科技产品,集先进性、实用性、新颖性的特点于一体.
1. 采用单片微处理机芯片作为数字调谐系统的核心,并含有锁相环路频率合成、频率预选、多功能数字时钟控制及液晶数字显示等多种先进功能.
2. 以高精度高稳定的石英晶体为频率基准,锁定接收电台的频率,绝无漂移现象.
3. 具有频率存储记忆功能.
一般说来,数字调谐式收音机的存储电台数目越多越好,高级数字调谐式收音机应具备直接输入频率数字和模拟调谐旋钮,电子线路上也常采用二次变频技术来提高性能指标.
数字调谐式技术的收音机的缺点是电路复杂,设计难度大,对元件的要求很严格,成本高,生产调试很复杂；由于采用的元件多,静态耗电比普通收音机要大,普及型的数字调谐收音机的灵敏度和选择性不见得比好的指针式模拟收音机高很多.
4.采用数字显示频率技术的收音机
这类收音机采用传统模拟接收电路,成本不高,也容易做到高性能指标.不同的是利用数码显示屏取代了传统收音机的指针来指示频率,并加入了电子钟控功能；比数字调谐式收音机要省电,体积上能设计的更小巧方便,是价格性能比比较高,很实用的收音机品种.
这种机型的缺点是没有记忆电台功能,由于采用的是传统模拟接收技术,频率的精确性和稳定性也没有数字调谐式收音机高.
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如何收听短波广播?
一般人会对短波感到兴趣,就在于短波能收听远距离广播,可以直接听取得世界各地的广播讯息,可是也有不少人因为收听短波的方法不对,被弄得一头雾水,最后只好放弃.对于如何开始收听短波广播,下面几点建议可供你参考.
◎ 收听短波和收听日常接触的MW、FM有何不同?
日常收听MW或FM广播很少会碰到找不到电台的问题,因为这些电台的广播频率是固定不变的,而且不少是24小时播出.对于短波而言可就不同了,除了因为电台很多之外,一年有2次季节性的广播频率和广播时间的变更、每天接收讯号好坏的差别很大等因素,使得收听短波比起MW、FM来,的确是复杂了许多,但是只要掌握要领,一样可自由自在地享受短波节目的.
◎ 收听短波－－－选电台、选频率也选时间
对于短波听众而言,最大的问题在于短波广播通常集中在某一段时间?播放,造成有点类似于上下班时间的交通状况,显得异常拥挤.但是你可以使自己不会是拥挤中的人,因为通常电台会在不同时段使用不同频率播出相同的节目,例如短波15-18MHZ在每天中午至傍晚可以收听到很多电台节目,晚间10点以后只能收到极少电台节目,甚至连收音机的背景噪音都变小了；短波7MHZ以下在白天很难清楚地收听广播,但到了深夜,却能很好地收听节目,短波9-12MHZ全天都能收到广播,但早晨和晚上收听效果最好,电台多,声音又清楚.还有,如果您经常收听广播,就会发现,很多电台每小时都有规律地改变播出频率,因此为了方便收听短波节目,有必要制作一份属于自己的收听时间频率表（Schedule）,当然,也可以从收集各电台的广播时间频率表开始着手进行.
事实上,一般短波广播电台会使用多个频率同时播出,但通常并不是每一个频率都可以收听得很好,监听的目的就是从几个广播频率中挑选出声音信号最好的频率并记录下来,制作成一张广播频率时间表,此后再收听该电台的节目就方便多了.
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如何改善收听效果?
有许多刚开始收听短波的人,都被收音机所传出的杂音弄得兴趣大减,甚至放弃了收听短波,实为一件憾事.的确,短波的音质不可能与FM高传真广播的音质相比,但与中波(MW)音质相比,基本上是很接近的.可是由于收听短波受到诸多的因素影响,所以往往显得比中波差.实际上,如果在一切因素都有利的条件下,短波的音质可以媲美中波广播的音质.下面分?来讨论收听短波时,有哪些重要因素必须考虑：
◎ 电离层的因素
中波广播(即俗称的AM),从电台的发射天线到收音机的接收,其距离一般都在直径几百公里以内,而且中波波长比较长,不容易受到建筑物等障碍的影响.而短波就不一样了,电台的发射天线除了有一定的方向及仰角,一般情况下接收机的距离往往远达数千公里,甚至上万公里,电台发射的电波必须借着在地球表面上空近百公里高度的电离层折射,才能够在远处被接收到,而地球上空的电离层就像一面变化多端的镜子,它对短波的反射能力、它存在的高度、随时在变化,因此短波广播的传输就变得比较不那么可靠了.虽然如此,电离层还是有一些变化规律可以归纳出来的,因为电离层形成的主要因素是来自太阳的紫外线及带有能量的微小粒子；因此电离层的变化会受到下面几项因素的影响：
太阳活动的强弱：即所谓的大约每11年一个周期的变化.
太阳与地球的距离：即一年四季的变化.
太阳能量在传达到地球时所穿过的大气层厚度不同：白天到夜晚,即一天当中从早晨到黄昏到夜晚都在变化,因此,白天和夜晚,太阳能量对电离层的影响是不同的.
此外,由于电离层经常发生快速的变化,使得收听短波经常出现类似海浪般忽大忽小的声音,这是收听短波的一种普遍现象,即使在电子线路利用了自动增益（AGC）来消除这种现象,但是在严重的情况下,您仍会感觉出声音忽大忽小,若您能习惯,这也是收听短波的一种特殊感觉啊!
◎短波收听效果室内、室外不同
因短波波长比中波短了许多,因此建筑物对短波而言,是一种比较大的障碍,也就是在室内的讯号强度会比室外微弱很多,因此最理想的收听短波方式应该是：在室外以收音机的拉杆天线来收听,在室内时就得引用一条室外天线来收听.根据经验,除了不可抗拒的大自然环境因素之外,架好一条理想的室外天线是改善短波收听效果的首善之务.
干扰收听短波的各种原因：
夏天的雷电干扰；
室内的电子日光灯、可控硅调光台灯、电脑、电视机,微波炉,电话线等；
邻近工厂使用大马力电机并通过高压电力线传输的辐射干扰；
马路上有轨电车电力线和各种机动车辆的马达火花放电辐射干扰；
收听地点附近有大功率的高频无线电波辐射干扰：如寻呼机发射台（BB机）；出租车27MHZ无线电对讲机；专业短波通讯电台,无线手机电话,收听地点邻近有大发射功率的调频和广播电视发射台等……
◎ 架设短波室外天线
谈到外接天线,这是最让短波入门者感到困惑的问题,的确,若要架设一条真正标准的短波外接天线,是需要专业知识才能完成的.为了大家方便起见,在此,我们只介绍一种简单又很实用的外接天线,供您参考：准备一条5-15米长的普通电线,在室外找适当的地点,一端将它拉为水平状；另一端拉到室内缠绕在收音机的拉杆天线上（大约7-10圈）,就大功告成了.
所谓适当的地点是指：高处比低处好、周围越空旷越好,如远离墙壁比紧贴墙壁要好.至于电线的长度,若空间允许时,原则上越长越好（5--15米长）.此条电线从头至尾不用剥去外皮,不论是粗的、细的都可以.若没有适当的空间供以拉成水平状,那么就把电线从窗口丢出,让它自然下垂也行,不过最好在尾端系一重物,以避免刮风时,将电线吹起碰到高压线或它物造成危险.
因为室外天线都是拉到室外,我们就必须注意到「闪电雷击」的问题,所以在雷雨天时,请一定将原来缠绕在收音机上的电线松开,置于一安全的位置（如室外）,以避免危险.
◎ 改善收听短波的效果和音质
除了上述之短波有忽大忽小声现象及使用室外天线来改善收听效果外,您也要注意到自己周围收听环境的干扰,如：日光灯、电脑、电视机,微波炉,电动马达和马路上各种机动车的马达,火花放电等外来干扰因素,当然,这些干扰也同样会发生任何波段上,只是短波的电波信号较微弱,而显得更容易受到影响,应设法找到上述干扰来源并尽量避开.
当收听正常的短波广播时,总还觉得声音不够理想,这是因为一般小型短波收音机的音频输出功率都不大,一旦附近环境吵杂或因为其他因素,需要较大音量时,便把音量调大,则会出现很大的失真.而且由于短波收音机为了提高选择性,中频放大器的通频带宽做了窄化的处理,这样也限制了声音的品质,因此若能戴上耳机收听或者从耳机插孔外接一只小型的附有放大器的喇叭音箱,就可以改善音质问题.有时音质可甚至媲美本地的MW电台的效果
超声波
频率高于2×104赫的声波.研究超声波的产生、传播 、接收,以及各种超声效应和应用的声学分支叫超声学.产生
超声波的装置有机械型超声发生器（例如气哨、汽笛和液哨等）、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、
以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等.
超声效应 当超声波在介质中传播时,由于超声波与介质的相互作用,使介质发生物理的和化学的变化,从而产生
一系列力学的、热的、电磁的和化学的超声效应,包括以下4种效应：
①机械效应.超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝
胶的液化和固体的分散.当超声波流体介质中形成驻波时 ,
悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处,
在空间形成周期性的堆积.超声波在压电材料和磁致伸缩材
料中传播时,由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和
感生磁化（见电介质物理学和磁致伸缩）.
②空化作用.超声波作用于液体时可产生大量小气泡 .
一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压,压强的降低
使原来溶于液体的气体过饱和,而从液体逸出,成为小气泡.
另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞,称为空
化.空洞内为液体蒸气或溶于液体的另一种气体,甚至可能
是真空.因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不
断运动、长大或突然破灭.破灭时周围液体突然冲入气泡而
产生高温、高压,同时产生激波.与空化作用相伴随的内摩
擦可形成电荷,并在气泡内因放电而产生发光现象.在液体
中进行超声处理的技术大多与空化作用有关.
③热效应.由于超声波频率高,能量大,被介质吸收时
能产生显著的热效应.
④化学效应.超声波的作用可促使发生或加速某些化学
反应.例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢；溶有氮
气的水经超声处理后产生亚硝酸；染料的水溶液经超声处理
后会变色或退色.这些现象的发生总与空化作用相伴随.超
声波还可加速许多化学物质的水解、分解和聚合过程.超声
波对光化学和电化学过程也有明显影响.各种氨基酸和其他
有机物质的水溶液经超声处理后,特征吸收光谱带消失而呈
均匀的一般吸收,这表明空化作用使分子结构发生了改变 .
超声应用 超声效应已广泛用于实际,主要有如下几方
面：
①超声检验.超声波的波长比一般声波要短,具有较好
的方向性,而且能透过不透明物质,这一特性已被广泛用于
超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术.
超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术 .
把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上,从
试样透出的超声波携带了被照部位的信息（如对声波的反射、
吸收和散射的能力）,经声透镜汇聚在压电接收器上,所得
电信号输入放大器,利用扫描系统可把不透明试样的形象显
示在荧光屏上.上述装置称为超声显微镜.超声成像技术已
在医疗检查方面获得普遍应用,在微电子器件制造业中用来
对大规模集成电路进行检查,在材料科学中用来显示合金中
不同组分的区域和晶粒间界等.
声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物
的立体图像的声成像技术,其原理与光波的全息术基本相同,
只是记录手段不同而已（见全息术）.用同一超声信号源激
励两个放置在液体中的换能器,它们分别发射两束相干的超
声波：一束透过被研究的物体后成为物波,另一束作为参考
波.物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图,用激光
束照射声全息图,利用激光在声全息图上反射时产生的衍射
效应而获得物的重现像,通常用摄像机和电视机作实时观察.
②超声处理.利用超声的机械作用、空化作用、热效应
和化学效应,可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、
脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生
物学研究等,在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛
应用.
③基础研究.超声波作用于介质后,在介质中产生声弛
豫过程,声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过
程,并在宏观上表现出对声波的吸收（见声波）.通过物质
对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构,这方面的研究
构成了分子声学这一声学分支.
普通声波的波长远大于固体中的原子间距,在此条件下
固体可当作连续介质 .但对频率在1012赫以上的 特超声波 ,
波长可与固体中的原子间距相比拟,此时必须把固体当作是
具有空间周期性的点阵结构.点阵振动的能量是量子化的 ,
称为声子（见固体物理学）.特超声对固体的作用可归结为
特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用.对
固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究,以及量子液
体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域——
量子声学.

长波指从300千赫兹至30千赫兹，波长为1000～10000的无线电波，其传播方式主要是绕地球表面以电离层波的形式传播，作用距离可达几千到上万公里，此外，在近距离（200至300公里以内）也可以由地面波传播，该波段的电场强度夜晚比白天增大，波长越短，增加越甚；电场强度随季节的影响小；传播条件受电离层骚动的影响小，稳定性好，不会产生接受强度的急剧变化和通信突然地中断现象。适用于无线电测向，无线电导航...

全部展开

长波指从300千赫兹至30千赫兹，波长为1000～10000的无线电波，其传播方式主要是绕地球表面以电离层波的形式传播，作用距离可达几千到上万公里，此外，在近距离（200至300公里以内）也可以由地面波传播，该波段的电场强度夜晚比白天增大，波长越短，增加越甚；电场强度随季节的影响小；传播条件受电离层骚动的影响小，稳定性好，不会产生接受强度的急剧变化和通信突然地中断现象。适用于无线电测向，无线电导航等方面。
短波的基本传播途径有两个：一个是地波，一个是天波。
地波沿地球表面传播，其传播距离取决于地表介质特性。海面介质的电导特性对于电波传播最为有利，短波地波信号可以沿海面传播1000公里左右；陆地表面介质电导特性差，对电波衰耗大，而且不同的陆地表面介质对电波的衰耗程度不一样（潮湿土壤地面衰耗小，干燥沙石地面衰耗大）。短波信号沿地面最多只能传播几十公里。地波传播不需要经常改变工作频率，但要考虑障碍物的阻挡，这与天波传播是不同的。
短波的主要传播途径是天波。短波信号由天线发出后，经电离层反射回地面，又由地面反射回电离层，可以反射多次，因而传播距离很远（几百至上万公里），而且不受地面障碍物阻挡。但天波是很不稳定的。在天波传播过程中，路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素，都会造成信号的弱化和畸变，影响短波通信的效果。
微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称.微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西，则会反射微波。

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