我們從單層的平面電GRM155C1H271JA01D離層開(kāi)始，其峰值處具有最大電子濃度Nmax，其高度為離地球表面Hmax，如圖1所示。這種模型可以用于顯示晚上的狀態(tài)，當(dāng)E層的電離降到一個(gè)低水平而僅剩下了F2層。我們知道，從發(fā)射機(jī)垂直向上發(fā)出，并能作為回波返回地面的最高頻率，稱(chēng)為該層的臨界頻率㈣，F(xiàn)ilfc=(9E-6)×SQRT㈨給出，其中為高度在的電子濃度。
    當(dāng)一個(gè)發(fā)射機(jī)以高于地平線(xiàn)的一個(gè)角度發(fā)送射頻電波，或者說(shuō)以與垂直或天頂方向的夾角Z發(fā)射。射頻電波以角度Z進(jìn)入電離層的底部，然后因?yàn)檎凵涠a(chǎn)生一個(gè)彎曲的傳播路徑。這種情況下，對(duì)于斜入射，從該層（電離）峰值處回到地面的最高頻率理論上要比f(wàn)e大1/cosZ倍。舉個(gè)例子，假設(shè)fe等于4MHz而角度2等于60^。。這時(shí)，電子濃度Nmay為2E+11／m3，麗以這個(gè)入射角返回的。頻率為8．OMHz，是垂直入射臨界頻率的兩倍。
    這個(gè)簡(jiǎn)單的例子顯示了短波傳播是如何工作的。一個(gè)8.OMHz的信號(hào)以斜入射而回到地面，其路徑的偏轉(zhuǎn)要更小一些(60^。)，而不是垂直入射時(shí)4MHz信號(hào)的180^。。這個(gè)結(jié)果產(chǎn)生的原因是，較高頻率的信號(hào)沿著斜路徑上遇到的電子數(shù)量比垂直入射的臨界頻率信號(hào)遇到的要大得多。

              
    因此，短波通信在遠(yuǎn)低于臨界頻率（用電離層探測(cè)來(lái)獲得）的頻率上傳播也是可能的，其極限由頭頂上的電子濃度和天線(xiàn)的輻射方向圖所決定。當(dāng)然，更低的頻率∽也可以沿著斜入射角傳播，只是它們無(wú)法在電離層中穿透得更遠(yuǎn)。由于頻率為fmax的輻射由frnax=fc/cosZ給出，它以與天頂夾角為Z的角度傳播，并到達(dá)高度為P0。的電離層頂部，而此處的電子濃度為Nmax，那么它的等效垂直頻率就為COL70以此而言，較低頻率∞的輻射會(huì)有一個(gè)較低的等效垂直頻率，×COt7，會(huì)在一個(gè)較低的高度返回，該高度上的電子濃度N可以根據(jù)等式f×cos2=(9E一6)×SClRT(N)得到，而實(shí)際高度可從電子濃度剖面得到。
    除了這個(gè)重要結(jié)論之外，圖1還顯示了以一個(gè)入射角進(jìn)入電寓層時(shí)的地面范圍，或稱(chēng)跳躍距離。圖1指出了射頻被向下折射時(shí)的實(shí)際高度，以及射頻如同被一個(gè)電離層“鏡子”反射回來(lái)時(shí)的虛擬高度之間的差別。
    盡管鏡面反射這個(gè)想法在傳播的討論中還是有作用的，但必須記住，它是象征性的，而不是實(shí)際發(fā)生的情況。究其原因，一面鏡子當(dāng)然沒(méi)有折射特性，因而無(wú)法表示電離層的這一主要特征，即傳播路徑會(huì)跟隨頻率變化而改變。處理電離層問(wèn)題更好的方法，無(wú)論折射還是反射，是要將地球的曲率包括進(jìn)來(lái)，用球面幾何來(lái)計(jì)算路徑的詳情，用6378km代表地球的半徑。除了在高度Ho時(shí)的入射角Z，彎曲的電離層是從Ho處開(kāi)始的，還要將球面幾何的問(wèn)題考慮進(jìn)去。在圖2所示的幾何圖形中，在高度Ho處的天項(xiàng)角Z是與射頻從地面發(fā)射處的天頂角不一樣的（更�。�
    除了這項(xiàng)調(diào)整以外，還有一個(gè)修正系數(shù)(k)必須加到1/cos2因子中，這是因?yàn)殡婋x層本身的彎曲效應(yīng)。修正系數(shù)就變成了k/cosZ，其中k隨著距離而線(xiàn)性地變化，由lOCOkm路徑的1.05到3000km路徑的大約1 20。隨著這些變化，你就可以對(duì)最大頻率frnax做出很好的估算，它是被彎曲電離層送回地面的，該電離層具有臨界頻率餼）和在高度Hax處達(dá)到峰值的電子濃度剖面。