空間波傳播

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簡介

空間波傳播通常發生在特定的無線電波從地球上的發射天線傳播到空間，以到達接收天線時。

這類波被稱為對流層傳播，因為它們通常從地球表面到對流層傳播。它通常被稱為直線傳播。這是因為訊號以直線方式從接收器傳送到發射器。

空間波傳播及其組成部分

空間波傳播發生在地球大氣層中的對流層，即大氣層中20公里以內。空間波是可以直接或反射後在對流層中傳播的無線電波。空間波傳播通常依賴於三個組成部分（Chen 等，2019）。

它們分別是直射波、地波反射波、對流層波

圖 1：空間波傳播

• 直射波：這些波直接從發射天線傳輸到接收天線。
• 地波反射波：這些無線電波在從地面反射後到達接收天線。
• 對流層波：這些波在從對流層反射後到達接收天線。

空間波傳播：應用

空間波傳播非常重要，因為它被用於通訊系統中。它用於衛星通訊和視距通訊之間的線路。雷達通訊、微波鏈路和 s 波被用於許多技術目的。

微波用途

在微波中，這些波通常用於各種各樣的技術應用中，包括 GPS 導航、手機服務、衛星通訊和無線電通訊。正如 Wong 等人（2020）所指出的，微波還具有非常高的波長，這進一步增強了穿透材料的能力。這些特性使它們成為通訊的必備要素，因為它們能夠穿過不同的物體。

電磁波及其用途

電磁波的波長通常比微波短。它們沒有能力進入物體內部。這些波限制在直線通訊範圍內。這些波通常比微波傳輸更多資訊（Raza & Salam，2020）。在氣象學和天文學領域，這些波對於收集有關被陽光和雲層遮擋的遙遠事件或物體的日期非常有用。

圖 2：電磁波在自由空間中的傳播

空間波傳播：侷限性

地球的曲率會影響空間波。波的傳播發生在一條直線上，該直線由接收天線和發射天線之間的距離定義。這也被稱為通訊範圍。

空間波傳播的發生

空間波傳播發生在無線電波從發射天線傳播到接收天線時。正如 Carcione 等人（2019）所指出的，空間波傳播在物理學領域非常重要。這些波在現代技術中有多種用途。各種空間波通常用於不同的機制，例如微波、電視廣播、衛星通訊等等。

空間波：特徵

空間波通常用於 30 MHz - 300 MHz 範圍的高頻段、微波和超高頻段。這是因為在高頻下，地波傳播和天波傳播都會失效。

在此頻率下使用的天線較小，並且必須放置在地面以上多個波長的高度。這些波通常具有視距特性，地球的曲率會阻擋這些波。正如 Bennewitz 等人（2018）所指出的，這是因為如果有人想跨越地平線接收訊號，那麼他們必須確保接收天線有足夠的高度來突破視距波。

因此，空間波的傳播侷限於位置直線。它被識別為接收天線和發射天線之間的特定距離，並且它進一步使它們能夠相互看到。正如 Salam（2019）所指出的，空間波傳播表示到達對流層 20 公里範圍內的無線電波，包括反射波和直射波。這些波通常沿直線傳播，覆蓋可能的最小距離。它進一步表明，當波在某一點傳播時，可以透過肉眼看到。

結論

空間波傳播表示無線電波在地球的對流層中的擴充套件。這些波本質上既有反射波也有直射波。直射波是指從源天線直接到達接收天線而沒有任何障礙或中斷的波。反射波通常在建築物或地面上反射後到達目的地，最終到達接收天線。它們在現代技術及其不同用途方面非常重要。

常見問題

Q1. 空間波傳播是什麼意思？

空間波傳播表示出現在對流層頂 20 公里範圍內的大氣中的無線電波。它包括兩種型別的直射波，即直射波和反射波。這些特定的波也稱為對流層傳播。這是因為它們能夠從地球表面傳播到對流層表面。

Q2. 波在自由空間和地球上是如何傳播的？

主要有兩種傳播方式，即天波和地波，在自由空間中，傳播發生在視距波和直線中

Q3. 傳播模型的重要性是什麼？

傳播模型允許預測無線電訊號的衰減和傳播，因為訊號會穿過環境。可以使用傳播模型的特定函式來模擬不同的模式。

Q4. s 波的重要性是什麼？

s 波在各種技術方面非常必要。衛星和現代機器在很大程度上受到這些波的影響。這些波在通訊模式中也至關重要。

參考文獻

期刊

Bennewitz，JW，Bigler，BR，Hargus，WA，Danczyk，SA 和 Smith，RD（2018）。使用直接高速成像表徵旋轉爆震火箭發動機中爆震波的傳播。在 2018 年聯合推進會議（第 4688 頁）。檢索自：https://www.researchgate.net/profile/John-Bennewitz/publication/326262785_Characterization_of_Detonation_Wave_Propagation_in_a_Rotating_Detonation_Rocket_Engine_using_Direct_High-Speed_Imaging/links/5b4a5af60f7e9b4637d9eee4/Characterization-of-Detonation-Wave-Propagation-in-a-Rotating-Detonation-Rocket-Engine-using-Direct-High-Speed-Imaging.pdf

Carcione，JM，Cavallini，F，Wang，E，Ba，J 和 Fu，LY（2019）。線性熱孔隙彈性介質中波傳播的物理學和模擬。地球物理研究雜誌：固體地球，124（8），8147-8166。檢索自：https://scholar.google.com

Chen，Y，Li，X，Nassar，H，Norris，AN，Daraio，C 和 Huang，G（2019）。具有時空調製諧振器的基於連續體的超材料中的非互易波傳播。物理評論應用，11（6），064052。檢索自：https://par.nsf.gov/servlets/purl/10106444

Raza，U 和 Salam，A（2020）。下水道和雨水溢流監測中的無線地下通訊：穿過土壤和瀝青介質的無線電波。資訊，11（2），98。檢索自：https://eprints.lancs.ac.uk/id/eprint/129586/1/Review_Streltsov_final_.pdf

Salam，A（2019）。用於數字農業的地下無線電波傳播預測模型。資訊，10（4），147。檢索自：https://www.mdpi.com/2078-2489/10/4/147/htm

Wong, K. K.，Tong, K. F.，Chu, Z. & Zhang, Y. (2020)。智慧無線電環境願景：表面波通訊高速公路。IEEE Wireless Communications，28(1)，112-119。檢索自 https://arxiv.org/pdf/2005.14082

網站

Electronicsdesk (2022)。關於無線電波傳播。檢索自：https://electronicsdesk.com/radio-wave-propagation.html [檢索日期：2022年6月17日]