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“小枪”信号的电离层传播

发布时间:2012/7/1 16:31:42 访问次数:899

    “小枪”知道,射频其实就是电磁波,随时间GRM1555C1H2R7CZ01D变化的电磁场,可以在真空中以光速传播。“小枪”在做DXing的努力中,这些电磁波实际上是通过某种物质媒介传播的,就是上层大气中被轻微电离化了的那部分,称为电离层。确实,如果运气好,“小枪”的信号跑进了电离层,然后在离出发地很远的地方又可以回到地球上。在某些圈子里,这被称为电离层反射,但更准确的术语是析射,或者说是电波运行的路径被弄弯曲了。
    从这一结果我们知道,电波经过一种由自由电子组成的媒介,其电子的浓度——即每立方米的电子数目——随高度的增加而增加。  “小枪”也知道电离层是由好几层组成的,F层是最高的,大约在离地面300~400km高度时,电子的浓度达到峰值,然后是E层大约llOkm.最后是最低的D层,低于90KM。
    当今的这个复杂电离层结构与20世纪30年代早期Chapman构想的单层电离层形成了对比。那个时候,如附图所示,人们假设太阳光谱中的紫外线(UV)量子在穿透大气层时会遇到一直增加的可离子化的原子和分子,由此会以不断增加的速率产生电离。但是阳光在这个过程中会被吸收,在靠近地球表面时辐射强度也会降低。其结果是,产生的电离率会(在某一处)达到峰值,然后在较低的高度上,电离率就会下降。实际上,太阳光谱中的UV量子具有足够的能量,不仅和上面提到的一样,可电离氦气和氧气的分子,还可以将它们分解成各自相应的组成原子。
    不用说,在太阳紫外线到达的上层大气中“会发生的早晚会发生”,  “小枪”不必惊讶于这个结果,即大气层的化学成分会随着高度而变化。更具体地说,从地面到100km的高度上,大气层混合着对流和湍流,并且具有相当程度上一样的各大组成成分—一氮气(78%)相氧气(21%),但是还有一些不均匀分布的微量成分(例如水蒸气、二氧化碳和臭氧)。但在高于lOOkm时,由太阳的UV分解分子氧而产生的原子氧,将随着高度的增加而获得更大的相对重要性。
    “归根到底,无线电传播涉及带电粒子——电子,对吗?”我不会说“错!”,但也许会说“不准确!”。实践证明,电离层的电子会发现它们身处一个天空中巨大的化学实验室,包含了所有的电子,正离子、原子和分子全都混在一起,就是这样。确实,在正确(或错误)的情况下,一些原子、分子或离子对电子的浓度有不利的影响,以至会削弱对于“小枪”信号至关重要的传播。所以“小初学者园地枪”必须注意这些理论,并牢牢掌握现代电离层的概念。
    高处的电离层包含了自由电子和正离子,它们来自于氮气分子、氧气分子和原子氧,以及少量但是重要的自由离子一一分子相互作用而形成的正离子。“小枪”也许明白,电离层中的电子浓度会随着高度而变化,但也许不知道这个变化取决于电子的产生与消耗之间的一场竞赛。
    “小枪”可能知道这个过程的变化速率随高度而改变,伴随着太阳照射(产生电子)和化学成分的改变(消耗电子)。现在,“小枪”懂得了大气层和电离层中的物质是环境的一都分,被地球引力场捕获在地球上。“小枪”的DXing在探索电离层,它时不时显现出电离程度的变化。但是中性大气中的变化逃过了“小枪”的注意,它对短波无线电信号没有直接的反应。
    又一次地,想象力起了作用,  “小枪”知道环境的两个部分都在变化,这是太阳照射变化的结果。但是“小枪”也许不明白的是,电离层也受到地球磁场及其变化的控制。在静态的情况下,地磁对电离层的控制可能对“小枪”而言是一个新概念。“小枪”极有可能听说过,甚至经过与地磁暴同时发生的电离层暴的效果,以及它们对短波传播的影响。这些情况对“小枪”的DXing是不利的,而且事实证明,对此做出解释是非常复杂的。因此,  “小枪”应该关注这些问题,想成为“大炮”在极大程度上取决于如何处理这些情况。
    我们还需要加入讨论的是定量的方面,特别是那些通过地球表面的DX路径,它们对于地磁场的位置和太阳照射的效应,快者以一日而慢者以一个太阳周期为单位。这些附加的讨论将使电离层知识变为一个定量决策工具,我相信,这对“小枪”好处极大,所以让我们来吧,从太阳开始(下一篇,介绍太阳的辐射及传播要素)。
    “小枪”知道,射频其实就是电磁波,随时间GRM1555C1H2R7CZ01D变化的电磁场,可以在真空中以光速传播。“小枪”在做DXing的努力中,这些电磁波实际上是通过某种物质媒介传播的,就是上层大气中被轻微电离化了的那部分,称为电离层。确实,如果运气好,“小枪”的信号跑进了电离层,然后在离出发地很远的地方又可以回到地球上。在某些圈子里,这被称为电离层反射,但更准确的术语是析射,或者说是电波运行的路径被弄弯曲了。
    从这一结果我们知道,电波经过一种由自由电子组成的媒介,其电子的浓度——即每立方米的电子数目——随高度的增加而增加。  “小枪”也知道电离层是由好几层组成的,F层是最高的,大约在离地面300~400km高度时,电子的浓度达到峰值,然后是E层大约llOkm.最后是最低的D层,低于90KM。
    当今的这个复杂电离层结构与20世纪30年代早期Chapman构想的单层电离层形成了对比。那个时候,如附图所示,人们假设太阳光谱中的紫外线(UV)量子在穿透大气层时会遇到一直增加的可离子化的原子和分子,由此会以不断增加的速率产生电离。但是阳光在这个过程中会被吸收,在靠近地球表面时辐射强度也会降低。其结果是,产生的电离率会(在某一处)达到峰值,然后在较低的高度上,电离率就会下降。实际上,太阳光谱中的UV量子具有足够的能量,不仅和上面提到的一样,可电离氦气和氧气的分子,还可以将它们分解成各自相应的组成原子。
    不用说,在太阳紫外线到达的上层大气中“会发生的早晚会发生”,  “小枪”不必惊讶于这个结果,即大气层的化学成分会随着高度而变化。更具体地说,从地面到100km的高度上,大气层混合着对流和湍流,并且具有相当程度上一样的各大组成成分—一氮气(78%)相氧气(21%),但是还有一些不均匀分布的微量成分(例如水蒸气、二氧化碳和臭氧)。但在高于lOOkm时,由太阳的UV分解分子氧而产生的原子氧,将随着高度的增加而获得更大的相对重要性。
    “归根到底,无线电传播涉及带电粒子——电子,对吗?”我不会说“错!”,但也许会说“不准确!”。实践证明,电离层的电子会发现它们身处一个天空中巨大的化学实验室,包含了所有的电子,正离子、原子和分子全都混在一起,就是这样。确实,在正确(或错误)的情况下,一些原子、分子或离子对电子的浓度有不利的影响,以至会削弱对于“小枪”信号至关重要的传播。所以“小初学者园地枪”必须注意这些理论,并牢牢掌握现代电离层的概念。
    高处的电离层包含了自由电子和正离子,它们来自于氮气分子、氧气分子和原子氧,以及少量但是重要的自由离子一一分子相互作用而形成的正离子。“小枪”也许明白,电离层中的电子浓度会随着高度而变化,但也许不知道这个变化取决于电子的产生与消耗之间的一场竞赛。
    “小枪”可能知道这个过程的变化速率随高度而改变,伴随着太阳照射(产生电子)和化学成分的改变(消耗电子)。现在,“小枪”懂得了大气层和电离层中的物质是环境的一都分,被地球引力场捕获在地球上。“小枪”的DXing在探索电离层,它时不时显现出电离程度的变化。但是中性大气中的变化逃过了“小枪”的注意,它对短波无线电信号没有直接的反应。
    又一次地,想象力起了作用,  “小枪”知道环境的两个部分都在变化,这是太阳照射变化的结果。但是“小枪”也许不明白的是,电离层也受到地球磁场及其变化的控制。在静态的情况下,地磁对电离层的控制可能对“小枪”而言是一个新概念。“小枪”极有可能听说过,甚至经过与地磁暴同时发生的电离层暴的效果,以及它们对短波传播的影响。这些情况对“小枪”的DXing是不利的,而且事实证明,对此做出解释是非常复杂的。因此,  “小枪”应该关注这些问题,想成为“大炮”在极大程度上取决于如何处理这些情况。
    我们还需要加入讨论的是定量的方面,特别是那些通过地球表面的DX路径,它们对于地磁场的位置和太阳照射的效应,快者以一日而慢者以一个太阳周期为单位。这些附加的讨论将使电离层知识变为一个定量决策工具,我相信,这对“小枪”好处极大,所以让我们来吧,从太阳开始(下一篇,介绍太阳的辐射及传播要素)。
相关技术资料
7-1“小枪”信号的电离层传播

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