1、電離層規(guī)律性變化的影響
電離層中自由電子在電磁波電力場(chǎng)的作用下發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，也不斷地與各種中性粒子、正離子和負(fù)離子發(fā)生碰撞，因而電磁波的能量將會(huì)被吸收而造成衰減。這種情況下電離層類(lèi)似于導(dǎo)電媒質(zhì)?？梢宰C明，電磁波的頻率越低這種衰減就越嚴(yán)重。例如，白天中波無(wú)線(xiàn)電波在D層能量幾乎全部被吸收掉，因而不能從電離層反射到地面。夜間D層消失以后，中波無(wú)線(xiàn)電波才能被E層反射到地面。這就是我們只能在夜間收聽(tīng)到遠(yuǎn)地中波廣播的原因。F1層對(duì)天波傳播影響不大，它僅在夏季白天存在，其他時(shí)間消失。進(jìn)入電離層的短波無(wú)線(xiàn)電波是在F2層發(fā)生反射的。D層和E層雖然對(duì)短波無(wú)線(xiàn)電波也有吸收作用，但由于短波的頻率較高，電磁波能量受到的衰減并不嚴(yán)重。超短波和微波的頻率由于特別高，不能滿(mǎn)足天波的反射條件，進(jìn)入電離層的電磁波將穿透電離層進(jìn)入太空。短波波段的無(wú)線(xiàn)電波以地面波方式傳播衰減很快，而不能以空間波等其他方式傳播。因此，天波傳播是短波無(wú)線(xiàn)電波的主要傳播方式。
電離層中的自由電子濃度隨季節(jié)、晝夜每時(shí)每刻都在發(fā)生變化。早晨太陽(yáng)出來(lái)以后，電離層自由電子濃度增加的速率很快，中午以后自由電子濃度大。晚上太陽(yáng)消失，電離層中的自由電子濃度變小。從電磁波反射條件公式可知，白天進(jìn)行短波通信時(shí)，應(yīng)使用較高的工作頻率，反射點(diǎn)的虛高度比較低，電磁波的入射角應(yīng)大一點(diǎn)，即仰角小一點(diǎn)；而夜間進(jìn)行天波通信時(shí)，應(yīng)使用較低的工作頻率，反射點(diǎn)的虛高度比較高，電磁波的入射角應(yīng)小一點(diǎn)。即仰角大一點(diǎn)。
我們知道，天波通信的頻率越低，電離層吸收越嚴(yán)重。為了保障通信的可靠性，電離層觀測(cè)站根據(jù)不同的通信地點(diǎn)、通信距離和通信時(shí)間，制定了短波通信的低可用頻率（LUF），作為工作頻率的下限。對(duì)于定點(diǎn)通信的情況，每天24小時(shí)的低可用頻率曲線(xiàn)是多年來(lái)的統(tǒng)計(jì)平均值。 

2、 電離層非規(guī)律性變化的影響
電離層除了規(guī)律性變化以外，還有一些非規(guī)律性變化。例如不穩(wěn)定ES層，電離層突然騷動(dòng)，電離層暴變等。
不穩(wěn)定ES層是在E層高度自由電子突然增高的現(xiàn)象。大致白天低緯度地區(qū)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多于高緯度地區(qū)，而晚上則高緯度地區(qū)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多于低緯度地區(qū)。不穩(wěn)定ES層存在的時(shí)間不超過(guò)幾小時(shí)，其范圍可達(dá)幾十千米至幾百千米。不穩(wěn)定ES層的突然出現(xiàn)有可能中斷正常的短波通信。
太陽(yáng)突然噴射出包含各種波長(zhǎng)的輻射能量，其深度可達(dá)到D層，這將使大量氣體發(fā)生電離，且自由電子濃度相當(dāng)大，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電離層騷動(dòng)。電離層騷動(dòng)會(huì)使短波通信中斷，其延續(xù)時(shí)間可達(dá)一兩小時(shí)。突然騷動(dòng)現(xiàn)象在太陽(yáng)黑子多的年份比較容易發(fā)生，一般僅在白天發(fā)生。
電離層突然騷動(dòng)發(fā)生之后30小時(shí)左右，電離層呈現(xiàn)層次不清的混亂狀態(tài)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)小時(shí)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電離層暴變。電離層暴變現(xiàn)象初出現(xiàn)在F2層，逐漸到達(dá)下面各層。電離層暴變現(xiàn)象使短波通信的臨界頻率降低，無(wú)法使用原有的工作頻率正常通信。但以較低的工作頻率進(jìn)行通信時(shí)，很可能又因?yàn)殡婋x層的吸收作用也不能正常通信。電離層暴變波及的范圍非常大，甚至可以遍及。一般南北極地區(qū)較為嚴(yán)重，赤道地區(qū)相對(duì)較輕。

▼地球磁場(chǎng)對(duì)天波傳播的影響
在地球磁場(chǎng)的作用下，電離層處于磁化等離子狀態(tài)。磁化等離子體是各向異性的。
由于地球不同位置的地磁場(chǎng)不同，因而磁化等離子體的磁旋頻率（fg）也不同。在南北極附近，fg=1.6~1.7MHz；在赤道附近，fg=0.7MHz。由介電常數(shù)等式可知，當(dāng)工作頻率f接近磁旋頻率時(shí)，電磁波的能量幾乎全部被吸收，不能返回地面?？梢?jiàn)中波的頻率比較接近磁旋頻率，容易被電離層吸收；而短波和超短波的頻率與磁旋頻率相差較大，不容易被電離層吸收。
從電磁場(chǎng)理論中我們知道，沿著恒定磁場(chǎng)相同或相反方向傳播的線(xiàn)極化波，進(jìn)入磁化等離子體后，將分裂成正旋圓極化波和負(fù)旋圓極化波。從磁化等離子體出來(lái)以后，正旋圓極化波和負(fù)旋圓極化波又重新合成線(xiàn)極化波，但極化方向發(fā)生了變化，這就是法拉第旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。從電磁場(chǎng)理論中我們還知道，沿著垂直于恒定磁場(chǎng)方向傳播的線(xiàn)極化波，進(jìn)入等離子體后，將分裂成正常波和非常波（又叫非正常波或反常波）。正常波仍然是橫電磁波，即TEM波；但非常波卻是橫磁波，即TM波。在磁化等離子體中，它們以不同的相速傳播。這種象限稱(chēng)為雙折射。

▼短波通信的幾個(gè)現(xiàn)象
在定性分析天波傳播路徑的時(shí)候，可以把電離層對(duì)電磁波連續(xù)折射的結(jié)果，近似看成是以光速傳播的電磁波受到的鏡面反射。但實(shí)際電離層對(duì)電磁波的反射畢竟不是鏡面反射，因此，到達(dá)接收點(diǎn)的電磁波射線(xiàn)，是從許多不同路徑傳來(lái)的。進(jìn)入電離層的電磁波射線(xiàn)，不僅能分解為正旋圓極化波和負(fù)旋圓極化波，分裂成正常波和非常波，而且由于電離層的漫反射作用，一條電磁波射線(xiàn)往往被分裂成許許多多條射線(xiàn)。這些不同路徑傳到同一個(gè)接收點(diǎn)的信號(hào)沒(méi)有固定的相位差，它們相互疊加的結(jié)果忽大忽小有時(shí)甚至收不到信號(hào)。這種現(xiàn)象稱(chēng)為衰落。衰落現(xiàn)象是多路徑信號(hào)彼此疊加，由相位差無(wú)規(guī)律變化所引起的信號(hào)強(qiáng)弱的無(wú)規(guī)律變化，以致無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常接收的一種現(xiàn)象?？梢?jiàn)衰落現(xiàn)象不同于有規(guī)律變化的衰減現(xiàn)象。 

衰落現(xiàn)象一般由三種原因引起：
（1） 由兩路反射次數(shù)不同的電磁波到達(dá)同一接收點(diǎn)而引起的；
（2） 由一條正常波射線(xiàn)與一條非常波射線(xiàn)到達(dá)同一地點(diǎn)引起的；
（3） 由于漫反射，原來(lái)的一條電磁波射線(xiàn)分裂后又重新合到一起而引起的。 
在地面與電離層之間多次來(lái)回反射，環(huán)繞地球一周的信號(hào)，有時(shí)還能與經(jīng)過(guò)一次反射的正常路徑的信號(hào)同時(shí)到達(dá)接收點(diǎn)，而被接收機(jī)同時(shí)接收，這種現(xiàn)象稱(chēng)為環(huán)球回波。由于兩條路徑信號(hào)的相位差相當(dāng)大，接收機(jī)收到的信號(hào)是紊亂的。例如，原來(lái)的一個(gè)脈沖信號(hào)可能變成兩個(gè)脈沖信號(hào)。

▼ 短波電臺(tái)通訊對(duì)天線(xiàn)的要求

在短波段上，大地的導(dǎo)電性能要顯得差一點(diǎn)。因此，無(wú)線(xiàn)電波以地面波方式傳播的衰減很大，傳播的距離很近。因此，天波傳播是短波的主要傳播途徑。根據(jù)天波傳播的要求，天線(xiàn)應(yīng)與地面保持仰角。大的雖然不是理想導(dǎo)體，但采用水平天線(xiàn)仍然能滿(mǎn)足這一要求。因此，一般情況下短波天線(xiàn)都是水平的。并且，近距離通信時(shí)可采用架設(shè)高度較低的水平天線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)高仰角的輻射；遠(yuǎn)距離通信時(shí)則采用架設(shè)較高的水平的天線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)低仰角輻射。 
電離層每時(shí)每刻都在發(fā)生變化，無(wú)線(xiàn)電波被反射的狀態(tài)也在不斷地發(fā)生變化。為了保證通信的可靠性，短波天線(xiàn)在垂直和水平兩個(gè)主平面內(nèi)方向性圖的主瓣應(yīng)有足夠的寬度。如果白天和夜晚都用同一副天線(xiàn)工作，須使用寬頻帶的天線(xiàn)，才能適應(yīng)更換頻率的要求。