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人类生活的地球被一层厚厚的大气包围，科学研究人员根据大气温度、湿度和气压的特点将它细分为多个子层，自地面开始，依次为对流层、平流层（同温层）、电离层等。其中，对流层（如图2-1所示）是大气层最靠近地面的一层，它的密度和质量在整个大气层中最大，其中的主要成分为氧、氮和少量的二氧化碳，除此之外还含有丰富的水蒸气和水汽凝结形成的小水滴和冰晶。由于太阳辐射能量的不断注入，这一层大气的对流活动最为明显，这种对流活动形成了日常经历的风、云、雨、雷、雪、雾等各种丰富的天气现象。
图2-1 对流层在大气层中的位置
对流层的厚度，也就是对流层顶的高度，在地球上不同的地方有较大差异。在赤道地区，由于大气吸收的太阳辐射能量多，大气之中的水蒸气含量高，大气的对流活动更加剧烈，因而对流层的高度更高，可达16～20km；在亚热带和温带地区，对流层的高度为10～16km；在寒带甚至更冷的两极，它的高度降为8～10km。对流层的厚度是影响对流层通信距离的关键因素，在一年四季中，夏季对流层高度比冬季更高。
对流层中的温度、气压和水蒸气含量等随着高度的升高急剧降低，并且这些气象要素处处不同、随机变化。当无线电波沿着地平线发射时，由于对流层的不均匀性会产生一种主要能量集中于前方的弯管传输现象，这样即使相距百里，或是山川、湖泊相阻，或是沙漠、海峡分隔，远方同样能够收到微弱的无线电信号。对流层散射通信，其原理如图2-2所示，即定义为这种利用对流层大气媒介中的不均匀体对电波的前向弯管传输效应而实现的超视距无线通信方式，其单跳的通信距离可从视距一直延伸到数百千米。
图2-2 对流层散射通信原理示意图
经过对流层弯管传输到达接收站的信号不但非常微弱而且是时变的，如果发射的功率太小，接收站将不能检测到信号或即使收到信号也不能正确解调。除选用高功率发射机、高增益定向天线使得信号强度达到用于通信的水平之外，还要采用技术措施抑制时变的影响。
假设通信距离100 km，以C频段为例，对流层散射信道的路径损耗比地球同步轨道的卫星通信链路还要略大。在图2-2中，发射站和接收站都使用了高增益的定向天线，它的波束方向图主瓣非常窄，这种波束封闭性使得散射通信具有高抗截获和抗干扰能力。收发两站天线波束方向图的主瓣在对流层中形成一个交汇区，这个区域称为“散射体”。显然对流层的高度决定了散射体的最大高度，也因此决定了这种通信方式收发两个站点之间所能达到的最大理论距离。