長波與短波

在有關AM/FM的文章裏，我提到中波和超短波。有朋友問，那麼是否有長波，短波等等。

這想法非常合理，不單有長波，還有超長波，當然有短波。不同電波便有不同的特性，在不同的歷史階段各有光輝的時間。今次，我便說一個長波和短波的殊途同歸的應用。

長波的頻率在30kHz – 300kHz的範圍，換成波長便是10km – 1km，所以又稱為kilometer wave。而短波的頻率就在3MHz – 30MHz，換成波長便是100m – 10m。

理論上，電波是行直線的，但這正正限制了電波傳播的範圍。為甚麼？因為地球是圓的，若發射和接收方都是在地面高度，那麼，直線轉播的電波就祗能在地平線的範圍作通訊。解決這個問題的其中一個方法，便是把發射站放在高山上。但就算放到很高的山，通訊範圍仍然有限。

使用長波便是解決這問題的其中一個方法，長波有一特性，就是繞地性強。這就是長波可以繞著地球的弧度而傳播（註一）。於是，早期的‘世界性’電台，便是要找很高的山，使用很多比人還高的電子管，以極高的發射功率，去‘搶佔’傳播範圍。

這樣做，當然要花很高的成本，更加要有政府的牌照。換句話說，這是政府和大財團的‘專利’！

但另一邊廂，一些業餘無線電愛好者，僅有這些‘大台’百分一，甚至是千分一的發射功率，但仍可把訊息傳到地球的背面！他們靠的就是‘短波’！

十分奇怪，短波差不多已全無繞地性，即它們是接近以絶對直線地傳播。為甚麼可以傳到地球的背面呢？

原來，短波通訊者會把電波射向天空，在大氣層近頂的部分，被稱為電離層（註二），在這裏，會把部份短波反射回地面，而地面又會把部份電波反射回電離層，如是者，經過數十甚至是數百次的反射，電波便有可能會傳到地球的另一邊。

咁都得，會不會很不穩定呢？不穩定是必然的，工程師也為此設計了不少解決方案，例如ALC（Automatic Level Control）本來就是為了解決短波通訊時，音量時大時小的問題，後來便給手提錄音設備借用了，之後更用在錄影機上。

但不穩定就為業餘無線電通訊添加了不少浪漫的吸引力。我無緣參與其中，但據有關發燒友說，就是不知道訊號會傳到那裏，更不知道今天正在聊天的人，明天是否可以繼續，所以他們會更加珍惜當下！

但浪漫歸浪漫，在戰時管有短波收音機（不要說發射機）就是‘死罪’！因為，短波收音機可以接收千里之外的訊息。而相對於一般中波廣播，短波就更難去干擾和封殺。特別是中波的廣播距離有限，很多時就要靠游擊隊冒死去建立地下電台，又或靠船艦進行游擊式廣播。但無論如何，軍方都可對中波電台迅速定位（註三），然後採取行動。但短波定位就非常困難，又或定了位也沒用，因為電台可能在軍事控制範圍外！

長波有另一重要用途，就是航空和航海的通訊和導航，有機會再討論！

註一：電波行曲線是一個形象上的理解，實在，這是diffraction的現象，簡單來說，波長越長，diffraction就越顯著，所以繞地性就越好！　

註二：按地球學家的術語，電離層橫跨thermosphere和exosphere。

註三：定位可以是科學方法（我會另文討論），但也可以是行政方法。例如：在香港淪陷的三年零八個月，皇軍會經常分區停電，以確定地下電台的位置。