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BandPass Academy 业余无线电执照考试练习

已发布单元 24/31 构建日期 2026年10月19日

E2 · 发布于 2026年10月13日 ·

预报、扰动与不寻常的路径

传播学的最后一单元,讲的是毁掉好预报的那些事件,以及因为电离层并非一面光滑镜子而存在的那些路径。它涵盖用于预测路径的各项指数、会关闭路径的太阳事件,以及在常规模式失效时顶上的散射与波导模式。

  • 频段 10 m
  • 建议用时 19
  • 难度 拔高
  • 题 10
波形与天线示意图: 进阶传播学
进阶传播学 — 波形叠加与辐射方向图

上机前速览

一条路径的三个频率

在给定时刻,每条 HF 路径都有三个特征频率。最高可用频率(MUF)是电离层能在两点之间返回的最高频率,由该层电离量与几何关系决定。最低可用频率(LUF)由下方限定,取决于随频率下降而增大的吸收,以及接收地点的噪声水平。两者之间是「最佳通联频率」(FOT),通常取 MUF 的约 85%,它给出的是通联成功的最高概率,而不是理论上的最高上限。

选择 FOT 而非 MUF 是一种刻意的保守做法。MUF 是只有在理想条件下才触及的极限,恰好工作在它上面意味着电离量的任何微小下降都会使路径关闭。低于 MUF 约 20% 既稳妥地落在窗口之内,又足够高,可以避开低频端占主导的吸收。

产生这些数字的工具靠的是测量而非猜测。电离层探测仪向上扫过一段频率,记录每一层不再返回信号的频率——即临界频率——以及反射出现的虚高。电离层探测仪网络为各类模型提供数据,传播预测软件正是用这些模型计算某条路径在某一时刻的 MUF。

当太阳来搅局

太阳耀斑产生的 X 射线爆发在几分钟内到达地球,把 D 层电离到远超其正常白天状态的水平。结果就是突发电离层扰动:吸收急剧上升,穿越昼半球、频率低于约 20~30 MHz 的路径会在几分钟到几小时内完全消失。其表现是信标或原本稳定的广播信号突然衰落。

当日冕物质抛射把一团等离子体抛向地球时,随之而来的是持续时间更长的事件。由此产生的地磁暴扰动 F 层,使跨极 HF 路径关闭数日,并产生极光——而极光能通过极光反射承载 VHF 信号。其中的悖论在于:摧毁高纬度 HF 的同一场磁暴,却制造出 6 米与 2 米段的通联机会。

第三类事件性质不同:太阳质子事件把高能质子沿磁力线送入极区,在那里电离 D 层并完全吸收 HF。这就是极冠吸收,可持续数日,阻断经过极区附近的大圆路径。由于这些路径是北美与亚洲之间最短的路线,其实际后果是航空与海事 HF 用户必须改走较低纬度。

不寻常的路径

并非每个信号都规规矩矩地一跳上天、一跳落地。在弦跳传播中,电波在电离层内部折射,并在层内水平行进很长距离后才返回地面——超长的单跳通联正是这样在没有任何地面反射的情况下完成的。前向散射则把电离层(VHF 上则是对流层)当作漫反射体:发端与收端对准天空中的同一块体积,只要有足够的能量朝正确方向散射,通联就能成立。

在 HF 上有两种不规则结构值得重视。扩展 F(spread F)是指 F 层破碎成许多反射块,产生在时间上被涂抹的回声和快速衰落的信号——这是夜间跨赤道路径上的突出问题。场向不规则体则是沿地球磁场方向排列的增强电离管道,能在低纬度上把 VHF 信号带到很远。

最后,太阳 27 天的自转意味着活动区会重新转回来。来自某个活动区的磁暴,往往会在 27 天后该活动区再次朝向地球时重演——这就是提前一个月做出的传播预测表值得一读的原因。

必须能说出定义的术语
术语考官想听到的表述
MUF给定时刻电离层能在两点之间返回的最高频率。
最佳通联频率约为 MUF 的 85%;通联成功概率最高的频率。
突发电离层扰动太阳耀斑期间 X 射线电离 D 层,吸收昼间路径上的 HF。
极冠吸收太阳质子电离极区 D 层,阻断跨极 HF 达数日。
弦跳在电离层内部水平行进很长距离后才返回地面的传播方式。

题目区 10 题

E3B01 核心

HF 路径的最佳通联频率是什么?

E3B02 核心

突发电离层扰动由什么引起?

E3B03 核心

什么是极冠吸收?

E3B04 核心

电离层探测仪测量什么?

E3B05 拔高

什么是弦跳传播?

E3B06 核心

什么是前向散射传播?

E3B07 拔高

什么是扩展 F,它为什么重要?

E3B08 拔高

为什么一场地磁暴既能摧毁 HF、又能制造 VHF 通联?

E3B09 拔高

为什么有些地磁扰动大约每 27 天重演一次?

E3B10 拔高

什么限制了 HF 路径的最低可用频率?