电离层结构
作者：K9LA 翻译：BH4SRC
在讨论HF传播时，你可能看见过下面这张图或者相似的图片。这是一张用来表示电离层的不同结构、以及表示昼夜之间电离层区别的简化图。
但是，这张图太简单了。简单到会让你疑惑，这些结构是如何产生的呢？
这张简化图让人疑惑的一个原因是它所描绘出的清晰的分层，且每层之间没有任何物质。甚至有人可能会据此推测，在白天的时候电磁波可以在F1层和F2层之间传导。事实上简图里的这种描述和电离层的真实状况相差向远。真实的电离层结构是随着高度变化而电子浓度跟着变化、并且在达到某个极值时出现拐点，而不是完全独立的分层。下面的这张图表示的是电子浓度的典型图，图中的黑线表示电子浓度。
这张图是用电离测量装置测得的，该装置就是垂直指向天空的雷达站。通常的测量方法是把电波的扫频回声转换为电子浓度，这张图就是位于波多黎各的雷米电离测量装置记录的2006年9月14日，1545UTC时间点的白天电离图。
从图中可以明显的看出电子浓度是随着高度的增加而增加（横轴通过用频率来表示电子浓度，频率和电子浓度的关系是F=9 x (Ne)1/2，竖轴的单位是Km）。从图中还可以看出并不存在完全独立的分层，也就是说我们不应该用“层”这个词语，而应该用“区域”这个词语来代替它。
图中有两个极值，一个小点的极值是在E“区域”，即约在107公里高度的3.7MHz；以及一个较大的极值值在F2“区域”，即约在273公里高度的6.7MHz。D“区域”和E“区域”的过渡并不明显，与简化图中的描述完全不同。F1区域只有个拐点，即约在185公里高度的4.8MHz），这也就是我先前所说的F1区域和F2区域不存在传导的原因，因为不存在我们从简化图中看到，被假想出起传导作用的上下边界。
由简化图我们得出的另一个错误结论是夜间不存在E“区域”，实际上夜间E“区域”仍有残余电离，并对低波段频率（160米和80米）的吸收和折射带来较大的影响。
对简化图产生迷惑的另一个原因是缺少对电离层每个区域“力量”的认识。有人可能会认为所有电磁波，不管是什么频率，在电离层中都可以达到相同高度。事实是随着高度的增加，电子浓度也相应增加，低波段频率（160米和80米）不会达到高波段频率（15米，12米和10米）能够达到的电离层高度。这是因为对于给定的电子浓度，折射量（或者弯曲量）与频率的平方成反比例。在谈论远距离传播时，这是个重要的影响因素。频率越低，其单跳的距离越短，电波能量被吸收的越多。
简而言之，电离层真实的电子浓度图和简化图是完全不同的。简化图有利于简单介绍，而要理解短波的传播机制，就必须理解电离层的真实结构。