用短波進行無線電通信就稱為短波通信,它主要靠天波和地波兩種方式進行傳播。天波傳播就是靠F電離層的反射進行傳播,它的傳播衰耗小,因此,用較小的功率、較低的成本,就能進行遠距離的通信和廣播。短波廣播至今仍是國際廣播中的主要手段,短波波段也是現代業餘無線電通信常用的波段。
1938年,前蘇聯建成了一個功率為120千瓦的短波無線電廣播電台,它是當時世界上功率最大的一個無線電廣播電台。
20世紀20年代問世的短波通信,改變了無線電通信發展的曆史進程。
微波通信
20世紀30年代,電磁波的應用進入微波階段。微波通常是指波長為1米~1毫米的電磁波,相應的頻率為300~300000兆赫。現在,微波已廣泛用於通信、雷達以及其他許多科學領域中,微波爐及微波治療儀早已進入了人們的日常生活中。
短波通信問世以後,曾經興旺過一段時間,但是它也有一些缺點。短波通信主要依靠天波傳輸,以電離層為中繼,但電離層的狀態很不穩定,季節的更換、晝夜的交替、氣候的變化等因素,都可以引起電離層的變化,進而引起短波通信過程的波動,甚至會中斷。短波通信還存在有天波與地波都傳輸不到的寂靜區域,如果接收電台在這些區域內,就無法接收到短波信號,通信就無法進行。此外,電離層有好幾個分層,同一頻率的信號會沿著不同的途徑反射到接收地點,這就是短波通信的“多徑效應”;它也會使接收質量大大降低。再加上在短波通信波段內電台日趨擁擠,因此,短波通信已經不能滿足人們的通信需要了。
為了滿足新的要求,1929年克拉維開始進行微波通信的試驗。1930年他在美國新澤西州的兩個電台之間,用直徑為3米的拋物麵天線進行了微波通信。同一年,還有人開始用微波進行無線電廣播。1933年,在克拉維的主持下,從英國的萊普尼列到法國的聖·因格列維特,開通了第一條商業用微波通信線路。
1936年,索思沃思提出了超高頻波導管的理論,並發明了微波用的波導管。簡單地說,波導管就是把電磁波限製在其內部的一種空心金屬管。波導理論的建立以及波導管的實驗與應用,促使微波技術日趨完善。
1937年,美國物理學家瓦裏安兄弟製出了雙腔速調管振蕩器,1939年,英國物理學家蘭、德爾和布特製造出了多腔磁控管。這是兩種微波電子管,它們可以分別以不同的方式,產生連續的微波振蕩。這些研究成果為微波技術的形成和發展奠定了基礎。
在第二次世界大戰期間,微波技術的研究是圍繞著軍用雷達的研製進行的,從而推動了微波元器件、高功率微波管、微波電路、微波測量等技術的研究與開發。
第二次世界大戰以後,微波技術的應用範圍擴大到了通信領域。利用同軸電纜進行微波傳輸,頻率可高達幾千兆赫。若要傳輸頻率更高、能量更大的微波時,就得用波導管了。在波導管內,微波以電場與磁場交替變化的電磁波的形式通過,如同在一個自由空間裏傳播的電磁波一樣。使用波導管進行微波通信,主要包括通常的微波接力通信和衛星通信。
微波接力通信是靠中繼站接力傳輸來實現微波信號遠距離傳送的。微波是沿直線傳播的,它不受大氣層和電離層的反射。由於地球表麵是球形曲麵,如果在地麵進行微波通信,就必須把天線架設到一定的高度,使發射天線與接收天線之間沒有物體阻擋,彼此可以“互視”。為了進行遠距離通信,就必須采用與接力賽類似的方法,相隔一定的距離建立一個接力站,即中繼站。將中繼站架設在高塔上或山頂上,微波在每個中繼站被放大之後再傳送出去。微波接力通信是現代通信中的主要手段之一。