天赐通讯
地面电磁信号传播

高塔的秘密

超短波的空间波通讯

在上海，我们打开收音机，随着超短波频道调节钮的转动，各种电台广播开始喧闹起来：FM104.5在播着新闻，FM101.7放着流行音乐，FM97.7在大论经济格局，不仅如此，无线电视、手机信号、无线网络……上海空中的电波如同地上的车流人流一样喧闹。抬头看看高耸的东方明珠电视塔，它建得那么高有什么用呢？在很多大城市中都有一些无线电信号高塔，这是因为电视信号和调频（FM）广播都是超短波信号，以直线进行传播的，不能越过高大障碍，因此称为空间波或直线波，这种信号最直接也最稳定。既然以直线传播，那么显然需要发射高度，站得越高，就能覆盖得更远。如果用卫星发射信号，那么几乎能覆盖整个中国了。

斑斓大气层
地球上电磁波的传播与大气息息相关，大气层究竟是什么样子？恐怕只有宇航员说得清楚了，当阳光穿过大气层时，不同的成分、不同的角度，使得大气层呈现出不同的色彩。

跨过山的阻隔

中波和长波的地波通讯

来到城市远郊，我们再打开收音机，会发现在城市中熟悉的超短波FM电台一下子无影无踪，只有一些调幅（AM）的中波电台依然清晰。莫非FM的节目只能在市区“享用”？中波电台又是怎么到达这里的呢？虽然都是电磁波家族的成员，但超短波和中长波的传播方式却差异很大：超短波在传播过程中会被复杂的地形阻挡，而中波则“越野”本领高强，可以绕过高山。这种在岩石、土壤、水体等组成的大地地表附近的空间中传播被称为“地波传播”。曾经那句经典的“小喇叭开始广播了”就是通过中波地波传输的。

通讯的“世界大同”
三颗卫星，很熟悉吧，颇似北京电视台台标的造型。有人曾提出这种猜想，全世界的卫星通讯只需要三颗卫星就足够了。但如今仍有许许多多的通讯卫星在“并肩战斗”。不同类型的电磁波需要不同的发射装置和接收装置，又由于保密信号的存在，这种“三颗卫星包揽全世界通讯”的想法还是一个梦想。

中波电台我们早已司空见惯，但长波广播却很少有人听过。由于长波广播对发射和接收设备要求高，信号也不好，因此中国目前已经没有长波广播，但在北方，如用个长波收音机便有机会听到俄罗斯、蒙古国的节目。

电磁波的“待遇”问题
中波沿着地球表面传播，被电离层吸收，覆盖只有百十公里。短波靠电离层的反射，可以传到上万公里的地方。超短波只能在无明显遮挡的地方以直线传播，因此只能依赖高塔、卫星或者流星余迹传到更远的地方。

利用大气电离层远渡重洋

短波的天波通讯

利用地波传播的长波最多可以收听到临近国家的节目，再远一些几乎是不可能的，那国外的节目怎么办？我们只能望洋兴叹了吗？如果此时你手里有一台短波收音机，便可以听到耳目一新的国外电台节目——比起超短波，短波要长一些，但依然会被群山阻挡。莫非它会另辟蹊径？没错，它就是在另辟蹊“镜”，这个“镜”就是位于高层大气中的电离层。这个“镜子”给不同种类的电磁波的“待遇”不同，超短波可以穿过这个“镜子”——因此卫星通讯通常是超短波的。而中长波则大多被“镜子”吸收，只有短波能反射回地面，这便是“天波”。但电离层受太阳射线的影响而变化，信号传播不稳定，因此我们收听到的短波电台经常强弱飘忽不定。