在无线电技术已进入公厘波和散射通信的今天，反而来谈早已不用的“超长波”（或称“甚长波”，波长在10000公尺以上甚至到几万公尺或频率在30千周以下甚至到几个千周），似乎是一个矛盾。不过经验告诉我们，超长波有一些不能在其他波段获得的特殊优点，被我们忽视了没有加以利用。所以甚至有人说它是“被人们忘记了的波段”。
我们知道短波有许多优点，但信号极不稳定，却是一个最大的缺点。此外超短波及微波衰减过大过速，不能及远，作为通信工具来讲，只能局限于一个很小范围。现在利用散射和流星痕迹通信，虽能达一、二千公里，但还无一定把握，且信号的波动，较短波更为剧烈。反之，长波尤其是超长波的传播情况，与短波及超短波完全不同，它的地波衰减甚小，而天波只能从电离层的下层全部反射回来，因此可以传播极远的距离。同时由于电离层下部的变化较小以及变化与波长的相对百分比的减小，可看作一固定的反射面，不受电离层内部扰动的影响。在接收点的电场强度极稳定，因此信号也就异常稳定，除特殊的气象突变和日出日落一小段时间外，几不受季节与时间的影响。这些优点，使超长波在许多特殊用途中，如极远距离的通信与导航制，校准两地的频率与时间等，显出极卓越的功效，而为今天所以要重提这一问题的主要原因。此外，属于甚低频范畴的“天电干扰”以及“呼啸”现象，对无线电通信及地球物理的研究也有极大意义，引起人们更多的注意。
实际上，远在1911年，人们已深刻地了解了超长波的传播状况，著名的说明电波传播和接收点电场强度的奥司汀——柯恩经验公式，就是在此时发明的。后来知道这个经验公式仅适用于25千周（12000公尺）附近的电波。实验的证明，从自然界闪电产生的超长波，在3千周附近有甚大的衰减，这又是过去奥司汀——柯恩公式所没有料到的。从超长波无线电和火箭的测试，使我们更深刻地了解了电离层的下层，即D电离层的构造情况。这个电离层的高度，日间约在60公里，夜间则为9O公里。在它的下端，电离程度很快减弱，因此它可作为超长波的一个界限分明的反射面。根据新的传播理论，超长波可视作在一由地面及电离层下层两个导电面构成的同心球面波导内传播（见图2）。这种情况和在普通波导中的情况差不多，可以有一个以最小衰减传播的波长和不能在波导内传播的临界波长。这种最好的波长约在25000到35000公尺。
由于超长波无线电信号的可靠和能及远，极适合于极长距离无线电通信之用。在第二次世界大战期间，有些国家曾在地球的北部用超长波作远距离告警联络，因为这一地区甚易受极光的干扰，不宜使用短波。超长波的另一优点为极易透过半导体如海水等。当信号在洋面传播时，一部份能量可直入水中，如10—15千周的超长波即可深入水面几十公尺深，因此能与潜水不深的潜水艇通信。若能造一个电力相当大的超长波电台（譬如1000千瓦），就可以与全球的海上船舶通信。
在第二次世界大战期间发明的远距离无线电导航制“罗兰”（Loran），已证明其极为有效。这种导航制是利用双曲线切点的原理，使轮船或飞机能很准确地测定它的位置。“罗兰”制最初采用的频率，约在1900千周左右，其有效距离，日间约为750海里，夜间可达1400海里。为增加距离和减小由天波引起的错误，其后把频率降低至180千周（即1600公尺左右）。后来人们又发明了一种类似的远距离导航制“代加”（Decca），所用频率更低，约在10至20千周之间（即超长波的范围），准确度更高，距离也愈远。当今天海运航程日益扩大，迫切需要极远距离洲际和越洋的无线电导航设备时，这些制式，似乎将有更大的发展。
利用无线电来测定频率、时间和经纬度，由来已久。此外为了科学研究和技术应用的需要，必需有一个能达到全球的广播标准频率信号的发送机构。拉去十年中在这些工作上采用的是2.5，5，10，15，20和25兆周一类的较高频率。后来，许多研究工作者发现这些标准电台所发出的频率，由于发射台和收讯台间传播途径的变更而发生的误差，可达±\(\frac{3}{10}\)\(^{7}\)。虽目前可以使用原子标准频率把发射频率的正确度提高到1;1010，但由短波传输途径引起之误差（多卜勒效应），仍相当大而无法克服。最近根据一个用16千周和60千周（18700公尺和5000公尺）电台信号试验的给果，证明误差在5000公里之外小于\(\frac{3}{10}\)\(^{9}\)，而在19000公里以外小于2;108。因此人们认为假使利用超长波来播送标准频率，可获得极大的改进。超长波的主要缺点，是需要极大而昂贵的天线,并且容易受自然界电噪声的干扰，但这种干扰已能由减小接收机的频带宽度和使用积分测量技术来克服。用超长波经估计仅需一个电台就可为全球服务，因此也是合算的。研究超长波有一个最有利的自然“工具”，这就是闪电。闪电是地球上自然界产生甚低频电磁波放射的主要来源。闪电的放电现象，是十分复杂的：最初由一轻微被电离的“引流”，以每微秒约30至60公分的缓慢移动速度，从云层流向地面，其后放电现象不断重复产生，并逐渐加多和继续向前推进，此即所谓预备放电时期，如图3a。但等到“引流”一到地面，立即产生一个非常强大的电流脉冲（其峰值可达20000安），并以每微秒约60公尺的极大速度，向天空上升，此即所谓“主要放电”，如图3b。这时电离的气柱构成一根高达几千公尺的自然天线，发射出频率成分极大复杂从零点几千周到100千周，这就是一般所讲的“天电干扰”。经计算知道从闪电所放射出能量的最大点约在10千周，其强度约为200000焦耳。天电干扰的波形，根据近几年的研究大都很类似（如图3c），由实验得知与干扰发源地离观察地点的距离、电离层下部的情况和电波传播所经途径之为海洋或陆地等地理条件有关。用许多特殊的闪电探测器组成的闪电观测网，可以准确测量闪电放电的天电干扰的方向和强度。根据这些材料就可以研究天电干扰的频谱与距离的关系，从而研究地球的球面波导的性质、超长波传播的性质和进行电离层下层如D层E层的观测，给无线电通信创造新条件。这些研究也将有助于气象学的发展。例如对航空，航海，铁道，农业等进行雷电预报。在1957—1958年国际地球物理年中各国也将进行一定规模的天电干扰的观测与研究。
过去曾经发现但到最近才被广泛注意到的“呼啸”和“嘘声”现象，实际上也是天然产生的一种超长波无线电信号（音频范围），可以直接用音频放大器来探察和放大。它们的来源，一部份出于地球另一半部的闪电，另部份与磁暴，极光和太阳内部爆发有关。它的研究，目前尚极为不够，下面是一些已观察到但不完整的现象。“呼啸”的音调，有时很纯粹，有时好像压缩气体从容器中放出的嘘声，时间甚短，仅约一秒钟左右。音调起伏变动不定，从10千周很快降落到2千周（图4）。能量的分布是不均匀的，最大值约在3.5至4.5千周之间。在北半球观察到的情况是，夏季较少，十月起渐多，十一月至次年二月最盛，每天都有，因为这是南半球雷电最多的季节。它的出现往往在日落前数小时开始，最初甚稀少，随后次数逐渐加多并变强，而在日落后，半夜或日出前消失。它的传播，似与地磁，极光和地球高空情况有关，这也给与研究者探索天电区域的一个有力新工具。
超长波有其独特的内容和一定的国民经济中的用途，并为科学研究开辟了一个新领域，因此也就逐渐为人们所注意和开始作深入探测的进军，它是和对微波的研究一样，有许多工作需要由无线电工作者去做。（邱镕材）-