很高興這個(gè)問(wèn)題落到了我的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，問(wèn)題中提及的長(zhǎng)波通信、中波通信、短波通信和微波通信，都屬于利用電磁波傳遞信息的無(wú)線通信方式。

根據(jù)電磁波的頻譜，可劃分為無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、伽馬射線和宇宙射線。

其中我們最常使用的是無(wú)線電波，其頻率從3KHz到3000GHz。

我們中學(xué)物理都學(xué)過(guò)【光速＝頻率×波長(zhǎng)】這個(gè)重要公式，光速是3×10^8米/秒，無(wú)線電波的頻率和波長(zhǎng)成反比。

按照頻率從低到高排序，3KHz到30KHz為甚低頻，VLF是very low frequence的簡(jiǎn)寫(xiě)，然后如圖所示，向右依此類(lèi)推，頻率越來(lái)越高，波長(zhǎng)越來(lái)越短。

有一個(gè)很有意思的不同，就是國(guó)外通常是按頻率來(lái)劃分，而中國(guó)通常按波長(zhǎng)來(lái)命名。例如國(guó)外會(huì)說(shuō)VLF，而中國(guó)會(huì)說(shuō)這是甚長(zhǎng)波，其實(shí)含義是一致的，都指的是這一段頻譜。

為了有效的輻射能量，天線的長(zhǎng)度與波長(zhǎng)是成正比的，通常是波長(zhǎng)的1/4，最短也不能短過(guò)1/10，然后信號(hào)才能夠有效的輻射。

1.長(zhǎng)波通信

對(duì)于甚長(zhǎng)波來(lái)說(shuō)，波長(zhǎng)在10公里至100公里之間，合適天線的長(zhǎng)度最少也得1公里以上，而且會(huì)使用幾千千瓦的供電設(shè)備。

這種龐大昂貴復(fù)雜的無(wú)線通信系統(tǒng)具有著繞射和穿透能力強(qiáng)的特性，信號(hào)比較穩(wěn)定，傳輸距離很遠(yuǎn)，特別是能夠與在海平面之下幾十到上百米的潛艇進(jìn)行通信。

而其他波長(zhǎng)短的信號(hào)遇到海平面以后就反射出去，只有這種波長(zhǎng)非常長(zhǎng)的信號(hào)才能夠鉆進(jìn)到海水里與潛艇進(jìn)行通信，因此長(zhǎng)波通信就成為了軍用對(duì)潛通信的重要手段。

您可能會(huì)問(wèn)：幾公里長(zhǎng)的天線這可能嗎？我為什么沒(méi)有見(jiàn)過(guò)？

通常這種天線都是在建在兩個(gè)山頭之間的，用兩個(gè)山頭作為天線支架，并形成對(duì)潛通信的基地。

您為什么沒(méi)有見(jiàn)過(guò)呢？因?yàn)檫@種天線屬于軍事機(jī)密，方圓多少公里內(nèi)都會(huì)被設(shè)為軍事禁區(qū)，你當(dāng)然不會(huì)見(jiàn)到。即使在內(nèi)部工作的軍人也嚴(yán)禁拍照，更不要說(shuō)傳到互聯(lián)網(wǎng)上了。

為什么要保密呢？這是因?yàn)閮?nèi)行可以通過(guò)天線長(zhǎng)度、陣列形狀、發(fā)射角度等推算出潛艇和核潛艇所使用的頻段甚至活動(dòng)范圍。

2.中波通信

無(wú)線電波用作通信時(shí)有一個(gè)非常顯著的特點(diǎn)，那就是波長(zhǎng)越長(zhǎng)，天線越長(zhǎng)，功率越大，電波的繞射性穿透性就越好，當(dāng)然設(shè)備也會(huì)越來(lái)越龐大。

而波長(zhǎng)越短，天線就越短，電波就越趨近于直線傳播，繞射性穿透性就會(huì)越差，但設(shè)備可以做得非常小巧和廉價(jià)。

而中波屬于兩頭不靠，設(shè)備既不可能做的非常小巧，其信號(hào)的繞射性穿透性也不是太強(qiáng)，對(duì)于軍事通信來(lái)說(shuō)很雞肋，所以這一段就讓渡給了民用，我們用作民用廣播采用的就是中波。

3. 短波通信

短波是一種非常古老的軍事通信手段，它有一個(gè)顯著的特點(diǎn)，就是可以通過(guò)電離層的反射而達(dá)成超遠(yuǎn)距離的通信。

位于地球表面幾十公里以上的大氣層，在太陽(yáng)照射下會(huì)電離化，形成了能反射無(wú)線電波的電離層。

如果我們計(jì)算好電離層的高度，并控制好短波信號(hào)的發(fā)射角度，就可以經(jīng)過(guò)幾跳后達(dá)到很遠(yuǎn)的距離。

當(dāng)然了，經(jīng)過(guò)了電離層和地面的多次反射后，其信號(hào)的質(zhì)量會(huì)有很大的損失。但由于其設(shè)備非常小巧，背負(fù)式短波電臺(tái)就可以達(dá)成上千公里的通信，因此成為了重要的軍事通信方式。

4.微波通信

微波又分為很多波段，總之是頻率變得越來(lái)越高，波長(zhǎng)變得越來(lái)越短，其直線性越來(lái)越強(qiáng)。饒射性和穿透性是越來(lái)越差。

因此微波常用于衛(wèi)星通信，畢竟地球與衛(wèi)星之間沒(méi)有遮擋，非常符合直線通信的要求。

微波通信的波長(zhǎng)只有幾厘米甚至更短，天線的長(zhǎng)度會(huì)更短，例如圖中的衛(wèi)星天線。

“圓鍋”并不是天線，它只是一個(gè)拋物反射面，目的是讓直線進(jìn)入的信號(hào)反射到拋物面的焦點(diǎn)，從而使焦點(diǎn)處的天線獲得更大的能量，以便于信號(hào)的接收。