地面波傳播

地面波傳播是電磁波沿地球表面的傳播。是近距離通信、移動通信和中波廣播的一種傳輸方式。

基本介紹

• 中文名：地面波傳播
• 外文名：propagation of ground wave

地面波簡介

地面波就是沿地面傳播的無線電波。

地面上主要受地形和地面電磁特性影響的無線電波的傳播。當發射點和接收點都在地面上，且天線高度比工作波長短得多時，無線電波在兩點間有一種沿著地面傳播的模式。

無線電波一般指波長由100,000米到0.75毫米的電磁波。根據電磁波傳播的特性，又分為超長波、長波、中波、短波、超短波等若干波段。

表1無線電波分類

波段	波長	頻率	傳播方式	傳播距離	用途
超長波	100,000米~10,000米	3~30千赫	地球大氣中時間和空間尺度最大的一類波動。它通常沿緯圈繞地球一周的波數為1～3個，其特徵波長和地球半徑同量級（104公里）。	超長波傳播損耗小，繞射能力強、通信距離遠；並能通過電離層繞過空間星體；對海水一般具有穿透100米深度的能力；在地下傳播時吸收損耗也較小且不受核爆炸、太陽活動等外界的影響。	適合於對水下潛艇、遠航艦艇和地下通訊等。
長波	10,000米~1,000米	30~300千赫	長波的傳播主要是靠地面波和經電離層折回的天空波來進行的	它的傳播距離由發射機的功率和地面情況所決定，一般不超過3000公里。	主要用作無線電導航，標準頻率和時間的廣播以及電報通信等
中波	1,000米~100米	300千赫~1.6兆赫	中波靠地面波和天空波兩種方式進行傳播。	在傳播過程中，地面波和天空波同時存在，有時會給接收造成困難，故傳輸距離不會很遠，一般為幾百公里。	主要用作近距離本地無線電廣播、海上通信，無線電導航及飛機上的通信等。
短波	100米~10米	1.6~30兆赫	短波的傳播主要靠天空波來進行的	它能以很小的功率藉助天空波傳送到很遠的距離。	主要是遠距離國際無線電廣播、遠距離無線電話及電報通信、無線電傳真、海上和航空通信等。
超短波	10米~1毫米	30~300,000兆赫	超短波，又叫米波或甚高頻無線電波。主要傳播方式是直射波傳播。	傳播距離不遠，一般為幾十公里。	主要用作調頻廣播、電視、導航、雷達及射電天文學等。
微波	1米以下		波長在1米以下的超短波又稱為微波。; 主要是直射波傳播。	微波的天線輻射波束可做得很窄，因而天線的增益較高，有利於定向傳播；又因頻率高，信道容量大，套用的範圍也很廣。	主要用作定點及移動通信、導航。雷達定位測速、衛星通信、中繼通信、氣象以及射電天文學等方面。

球形地面對地面波傳播的影響

近距離通信、移動通信和中波廣播的收發天線常常直接放在地面上或到地面的距離不足一個波長，不但電磁波的傳播是沿地表面進行的，而且天線與地也直接耦合著。與高懸天線的情形不同，不是天線在自由空間中輻射的電磁波遇到地面而引起反射，而是天線輻射的電磁波在地球表面的內、外激勵起地表面波。地表面在引導電磁波沿其表面傳播的同時，還引導電磁能流向下滲透，滲入地下的能流逐漸被吸收轉化為熱能。因此隨著遠離發射天線的距離，除由於擴散而使場強衰減外，還由於地面的吸收而增加衰減。在距離較遠處，即使地面導電率為無限大也有附加衰減，這是球形地面所引起的。在更遠處，球形地面成為影響傳播的很重要的因素。

利用地面波進行通信時，通常用直立天線激勵鉛垂極化波。除中波廣播發射天線外，收發天線都常是電小天線，類似於直立電偶極子。

由於地面波在前進過程中隨時向地下滲透，直立天線除引起鉛垂電場外，同時還引起沿傳播方向與地面平行的縱向電場。縱向電場與鉛垂電場二者是不同相的。所以電場矢量頂點的軌跡是前傾的橢圓。橢圓的軸比和軸的傾角、地的電參量和頻率有關，利用這關係可以間接測量大地的電參量。

由於鉛垂天線的輻射場在地表面上含有縱向分量，所以可以用指向發射點的貼地行波天線來接收。反之，在水平發射天線的側向也會引起鉛垂電場。