HAM无线电信号传播

0. 引言

无线电依赖于地面、大气层、电离层等进行传播，为了成功通联到世界各地的友台，理解传播理论，利用好传播条件，就变得至关重要。

本文主要介绍了如何理解HF/VHF/UHF/SHF等波段信号的传播与导波、地面波、直射波、电离层、对流层、极光、流星散射、月面反射(EME)之间的关系。

首先介绍各个波段的信号的主要传播模式，其传播模式不同主要是由波长、频率以及传播介质的不同特性导致的。

1. 各个波段及其传播模式

各个波段白天以及夜晚主要传播模式示意图：

各个波段的主要传播模式整理至下表，其中对业余无线电常用波段HF/VHF/UHF等进行了高亮标记：

波段	频率	主要传播模式
VLF	3-30kHz	地面与电离层间的导波；
LF	30-300kHz	地面与D层电离层间的导波；
地面波；
MF	300-3000kHz	地面波；
夜间D层吸收削弱后，E、F层电离层反射；
HF	3-30MHz	E层电离层反射；
F1、F2层电离层反射；
极光反射；
流星散射；
VHF	30-300MHz	罕见的E层电离层反射；
太阳黑子高峰期，极为罕见的高达80MHz的F1、F2层电离层反射；
直波；
极光反射；
EME反射；
流星散射；
某些情况下的对流层大气波导现象；
UHF	300-3000MHz	直波；
EME反射；
大气波导现象；
流星散射；
SHF	3-30GHz	直波；
EME反射；
大气波导现象；
EHF	30-300GHz	受吸收削弱限制的直波；
EME反射；

2. 导波/地面波/直射波

 介绍一下上表提到的导波、地面波、直射波等的传播特点。

2.1 导波

• 由于波长较长的缘故，大部分的VLF及LF波段都是以导波形式传播
• 地面、水面以及电离层，对于这些频率来说都是良导体
• 形成了球面波的“墙”
• 一般使用垂直极化天线
  • 由于波长太长的缘故，水平天线并不适用
  • 通过地面的导电性来缓解电场的短路

2.2 地面波

• 低频/中频信号以地面波形式传播更有效率
• 具有顺应地球曲率的特性
• 地表的导电性会影响地面波的传播（例如，水体等导电性更高的表面能达到更好的传播，而且会有更小的信号耗散）
• 由于地面本身并不是一个完美的良导体，地面波沿着地面传播时，会逐渐减弱
• 地面波并不包含电离层和大气层波

2.3 直射波（视线传播）

• 即在两个相互可视的天线之间的无线电传播
• VHF及更高频率，最为常见的传播方式
• 包括穿过非金属物体（如：墙）的无线电信号
• 地平面反射效应，是实现传播的一个重要因素

3. 电离层传播

先由上至下简单介绍一下电离层各个分层：

3.1 电离层各层

F层（F1、F2）

• 离地150-500km，F层由紫外线（UV）、X射线、伽马射线电离产生，白天会分为F1（200-300km）、F2（300-400km）两层，夜晚F1、F2合并成一个F2层（高度上升至500km）；F2电离程度高峰期主要在冬季；
• 白天F1层主要反射≤10MHz，F2层主要反射≤50MHz；夜晚F2层主要反射≤20MHz；F2层电子密度最大，其对短波远距离通信起到决定性作用；

E层

• 离地90-150km，E层由较弱的X射线、伽马射线（太阳光）电离产生，白天较厚，夜晚较稀薄
• 主要反射≤5MHz的无线电波，部分吸收>10MHz

… Es层（Sporadic E Layer，突发E层）

• Es层并不是电离层的一个固定层次，它是某些特定条件下出现在E层高度的一种电子密度异常高的薄层；
• 离地80-120km，Es层由地表风波动、雷暴、流星雨、太阳或地磁活动等激发，导致金属离子集中并形成短暂且高密度电离区域；Es层出现高峰期一般在夏初时节；
• 主要反射VHF波段，25-300MHz

D层

• 离地50-90km，D层由较强的X射线（太阳光）电离产生，所以白天出现晚上消失；
• 密度最低，频率越低，被吸收的越多，主要吸收≤7MHz

影响电离层状态的其他因素

• 太阳辐射：X射线和伽马射线能够电离电离层中的气体分子，形成带电粒子。10厘米波长的太阳辐射强度是衡量F层电离程度的一个重要指标。
• 地磁风暴：这类事件会导致F2层变得不稳定，甚至可能完全消失，严重影响无线电通信。
• 昼夜变化：夜间，E层逐渐消失，太阳风将其推向更高的高度。
• 太阳活动：太阳耀斑能显著增强D层的电离程度，使其吸收大量低频信号；太阳风在高纬度地区引发的电离作用会影响极光现象；太阳质子事件则会在高纬度和极区产生极盖吸收（PCA），进一步干扰无线电通信。

3.2 电离层反射信号的机制

• 当无线电波进入电离层时，其电场会使电离层中的自由电子以相同频率振荡。这一过程消耗部分射频能量，振荡的电子随后可能会重新结合或重新辐射出与原信号相同能量的电磁波。
• 然而，如果信号频率超过电离层某一层的等离子体频率，电子将无法快速响应并重新辐射信号，这意味着高频信号会穿透电离层而不被反射。
• 说是“反射”，更确切来说应该是“弯曲”。电离层中间厚两边薄，类似
• 弯曲信号的程度，取决于电离程度和信号频率
  • 低频信号比高频信号更容易弯曲
  • 电离程度越高，越能弯曲更多信号

3.3 简单传播及复杂传播

简单传播

• 单一层次反射：在这种模式下，射频信号主要通过电离层中的某一层进行反射传播。
• 可能涉及多次跳跃：虽然信号最初可能只经过一次反射，但根据传播距离和角度的不同，它可能会经历多次“跳跃”，即多次反射和地面反射的组合。
• 广泛应用于预测模型：大多数（如果不是全部）用于预测无线电波传播情况的模型都基于这种简单模式，因为它能够提供一个相对准确的基础框架来理解信号如何在大气中传播。
• 不同阶数的传播模式
  • 一阶模式（1X）：这是最直接的传播路径，射频信号仅需经过最少的跳跃次数就能到达目的地。通常情况下，这意味着信号从发射点出发，经过一次电离层反射后直接到达接收点。
  • 二阶模式（2X）及更高阶模式：当信号需要覆盖更远的距离或遇到特定的传播条件时，它可能需要经历更多的跳跃。例如，在二阶模式中，信号除了最初的电离层反射外，还需要再经历一次额外的跳跃，可能是再次反射回电离层或经过地面反射等。

复杂传播

• 多层反射与折射：复杂传播模式涉及到电离层中的E层和F层以及地球表面的多重反射和折射。这意味着射频信号在传播过程中会经历多次方向和路径的变化。
• 电离层不平滑的影响：电离层的各层并不是完全平滑的，特别是在某些特定区域（如赤道异常区、中纬度槽区以及日出/日落区域），这种不平滑性会导致射频信号的反射和折射路径更加复杂和不可预测。
• 特殊传播模式
  • 导波模式（ducted mode）：当电离层层倾斜时，射频信号可以在电离层的不同层之间进行反射和折射，形成一种类似于管道的传播路径。这种模式下，信号能够在电离层内部“引导”传播，从而实现远距离通信。
  • 弦波模式（chordal mode）：在某些情况下，射频信号会在单个电离层层内进行导波传播，就像沿着一根弦一样。这种模式通常发生在电离层层结构较为特殊的情况下，能够提供稳定的传播路径。
  • 信号强度优势：由于导波和弦波模式下的射频信号不会受到D层或地面的显著衰减，因此信号强度相对较强，有利于远距离通信。

3.4 传播距离

跳跃长度定义与影响因素

• 定义：跳跃长度指的是射频信号从发射点出发，经过电离层反射一次后再回到地面时所覆盖的地面距离。这是理解远距离无线电信号传播的重要参数之一。
• 最大跳跃长度：这一长度受到电离层高度和地球曲率的限制。由于地球是一个球体，射频信号在电离层中反射后再次到达地面时，所能覆盖的最大地面距离是有限的。

影响跳跃长度的因素

• 天线辐射角：假设天线的辐射角为4°，如果天线的仰角增大，那么跳跃长度会相应缩短。这是因为天线辐射角度的变化会影响射频信号的入射角，进而改变其在电离层中的反射路径。
• E/F层高度：跳跃长度还取决于电离层中E层和F层的具体高度。这些层的高度变化会直接影响射频信号的反射路径和覆盖范围。

多次跳跃与信号衰减

• 多次跳跃需求：当通信距离超过单次跳跃所能覆盖的最大距离时，射频信号就需要经历多次跳跃才能到达目的地。这意味着信号需要多次往返于地面和电离层之间。
• 信号衰减问题：随着跳跃次数的增加，射频信号在传输过程中会逐渐衰减。一方面，每次穿过D层时，信号都会遭受一定的吸收损耗；另一方面，地面反射也会导致信号能量的损失。因此，多次跳跃会导致接收端接收到的信号强度显著减弱。

3.5 纬度影响

太阳辐射与纬度的关系

• 辐射角度：在白天，太阳辐射以更倾斜的角度照射高纬度地区的大气层。这意味着太阳光在高纬度地区的路径更长，导致辐射强度减弱。
• 辐射强度与自由电子生成：随着纬度的增加，太阳辐射的强度逐渐降低，这直接影响了自由电子的生成量。因此，在高纬度地区，电离层中的自由电子浓度相对较低。

F层的纬度变化

• 夜间持续性：尽管白天太阳辐射是主要的电离源，但F层的纬度变化在夜间仍然存在。这是因为上层大气中的风从昼半球流向夜半球，这种风流作用使得F层的结构和特性在夜间也表现出明显的纬度差异。

特殊现象

• 赤道异常：在赤道附近（大约15到20° N/S纬度），白天会出现一个F层电子密度的峰值，这一现象被称为赤道异常。它是由特定的电离过程和大气动力学条件共同作用的结果。
• 中纬度槽：在大约60° N/S纬度的中纬度地区，夜间会出现F层电子密度的最小值，形成所谓的中纬度槽。这一现象同样受到多种因素的影响，包括太阳辐射、地球磁场以及大气流动等。

3.6 昼夜影响

昼夜频率变化

• 白天频率升高：随着太阳升起，太阳辐射开始作用于地球大气层，尤其是电离层中的各层。太阳辐射中的高能光子（如紫外线和X射线）使气体分子发生电离，产生大量自由电子。这些自由电子的存在使得电离层能够反射更高频率的无线电波，因此在白天，适合反射的射频信号频率会迅速上升，并在中午左右达到峰值。
• 下午频率下降：进入下午后，随着太阳高度角的降低和太阳辐射强度的减弱，电离层中的自由电子开始重新结合，数量逐渐减少。同时，随着天色变暗，D、E和F1层逐渐消失，这进一步降低了电离层对高频信号的反射能力，导致适合反射的射频信号频率开始下降。

夜间通信特点

• F层主导：在夜间，由于其他电离层（如D、E和F1层）的消失，F层成为唯一能够有效反射射频信号的层次。此时，F层的电子密度虽然较低，但其高度较高，仍能支持远距离通信。
• 低衰减优势：夜间通过F层进行的通信具有较低的信号衰减，这是因为没有D层的吸收作用，信号在传播过程中受到的损耗较小，有利于长距离无线电信号的传输。

频率变化趋势

• 夜间频率渐降：从傍晚到黎明前，随着自由电子的不断减少和重新结合，适合反射的射频信号的最大频率会逐渐降低，直到黎明前达到最低值。这一变化规律反映了电离层状态随时间的动态变化，对于规划和优化夜间通信系统具有重要意义。

3.7 太阳黑子周期影响

太阳周期与HF通信的关系

• 周期性变化：太阳周期是一个大约每9到14年发生一次的活动升降周期。在这个周期中，太阳的活动水平会经历从低谷到高峰再到低谷的变化，这种变化直接影响了地球电离层的状态和高频通信的质量。
• 活动水平与辐射量：太阳活动水平越高，太阳释放的辐射量就越大。这些高能辐射（如紫外线和X射线）能够使地球大气层中的气体分子发生电离，产生更多的自由电子。这些自由电子的存在增强了电离层对高频信号的反射能力，使得更高频率的无线电波能够在电离层中有效传播。

不同太阳活动阶段的影响

• 太阳活动极小期：在太阳活动极小期，太阳释放的辐射量较少，电离层中的自由电子数量也相应减少。此时，电离层只能有效地反射高频带中的较低频率部分，较高频率的信号则可能穿透电离层而无法实现远距离通信。
• 太阳活动极大期：相反，在太阳活动极大期，太阳辐射量显著增加，电离层中的自由电子数量大幅上升。这使得电离层能够反射更高频率的无线电波，从而支持更广泛的高频通信频段，提高了通信的可靠性和覆盖范围。

4. 对流层传播

4.1 成因

• 天气条件：对流层传播主要由特定的天气条件引起，尤其是温度逆温现象。当一大团冷空气被暖空气覆盖时，会在大气中形成一个稳定的层状结构，这种结构能够引导无线电波沿着地球表面传播。
• 常见位置：这种现象通常出现在静止锋附近，尤其是在沿海地区，靠近大面积水域的地方更为常见。此外，在早晨，当太阳升起并开始加热上层大气时，也可能出现类似的温度逆温条件。

4.2 特点

• 边界范围：两种不同温度的空气团之间的边界可以延伸很远，达到1600km，这为长距离通信提供了可能。
• 频率偏好：频率高于90MHz的信号在对流层导波中表现得更好，这意味着高频段的无线电波更容易在这种条件下进行有效传播。
• 信号特性：在对流层导波条件下，信号表现出缓慢的衰落周期，但偶尔会出现强信号水平，这使得通信质量具有一定的波动性。

4.3 影响因素与理想条件

• 地形影响：高山区域和起伏地形会阻挡对流层信号，因此在选择通信路径时需要考虑地形因素。相对平坦的土地路径是理想的对流层导波条件，能够减少信号的衰减和阻挡。
• 海洋路径优势：海洋路径由于其相对平坦且无阻挡的特性，往往能产生更好的对流层导波效果，适合进行远距离通信。

5. 极光传播

5.1 成因与过程

• 太阳活动引发：无线电极光事件主要由太阳活动引起，包括太阳耀斑、日冕洞、短时电离层扰动（SIDs）和日冕物质抛射（CMEs）。这些活动导致太阳风强度增加，高能粒子被加速并向地球方向喷发。

• 粒子进入大气层：这些高能粒子沿着地球两极的磁力线进入大气层，与大气分子发生碰撞，产生大量的正离子和负电子，从而在高层大气中形成电离区域。

• HF频段短暂中断：受此影响，HF频段在短时间内会受到干扰甚至完全失效，但随后会逐渐恢复。这种现象被称为SFI（突然电离层扰动）。

• 磁暴与VHF传播增强：大约20-30小时后，太阳风冲击波到达地球，引发磁暴。此时，HF频段完全失效，而VHF频段的传播能力却在数百公里范围内得到显著增强。

• 恢复过程：当极光达到峰值并逐渐消退后，HF频段开始缓慢恢复，低频段通常最先恢复正常。整个恢复过程可能需要一周时间。

5.2 时间延迟

• 电磁辐射：从太阳发出的电磁辐射到达地球大约需要8分钟。
• 高能带电粒子：高能带电粒子从太阳到达地球的时间为15分钟至2小时。
• 增强的磁场/等离子体云：增强的磁场或等离子体云则需要2-3天才能到达地球。

5.3 无线电极光事件的特点

• 电离高度：无线电极光事件通常发生在约100公里的高度，这一高度的电离层状态直接影响无线电波的传播特性。
• 反射角度：在这一过程中，无线电波的反射角度接近90度，这使得信号能够以特定的方式进行长距离传播。
• 噪声与频率偏移：事件期间，通信信道中的噪声水平会显著增加，同时还会出现多普勒频率偏移现象，这对于信号的解码和接收造成了一定的挑战。
• 最佳通信模式：在高纬度地区（通常大于60度），语音通信变得非常困难，因此建议使用SSB（单边带调制）作为最佳语音模式，而CW（连续波）模式则更适合在这种环境下进行通信。

6. 流星散射传播

6.1 原理

• 电离粒子的产生：当流星进入地球大气层时，由于高速摩擦而燃烧，产生一串电离粒子。这些电离粒子类似于太阳活动对电离层的影响，能够反射无线电波，从而为短暂的通信路径提供条件。

• 路径距离的决定因素：流星散射通信的有效路径距离（通常最大可达2,250公里）受到多种因素的影响，包括电离发生的高度、流星坠落地点、进入大气层的角度以及通信站点的位置。

• 反射频率与电离强度：反射的无线电频率范围通常在20-500MHz之间，具体取决于电离的强度，而电离强度又与流星的大小有关。流星越大，产生的电离粒子越多，能够反射的频率越高。

• 通信持续时间：由于流星燃烧过程非常短暂，因此通过流星散射进行的通信通常只能持续几秒钟。

6.2 应用方法

• 预先安排的时间表：为了有效利用流星散射通信，通信双方通常会预先制定详细的计划时间表，以便在流星出现时迅速建立联系。
• 自动化与记录：由于流星散射通信具有高度的不可预测性，实际操作中通常采用自动化或记录的方法来处理传输和接收过程。这可以通过专门的计算机程序实现。
• 通信模式的选择：流星散射通信支持多种通信模式，包括单边带音频传输、摩尔斯电码和各种数字模式。其中，摩尔斯电码因其较高的传输效率和较低的误码率而在流星散射通信中表现出色，能够在短时间内传递大量信息。此外，一些专门设计的计算机程序（如WSJT）也提供了多种数字通信模式，进一步提高了流星散射通信的可靠性和灵活性。

7. 月面反射传播

7.1 EME通信的工作原理

• 射频传播与反射：EME通信利用月球表面作为反射介质，将地球上的射频信号反射回地球，从而实现远距离通信。这种技术要求月球在发射和接收站点都必须是可见的。

• 往返距离与路径损耗：由于月球与地球之间的平均距离约为384,400公里，因此EME通信的往返距离达到770,000公里。这导致了巨大的路径损耗，通常在250-310dB之间，具体数值受使用的频段、调制格式和多普勒效应的影响。

• 月球反射特性：月球表面的反射率较低，典型值仅为7%，最大值也不超过12%。此外，由于月球绕地球运行时存在多普勒效应，信号频率在月出时会增加约300Hz，在月落时则减少约300Hz。

• 月球轨道特性：月球的轨道并不是完美的圆形，其距离地球的距离在406,700公里至356,400公里之间变化，这种变化会导致路径损耗出现约2.25dB的差异。

7.2 所需设备

• 高增益天线：为了克服巨大的路径损耗，需要使用增益大于20dB的高增益天线来增强信号。
• 高功率发射器：发射器的输出功率应大于100瓦，以确保有足够的能量到达月球并被反射回来。
• 低噪声接收器和放大器：为了在微弱的反射信号中提取有用信息，需要使用低噪声接收器和低噪声放大器来提高接收灵敏度。
• 高质量同轴电缆和旋转器：高质量的低损耗同轴电缆可以减少信号传输过程中的损失，而方位角和仰角旋转器则用于精确调整天线的方向，以跟踪月球的位置。

7.3 操作方法

• 常用频段：EME通信通常使用2m、70cm和23cm波段，这些频段具有较好的传播特性和设备可用性。
• 推荐模式：根据不同的频段，推荐使用不同的通信模式。例如，在2m波段推荐使用CW（连续波）和数字模式（如JT65A/B），在70cm波段推荐使用CW、数字模式（如JT65C）和SSB（单边带调制），而在23cm波段则推荐使用CW和SSB模式。这些模式的选择基于它们在不同频段下的性能和适用性。

8. 了解太阳及日地数据

8.1 太阳的结构

• 1️⃣核心：太阳的核心是其能量产生的主要区域，温度高达约15百万开尔文（MK）。在这里，核聚变反应将氢转化为氦，释放出巨大的能量。

• 2️⃣辐射区和 3️⃣对流区：从核心向外，依次是辐射区和对流区。辐射区的温度约为7MK，能量通过辐射过程向外传输；对流区的温度降至约2MK，能量则通过对流的方式继续向外传递。

• 4️⃣光球层：光球层是太阳的可视表面，温度在4千开尔文（kK）至6kK之间。我们平时看到的太阳光芒主要来自这一层。

• 5️⃣色球层和 6️⃣日冕：色球层位于光球层之上，深度约2,000公里，主要由氢组成，温度在4kK至20kK之间。日冕是太阳的外层大气，由高度电离的等离子体组成，温度超过1MK。日冕中的光谱特征可以追溯到高度电离的铁元素。

8.2 太阳活动现象

• 7️⃣太阳黑子：太阳黑子是光球层上的磁通量集中区域，直径通常在2,500至50,000公里之间。由于温度比周围区域低1.5kK至2.5kK，因此在视觉上显得较暗。它们的深度约为5,000公里。太阳黑子的数量变化规律一般用来衡量太阳周期，约11年（9~14年）一个周期。
• 8️⃣米粒组织：光球层上的米粒组织是由太阳对流区内的等离子体对流电流引起的，直径在1,000至30,000公里之间，寿命从8分钟到24小时不等。
• 9️⃣日珥：日珥是太阳表面的大型、明亮的环状、喷射或涌出现象，锚定在光球层并延伸到日冕中，但等离子体温度比日冕低10kK。
• 太阳过渡区和耀斑：太阳过渡区位于色球层和日冕之间，温度在60kK至80kK之间。太阳耀斑是太阳大气中的大爆炸，能够将等离子体加热到数千万K，对整个太阳层产生影响。

8.3 观测工具

• EIT、MDI、VSM、SH和LASCO：这些是用于观测太阳不同特性和现象的专用仪器。例如，EIT提供过渡区和内日冕的极紫外图像，MDI测量太阳表面下的磁场和气体流动模式，VSM提供光球层和色球层中的磁场观测，SH提供太阳可见表面在单一波长光下的摄影图像，而LASCO则是大角度和光谱日冕仪，用于观测日冕。

8.4 理解日地数据

首先我们来了解一下这些指标的含义，以及这些指标的数值大小如何影响业余无线电通联。

太阳活动与地球电磁环境相关术语表

项目	元素	描述
SFI	太阳光通量指数	来自NOAA的报告值，范围从62.5到300；测量在2800MHz（10.7cm）下的太阳辐射强度；是F层电离程度的良好指示，数值越高表示电离水平越高，能够支持更高频率的通信；更新一次/天；SFI与304A有关；
SN	太阳黑子数	来自NOAA的报告值，范围从0到250；基于R=k(10g+s)公式计算的日太阳黑子数，其中R是太阳黑子数；g是太阳盘面上的太阳黑子群数量；s是所有群中单个黑子总数；k是观察条件和设备类型的变量缩放因子；SN与SFI大致相关；更新一次/天。
A	行星A指数	来自NOAA的报告值，范围从0到400。提供地磁活动的每日平均水平。使用八个三小时K-指数值的平均来反映地球磁场的不稳定性。高A指数与高K指数共同表明地磁不稳定，导致HF信号突然衰落。更新一次/天。
K	行星K指数	来自NOAA的报告值，范围从0到9。测量地球磁场水平分量的扰动。使用三小时内测得的nT值转换而来。用于评估HF传播条件。更新八次/天。
X-Ray 或 XRY	硬X射线	来自NOAA的报告值，范围从A0.0到X9.9。影响主要为D层（HF吸收）。字母代表X射线的数量级（A, B, C, M 和 X），A最低。数字进一步定义辐射水平。更新八次/天。
304A	304埃	来自NOAA的报告值，范围从0至未知。总太阳辐射在波长304埃（或30.4nm）处的相对强度，主要由太阳光球层中的电离氦发出。对F层电离有贡献。更新每小时一次。
Pnt Flx 或 PF	质子通量	来自NOAA的报告值，范围从0至未知。太阳风中带电质子的密度。数值越高，对电离层的影响越大，主要影响E层。更新每小时一次。
Elc Flx 或 EF	电子通量	来自NOAA的报告值，范围从0至未知。太阳风中带电电子的密度。数值越高（>1000），对电离层的影响越大，主要影响E层。更新每小时一次。
Aur	极光	来自NOAA的报告值，范围从0到10++。表示极地区域F层电离的强度。更高的值会导致极光事件（包括北极光和南极光）向低纬度移动。更新每小时一次。
n	标准化	来自NOAA的报告值，范围从0到5。当<2.0时，对极光测量有高度信心；当>2时，对极光测量的信心较低。更新每小时一次。
Bz	Bz分量	来自ACE的报告值，范围从+50到-50。表示受太阳活动影响的行星际磁场的强度和方向。正值表示与地球磁场同方向，负值则相反。负Bz会抵消地球磁场，增加太阳粒子对电离层的影响。更新每小时一次。
SW	太阳风	来自ACE卫星的报告值，范围从0到1000。表示带电粒子经过地球时的速度（千米/秒）。速度越高，对电离层施加的压力越大。当速度超过500 km/sec时，会对HF通信产生影响。每小时更新一次。
Aur Lat	极光纬度	计算值，范围从67.5到<45.0。NOAA利用当前极光测量数据计算得出。用于估算受极光事件影响的最低纬度。每15分钟更新一次。
Aur	极光	DX-Robot报告的事件（经许可使用）。报告频段关闭表示无/低极光活动，高纬度极光（High LAT AUR）表示极光活动>60°N，中纬度极光（MID LAT AUR）表示极光活动在60°至30°N之间。每半小时更新一次。
EsEU	欧洲突发E层	DX-Robot报告的事件（经许可使用）。报告频段关闭、仅2M开启时的高最大可用频率（MUF），或当相应频段开放时的50/70/144MHz突发E层（ES）。每半小时更新一次。
EsNA	北美突发E层	DX-Robot报告的事件（经许可使用）。报告频段关闭、支持突发E层条件时的高MUF，或当相应频段开放时的144MHz ES。每半小时更新一次。
EME Deg	地-月-地衰减	Make More Miles报告的值（经许可使用）。报告EME路径衰减为非常差（>5.5dB）、差（4dB）、中等（2.5dB）、好（1.5dB）、非常好（<1dB）。每半小时更新一次。
Solar Flare Prob	太阳耀斑概率	布拉德福德大学预测的值（经许可使用）。报告未来24小时内太阳耀斑发生的概率（百分比，0-100%）。每小时更新一次。
MUF	最大可用频率	Make More Miles报告的值（经许可使用）。提供彩色条形图中的最大可用频率。灰色表示无突发E层（ES）活动，蓝色表示6M ES报告，绿色表示4M ES报告，黄色表示条件支持2M ES，红色表示2M ES报告。每半小时更新一次。
MS	流星散射活动条	Make More Miles报告的值（经许可使用）。提供彩色条形图中的流星散射活动。灰色表示无活动。查看条形图底部的颜色编码图以了解活动水平。每15分钟更新一次。
GeoMag Fld	地磁场	计算值。基于K指数值，表示地球磁场的安静或活跃程度。报告为不活跃、非常安静、安静、不稳定、活跃、小风暴、大风暴、严重风暴或极端风暴。更高指示可能导致HF黑屏和极光事件。每三小时更新一次。
Sig Noise Lvl	信号噪声水平	计算值。表示由太阳风和地磁活动相互作用产生的噪声量（S单位）。太阳风更活跃和扰动，噪声越大。每半小时更新一次。
MUF	最大可用频率	NOAA报告的值，范围从0到100MHz。提供全球11个地点之一的最大可用频率（MHz）。每15分钟更新一次。
CME	日冕物质抛射	NOAA/SWPC预测的日期和时间（UTC）。提供预测的地向CME事件的日期和时间。颜色编码表示严重性，绿色为轻微，黄色为中等，红色为严重。当收到NOAA/SWPC的预测时更新。

日地数据样例与数据解析

| 类别 | 无线电中断 （X射线X-Ray） | 太阳辐射风暴 （质子通量Proton Flux） | 地磁风暴 （K-Index、K-nT、Aurora、Solar Wind、Bz） | 频带开放 （太阳光通量Solar Flux、太阳黑子数SN） | 电子警报 （电子通量 Electron Flux） | | --- | --- | --- | --- | --- | --- | | 极端 Extreme | X20 整个向阳面完全HF中断，持续数小时 | 1e+06 极地地区完全HF中断 | K=9/nT≥500/Aur=10++/SW≥800/Bz=-40~-50 极地地区无法进行HF通信，极光可达到40°纬度，噪声S30+ | 200-300 /SN=160-250 所有频段通信可靠，直至6m波段 | >1.0e+03 警报 极地地区部分至完全HF黑屏 | | 严重 Severe | X10 大部分向阳面在1到2小时内部分HF中断 | 1e+05 极地地区部分HF中断 | K=8/nT=330500/Aur=10+/SW=700800/Bz=-30~-40 极地地区HF通信间歇性中断，极光可达到45°纬度，噪声S20-S30 | | | | 强 Strong | X1 向阳面广泛区域在约1小时内HF中断 | 1e+04 极地地区HF传播降级 | K=7/nT=200330/Aur=10/SW=600700/Bz=-10~-20 极地地区HF通信衰减，极光可达到50°纬度，噪声S9-S20 | 150-200/ SN=105-160 所有频段通信条件优秀，直至6m波段有开启 | | | 中等 Moderate | M5 向阳面有限区域在数十分钟内HF中断 | 1e+03 极地地区HF传播有小影响 | K=6/nT=120200/Aur=9/SW=500600/Bz=-10~-20 极地地区HF通信衰减更严重，极光可达到55°纬度，噪声S6-S9 | 120-150/ SN=70-105 所有频段通信条件良好，直至10m波段 | <1.0e+03 活跃 极地地区HF传播降级 | | 轻微 Minor | M1 偶尔在向阳面失去无线电联系 | 1e+02 极地地区HF传播有微小影响 | K=5/nT=70120/Aur=8/SW=400500/Bz=0~-10 极地地区HF通信有小衰减，极光可达到56°纬度，噪声S4-S6 | 90-120/ SN=35-70 所有频段通信条件一般，直至15m波段 | <1.0e+02 活跃 极地地区HF传播有微小影响 | | 活跃 Active | C1 低吸收的HF信号 | 1e+01 极地地区HF传播有非常微小的影响 | K=3-4/nT=2070/Aur=67/SW=200400/Bz=0+50 极地地区HF通信有微小衰减，极光可达到58°纬度，噪声S2-S3 | 70-90/ SN=10-35 所有频段通信条件较差，直至20m波段 | <1.0e+01 正常 没有影响 | | 正常 Normal | A1-B9 没有或非常轻微的影响 | 1e+00 没有影响 | K=0-2/nT=020/Aur≤5/SW=200400/Bz=0-~+50 没有影响，极光可达到67°~62°纬度，噪声S0-S2 | 64-70/ SN=0-10 40m以上频段不可用 | <1.0e+00 正常 没有影响 |

太阳图像

• https://www.hamqsl.com/solarshortcut.html

参考资料

• 教程 - https://www.hamqsl.com/solar2.html
• 原文链接：Paul L Herrman N0NBH - ****https://www.hamqsl.com/Understanding Propagation.pdf
• SpaceWeather - https://nmscares.org/wp-content/uploads/files/Public-Files/Operations/SpaceWeather.pps