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MC1-0815-业余无线电爱好者在预测 HF 传播时经常使用缩写为 F107 的参数,其值大体都在 50-300的范围内。如果该数值增大,则

MC1-0815 考的是 F107 数值增大对短波传播意味着什么。F107 是太阳十点七厘米射电辐射通量指数,反映安静太阳的背景辐射;数值升高说明极紫外辐射增强、电离层电子密度变大、最高可用频率抬高,因而有利于 F 层折返远距离信号,把结论说成不利或扯上调频广播的都是错的。

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【题目编号】MC1-0815

【题目】业余无线电爱好者在预测 HF 传播时经常使用缩写为 F107 的参数,其值大体都在 50-300的范围内。如果该数值增大,则:

【答案】A

[A]安静太阳的辐射强度增加,电离层密度变大。这些都有利于 F 层反射 DX 信号

[B]10.7MHz 无线电波受到电离层的衰减变大,远距离传播的条件变差

[C]107MHz 调频广播可能超视距传播,收到 50-300 千米 VHF 信号的几率将增加

[D]安静太阳的辐射强度增加,电离层密度变大。这些不利于 DX 信号的传播

考点速览

这道题接着 F107 的定义往下问一步:这个数从谷值往上涨,对短波远距离通信是好事还是坏事。题面给出它大体在五十到三百之间起伏,要判断数值增大意味着什么。四个选项里有两个把前半句写对、后半句写反,专门考因果链的方向。答对这道题,等于把“太阳辐射—电离层浓度—最高可用频率—远距离通联”这条链路走通一遍。

F107 量的是太阳的安静期辐射

F107 指太阳在十点七厘米波长上的射电辐射通量指数,反映的是太阳没有耀斑爆发时的背景辐射水平,也就是题面说的安静太阳。这个数值升高,说明太阳整体活动变强,它的极紫外和 X 射线输出同步上升。极紫外辐射正是电离层最主要的电离源,它一强,高层大气被电离得更充分,F 层的电子密度随之变大,电离层变得更浓。

从电离层浓度到最高可用频率

电离层浓度上去,直接抬高了最高可用频率(maximum usable frequency,MUF),也就是电离层能把电波折回地面的最高频率。这里的物理关系可以量化:F2 层的临界频率与电子密度的平方根成正比,电子密度翻倍,临界频率约增为原来的一点四倍。斜入射时的最高可用频率还比垂直入射的临界频率更高,入射角越斜,可用频率越高。

最高可用频率抬高,受益的是高频段。十米、十二米、十五米这些波段本来要靠足够浓的电离层才能折返,数值大时它们能长时间开通,远距离通联的窗口变宽、信号也稳。反过来,F107 掉到谷值时最高可用频率压得很低,高波段常年沉默,通联只能退守二十米、四十米这些低波段。峰年时这个数能到两百上下,谷年只有六七十,两相对照,高波段的可用时长差别相当大。

逐项辨析

选项 A 说安静太阳的辐射强度增加、电离层密度变大,这些都有利于 F 层反射远距离信号,前半句的事实与后半句的方向都正确。

选项 B 把 F107 说成十点七兆赫兹的电波,还称它受到电离层衰减变大。F107 里的十点七是波长厘米数,与十点七兆赫兹这个频率不是一回事,把太阳射电通量读成某频率电波的传播损耗,概念已经错位,结论方向也反了。

选项 C 把 F107 与一百零七兆赫兹调频广播的超视距传播挂钩,还编出收到五十到三百千米甚高频信号的情节。一百零七这个数字在 F107 里根本不存在,调频广播与太阳射电通量毫无关系,纯属拼凑。

选项 D 的前半句与选项 A 相同,说辐射增强、电离层密度变大,这部分没错;但后半句落在不利于远距离传播上,方向完全颠倒。电离层越浓,F 层折返条件越好,远距离通联是变容易而不是变难。

太阳辐射增强与地磁扰动是两条相反的链

一条链从太阳辐射强度出发:辐射强则电离层浓、最高可用频率高、远距离通联好,F107 升高走的就是这条链。另一条链从地磁扰动出发:日冕物质抛射带来的带电粒子扰动地球磁场,电离层结构被搅乱,传播条件变差,尤其在高纬度和极区。两条链的作用对象不同、时间尺度不同,前者是长期的背景水平,后者是几天的突发扰动。看到题面问 F107 增大,就该沿第一条链判断,不要把地磁暴的坏消息搬到太阳辐射增强头上。

应试要点

背下这条因果链:F107 升,太阳辐射强,电离层密度大,最高可用频率高,F 层折返远距离信号的条件变好。方向是利好。凡是选项结尾落在不利于远距离通信、传播变差上的,或者是把十点七厘米写成十点七兆赫兹、把一百零七兆赫兹调频广播扯进来的,一律排除。

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