MC1-0301-业余电台和业余卫星之间通信,VHF/UHF 频段影响信号强度的主要因素是
【题目编号】MC1-0301
【题目】业余电台和业余卫星之间通信,VHF/UHF 频段影响信号强度的主要因素是:
【答案】A
[A]无线电波在自由空间的衰减
[B]电离层对无线电波的吸收
[C]电离层对无线电波的反射
[D]大地对无线电波的吸收
考点速览
这题考 VHF/UHF 频段卫星链路的传播特性:信号强弱由什么决定。答案是自由空间衰减(free space path loss)。VHF/UHF 电波频率高、能穿透电离层,卫星通信基本是视距(line-of-sight)传播,电离层的反射、吸收都不占主导,决定信号强度的首要因素是随距离增长的自由空间损耗。
自由空间衰减的来历
无线电波从发射天线向外辐射,能量向四面八方扩散。即便没有任何障碍物、也没有介质吸收,接收点单位面积上的功率密度也会随距离的平方下降,这就是自由空间损耗的物理本质。把它换算成分贝,工程上常用这样的式子:自由空间损耗(分贝)约等于 32.44 加上 20 倍以十为底的距离对数(距离用公里),再加上 20 倍以十为底的频率对数(频率用兆赫)。从式子能直接读出两条规律:距离翻一倍损耗增加约 6 分贝,频率翻一倍也增加约 6 分贝。
一段链路的损耗有多大
拿一个具体数字感受一下:工作在 145 兆赫的信号,从地面到一颗几百公里高的卫星,仅自由空间损耗就轻松超过一百三十分贝,也就是信号功率要衰减十几个数量级。相比之下,天线增益、馈线损耗、大气吸收这些都是几个分贝到十几分贝的小账。正因为自由空间损耗是最大的一项,链路预算里最先算、也最看重的就是它,其它因素都排不上号。
VHF/UHF 为什么走视距
VHF 即甚高频,频率约 30 兆赫到 300 兆赫;UHF 即特高频,约 300 兆赫到 3000 兆赫。这两个频段的频率远高于电离层能反射的临界频率,电波基本直接穿过电离层,既不被明显反射、吸收也很小。电离层分成 D 层、E 层、F 层等,反射短波主要是 E 层和 F 层,吸收短波主要是白天的 D 层,这些机制对超短波信号都起不了多少作用。所以业余电台与卫星之间的 VHF/UHF 链路是典型的视距传播,决定信号强弱的主要就是这段"直来直去"路径上的自由空间损耗,再叠加一些大气、极化和天线指向的次要损耗。
逐项辨析
选项 A 是正解。视距卫星链路上,距离带来的自由空间衰减是影响信号强度的主要因素。
选项 B 说电离层对电波的吸收。电离层吸收主要是白天低层的 D 层吸收,在短波低频段最明显,对穿透电离层的 VHF/UHF 信号影响很小,不是主要因素。
选项 C 说电离层对电波的反射。电离层反射是短波实现超视距传播的机制,VHF/UHF 电波基本不被反射而直接穿透,此说不成立。
选项 D 说大地对电波的吸收。地面吸收、绕射主要影响贴近地面传播的链路;向高空卫星传播的视距路径上,大地吸收的影响可忽略,不是主要因素。
易混淆点
最容易混的是"短波靠电离层、超短波靠视距"这两套传播机制。判据看频率:短波 HF 靠电离层反射实现远距离;VHF/UHF 及以上靠视距传播、受自由空间损耗支配。卫星通信落在后者,所以一看到"电离层反射/吸收"就要警惕是不是把短波机制搬错了地方。
应试要点
一句口诀:"超短波卫星通信,距离决定强弱。"影响信号强度的主因是自由空间衰减,电离层反射、吸收是短波的账,别算到 VHF/UHF 头上。