电波传播的历史情况

对电波传播的研究最早可以追溯到1864年。在这一年，英国物理学家J.C.麦克斯韦在向皇家学会提出的题为《电磁场的动力学理论》的论文中全面阐述了他的电磁理论。他提出了位移电流的概念；建立了电磁场的基本方程组──麦克斯韦方程组；预言了电磁波的存在。1887年,德国的H.R.赫兹用实验演示证明,火花放电器激发一个偶极子而发射的波具有和光同样的传播特性。这是最早的电波传播实验研究，证实了麦克斯韦的预言。19世纪90年代，俄国的А.С.波波夫和意大利的G.马可尼都各自进行了多次电波传播试验。1901年，马可尼在3000多公里的距离上接收了越过大西洋的无线电信号。人们当时企图用导电球体的绕射传播来解释这一现象。这一绕射问题的研究，涉及极其复杂的数学问题。在这方面L.瑞利(1903)、J.H.庞加莱(1910)、H.M.麦克唐纳(1914)等人作出了贡献。当时的技术只能在长波上获得足够大的辐射功率，因此，试验主要是在中长波上进行的。理论和实验都表明，波长越长，绕射损耗越小。
电离层的发现是电波传播发展史上的另一个重要里程碑。在短的波长上进行远距离试验表明，接收场强比绕射理论计算的大，而且信号有明显的昼夜变化。必须假设存在电离层，才能满意地解释这些实验事实。其中最有代表性的是G.N.沃森(1919)的工作。1924年以后E.V.阿普顿和M.A.F.巴尼特在英国，G.布赖特和M.A.图夫在美国用实验方法证实了电离层的存在。1931年，S.查普曼提出了电离层的形成理论。1932年，提出了阿普顿－哈特里公式，建立了系统的磁离子理论。从证实电离层存在到第二次世界大战前后，围绕短波电离层传播开展了广泛的研究工作。
第二次世界大战期间，许多雷达发现了超视距目标。起初，人们用对流层折射指数梯度反常而引起的波导传播或超折射效应来解释这一现象。1946年，H.G.布克和W.瓦金肖系统地阐述了对流层波导传播理论。对流层对电波传播的影响开始受到重视。
随着实验资料的不断积累，人们发现除了偶尔出现的由对流层反常传播引起的信号外，还存在一种强度虽然很弱但却经常存在的超视距信号。这一现象无法用绕射传播或超折射效应来解释。1950年，布克和W.E.戈登发表了对流层散射理论，开始了一个研究媒质随机不均匀性对电波传播影响的新时期。在对流层电波散射传播理论的影响下，又发现了电离层散射传播和流星余迹电波散射传播。1958年，戈登提出了自由电子对电波的非相干散射理论，这个理论很快就为实验所证实，遂出现了一个用大功率雷达探测地球大气层的新时期。
70年代以后，电波传播研究的频率向高、低两端延伸。在低端，研究极低频的传播；在高端，开展对10吉赫以上的电波传播研究。大气吸收、降水影响、去极化和目标散射特性等研究蓬勃开展，建立了许多理论模型，反演理论也获得了迅速的发展。
在电波传播研究中，对传播媒质的研究进行了广泛的国际合作。为协调和促进电波传播的发展，国际上成立了专门的研究组织。在国际无线电咨询委员会(CCIR)中设有第5组“非电离媒质中的传播”和第6组“电离媒质中的电波传播”；在国际无线电科学联合会(URSI)中设有F委员会“遥感和波的传播”和G委员会“电离层无线电和传播”等。
中国早在1936年就在上海开始了对电离层的探测。1937～1938年在武昌，1944年在重庆都用自制的仪器对电离层进行了较长时间的观测。重庆站自1945年 8月、武昌站自1946年 8月开始连续进行观测。中华人民共和国成立后，先后又建成了满洲里、长春、乌鲁木齐、北京、兰州、广州、海口等观测站，形成了电离层观测网。从1956年起，中国开展对流层散射传播的研究；1957年5月,建成了第一条对流层散射传播试验电路。在以后的10多年中进行了大量的实验和理论工作。中国还开展了哨声传播研究，并于1983年在低纬度的西沙群岛接收到了哨声信号。目前，专门从事电波传播研究的中国电波传播研究所已经拥有一支理论和测试队伍，开展了传播理论、媒质结构和工程应用等多方面的研究，研究的范围从甚低频一直到几十吉赫。高等院校从50年代起先后设置了电波传播专业，培养了这方面大批专门人才。