很高興這個問題落到了我的專業(yè)領域，問題中提及的長波通信、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線通信方式。

根據(jù)電磁波的頻譜，可劃分為無線電波、紅外線、可見光、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線電波，其頻率從3KHz到3000GHz。

我們中學物理都學過【光速＝頻率×波長】這個重要公式，光速是3×10^8米/秒，無線電波的頻率和波長成反比。

按照頻率從低到高排序，3KHz到30KHz為甚低頻，VLF是very low frequence的簡寫，然后如圖所示，向右依此類推，頻率越來越高，波長越來越短。

有一個很有意思的不同，就是國外通常是按頻率來劃分，而中國通常按波長來命名。例如國外會說VLF，而中國會說這是甚長波，其實含義是一致的，都指的是這一段頻譜。

為了有效的輻射能量，天線的長度與波長是成正比的，通常是波長的1/4，最短也不能短過1/10，然后信號才能夠有效的輻射。

1.長波通信

對于甚長波來說，波長在10公里至100公里之間，合適天線的長度最少也得1公里以上，而且會使用幾千千瓦的供電設備。

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

而其他波長短的信號遇到海平面以后就反射出去，只有這種波長非常長的信號才能夠鉆進到海水里與潛艇進行通信，因此長波通信就成為了軍用對潛通信的重要手段。

您可能會問：幾公里長的天線這可能嗎？我為什么沒有見過？

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

您為什么沒有見過呢？因為這種天線屬于軍事機密，方圓多少公里內(nèi)都會被設為軍事禁區(qū)，你當然不會見到。即使在內(nèi)部工作的軍人也嚴禁拍照，更不要說傳到互聯(lián)網(wǎng)上了。

為什么要保密呢？這是因為內(nèi)行可以通過天線長度、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范圍。

2.中波通信

無線電波用作通信時有一個非常顯著的特點，那就是波長越長，天線越長，功率越大，電波的繞射性穿透性就越好，當然設備也會越來越龐大。

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

而中波屬于兩頭不靠，設備既不可能做的非常小巧，其信號的繞射性穿透性也不是太強，對于軍事通信來說很雞肋，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，它有一個顯著的特點，就是可以通過電離層的反射而達成超遠距離的通信。

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

如果我們計算好電離層的高度，并控制好短波信號的發(fā)射角度，就可以經(jīng)過幾跳后達到很遠的距離。

當然了，經(jīng)過了電離層和地面的多次反射后，其信號的質(zhì)量會有很大的損失。但由于其設備非常小巧，背負式短波電臺就可以達成上千公里的通信，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越高，波長變得越來越短，其直線性越來越強。饒射性和穿透性是越來越差。

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

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

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