【题目编号】MC1-0710
【题目】在 VHF/UHF 频段通联时的一个现象,如果远方电台给出的信号报告很差,则仅需移动几 步或将工作频率改变数十千赫就可能显著改善通信效果。这是因为:
【答案】A
[A]多径传播。经不同路径达到天线的电波存在相位和幅度差异,相互干涉,相消或相长
[B]发射机与接收机之间的距离,以及工作频率的变化都会显著改变路径损耗
[C]大气扰动影响
[D]地磁活动影响
考点速览
题目描述的是一个在超短波上很容易亲身体验的现象:远方电台报来的信号报告很差,人往前走几步,或者把频率挪开几十千赫,通话立刻变得清楚。答案是选项 A,多径传播——不同路径到达天线的电波存在相位和幅度差异,相互干涉,相消或相长。这道题考的是把"位置与频率的微小改变就能翻转信号质量"这一特征,准确归给干涉而不是别的机制。
干涉相消与相长的账怎么算
设直射波与某条反射波的路程差为 Δd,波长 λ,两条波到达时的相位差就是 Δφ = 2πΔd/λ。两条幅度相近的波叠加,相位差接近零时相长,合成功率可达到单条的四倍;相位差接近一百八十度时相消,合成幅度趋于零。同一个接收点收到的场强完全取决于 Δd 与 λ 的这个比值。
人挪动几步,通常是一两米。两米波段的波长约两米,半波长约一米;七十厘米波段的半波长约三十五厘米。也就是说,移动几步就跨过了若干个半波长,相位差经历好几个完整的两百七十度变化,从相消走到相长再走回来。信号报告从三几跳到五九完全正常,这就是空间上的选择性衰落,移动通信里常说的快衰落(fast fading)或瑞利衰落(Rayleigh fading)指的就是它。
改变频率的道理相通。相位差里含 λ,而 λ 等于光速除以频率,于是同样一段路程差在不同频率上对应的电相位不同。频率挪动几十千赫,对于近距离强反射的环境足够让相位关系翻个个儿。这也解释了为什么有些时候换个频道就通了,而天线、功率、高度什么都没动。
逐项辨析
选项 A 正确。多径电波在接收点的相位与幅度差异造成干涉,相消时信号骤降、相长时信号骤增,移动位置或改变频率都会重排相位关系,因此可以迅速改善信号报告,与题干现象完全对应。
选项 B 错误。自由空间的路径损耗确实随距离和频率变化,但变化的幅度要用相对量来算。人移动几步,对几十千米的链路来说距离变化不到万分之一,损耗变化可以忽略;频率挪动几十千赫,相对载频只有万分之一到千分之几,路径损耗的变动同样微乎其微。这条路解释不了信号报告能从"很差"变成"很好"的剧烈落差。
选项 C 错误。大气扰动,例如低空湍流、温度梯度摆动,对超短波的影响在时间尺度上是秒级到分钟级的缓慢起伏,而且它在空间上没有这么细的结构——不可能一挪动一两米就换一个结果。它属于衰减型或慢衰落型影响,与题干强调的"仅需移动几步"对不上。
选项 D 错误。地磁活动主要通过扰动电离层来影响短波传播,它对贴近地面的本地超短波链路几乎没有直接作用;而且地磁活动的变化周期以分钟、小时乃至天计,与走几步就见效的时间尺度之间差了好几个数量级。用大尺度的空间天气现象解释小尺度的位置敏感现象,是典型的量纲错配。
空间选择性与频率选择性
多径衰落有两个可以善加利用的性质。一是空间选择性:相隔半个波长的两个接收点,衰落状态可能完全不同,这正是空间分集接收的原理——两副天线拉开距离,取信号强的那一路或把两路合并,就能把深衰落的概率大幅压低。二是频率选择性:相干带宽之外的两个频率衰落互不相关,把同一份信息搬到不同频点发送,就构成频率分集。业余场景里的实际用法是:听到信号忽强忽弱,别急着拧功率,先把天线挪半米、把频率挪几十千赫试试,往往比加功放有效得多。
应试要点
判断这类题只抓一个特征——改善来得快、幅度大、代价小。移动几步、改变几十千赫都属于"极小扰动引起极大变化",只有干涉现象具备这种杠杆效应;距离损耗、大气扰动、地磁活动都是单调或缓慢的机制,给不出这种翻转。