电波知识

 百年前，三声短促而且微弱的讯号，向世界宣布了无线电的诞生。一九○一年，扎营守候在讯号山(Signal Hill位于加拿大东南角)的意大利科学家马可尼，终于接收到了从英格兰发出的跨过大西洋的无线电讯号，这个实验向世人证明了无线电再也不是仅限于实验室的新奇东西，而是一种实用的通讯媒介。此后短波用作全球性的国际通讯媒介便开始发达起来了。

     虽然马可尼的试验结果令人相当振奋，可是当时一般人认为无线电传播方式类似光波，发射之后，绝对沿直线方向进行传播，从英国到加拿大，再怎么说也无法完成直线的无线电通讯(因为地球表面是弧形的）。当时的科学理论更证明，从英国发射后的无线电波一定直驱太空，怎么可能扺达加拿大？可是从马可尼用简陋的无线电设备征服长距离通讯的试验记录来看，白天，讯号可以远达七○○英哩，晚间更远达二○○○英哩以上，这些试验数据，使得以往的理论所推断出来的必然结果，开始发生动摇了。

     与此同时，MR.KENNELLY及MR.HEAVISIDE不约而同地分別提出了同样的看法：就是在地球大气层中有电子层的存在，它可以像镜子般，把无线电折射回地球，而不致于沿着直线方向直奔太空，由于这种折射回返的讯号，使得远方的电台可以互相通讯，这种对无线电波有如镜子般作用的电子层称做KENNELLY HEAVISIDE层，但现在一般称之为电离层（lonosphre），而短波远距离广播和通讯之所以如此发达就是受了电离层之益。
从一九二五年开始，许多科学家便开始进行电离层的研究工作，由向电离层发射无线电脉冲讯号，然后从电离层反射的回波（Echo）中，可以了解到电离层的自然现象，所得到的结果就是：地球上空的电离层就像是一把大伞覆盖着地球，而且随着白天或夜晚或季节的变化而变动，同时发现某些频率可以直接穿过电离层，而有些频率则以不同角度折返回地球表面，虽然对电离层已经有了某种程度的了解，而且短波的国际通讯也有了很大的发展，这六十多年来，科学家从不放过任何继续研究电离层的机会，甚至火箭发射、人造卫星试验及最近的太空穿梭机飞行，都要做有某些实验，以期能更进一步了解电离层的变化规律，最近借助超高速计算机，建立了各种假设的电离层分析模型，科学家希望能够像天气预告那样，可以预测未来几天的电离层状況。

      无线电波：沒有任何一个人，曾经目睹过无线电讯号，因为无线电带着节目讯息从发射天线离开之后，便以光速前进，并以不可见的电、磁场能量存在，虽然眼睛看不见，但是我们仍然可以描述无线电电磁波的规律特性，只是在这过程当中，必须使用一些专有名词，如频率、波长、波段等名词，以下简单地叙述无线电波特性。

     频率：广播电台的发射机是产生无线电波的原动力，那儿首先电流以极为快速地来回摆动，也就是产生振荡，经过发射机的放大和处理，这个讯号够强了，便输送到发射塔的天线，这里也就是实际产生无线电波的地方。参看图1所示，其中曲线代表强度与时间的关系，无线电波是沿着天线流动的电子所产生的，假设曲线的左边是起点，我们可以看出曲线从零点逐渐升高，然后又回到零点，这表示电流在天线上，从一端奔向另一端所产生的无线电波，而当电流从另一端奔回时，便产生了零点基线下方的曲线，这一来回就是一个周期。像图1曲线就是无线电波的频率，例如某MW电台是1,000,000周期／秒，但通常人们习惯把它缩减成1,000千赫(KHz)，KHz是Kilo Hertz的缩写，中文称为千赫，意思就是一千个周期，但是在短波波段频率通常更高(3000-30000千赫)，为了方便读写，通常用MHz(兆赫)来表示短波频率，MHz是英文Mega Hertz的缩写，而很多场合里，都把KHz及MHz混用，因此最好能分清楚这两种不同单位的意义及其换算，要把KHz转换成MHz时，只要把小数点向前移三位即可。例如：

     5900 KHz = 5.9MHz 18000KHz = 18 MHz 1 MHz = 1000 KHz = 1000，000 Hz 注意：对于调频广播，为了简便读写，也是用MHz（兆赫）来表示。

     波长：短波广播中常常听到的另一种称呼"米波段"或"公尺波段"(Meter Band)，这指的就是波长，也就是从天线发射出去的电波一个周期之间的距离。假设图2中的无线电波是15MHz，那么它的波长指的就是从A点到B点的距离。如果每秒的周期数目加倍，就变成30MHz，也就是图3。观察图2、图3两波形，便可发现15MHz每周期中含有30MHz两个周期，也就是说频率愈高，波长就愈短。

     频率与波长的关系和转换：如何把波长转换成频率，或做相反的转换呢？虽然一个电台以固定的频率广播，但是 "波长"也常被拿来使用。例如，在说明短波传导状況时，使用31米波段，比使用"9500KHz到9900千赫/KHz"（这是在31米波段內规划用做国际短波广播的频率范围）简单多了。把频率换算波长的的公式是波长（米/公尺）＝300,000,000/频率（兆赫/MHz），分子300,000,000米/公尺是无线电波在大气中的传播速度（即光速），所以15兆赫(MHz)的波长是，波长＝300000000/15000000＝20米/公尺。当然短波广播规定有许多的频率范围，要记住这些频率与相对的波长是挺麻烦的，但是只要抓住一个要领，便不成问题了。首先记得一个频率与波长的关系，例如15兆赫(MHz)是20米，然后频率增加一倍，波长便减半，相反的频率减半，波长便加倍。例如15MHz是20米，那么30MHz就是10米，而7.5MHz则是40米，这样就容易多了。

     在我们了解了频率与波长之间的关系后，当短波电台报出频率及相对波长时，我们更可较容易地在收音机的刻度表上找到该收听的位置，因为传统型(指针式)短波收音机的刻度表上，都有波长或米波段的标示。

     如果上述太复杂，您也可以这样简单地理解：频率是用来表示某电台的精确位置；而波长却是用来表示该电台的大概位置，米波段是用来表示某小段频率范围。

     如19米波段表示频率15.10–15.60兆赫范围。（请参考后文的国际广播米波段表）

     白天，在广州，您可以在短波19米波段收听到中央人民广播电台第一和第二套节目，准确频率为15.48,15.50,15.55兆赫。

     无线电频谱：通常无线电波所指的是从极低频10KHz到极超高频的顶点30GHz（Giga Hertz），因为超出这个范围以外的无线电频谱，其特性便有很大不同了，例如光线、X射线等，而在上述10KHz到30GHz，通常划分成七个区域，参看下表，其中高频3～30MHz就是我们所讨论的短波。

     无线电频谱的划分：
     极低频 VLF Very Low Frequency频率范围 10KHz - 30KHz
     低频 LF（俗称长波LW）Low Frequency 频率范围 30KHz - 300KHz
     中频 MF （俗称中波MW）Medium Frequency 频率范围 30KHz - 3000KHz
     高频 HF （俗称短波SW）High Frequency 频率范围 3MHz - 30MHz
     极高频 VHF（俗称超短波，而频率在88-108MHZ范围的民用广播则俗称为调频电台FM）Very High Frequency 频率范围 30MHz - 300MHz
     超高频 UHF Ultra High Frequency 频率范围 300MHz - 3000MHz
     极超高频 SHF Super High Frequency 频率范围 3000MHz - 30000MHz

     国际短波广播波段：全世界所有的无线电频率之使用，皆是由国际电信联合会所分配。国际电信联合会（ITU : International Telecommunication Union）是一个隶属于联合国的国际电信管理组织，定期召集各会员国开会决定无线电频率的分配及使用。而ITU所制定的国际短波广播波段共有13个。各米波段都有一定的频率范围，您也许会觉得奇怪，从2.3-26.1MHZ被分成13段，为什么不连贯在一起呢？这是因为：在高频的频谱內（3-30MHz），国际电信管理组织（ITU）有规定，除了国际短波广播外，还有很多其它通讯的用途。您可以很容易地在收音机说明书上找到米波段的划分表。