中波广播理论基础概述

中波广播理论基础概述

无线电波

一、无线电波的定义

无线电波是指在自由空间传播的射频频段的电磁波。无线电波是电磁频谱的一部分，它像水池中的波纹一样向个各方向传播。

电磁波：磁场的任何变化会产生电场，电场的任何变化也会产生磁场。交变的电磁场不仅可能存在于电荷、电流或导体的周围，而且能够脱离其产生的波源向远处传播，传播速度与光的传播速度一样，这种在空间内以—定速度传播的交变电磁场，称为电磁波。无线电技术中使用的这一段电磁波通常称为无线电波。

图2.1.1 电磁波传播示意图

二、无线电波的传播方式及传播特点

无线电波主要的传播方式有：地波、天波和沿直线传播的空间波。无线电波和光波的传播速度一样（3×108米／秒），具有直射、绕射、反射、折射的传播能力。

地波：地波是沿地球表面空间向外传播的无线电波。地波的传播特点：频率越高，地面吸收越多，损耗越大。因此只有长波和中波能在地面传播。地波不受气候影响，传播比较稳定可靠。但在传播过程中，能量被大地不断吸收，因而传播距离不远。所以地波适宜在较小范围里的通信和广播业务使用。

天波：天波也即电离层波。地球大气层的高层约100Km处存在着“电离层”。无线电波进入电离层时其方向会发生改变，出现“反射”。因为电离层折射效应的积累，电波的入射方向会连续改变，最终会“拐”回地面，电离层如同一面镜子会反射无线电波。我们把这种经电离层反射而折回地面的无线电波称为“天

波”。天波的传播特点：电离层能反射电波，也能吸收电波。对频率很高的电波吸收的很少。短波和中波是利用电离层反射传播的最佳波段，它可以借助电离层这面“镜子”反射传播，被电离层反射到地面后，地面又把它反射到电离层，然后再被电离层反射到地面，经过几次反射，可以传播很远。

空间波：空间波是沿直线传播的无线电波。它包括由发射点直接到达接收点的直射波和经地面反射到接收点的反射波。空间波的传播特点：空间波传播距离一般限于视距范围，因此又叫视距传播。超短波和微波不能被电离层反射，主要是在空间直接传播。其传播距离很近，易受高山和高大建筑物阻挡，为了加大传输距离，必须架高天线，尽管这样，一般的传输距离也不过50公里左右。超短波的电视和雷达多采用空间波方式传播。

散射波：当大气层或电离层出现不均匀团块时（12～16Km），无线电波有可能被这些不均匀媒质向四面八方折射和散射，使一部分能量到达接收点，这就是散射波（波长较短的波段）。

图2.1.2 地波、天波、空间波传播示意图

外球层传播：离开地面1000Km以外的宇宙间通信称为外球层传播。卫星通讯和卫星直播电视就是利用这种传播方式。

电离层：电离层是地球大气的一个电离区域。60千米以上的整个地球大气层都处于部分电离或完全电离的状态，电离层是部分电离的大气区域，完全电离的大气区域称磁层。也有人把整个电离的大气称为电离层，这样就把电磁层看作电离层的一部分。除地球外，金星、火星和木星都有电离层。电离层从离地面约50公里开始一直伸展到约1000公里高度的地球高层大气空域，其中存在相当多的自由电子和离子，能使无线电波改变传播速度，发生折射、反射和散射，产生极化面的旋转并受到不同程度的吸收。根据密度不同，电离层可分为D、E、F1和F2层。

图2.1.3 电离层组成示意图

三、无线电波在电磁频谱中的频率范围

物理学家在17至19世纪首先认识到白色光实际上是由红色到紫色各种不同颜色的光组成的。因此，白色光是不同颜色的频谱，光也具有波长和频率特征。电磁频谱可以从可见光向两个方向扩展，更高频率的‘光’包括紫外线、X射线以及宇宙射线，而更长的波长、更低频率的‘光’则首先包括有红外线光，随着频率降低和波长越来越长即是无线电波。可见，无线电波是电磁波的一种表现形式，是频率在3000吉赫兹以下的电磁波。

四、无线电波频段的划分

表2.1.1 无线电频段划分表

五、无线电各频段的用途

甚低频（VLF3～30KHz）超长波（1Km～100Km ），空间波用于主海岸潜艇通信、远距离通信、超远距离导航；

低频（LF30～300KHz）长波（10Km～1Km ），地波用于越洋通信、中距离通信、地下岩层通信、远距离导航；

中频（MF0.3～3MHz）中波（1Km～100m），地波与天波多用于船用通信、业余无线通信、移动通信、中距离导航；

高频（HF3～30MHz）短波（100m～10m），天波与地波用于远距离短波通信、国际定点通信；

甚高频（VHF30～300MHz）米波（10m～1m ），空间波电离层散射（30～60MHz）多用于流星余迹通信、人造电离层通信（30～144MHz）、对空间飞行体通信、移动通信；

超高频（UHF0.3～3GHz）分米波（1m～0.1m），空间波多用于小容量微波中继通信（352～420MHz）、对流层散射通信（700～10000MHz）、中容量微波通信（1700～2400MHz）；

特高频（SHF 330GHz）厘米波（10cm～1cm ），空间波多用于大容量微波中继通信（3600～4200MHz）、数字通信、卫星通信、国际海事卫星通信（1500～1600MHz）；

极高频（EHF 30～300GHz）毫米波（10mm～1mm ），空间波用于大气层通信、波导通信。

中波的发射与接收

一、中波的定义

中波是指频率为300kHz～3MHz的无线电波，中波的频段范围是526.5KHz～1606.5KHz，其波长为575～187m，频带间隔9KHz。

中波广播(MW: Medium Wave)采用了调幅(Amplitude Modulation)的方式。在不知不觉中，MW与AM之间就划上了等号，实际上MW只是诸多利用AM调制方式的一种广播，像在高频(3～30MHz)中的国际短波广播所使用的调制方式也是AM，甚至比调频广播更高频率的航空导航通讯(116～136MHz)也是采用AM的方式，只是我们日常所说的AM广播只是中波广播的调制形式而已。

二、中波的传播特点