2022-05-31 17:52:24
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電子科技神乎其技，一日千里的進(jìn)步成果，常叫人有夸父追日的無(wú)奈感，注定永遠(yuǎn)趕不上似的。真空管才發(fā)明沒(méi)多久，今日的電子材料發(fā)達(dá)程度，其不知道是要人如何是好，可以說(shuō)是愛(ài)喜參半;喜的是功能齊全的 IC 零件充斥市場(chǎng)，選用非常方便；憂(yōu)的是電子線(xiàn)路越來(lái)越像是由一些小型黑盒子組成，某些傳統(tǒng)的迷人技藝，就要靠邊站，無(wú)以從中得到樂(lè)趣和啟發(fā)。真空管時(shí)代的設(shè)備不僅體積龐大，工作頻率也受到很大的限制;如今，幾百 MHz 是稀松平常的事，而且動(dòng)輒上到GHz，對(duì)于這些早期的傳統(tǒng)技藝也就不算稀奇。如今，電子零件與科技工藝發(fā)達(dá)結(jié)果，實(shí)用的無(wú)線(xiàn)電領(lǐng)域已經(jīng)直逼光譜，這是不是意味著頻率越高，越好應(yīng)用呢?那倒未必，因?yàn)閷儆陬l率極低的超長(zhǎng)波，依然有它迷人之處。
我們來(lái)看看比一般 AM 廣播頻率還低的領(lǐng)域內(nèi)，有哪些特點(diǎn)是值得探討的。我們首先要了解這段頻譜的特性，然后再看看有哪些長(zhǎng)波的前輩，開(kāi)路先鋒到長(zhǎng)波里去奮斗。還有，長(zhǎng)波內(nèi)到底有哪些常駐的訊號(hào)，這些都是哪些人在使用?1750 公尺波段究竟是怎么回事?長(zhǎng)波的傳導(dǎo)特性有什么特別之處?最后，還要探討長(zhǎng)波接收機(jī)，天線(xiàn)等附屬設(shè)備。
長(zhǎng)波波段
談到長(zhǎng)波，我們先得找出在整個(gè)頻譜領(lǐng)域內(nèi)，長(zhǎng)波是指哪一段。一般實(shí)用的無(wú)線(xiàn)電頻譜，可以低到幾Hz，高達(dá)300GHz，涵蓋如此廣泛的漫長(zhǎng)頻譜，一般習(xí)慣切割成好幾段，并且給它一個(gè)名稱(chēng)，好方便應(yīng)用;例如提到「高頻」，就知道是指 3MHz~30MHz 這一段頻譜。而頻譜最低的那一段是指直流到 3Hz之間，它叫「超低頻」;再上來(lái)是指 3Hz~3KHz 這一段，稱(chēng)做「特低頻」;而「極低頻」是指介于 3KHz~30KHz 這一段。頻率再往上升，30KHz-300KHz之間，就稱(chēng)為「低頻」。
通常在無(wú)線(xiàn)電通訊中，提到「低頻」，就是指俗稱(chēng)長(zhǎng)波的這一段，當(dāng)然，有時(shí)也可以涵蓋 300KHz 以下的所有頻譜。長(zhǎng)波傳導(dǎo)特性頻率這么低，究竟電波是怎么傳導(dǎo)的呢?并無(wú)概括性的答案，這得要看頻率低到什么程度。比 AM 廣播還低些的所謂「長(zhǎng)波」，其傳導(dǎo)特性，與 AM 廣播訊號(hào)相去不遠(yuǎn)。
一般 AM 廣播訊號(hào)主要是靠著地波傳導(dǎo)，一般說(shuō)來(lái)，傳送距離約在100多公里，但是在夜間，偶爾也可以借著電離層的折射，傳送到好幾千公里遠(yuǎn)，國(guó)內(nèi)許多 AM 電臺(tái)就曾收到來(lái)自國(guó)外聽(tīng)友的許多收聽(tīng)報(bào)告，例如位在彰化八卦山風(fēng)景區(qū)大佛旁的「國(guó)聲電臺(tái)」，就曾收到來(lái)自丹麥的收聽(tīng)報(bào)告;而在入秋深夜，在臺(tái)灣也很容易可以收聽(tīng)到來(lái)自日本、韓國(guó)、越南、印度尼西亞等東南亞國(guó)家的AM 廣播。
有許多原因造成長(zhǎng)波可以傳導(dǎo)到很遠(yuǎn)的地方，其中之一就是「電離層」，這些含有帶電粒子的電離層，分布在離地表高 50-400 公里之間，這對(duì)長(zhǎng)波而言，電離層與地表之間就構(gòu)成了像是導(dǎo)波管般。一般 AM 訊號(hào)很容易被電離層或是地表所吸收，但是對(duì)長(zhǎng)波而言，被吸收的比例就更少了，因此也就可以在這導(dǎo)波管中傳得更遠(yuǎn)。
電離層對(duì)于長(zhǎng)波的折射算是還很穩(wěn)定，因此，長(zhǎng)波與短波相較之下，更有利于遠(yuǎn)距離通訊。因?yàn)槎滩ê苋菀资艿诫婋x層的影響，所以前一小時(shí)還好端端的訊號(hào)，下一小時(shí)可能就完全收聽(tīng)不到，而且也會(huì)隨著日落日出及春夏秋冬季節(jié)的變化，而有很大程度的影饗。因此，世界各地依然有些強(qiáng)功率的長(zhǎng)波廣播電臺(tái)運(yùn)作著，因?yàn)椴徽撌前滋臁⒑谝?、任何季?jié)，這長(zhǎng)波訊號(hào)都可以很可靠地傳送到極遠(yuǎn)的地方。
對(duì)于固定功率下，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，地波所能傳送的距離越遠(yuǎn)，頻率到了相當(dāng)?shù)偷某潭?，可能就涵蓋整個(gè)地球，這封遠(yuǎn)距離通訊可說(shuō)是最有利了，可惜的是，頻率太低，天線(xiàn)就必須要很長(zhǎng)，而且發(fā)射功率也要極強(qiáng)。一般頻率極低的長(zhǎng)波，天線(xiàn)是架設(shè)在兩座山之間，或者是埋設(shè)在地下。
白天靠地波，夜晚靠天波
在白天，長(zhǎng)波可以說(shuō)是靠地波沿著地表傳散開(kāi)來(lái)，可以傳到多遠(yuǎn)的地方，就完全要看地表對(duì)電波的阻抗大小。但是當(dāng)頻率降低時(shí)，例如 100KHz，這波長(zhǎng)與地球表面及電離層之間，恰似一導(dǎo)波管，很容易使這訊號(hào)跑遍半個(gè)地球;頻率再低一點(diǎn)的話(huà)，訊號(hào)甚至可以跑遍整個(gè)地球，及穿入到海面下。
當(dāng)然，長(zhǎng)波也會(huì)有天波成份;當(dāng)頻率不斷上升，到達(dá) 300KHz 以上時(shí)，天波傳導(dǎo)就很明顯，尤其是到了夜間，底端的 D、E 電離層消失，更可以把長(zhǎng)波訊號(hào)及 AM 廣播訊號(hào)，借著天波，傳送到極遠(yuǎn)的地方。
白天，一小部分的天波是由底端的 D 電離層折射，大部分都被電離層吸收了，到了夜晚，會(huì)吸收低頻訊號(hào)的 D、E 電離層會(huì)轉(zhuǎn)弱，甚至消失，于是訊號(hào)就有機(jī)會(huì)碰到更高的 F 電離層，并且被它所折射，這樣就可以把訊號(hào)傳到更遠(yuǎn)的地方。
長(zhǎng)波最怕的是大氣干擾，大氣背景總是有很大的噪聲存在，尤其是在熱帶區(qū)域，不停地打雷，使得大氣背景噪聲更強(qiáng)。另外，家庭電器也是干擾長(zhǎng)波訊號(hào)的禍?zhǔn)字?行走中的汽車(chē)，工廠的變壓器，也會(huì)制造出干擾長(zhǎng)波的噪聲來(lái)源。因此，接收長(zhǎng)波訊號(hào)就變成需要耐心及配合高超的技藝，才能發(fā)展好的興趣。