很高兴这个问题落到了我的专业领域，问题中提及的长波通信、中波通信、短波通信和微波通信，都属于利用电磁波传递信息的无线通信方式。

根据电磁波的频谱，可划分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线和宇宙射线。

其中我们最常使用的是无线电波，其频率从3KHz到3000GHz。

我们中学物理都学过【光速＝频率×波长】这个重要公式，光速是3×10^8米/秒，无线电波的频率和波长成反比。

按照频率从低到高排序，3KHz到30KHz为甚低频，VLF是very low frequence的简写，然后如图所示，向右依此类推，频率越来越高，波长越来越短。

有一个很有意思的不同，就是国外通常是按频率来划分，而中国通常按波长来命名。例如国外会说VLF，而中国会说这是甚长波，其实含义是一致的，都指的是这一段频谱。

为了有效的辐射能量，天线的长度与波长是成正比的，通常是波长的1/4，最短也不能短过1/10，然后信号才能够有效的辐射。

1.长波通信

对于甚长波来说，波长在10公里至100公里之间，合适天线的长度最少也得1公里以上，而且会使用几千千瓦的供电设备。

这种庞大昂贵复杂的无线通信系统具有着绕射和穿透能力强的特性，信号比较稳定，传输距离很远，特别是能够与在海平面之下几十到上百米的潜艇进行通信。

而其他波长短的信号遇到海平面以后就反射出去，只有这种波长非常长的信号才能够钻进到海水里与潜艇进行通信，因此长波通信就成为了军用对潜通信的重要手段。

您可能会问：几公里长的天线这可能吗？我为什么没有见过？

通常这种天线都是在建在两个山头之间的，用两个山头作为天线支架，并形成对潜通信的基地。

您为什么没有见过呢？因为这种天线属于军事机密，方圆多少公里内都会被设为军事禁区，你当然不会见到。即使在内部工作的军人也严禁拍照，更不要说传到互联网上了。

为什么要保密呢？这是因为内行可以通过天线长度、阵列形状、发射角度等推算出潜艇和核潜艇所使用的频段甚至活动范围。

2.中波通信

无线电波用作通信时有一个非常显著的特点，那就是波长越长，天线越长，功率越大，电波的绕射性穿透性就越好，当然设备也会越来越庞大。

而波长越短，天线就越短，电波就越趋近于直线传播，绕射性穿透性就会越差，但设备可以做得非常小巧和廉价。

而中波属于两头不靠，设备既不可能做的非常小巧，其信号的绕射性穿透性也不是太强，对于军事通信来说很鸡肋，所以这一段就让渡给了民用，我们用作民用广播采用的就是中波。

3. 短波通信

短波是一种非常古老的军事通信手段，它有一个显著的特点，就是可以通过电离层的反射而达成超远距离的通信。

位于地球表面几十公里以上的大气层，在太阳照射下会电离化，形成了能反射无线电波的电离层。

如果我们计算好电离层的高度，并控制好短波信号的发射角度，就可以经过几跳后达到很远的距离。

当然了，经过了电离层和地面的多次反射后，其信号的质量会有很大的损失。但由于其设备非常小巧，背负式短波电台就可以达成上千公里的通信，因此成为了重要的军事通信方式。

4.微波通信

微波又分为很多波段，总之是频率变得越来越高，波长变得越来越短，其直线性越来越强。饶射性和穿透性是越来越差。

因此微波常用于卫星通信，毕竟地球与卫星之间没有遮挡，非常符合直线通信的要求。

微波通信的波长只有几厘米甚至更短，天线的长度会更短，例如图中的卫星天线。

“圆锅”并不是天线，它只是一个抛物反射面，目的是让直线进入的信号反射到抛物面的焦点，从而使焦点处的天线获得更大的能量，以便于信号的接收。