李洪順

摘 要

在短波通信當中，電離層對短波通信的質量存在著重要的影響，在本文當中，筆者從兩個方面介紹了電離層異常對短波通信產生的影響，即太陽活動與人工干擾。

【關鍵詞】電離層 異常 短波通信 影響

1 引言

短波通信技術是通過波長較短的電磁波（波長為10m～100m），利用電離層進行反射從而實現遠距離的通信，由于短波通信具有低成本、操作性強等特點被廣泛的運用在軍事、氣象等方面當中。同時在短波通信當中電離層充當一種中繼站的功能，而電離層并不會被摧毀，因此，特別是在軍事領域當中具有極為重要的地位。電離層是指大氣層在高能粒子作用下因為電離作用而產生的一種等離子區(qū)域，太陽活動與人工干擾會對電離層的濃度產生一定的影響，從而使得通信的質量產生變化。

2 太陽活動對電離層產生的影響分析

在太陽活動當中，由于太陽的電磁輻射會產生較為明顯的變化從而導致短波通信所收到的信號中存在著大量的噪音，通信質量會明顯的下降，嚴重時甚至會完中斷。太陽活動對電離層產生的影響主要包括以下幾個方面的內容。

2.1 太陽黑子

太陽黑子是在太陽表面，一種不斷旋轉并運動的物質，其能夠產生一定強度的磁場，同時太陽黑子往往也會噴射出一定量的帶電粒子，這些粒子在到達地磁場之后，會在地磁場的影響下發(fā)生曲線運動，并且會螺旋式下落移動到兩極的上空當中，因此，在地球的兩極地區(qū)會受到嚴重的干擾。F2層是電離層的最外層，因此，受到太陽黑子影響最為嚴重。F2層受太陽黑子影響有如下變化：

（1）電子濃度減?。?/p>

（2）虛高增高；

（3）層中出現過渡性的變化迅速的分層現象（電子堆積形式）；

（4）電離層變成湍流形式，電波的反射完全消失，持續(xù)時間可達數小時甚至數天；

（5）FZ層臨界頻率下降，D層的吸收增加。

2.2 太陽耀斑

太陽耀斑是太陽活動的一種主要形式，在地球上能夠看到太陽色球層的局部增亮現象。太陽耀斑的范圍與太陽黑子的數量以及磁場梯度有著非常緊密的聯系。太陽耀斑爆發(fā)時會產生較高強度的X射線以及大量的紫外線，并以光速向地球運行，從而使得白晝部分的出現明顯的增強，尤其是D層的離子濃度可能會在短期內增長約10倍左右。從而導致中波被完全吸收，甚至部分短波也被吸收，導致通信質量受到嚴重的影響，甚至造成完全的通信中斷。

2.3 磁暴

在太陽耀斑爆發(fā)之時，等離子會以較快的速度向地球方向運動，在到達地球之后會進一步的壓縮地球的磁場，從而使得地磁場在短期內的磁場強度明顯增強，發(fā)生磁暴的現象，并進一步導致F層的急劇擴張，從而影響短波通信的質量。

2.4 電離層突然騷擾

太陽在沒有活動時期所射出的X射線一般都是在10A以上，但是在太陽耀斑爆發(fā)時，其射出的X射線一般都是在8A以下，在到達地球之后被地球的大氣層所吸收，進一步增大D層的等離子濃度，從而導致地球陽面的通信中斷。這種現象被稱為電離層的突然干擾。電離層的突然干擾會對短波通信的質量造成明顯的影響，在電離層騷擾期，由于存在著較強的吸收，從而使得短波通信的可用頻帶明顯縮短，同時通信信號也會很快衰落，從而造成通信質量的下降。

3 人工擾動對電離層產生的影響分析

人工擾動電離層是指采用人工的方式，對電離層局部的性質加以改造，從而使得其能夠進行人工運用，人工擾動電離層所產生的電磁效應會對電離層產生一定的影響，從而使得通信信號明顯下降。

3.1 電離層突然騷擾

如果在電離層的F層當中，釋放一定量的氣體，就可以將原子性的O+轉變成為分子性質的離子，而在正常情況下分子性離子與電子的復核系數一般都較大，從而使得電離層的電子復合速度明顯增強，這就必然導致電子的數量明顯減少，從而使得通信的質量受到明顯的影響。1973年，在發(fā)射土星火箭時由于火箭的燃燒氣體的影響，從而在電離層當中產生了一個大洞，在極短的時間內就使得太平洋地區(qū)的通信完全中斷。目前引起電離層突然騷擾典型的做法是采用小型火箭或航天器運載化學物質改變電離層中的電子密度。

3.2 大功率高頻電波加熱電離層

如果在地面上產生較大功率的電磁波并射入電離層之后，電離層當中的電子由于共振作用的影響，其運動速度明顯增強，在與離子或者中型離子的碰撞過程當中，使得重離子的能量不斷增強，從而使得溫度增強，較為顯著的改變當地的電離層的質量，同時也會影響電磁波在空間內的傳輸。大功率高頻電波加熱電離層同時還會使得電磁波發(fā)生變化，從而使得通信內容產生嚴重的干擾。

4 結語

短波通信由于其自身屬性，具有較為廣泛的運用。在短波通信當中，作為信息傳播的中介，電離層的質量會對通信質量產生嚴重的影響。在本文當中，筆者結合自己的實際工作經驗，從兩個方面分析了電離層異常變化對通信質量的影響，希望能對短波通信的建設工作有所幫助。

參考文獻

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