地波传播指无线电波沿地球表面附近传播、受地面导电性与介电特性影响的传播方式。中波广播、160 m 及 80 m 等业余频段白天通信,地波往往是稳定、可预测的主要路径之一,不依赖电离层反射。与依赖 F 层反射的天波不同,地波路径在日间通常更可重复,适合区域性联络、海事与航空导航,也是理解低频段传播的基础。
发射天线辐射的电磁波在地面附近传播时,地面感应出电流,这些电流又产生次级辐射,与直射波叠加形成沿地表的波。地面等效为具有一定导电率的介质,对电波有趋肤效应与衰减。导电性越好(如海水、湿润土壤、低洼湿地),地波衰减越小;干燥沙地、岩石高原、冻土地区衰减较大,有效距离明显缩短。
地波包含直射分量与表面波分量。频率升高时,地面损耗迅速增大,因此地波主要用于低频与中频段。VHF 以上频段地波通常只能覆盖极近距离,视距传播占主导。理解这一规律,有助于解释为何同一台站在 1.8 MHz 可稳定覆盖数百公里,而在 144 MHz 却主要服务本地网。
严格意义上的表面波沿地表滑动,其场强随距离衰减遵循特定规律;业余实践中常将「沿地传播、不经电离层」的短距离稳定路径统称为地波。低频段绕射能力强,能越过丘陵缓坡,但高大山脉仍会造成显著阴影区。海岸线路径因海水高导电率,往往比内陆同等距离更易维持较高场强,这也是沿海电台在 MF/HF 段常具优势的原因之一。
在相同发射条件下,频率越低,地波绕射能力越强、衰减越慢。典型规律如下:
NVIS(近垂直入射天波)虽利用电离层,但仰角极低,在战术与应急通信中常与地波一并讨论;严格意义上 NVIS 属于天波,而非地波。二者结合可覆盖从数十公里到数百公里的区域。
垂直极化天线辐射的地波通常优于水平极化,因垂直电流与地面镜像配合更紧密,地面损耗相对较小。因此 MF/HF 广播台、海事台与航空导航台常用垂直天线或近垂直结构。水平偶极低空辐射时地波分量存在,但效率与距离常不及专门的垂直或近垂直系统。
发射功率、天线效率、接收端噪声底共同决定可通联距离。地波路径稳定,通联时间可预测,适合固定日程的区域性联络。提高天线效率(降低损耗、优化地网)往往比单纯增大功率更能改善地波覆盖,尤其在导电性一般的内陆台址。
四分之一波长垂直天线依赖地网或足够大的接地平面模拟偶极的「下半臂」。地网辐射线数量、长度与埋设深度影响等效接地电阻,进而影响地波辐射效率。岩石台址上,即使 SWR 调谐良好,地波性能仍可能不佳——此时应考虑增加辐射线、使用接地棒阵列,或改用水平偶极、倒 V 等不依赖大面积地网的方案。
夜间同一频段天波增强,远处台站经电离层反射可能落入接收机,形成对地波区域通信的干扰。白天电离层 D 层吸收强,天波减弱,地波通信更「干净」。选址时,远离工业噪声源、使用定向天线或降低接收带宽,可改善地波接收信噪比。
雷雨天气大气噪声在 MF/HF 段显著抬升,地波链路同样受影响。冬季夜间远距离天波干扰有时比夏季更明显,操作者应结合传播预报与本地噪声实测,选择合适时段进行区域性演练或应急通信测试。
进行地波为主的通联时,建议记录双方距离、时段、天线类型与信号报告,建立个人传播数据库。白天在 80 m、160 m 段呼叫区域性台站,可避开远距离天波造成的同频拥挤。应急通信中,地波提供不依赖电离层条件的保底路径,适合指挥所与周边救援点之间的语音协调;配合 NVIS 可扩展至更大区域。
测试地波极限时,优先优化垂直极化与接地,使用 CW 或窄带数字模式(如 FT8)可提高弱信号检出能力。切勿将「白天听不到远台」简单归因于设备故障——可能是天波消失后仅剩地波,而地波距离本就不及天波。
地波传播不仅是业余话题,更是中长波导航与广播系统的物理基础。罗兰 C、差分罗兰等低频导航系统依赖稳定的地波或地表波相位传播,台址选址与土壤电导率测绘是工程环节之一。中波广播网规划发射功率与场强覆盖时,同样以地波日间覆盖圈为核心指标,夜间再叠加天波远距收听。理解这些工程约束,可反推业余台站为何在相同功率下,滨海或河谷台址往往优于干燥高原台址。
土壤电导率随季节变化:雨季湿润土壤电导率升高,地波衰减可能略降;冬季冻土或干旱夏季可使内陆台址地波性能季节性变差。固定台站若长期监测同一方向信号报告,可发现与降水量相关的慢变化,这是电离层预报之外的「本地传播气候」。
业余条件下可用场强仪、接收机信号表或软件定义无线电监测作相对比较。记录同一发射台在不同距离、不同地面的信号报告,可拟合经验曲线。注意区分天波与地波:白天同一频率多次测量,若信号随距离平滑衰减且无明显跳距,多为地波主导;夜间出现远距突然增强则提示天波介入。使用近垂直入射天波覆盖中间距离时,勿与纯地波数据混为一谈。
降低接收带宽、使用定向天线可压低远处天波干扰,使地波测量更纯净。测试发射端时,优先保证天线系统已调谐、接地可靠,否则测得的是「系统效率」而非传播本身。与邻近爱好者协作,固定时段互测,可建立区域性地波参考数据库,服务应急演练频率规划。
误区一:认为加大功率即可无限延伸地波距离——频率与地面损耗才是主因,盲目加功率可能仅改善近场。误区二:忽视接地与极化,导致垂直天线地网不足时误判「该波段不传播」。误区三:夜间仍以白天经验选频,未意识到天波干扰已掩盖地波评估。对策是分时测试、记录环境、优化天线而非单一堆功率。
内陆台站若需稳定区域性覆盖,可组合白天地波联络与夜间 NVIS 备份,形成全天候预案。海事与航空听众熟悉的中波「夜间远台」现象,恰是地波—天波切换的直观教材,业余爱好者可借此理解同一频率不同时段的传播主导机制。
海事 MF/HF 安全频率与航空导航台长期依赖地波与地表波维持近距可靠覆盖。业余爱好者学习这些业务台的频段与天线布置,可直观看到「低频率、垂直极化、良好接地」三位一体的工程选择。虽然业务通信使用专有协议与设备,但传播物理相同:沿海船舶在白天更易收到岸台中波服务,而内陆台站对相同频率的覆盖圈往往更小。将业务台信号强度与业余试验对照,是零基础理解地波距离阶跃的实用方法。
在应急演练中,可指定 3.5 MHz 或 1.8 MHz 作为区域性语音协调频,白天优先地波、夜间评估天波干扰后再决定是否改频。记录「同一网内最大可靠距离」,比抽象背诵公式更有助于新爱好者建立传播直觉。与应急通信、近垂直入射天波传播条目交叉阅读,可搭建完整的区域通信知识框架。
初学者常问:地波能否用于应急「全国联网」?答案通常是否定的——地波是区域机制,全国范围仍需 HF 天波、卫星或公网备份。明确能力边界,才能在地波适合的场景(省内、流域、沿海区域)充分发挥其稳定、低延迟、不依赖电离层的优势,避免在错误频段浪费演练时间。