《业余无线电从零开始》第八章第二节:传播:E 层、F 层和太阳活动,什么时候开台
第八章 A 类 · 6 米段与远距离传播
上一篇把 6 米段的天线、频点、驻波和记录本都摆到了窗台上,机器能不能出 50 MHz 也翻过说明书了,剩下的问题只有一个,什么时候开台。同样一套天馈系统,同样是 25 W,有人一个夏天在记录本上写满两页,有人守到入秋只写了两行,差别常常不在天线,在开台的时间对不对。而这个时间不是你定得出来的,是太阳和电离层定的,你能做的是认出它来。
2 米段的人不太操这个心,因为 2 米段基本是视距,天线多高、中间有没有山、中继立在哪里,这些你都摸得着,摸不着的只剩天气。6 米段不一样,它有很大一部分信号是电离层替你送过来的,电离层归太阳管,太阳不管你周末有没有空。所以 6 米段这笔账要分成两半,一半是自己能定的,天线、极化、功率、守多久,另一半只能看天。
看天不是看天气预报,是看太阳活动的那几个数。太阳给不给机会,地球静不静,凑到一起才说开不开机,这个周末该不该开机,答案就在下面这几个点里。
电离层分几层,6 米卡在哪儿
电波往天上打,碰到电离层里的自由电子会被折回来,这个折就是折射,频率越低折得越狠,频率越高越容易一头穿出去。所以同一层电离层,对不同频率的电波来说像是两个不同的东西,2 米段在 144 MHz,基本上是一路穿出去的,只能靠视距和中继;6 米段在 50 MHz,正处在有时候折回来、但大多数时间会直接穿透出去的状态,这也是为什么叫魔术波段的原因,这个特性就是它所有麻烦的来源,也是它偶尔能通一千多公里的本钱。对于视距来说,6 米段和 2 米段差不多,天线高一点、中间没山,几十公里就到头了;真正把距离拉开的,是电离层偶尔把它折回来的那几次,这也是为什么 6 米段的记录本上,大部分行都是空白的。
电离层也不是一整块,从上到下分了好几层,各层的脾气还不一样。D 层最低,60 到 90 km,只有白天太阳照着才有,太阳一下山就散了;E 层在 90 到 120 km,白天强、夜里弱;再往上,白天分成 F1 和 F2 两层,F1 在 150 到 220 km,F2 在 250 到 400 km,天一黑 F1 消失,只剩 F2 那一层慢慢往上抬。
每一层能折回来的最高频率叫临界频率,常规 E 层白天也就是 3 到 4 MHz,F1 层高一些,白天 5 MHz 上下;斜着打能把这个上限抬高三倍上下,抬完 E 层 10 MHz 出头、F1 层 15 MHz 左右,常规这几层都还在 20 MHz 以下,离 50 MHz 差着好几条街。
所以 50 MHz 平时是穿过去的,只有两处例外,一处是 Es,一处是太阳高年的 F2,其余几条路要么靠反射面的特殊状态,要么靠散射,都不是常规反射。Es 是 E 层里长出一片电子密度特别高的薄云,临界频率能抬到 30、40 MHz,斜着打就够得着 50 MHz,这就是上一篇讲的那层夏天的东西,除了它和 F2,6 米段明面上还有几条路,视距和对流层、跨赤道传播(TEP)、流星余迹、极光,旁边还有一条常年很弱的电离层散射。
白天的吸收这件事,很多人记反了,D 层在的时候,穿过去的电波会被吸收一部分,频率越低吸得越狠,吸收大致跟频率的平方成反比,50 MHz 上的吸收比 7 MHz 小得多。所以白天开机不会因为太阳把信号吃了而什么都听不到,真正卡住 6 米的是 MUF,也就是斜着打能折回来的那个最高频率(垂直往上打的那个叫 foF2,下一节细说),不是吸收,这两件事混着记,判断就会偏。
夜里的信号为什么更少?F2 入夜以后高度抬到 300 多 km,电子密度降下来,能折回的频率跟着降,6 米本来就在边缘上,一降就掉到门外。所以 6 米段的 F2 机会集中在白天到傍晚,深夜反而是最安静的时段,只有 TEP 那条路挑傍晚,算个例外。
一层一层算下来,6 米段的传播有个很别扭的特点,它不是有或者没有两档,是刚够和差一点两档,差一点的时候你什么办法都没有,换天线、加功率、改极化都不管用;刚够的时候,一根凑合的天线、25 W 的功率,也能通到一千多公里外。
太阳高年才轮得到 6 米
F2 是 6 米段远距离的主力,也是这几条路里最依赖太阳的一条,衡量它强不强,用的是垂直往上打能折回来的最高频率,叫 foF2,这个数每小时都在变,白天高、夜里低,太阳活动强的年份高、弱的年份低。中纬度地区太阳低年白天 foF2 也就 5 到 8 MHz,太阳高年能抬到 12 到 15 MHz,差了快一倍。
但 6 米是斜着打的,斜入射的时候电波在层里走的路更长,能折回来的频率比垂直入射高。3000 km 一跳这条路上,抬高的倍数大致是 3,也就是 MUF 约等于 foF2 乘 3。这个倍数不是常数,仰角、路径长度、地磁纬度都会让它变,从 2.5 到 3.5 的都有,拿 3 来做判断够用了,别拿它当精确值。那这个倍数靠不靠谱?大多数时候靠谱(口径就是 3000 km 一跳),路径斜得太厉害或者仰角太低的时候,实际值会比 3 小一点。
把数代进去,太阳低年 foF2 取 7 MHz,MUF 是 21 MHz,6 米根本没有门;太阳高年 foF2 取 14 MHz,MUF 是 42 MHz,还差一截。只有太阳特别强的日子,路径中点(就是你家和目标连线中间那一站)的 foF2 得爬到 16.7 MHz 以上,也就是 17 MHz 那个量级,MUF 才越过 50,6 米才开,16 MHz 乘 3 是 48,还差一点。峰年那几年,一个夏季能碰上几次 6 米 F2,低谷年一次都没有,天线和功率不变,差的就是太阳这一口气。所以 6 米段的 F2 是擦边传播,太阳再强一点就开,弱一点就断,这就是为什么同一轮太阳活动里,有人通到了南美,你连个影子都没看见,人家的路径中点那天刚好够,你的路径中点差了 2 MHz。
窗口窄是擦边的直接后果,MUF 一天里是慢慢爬上去再慢慢落下来的,早上还在 42 上下,中午最高爬到 51,傍晚又掉回去,真正越过 50 的那段时间可能只有一两个小时。你要是等到下午四点才开机,多半已经错过了,所以守 6 米的人习惯上午就开始听。距离上,F2 一跳 3000 到 4000 km(两跳能到 6000 到 8000 km),公开的 6 米 F2 记录里,4000 到 9000 km 这一段最集中。再远就要看运气,看路径中间有没有接力的层,也看你那天守的时段对不对。
时段上,F2 的电离在春秋分前后最高,那两段时间太阳直射赤道附近,南北半球的日照和地磁活动都比较平。6 米段 F2 的窗口也就集中在春分、秋分前后,白天到傍晚;夏季 F2 反而弱一些,所以 5 到 7 月你在 6 米上听到的远距离信号,多数是 Es 送来的,不是 F2,这两件事在夏天最容易混。
太阳活动这一轮从 2019 年底开始算,是第 25 周,2024 年见了峰,2026 年已经在往下走,往后几年 6 米 F2 的机会一年比一年少,这不是天线能补的,也不是功率能补的,太阳不给就是不给;反过来,低谷年也别把机器收起来,Es 和流星不看太阳的脸色,该来还是来。
判断今天 F2 开不开,最直接的办法是看电离层探测数据。网上有实时的 foF2 和 MUF 图,找到路径中点附近的那一站,看 MUF 有没有爬到 50 以上,中点在海上就取最近的那一站加模式图凑合看;这条路子准,但要会看图,也得找得到离你路径最近的那一站,初学不必强求,看一眼 DX 群里的报点更快。电离层图上看的就是 MUF 爬过 50 那一刻,早了不开,晚了就关,两头都白等。
SFI 和 K 指数怎么看
SFI 是太阳射电流量指数,测的是 10.7 cm 波长上的射电噪声强度,单位叫 sfu,1 sfu 等于 10⁻²² W/m²/Hz,就是每平方米每赫兹上那么一丁点。这个数天文台每天都测,公开可查;太阳低年它在 70 上下,高年 150 以上,个别日子能冲到 250、300,它跟太阳的紫外辐射、跟电离层的电子密度基本同步。太阳黑子数和 SFI 是一路货(天文台两个都测),黑子多,射电噪声就大,看哪个都行。所以 6 米段 F2 看不看得到,SFI 是个前瞻指标,它高,说明太阳能给的天花板高;它低,说明这一轮本来就没什么指望,你天线再好也顶不上去。这句话说起来很丧,但能省下你不少白守的周末。
K 指数是地磁扰动,0 到 9,每 3 小时一个值,K 到 5 就算地磁暴,K 到 7、8 就是强磁暴。地磁暴的来头是太阳风和日冕物质抛射,太阳一炸,带电粒子冲到地球,磁场一乱,F2 层就跟着乱;乱有两种,一种把电子密度抬起来,一种把它压下去,抬还是压要看暴的时段和季节,本地看不出来,所以 K 到 5 就先放下这一路,6 米段碰上压下去那种,基本就是关窗。
这两个数要分开看,不能混成一个好坏。SFI 说的是天花板能爬多高,K 说的是这层天花板今天还在不在。SFI 150 但 K 到 6 的那天,F2 可能整个塌掉;SFI 120 但 K 是 1 的日子,反而可能开出意外的窗口,老手看这两个数,看的是一高一低的搭配。
现实里的判据可以粗一点,SFI 150 以上、K 3 以下,白天值得守;SFI 100 到 150、K 低,也可以把机器开着当背景音;K 到 5 以上,F2 这一路先放下,高纬那边可能开了极光,可我们在低纬,看不到。这些说的都是 F2 这一路的判断,Es 不看这两个数,它自己有一套季节和时段,夏天到了它就来,跟太阳活动周没什么关系。
预报和实际之间隔着一两天,这个时间差经常被忽略。日冕物质抛射从太阳到地球要一两天,所以预报能提前一两天说哪天可能到,但准头一般,早到、晚到几个小时是常事,有时候干脆从边上擦过去。看预报是为了安排周末,不是为了算准哪一小时开机,把这一点想明白,就不容易被那些吓人的标题带着走。地磁暴过去一两天以后,F2 反而可能恢复得不错,这叫暴后增强,你等一等也许有惊喜。
工具上,NOAA 的空间天气预报中心每天出三天预报,SFI、K、A 都有;手机上也有几个 App 能看;再不济看一眼群里转发的图。数值本身不复杂,记不住就写在记录本第一页,两行字,SFI 越高越好,K 越低越好,A 指数是一天 K 的平均,看趋势用,看不看都行。
6 米段的 F2 说到底要太阳给得足、地磁还要安静,两样凑齐的日子一个季度也就那么几段。碰上就是运气,碰不上别硬等,这两年的太阳正在往下走,等下一个峰年要好几年。
跨赤道的 TEP,挑春秋分的傍晚
TEP 是跨赤道传播,路子比 F2 绕。赤道附近的地磁力线几乎平着地面走,南北两个半球的 F 层像是被这些力线串起来的两段管子,信号从北半球一头打上去,沿着磁力线穿到南半球,再从那一头下来。所以 TEP 的两头必须都在磁赤道附近,磁纬 10 到 20 度以内最典型(重庆就卡在这条边上),再往北就出了这条走廊。时间上它挑春秋分,3 到 4 月和 9 到 10 月,那两段时间太阳直射赤道,F 层电子密度在赤道两侧最对称。一天里挑傍晚,一头刚日落、另一头还没全黑的那个把小时,两边 F 层的高度差刚好对得上,所以 TEP 的窗口常常只有一两个小时,日落以后很快就关,跟 Es 那种能拖一个下午的不一样。南北半球的季节是反的,我们这里 3 到 4 月,对面正好是 9 到 10 月,两头都落在春秋分上。这么窄的窗口,凭什么能到四千公里外?
距离上,TEP 一趟就能到 4000 到 9000 km,比 F2 那点擦边距离远得多,信号还常常很强,强归强,6 米段的 TEP 信号多半是失真的,SSB 听着像被压扁的调子,一句话要听两遍才认得出,CW 反而稳一些,所以守 TEP 的人常常备着键。
重庆的地磁纬度在 20 度上下,正卡在 TEP 的北边缘,理论上我们这头到印尼、到澳洲北部这条线是够得着的,实际上一年也碰不上几次,印尼、澳洲北部那头开机的人本来就不多,窗口对了没人喊也是白等。磁纬再往北,北京、东北这一片,TEP 基本就与你无关了,这条路的门票就是纬度。
TEP 和 Es 最容易混,混了就会在夏天傍晚白等,或者在秋天中午关机,把最好的窗口睡过去。Es 是夏天白天、1000 到 2000 km、信号干净;TEP 是春秋分傍晚、几千公里、信号失真;一个挑季节里的月份,一个挑季节里的钟点,分清楚了才知道哪天该守。
听信号里的失真也能分。TEP 过来的信号常常带着明显的起伏和破碎,因为两头都在动、路径也在动;Es 是一片薄云一次性反射,干净得多。不过真到了窗口里,这两种信号可能同时出现,各通各的,这时候先挑清楚的那个。
流星余迹、极光和散射,这几条也算传播
流星余迹是另一条路,原理很土。流星冲进大气烧掉,留下一道电离的尾迹,这道尾迹能当几十毫秒到几秒钟的镜子,信号打上去被它反到一千多公里外,通联就成立了。镜子寿命短,模式就得用快的,MSK144 这种,15 秒一个周期,一秒钟里能塞进好几十个字符。
流星天天有,大流星雨那几天密度高得多,6 米段的机会也集中在那几天。1 月 3、4 号的象限仪,4 月 22 号的天琴座,5 月 5、6 号的宝瓶座 η,8 月 12、13 号的英仙座,12 月 13、14 号的双子座。这几天值得守,尤其英仙和双子,流量大、时辰也友好,英仙在夏天的后半夜,双子在天冷的时候,都还算熬得住。流星雨的 ZHR 是每小时的理论值(ZHR 就是天顶每小时流星数),落到 6 米段,你能抓到的只是其中很少几条特别亮的。流星余迹的距离一般在 800 到 2000 km,超出这个范围要靠特别大的流星或者几跳接力。6 米段的余迹回波其实比 2 米段更长更响,波长长,同一条余迹在 50 MHz 上亮得更久,真正吃亏的是城里 50 MHz 的底噪高、同尺寸天线的增益低,所以 25 W 加一根定向天线在流星雨那几天能碰,平时别指望。
极光这条路跟我们关系不大,极光是太阳风粒子沿着磁力线撞进高纬大气,把 E 层搅出一片不规则的反射面,信号打上去会被搅碎,听起来嘶哑、失真,一个字得猜。它发生在磁纬 60 度以上,距离几百到一千多公里,比如重庆磁纬 20 度,看不到,也没必要等。
天气平静的那几天,几百公里外的信号能顺着折射率的变化拐过来,这就是视距之外最稳的一条路,稳定高压、逆温、河谷、海面上都容易出现。6 米段上这条路也有,但不如 2 米段常见,顺手听一听可以,别当主力。
再往弱里走,还有电离层散射,1000 到 2000 km,靠那些小不均匀体,弱得要命,要 kW 级和阵列天线才玩得动。6 米段这个 25 W 的天花板不随证书等级变,A、B、C 三类在 30 MHz 以上都封顶 25 W,换 B 类多出来的是短波,不是 6 米的功率。月面反射(EME)单程 38 万 km,往返 2.5 秒,同样要阵列天线,跟家里窗台那根杆子没关系。
把这些路排在一起看,6 米段的传播不是一条线,是好几条岔路,每条岔路开的时间、方向、需要的设备都不一样,你能做的是知道哪条路在什么季节、什么时段可能开,然后在那几个小时里把机器开着,别的时间该干嘛干嘛。
先看太阳,再听频率
季节这条线其实很粗。5 到 7 月是 Es 的季节,也是 6 米段一年里机会最多的几个月,白天到傍晚都能守;3 到 4 月和 9 到 10 月,傍晚守 TEP,白天守 F2,挑地磁安静的日子;太阳活动高年的冬天,白天可以等 F2;流星雨那几天,全天都有机会,峰值在后半夜。把这几句记住,比背一堆名词有用。每天的动作其实不多,早上起来看一眼 SFI 和 K(NOAA 的页面上就有),两个数都在好的一档,就把周末的时间空出来;周末白天十点到下午四点这段守一守,Es 和 F2 都集中在这段时间;晚上除了 TEP 那两段,基本不用熬。
频率上的动作也简单。50.313 的 FT8 挂着当探针,软件能解码就说明有传播,再切到 50.110 报 CQ;50.280 在流星雨那几天守(MSK144,15 秒一个周期);低端 50.0 到 50.08 这一段是信标区(具体频点看当地波段计划),能听到一个就说明那条路通了;国内信标不多,听不到属常态。软件解出来的呼号在 PSKReporter 上也能看到,陌生人一多,就说明这条路开了。三个频点存进信道表,起好名字,别到窗口里现调,6-2 那套提前写频的规矩在这里一样管用。
25 W 加窗台天线,能玩的和不能玩的账要算清楚,Es 够用,5 W 都通过;F2 和 TEP 靠天,太阳给面子就通;流星余迹吃力,要等大流星雨,还得有一根说得过去的定向天线;极光、散射、EME 这一档,A 类 25 W 加一根垂直,基本不用想。把时间花在能玩的那几条路上更划算。
那什么时候该把机器关掉?不通宵守,深夜是最难开的时段,熬一夜不如白天守两小时;不信 6 米天天通日本,那是人家守了一个夏天攒下来的几次;雷雨天不守,打雷前把线拔了,等雷过去再开,上一篇讲过这条,这里再提一次是因为等传播的人最容易犯这个错。
传播开的时候,频率上的人是涌进来的,同一分钟里好几个台在喊。这时候别急着报 CQ,先听一轮再说,听清谁在跟谁通、哪个方向强,再插进去;窗口只有十几分钟,喊错一次就浪费一半,先听再喊这件事,6 米段比 UV 段要紧得多。
噪声这一关在城里躲不掉。周末白天楼下商铺一开张,50 MHz 的底噪能抬好几 dB,本来能听出来的弱信号就埋了,所以七点到九点那段要单独用起来,那会儿底噪最低,先扫一遍看有没有信号。十点到四点守的是传播窗口,七点到九点等的是安静,两条不冲突,你要摸清自己窗外哪几个小时最静,别跟着别人的时间表走。
上一篇《6 米段:一根 1.5 m 的天线,等一层夏天的 E 层》;下一篇讲短波入门,B 类执照、HF 频段和那张绕不开的传播图;系列全部篇目收在《业余无线电从零开始》目录。
本文依据《业余无线电台管理办法》(工业和信息化部令第 67 号,2024 年 3 月 1 日施行)第三十条(30 MHz 以上不超过 25 W)。电离层 D、E、F1、F2 各层高度与临界频率为电离层物理常识,foF2 典型值取中纬度公开资料;MUF(3000 km) 约等于 foF2 乘 3 为 ITU-R P.533 体系的口径简化,正文按 21、42、48、51 MHz 复算;F2 单跳与多跳距离、50 MHz 路径 4000–9000 km 参照 ITU-R 历史报告与国际业余无线电观测惯例;TEP 的磁纬条件、春秋分傍晚时段与 50 MHz 信号特征参照 ITU-R 历史报告与业余界经验;太阳活动第 25 周起算与峰年为 SIDC 与公开报道口径,2026 年处下降段。SFI 单位 sfu 定义为 10⁻²² W/m²/Hz,低年 70 上下、高年 150 以上为公开资料量级;K 指数 0–9、K≥5 为地磁暴为 NOAA SWPC 口径;流星余迹距离、持续时间与 50.280 MHz MSK144 频点为 IARU 区域波段计划与国际业余界惯例,具体频点以当地波段计划为准;主要流星雨日期为天文年历常识;极光、对流层、电离层散射与 EME 的距离和条件为传播学常识;6 米段 50.110、50.313 频点沿用第八章第一节与本系列 4-4;驻波、假负载与雷雨时序沿用第五章第二节、第七章第三节;文中读数为示例,实际以你的现场实测与当地波段计划为准。更新时间:2026-11-04