Kapitel 8: Funkwellenausbreitung¶
Lernziele¶
Nach diesem Kapitel solltest du:
- Bodenwelle, Raumwelle und direkte Ausbreitung unterscheiden können
- erklären können, weshalb Kurzwellen über die Ionosphäre grosse Entfernungen überbrücken können
- die Bedeutung der D-, E- und F-Schichten kennen
- verstehen, weshalb sich die Ausbreitungsbedingungen zwischen Tag und Nacht verändern
- MUF und LUF erklären können
- den Zusammenhang zwischen Abstrahlwinkel und Funkdistanz verstehen
- Fading erklären können
- den Einfluss des Sonnenfleckenzyklus kennen
- Sporadic E, Aurora und den Mögel-Dellinger-Effekt grundsätzlich erklären können
- die typische Ausbreitung auf 2 m und 70 cm verstehen
- erklären können, weshalb Inversionslagen Überreichweiten ermöglichen
Hinweis zu HB3 und HB9: Das BAKOM verlangt für beide Ausbildungsstufen Kenntnisse der Wellenausbreitung. Für HB3 sind die technischen und rechnerischen Fragen weniger komplex. Die Kennzeichnung einzelner Abschnitte als HB9-Vertiefung dient in diesem Lehrwerk als Lernhilfe.
Formelzeichen, Symbole und Abkürzungen¶
| Zeichen | Bedeutung |
|---|---|
| \(f\) | Frequenz |
| \(\lambda\) | Wellenlänge |
| \(\alpha\) | Abstrahlwinkel |
| D | D-Schicht der Ionosphäre |
| E | E-Schicht der Ionosphäre |
| F1, F2 | F-Schichten der Ionosphäre |
| Es | sporadische E-Schicht |
| MUF | Maximum Usable Frequency |
| LUF | Lowest Usable Frequency |
| DX | Funkverbindung über grosse Entfernung |
| VHF | Very High Frequency |
| UHF | Ultra High Frequency |
Der rote Faden¶
Nach dem Verlassen der Antenne kann eine Funkwelle unterschiedliche Wege nehmen.
Sehr vereinfacht gibt es drei wichtige Fälle:
entlang der Erdoberfläche
→ Bodenwelle
direkt beziehungsweise durch die Troposphäre
→ besonders wichtig bei VHF und UHF
über die Ionosphäre zurück zur Erde
→ Raumwelle, besonders wichtig auf Kurzwelle
Welche Ausbreitungsart dominiert, hängt vor allem ab von:
- Frequenz
- Abstrahlwinkel
- Tageszeit
- Jahreszeit
- Sonnenaktivität
- Ionosphäre
- Gelände und Umgebung
- Wetterbedingungen in der Troposphäre
Bodenwellenausbreitung¶
Als Bodenwelle bezeichnet man eine Funkwelle, die sich entlang der Erdoberfläche ausbreitet.
Sie kann der Erdkrümmung teilweise folgen.
Die Reichweite hängt stark von der Frequenz und von der elektrischen Leitfähigkeit des Bodens ab.
Grundsätzlich gilt:
Mit zunehmender Frequenz nimmt die nutzbare Reichweite der Bodenwelle ab.
Tiefe Frequenzen eignen sich deshalb besonders gut für Bodenwellenausbreitung.
Meerwasser besitzt eine hohe elektrische Leitfähigkeit und ermöglicht günstigere Bodenwellenausbreitung als trockener oder felsiger Boden.
Auf den Amateurfunk-Kurzwellenbändern spielt die Bodenwelle vor allem für kürzere Distanzen eine Rolle.
Direkte Welle¶
Bei höheren Frequenzen, insbesondere auf VHF und UHF, erfolgt die Ausbreitung überwiegend geradlinig.
Man spricht häufig von:
- Sichtverbindung
- quasioptischer Ausbreitung
- Line of Sight
Berge, Gebäude und die Erdkrümmung begrenzen die direkte Verbindung.
Deshalb ist die Höhe der Antennen auf 2 m und 70 cm besonders wichtig.
Eine höher montierte Antenne kann einen deutlich grösseren Funkhorizont erreichen.
Funkwellen sind nicht vollständig auf Sicht beschränkt¶
Der Begriff Sichtverbindung ist eine Vereinfachung.
VHF- und UHF-Wellen können beispielsweise:
- an Hindernissen gebeugt werden
- an Gebäuden und Bergen reflektiert werden
- in der Troposphäre gebrochen werden
- gestreut werden
Deshalb kann eine Verbindung auch dann möglich sein, wenn keine vollkommen freie optische Sicht besteht.
Trotzdem ist freie Sicht besonders auf VHF, UHF und höheren Frequenzen sehr vorteilhaft.
Raumwellenausbreitung¶
Die Raumwelle ermöglicht Kurzwellenverbindungen über sehr grosse Entfernungen.
Die abgestrahlte Funkwelle gelangt nach oben in die Ionosphäre und kann dort so stark gebrochen werden, dass sie wieder zur Erdoberfläche zurückkehrt.
In älterer Amateurfunkliteratur und auch in Prüfungsfragen wird häufig von einer:
Reflexion an der Ionosphäre
gesprochen.
Physikalisch genauer handelt es sich normalerweise nicht um eine spiegelartige Reflexion an einer scharf abgegrenzten Fläche.
Die Funkwelle wird innerhalb der ionisierten Bereiche zunehmend gebrochen und dadurch zur Erde zurückgelenkt.
Für das grundlegende Verständnis kann man sich die Ionosphäre trotzdem vereinfacht als eine Art Funkspiegel vorstellen.
Was ist die Ionosphäre?¶
Die Ionosphäre ist ein Bereich der oberen Atmosphäre, in dem ein Teil der Atome und Moleküle durch energiereiche Sonnenstrahlung ionisiert wird.
Dabei entstehen:
- freie Elektronen
- positiv geladene Ionen
Diese geladenen Teilchen beeinflussen die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen.
Die Ionosphäre ist keine feste Schicht.
Ihre Eigenschaften verändern sich ständig.
Einfluss haben insbesondere:
- Sonnenstand
- Tageszeit
- Jahreszeit
- Sonnenaktivität
- geomagnetische Aktivität
Die wichtigsten ionosphärischen Schichten¶
Für den Amateurfunk unterscheidet man vereinfacht:
| Schicht | ungefähre Höhe | Bedeutung |
|---|---|---|
| D | etwa 60 bis 90 km | hauptsächlich Absorption tieferer HF-Frequenzen |
| E | etwa 90 bis 130 km | kann bestimmte Kurzwellen zurückführen |
| F | etwa 150 bis über 400 km | wichtigste Schicht für grosse KW-Distanzen |
Am Tag kann die F-Schicht in:
- F1
- F2
aufgeteilt werden.
Nachts verschwindet die F1/F2-Trennung weitgehend und man spricht häufig nur noch von der F-Schicht.
Die Höhen sind keine festen Grenzen, sondern ungefähre Werte.
Die D-Schicht¶
Die D-Schicht liegt vergleichsweise tief.
Sie ist vor allem tagsüber vorhanden.
Ihre wichtigste Wirkung auf Kurzwellen ist nicht die Rückführung zur Erde, sondern:
Absorption
Besonders niedrigere Kurzwellenfrequenzen werden tagsüber stärker gedämpft.
Nach Sonnenuntergang nimmt die Ionisation der D-Schicht stark ab.
Dadurch sinkt die Absorption.
Das ist ein wesentlicher Grund dafür, weshalb die tieferen Kurzwellenbänder nachts häufig wesentlich grössere Reichweiten ermöglichen.
Die E-Schicht¶
Die E-Schicht liegt oberhalb der D-Schicht.
Sie kann Kurzwellen zurück zur Erde führen.
Ihre Bedeutung verändert sich mit:
- Tageszeit
- Jahreszeit
- Sonnenaktivität
Zusätzlich kann gelegentlich eine besonders stark ionisierte Form auftreten:
Sporadic E
oder:
Es
Sporadic E und Short Skip¶
Sporadic E besteht aus örtlich begrenzten, stark ionisierten Bereichen innerhalb der E-Region.
Dadurch können Frequenzen zurückgeführt werden, die unter normalen Bedingungen durch diese Region hindurchgehen würden.
Auf dem 10-m-Band können dadurch überraschend starke Verbindungen über vergleichsweise kurze bis mittlere Entfernungen entstehen.
In schweizerischen Prüfungsunterlagen wird dafür der Begriff:
Short Skip
verwendet.
Typisch sind dabei Verbindungen unter ungefähr 1'000 km, wobei die tatsächlichen Distanzen stark variieren können.
Sporadic E kann auch im VHF-Bereich aussergewöhnliche Reichweiten ermöglichen.
Die F-Schicht¶
Die F-Schicht ist für weltweite Kurzwellenverbindungen besonders wichtig.
Am Tag unterscheidet man häufig:
- F1
- F2
Die höher liegende F2-Schicht ist besonders wichtig für grosse Entfernungen.
Durch ihre grosse Höhe kann eine Funkwelle nach der Rückkehr zur Erde eine grosse Strecke zurückgelegt haben.
Nachts vereinigen sich F1 und F2 weitgehend zu einer F-Schicht.
Ein Sprung oder mehrere Sprünge¶
Eine Kurzwellenverbindung kann mit einem einzigen ionosphärischen Sprung erfolgen.
Man spricht von:
Single Hop
Nach der Rückkehr zur Erde kann die Welle erneut nach oben abgestrahlt beziehungsweise weitergeleitet werden.
Dadurch können mehrere Sprünge entstehen:
Multi Hop
So lassen sich mit Kurzwelle interkontinentale Entfernungen überbrücken.
Abstrahlwinkel und Entfernung¶
Der Winkel, unter dem eine Funkwelle die Antenne verlässt, beeinflusst wesentlich, wo sie nach der ionosphärischen Rückführung wieder die Erde erreicht.
Ein steiler Abstrahlwinkel führt tendenziell zu kürzeren Entfernungen.
Ein flacher Abstrahlwinkel ermöglicht tendenziell grössere Entfernungen.
Als einfache Lernregel:
steil → eher kurze bis mittlere KW-Distanzen
flach → DX
In schweizerischen Prüfungsunterlagen wurden als typische Richtwerte genannt:
- etwa 500 bis 1'000 km: Abstrahlwinkel über 30°
- interkontinentales DX: ungefähr 5 bis 15°
Diese Werte sind keine festen Naturgrenzen, sondern vereinfachte Richtwerte.
NVIS als praktische Anwendung¶
Eine besonders steile Kurzwellenabstrahlung wird in der Praxis auch für NVIS verwendet.
NVIS bedeutet:
Near Vertical Incidence Skywave
Dabei wird die Funkwelle nahezu senkrecht nach oben abgestrahlt und von der Ionosphäre wieder in die nähere Umgebung zurückgeführt.
Damit können Gebiete erreicht werden, die für die Bodenwelle bereits zu weit entfernt sind, aber bei flacher Raumwelle in einer Sprungzone liegen würden.
NVIS ist besonders für regionale Kurzwellenverbindungen interessant.
Der Begriff gehört zum praktischen Verständnis und ist nicht zwingend ein zentraler BAKOM-Prüfungsbegriff.
Sprungdistanz und tote Zone¶
Eine Raumwelle kehrt nicht unmittelbar neben dem Sender zur Erde zurück.
Zwischen dem Ende der nutzbaren Bodenwelle und dem ersten Auftreffen der Raumwelle kann ein Bereich liegen, der schlecht oder gar nicht erreicht wird.
Dieser Bereich wird als:
tote Zone
oder:
Skip Zone
bezeichnet.
Die Entfernung vom Sender bis zum ersten Auftreffen der Raumwelle wird als:
Sprungdistanz
bezeichnet.
Frequenz, Ionosphäre und Abstrahlwinkel beeinflussen diese Entfernung.
MUF¶
MUF bedeutet:
Maximum Usable Frequency
Die MUF ist die höchste Frequenz, die unter den gegebenen ionosphärischen Bedingungen für einen bestimmten Funkweg verwendet werden kann.
Liegt die verwendete Frequenz über der MUF, wird die Funkwelle nicht ausreichend zur Erde zurückgelenkt.
Sie durchdringt die Ionosphäre und gelangt weiter in den Weltraum.
Wichtig:
Die MUF gilt immer für einen bestimmten Übertragungsweg und einen bestimmten Zeitpunkt.
Sie ist keine feste Frequenz für die gesamte Erde.
Ist die MUF von der Sendeleistung abhängig?¶
Nein.
Eine höhere Sendeleistung kann nicht bewirken, dass eine Frequenz oberhalb der MUF plötzlich von der Ionosphäre zurückgeführt wird.
Die MUF wird vor allem bestimmt durch:
- Elektronendichte der Ionosphäre
- Frequenz
- Geometrie des Funkweges
- Sonnenaktivität
Deshalb gilt als Prüfungsmerksatz:
MUF ist nicht von der Sendeleistung abhängig.
LUF¶
LUF bedeutet:
Lowest Usable Frequency
Sie beschreibt die niedrigste Frequenz, die für einen bestimmten Funkweg unter den gegebenen Bedingungen noch sinnvoll benutzt werden kann.
Bei zu tiefen Frequenzen kann die Absorption, insbesondere in der D-Schicht, so stark werden, dass das Signal nicht mehr ausreichend stark am Empfänger ankommt.
Im Unterschied zur MUF hängt die praktische LUF deshalb auch davon ab, wie stark das Signal ist.
Eine höhere effektive Sendeleistung kann die nutzbare untere Frequenzgrenze verschieben.
Als Lernregel:
MUF: obere Grenze durch ionosphärische Rückführung
LUF: untere Grenze vor allem durch Absorption und benötigte Signalstärke
Der nutzbare Frequenzbereich¶
Für eine ionosphärische Funkverbindung liegt die geeignete Frequenz vereinfacht zwischen:
LUF und MUF
Also:
Ist die Frequenz zu niedrig, wird sie zu stark absorbiert.
Ist sie zu hoch, wird sie nicht mehr ausreichend zur Erde zurückgeführt.
Drei Dinge, die man nicht verwechseln darf¶
| Begriff | Bedeutung |
|---|---|
| Bodenwelle | Ausbreitung entlang der Erdoberfläche |
| Raumwelle | ionosphärisch zurückgeführte Welle |
| direkte Welle | überwiegend direkte Ausbreitung zwischen Antennen |
Und:
| Begriff | Bedeutung |
|---|---|
| MUF | höchste nutzbare Frequenz |
| LUF | niedrigste nutzbare Frequenz |
| Fading | zeitliche Änderung der Empfangsfeldstärke |
Tageszeit und Kurzwelle¶
Die Ionosphäre verändert sich zwischen Tag und Nacht deutlich.
Tagsüber:
- D-Schicht stärker vorhanden
- stärkere Absorption tiefer Frequenzen
- stärkere Ionisation der höheren Schichten
- höhere Frequenzen können oft gut nutzbar sein
Nachts:
- D-Schicht weitgehend verschwunden
- geringere Absorption tiefer Frequenzen
- Ionisation der F-Schicht nimmt ab
- MUF sinkt häufig
Daraus ergibt sich als grobe praktische Tendenz:
tiefere Kurzwellenbänder: häufig nachts besonders gut für grosse Distanzen
höhere Kurzwellenbänder: stärker von Tageslicht und Sonnenaktivität abhängig
Das sind Tendenzen, keine Garantie für eine bestimmte Verbindung.
Sonnenaktivität¶
Die Ionosphäre wird hauptsächlich durch die Strahlung der Sonne erzeugt.
Verändert sich die Sonnenaktivität, verändern sich deshalb auch die Ausbreitungsbedingungen.
Ein wichtiger langfristiger Einfluss ist der:
Sonnenfleckenzyklus
Seine mittlere Dauer beträgt ungefähr:
11 Jahre
Sonnenfleckenmaximum¶
Bei hoher Sonnenaktivität steigt die Ionisation der oberen Atmosphäre.
Dadurch kann die MUF steigen.
Höhere Kurzwellenfrequenzen können dann über grosse Distanzen nutzbar werden.
Besonders die höheren HF-Bänder können während günstiger Phasen mit vergleichsweise kleinen Leistungen erstaunliche Reichweiten ermöglichen.
Sonnenfleckenminimum¶
Bei geringer Sonnenaktivität ist die Ionisation schwächer.
Die MUF liegt häufig tiefer.
Dadurch stehen für ionosphärische Fernverbindungen weniger hohe Frequenzen zur Verfügung.
Besonders die oberen Kurzwellenbänder können dann über längere Zeit nur eingeschränkt für DX nutzbar sein.
Mögel-Dellinger-Effekt¶
Starke Sonneneruptionen können die Ionisation der D-Schicht auf der sonnenbeschienenen Erdseite plötzlich stark erhöhen.
Dadurch kann die Absorption von Kurzwellen stark zunehmen.
Im Extremfall können Kurzwellenverbindungen vorübergehend vollständig ausfallen.
Dieses Ereignis wird als:
Mögel-Dellinger-Effekt
bezeichnet.
Heute spricht man häufig auch von einem:
Shortwave Fadeout
Der Ausfall kann sehr plötzlich beginnen und betrifft vor allem die sonnenbeschienene Seite der Erde.
Fading oder Schwund¶
Die Feldstärke eines empfangenen Signals kann sich verändern, obwohl Sender und Empfänger ihre Position nicht ändern.
Diese Erscheinung bezeichnet man als:
Fading
oder:
Schwund
Eine wichtige Ursache ist die Überlagerung verschiedener Signalwege.
Ein Signal kann beispielsweise gleichzeitig über:
- Bodenwelle
- eine Raumwelle
- mehrere Raumwellen
am Empfänger ankommen.
Warum entsteht Fading?¶
Die verschiedenen Signalwege besitzen unterschiedliche Längen.
Dadurch treffen die Wellen mit unterschiedlichen Phasenlagen am Empfänger ein.
Sie können sich:
- gegenseitig verstärken
- teilweise abschwächen
- nahezu auslöschen
Wenn sich die Ionosphäre verändert, verändern sich auch die Laufwege.
Dadurch schwankt die Empfangsfeldstärke.
Selektives Fading¶
Nicht alle Frequenzanteile eines Signals müssen genau gleich betroffen sein.
Bei breitbandigeren Signalen können einzelne Frequenzbereiche unterschiedlich stark abgeschwächt werden.
Man spricht dann von:
selektivem Fading
Dies kann insbesondere bei amplitudenmodulierten Signalen zu deutlichen Verzerrungen führen.
Für das grundlegende Prüfungsverständnis ist vor allem wichtig:
Fading entsteht häufig durch die Überlagerung von Wellen mit unterschiedlichen Laufwegen und Phasenlagen.
Ausbreitung auf 2 m und 70 cm¶
Auf den Bändern:
- 2 m
- 70 cm
ist die Ionosphäre normalerweise nicht ausreichend wirksam, um zuverlässige klassische Raumwellenverbindungen wie auf Kurzwelle zu ermöglichen.
Die Ausbreitung erfolgt überwiegend:
- direkt
- durch Beugung
- durch Reflexion
- durch Effekte in der Troposphäre
Deshalb sind Höhe und Standort der Antenne besonders wichtig.
Die Troposphäre¶
Die Troposphäre ist der unterste Bereich der Atmosphäre.
Hier findet auch unser Wetter statt.
Temperatur, Luftdruck und Feuchtigkeit verändern die Brechung elektromagnetischer Wellen.
Dadurch können sich VHF- und UHF-Wellen etwas über den rein optischen Horizont hinaus ausbreiten.
Unter besonderen Bedingungen können wesentlich grössere Reichweiten entstehen.
Inversion und Überreichweiten¶
Normalerweise nimmt die Temperatur mit zunehmender Höhe ab.
Bei einer Temperaturinversion kann die Temperatur in einem bestimmten Höhenbereich dagegen wieder zunehmen.
Dadurch entstehen ungewöhnliche Brechungsverhältnisse in der Atmosphäre.
VHF- und UHF-Wellen können dabei stärker zur Erdoberfläche zurückgebogen werden.
Es können sogenannte:
Überreichweiten
entstehen.
Solche Bedingungen treten beispielsweise auf 2 m und 70 cm auf.
Troposphärische Überreichweite¶
Bei besonders günstigen Schichtungen kann sich eine Funkwelle zwischen atmosphärischen Schichten beziehungsweise zwischen einer Schicht und der Erdoberfläche über grosse Entfernungen ausbreiten.
Man spricht unter anderem von:
- Tropo
- Tropospheric Ducting
- troposphärischer Überreichweite
Solche Öffnungen können plötzlich Verbindungen über mehrere hundert Kilometer und teilweise noch grössere Distanzen ermöglichen.
Aurora¶
Bei starker geomagnetischer Aktivität können in hohen geografischen Breiten ionisierte Bereiche entstehen, an denen VHF-Signale gestreut werden.
Diese Ausbreitungsart wird als:
Aurora
bezeichnet.
Typisch sind:
- ungewöhnlich grosse Reichweiten
- stark verzerrte oder raue Signale
- besonders auffälliger Klang bei Sprach- und CW-Signalen
Aurora-Ausbreitung ist vor allem für Funkamateure in nördlicheren Regionen interessant.
Meteor Scatter¶
Kleine Meteoroiden treten ständig in die Erdatmosphäre ein.
Dabei entstehen für kurze Zeit ionisierte Spuren.
VHF-Signale können an diesen Spuren gestreut werden.
Diese Betriebsart nennt man:
Meteor Scatter
Die einzelnen Reflexions- beziehungsweise Streuereignisse können nur sehr kurz dauern.
Moderne digitale Betriebsarten ermöglichen es, auch solche kurzen Signalöffnungen gezielt zu nutzen.
Scatter allgemein¶
Scatter bedeutet Streuung.
Eine Funkwelle wird dabei an Unregelmässigkeiten oder Teilchen so gestreut, dass ein kleiner Teil der Energie in eine andere Richtung gelangt.
Beispiele sind:
- troposphärische Streuung
- Meteor Scatter
- Aurora Scatter
Diese Ausbreitungsarten ermöglichen Verbindungen, die mit einer einfachen direkten Sichtverbindung nicht möglich wären.
Funkwellenausbreitung ist dynamisch¶
Eine wichtige Erkenntnis für den Amateurfunk lautet:
Der Funkweg ist kein festes Kabel.
Eine Verbindung, die morgens ausgezeichnet funktioniert, kann wenige Stunden später verschwunden sein.
Dafür können sich plötzlich andere Frequenzen oder Funkrichtungen öffnen.
Genau diese Veränderlichkeit macht besonders den Kurzwellenfunk interessant.
Praktische Frequenzwahl auf Kurzwelle¶
Für eine Funkverbindung versucht man eine Frequenz zu wählen, die:
- hoch genug ist, um nicht unnötig stark absorbiert zu werden
- niedrig genug ist, um von der Ionosphäre noch zurückgeführt zu werden
Also vereinfacht:
oberhalb der LUF
und:
unterhalb der MUF
In der Praxis beobachtet man zusätzlich:
- aktuelle Bandaktivität
- Tageszeit
- Sonnenaktivität
- Signalstärken
- Funkbaken
- Ausbreitungsvorhersagen
Lernschema¶
Bei einer Frage zur Wellenausbreitung gehe in dieser Reihenfolge vor:
- Welche Frequenz beziehungsweise welches Band ist gemeint?
- Kurzwelle oder VHF/UHF?
- Welche Ausbreitungsart ist wahrscheinlich?
- Spielt die Ionosphäre eine Rolle?
- Tag oder Nacht?
- Ist eine besondere Erscheinung genannt, beispielsweise Es, Inversion oder Aurora?
- Geht es um kurze oder grosse Entfernung?
- Welcher Abstrahlwinkel ist dafür sinnvoll?
Die wichtigsten Zusammenhänge auf einen Blick¶
Kurzwelle¶
Bodenwelle
→ entlang der Erdoberfläche
Raumwelle
→ über die Ionosphäre
steiler Abstrahlwinkel
→ eher kürzere ionosphärische Verbindung
flacher Abstrahlwinkel
→ eher DX
Ionosphäre¶
D-Schicht
→ hauptsächlich Absorption
E-Schicht
→ Rückführung bestimmter Frequenzen, Sporadic E möglich
F-Schicht
→ besonders wichtig für grosse KW-Distanzen
Frequenzgrenzen¶
LUF
→ niedrigste sinnvoll nutzbare Frequenz
MUF
→ höchste nutzbare Frequenz
VHF und UHF¶
→ hauptsächlich direkte und troposphärische Ausbreitung
→ Überreichweiten durch Inversion möglich
Merksätze¶
Bodenwellen breiten sich entlang der Erdoberfläche aus.
Raumwellen ermöglichen über die Ionosphäre grosse Kurzwellenreichweiten.
Die D-Schicht absorbiert besonders tagsüber tiefere Kurzwellenfrequenzen.
Die F-Schicht ist besonders wichtig für grosse Kurzwellenentfernungen.
Ein flacher Abstrahlwinkel begünstigt DX.
Ein steiler Abstrahlwinkel eignet sich eher für kürzere ionosphärische Verbindungen.
Die MUF ist die höchste nutzbare Frequenz für einen bestimmten Funkweg.
Die MUF ist nicht von der Sendeleistung abhängig.
Die LUF wird unter anderem durch die Absorption der D-Schicht und die verfügbare Signalstärke bestimmt.
Fading kann durch die Überlagerung mehrerer Ausbreitungswege entstehen.
Der Sonnenfleckenzyklus dauert ungefähr 11 Jahre.
Auf 2 m und 70 cm dominiert normalerweise die direkte beziehungsweise troposphärische Ausbreitung.
Inversionslagen können auf VHF und UHF erhebliche Überreichweiten ermöglichen.
Selbstkontrolle¶
Versuche die Fragen zuerst ohne Nachschlagen zu beantworten.
-
Was versteht man unter Bodenwellenausbreitung?
-
Welche ionosphärische Schicht verursacht tagsüber besonders starke Absorption tiefer Kurzwellenfrequenzen?
-
Welche Schicht ist besonders wichtig für grosse Kurzwellenentfernungen?
-
Was bedeutet MUF?
-
Kann man die MUF durch höhere Sendeleistung erhöhen?
-
Was bedeutet LUF?
-
Welcher Abstrahlwinkel ist grundsätzlich günstiger für DX: steil oder flach?
-
Was verursacht Fading?
-
Was versteht man unter Sporadic E?
-
Welche meteorologische Erscheinung kann auf 2 m und 70 cm Überreichweiten verursachen?
-
Wie lange dauert ein Sonnenfleckenzyklus ungefähr?
-
Was geschieht beim Mögel-Dellinger-Effekt?
Antworten¶
-
Ausbreitung einer Funkwelle entlang der Erdoberfläche.
-
Die D-Schicht.
-
Vor allem die F-Schicht, insbesondere die F2-Region.
-
Maximum Usable Frequency, die höchste für einen bestimmten Funkweg nutzbare Frequenz.
-
Nein. Die MUF wird durch die ionosphärischen Bedingungen und den Funkweg bestimmt.
-
Lowest Usable Frequency, die niedrigste unter den gegebenen Bedingungen noch sinnvoll nutzbare Frequenz.
-
Ein flacher Abstrahlwinkel.
-
Häufig die Überlagerung mehrerer Signalwege mit unterschiedlichen Laufzeiten und Phasenlagen.
-
Vorübergehend auftretende stark ionisierte Bereiche in der E-Region, die überraschende Funkverbindungen ermöglichen können.
-
Eine Temperaturinversion beziehungsweise besondere troposphärische Schichtungen.
-
Ungefähr 11 Jahre.
-
Durch eine starke Zunahme der D-Schicht-Ionisation steigt die Kurzwellenabsorption stark an. Kurzwellenverbindungen können auf der sonnenbeschienenen Erdseite vorübergehend ausfallen.
Prüfungsbezug HB3 und HB9¶
Wellenausbreitung gehört gemäss BAKOM ausdrücklich zu den Grundlagen der Elektro- und Funktechnik.
Für HB3 und HB9 sind insbesondere wichtig:
- Bodenwellenausbreitung
- Raumwellenausbreitung
- Ionosphäre
- D-, E- und F-Schichten
- Sporadic E
- MUF
- LUF
- Abstrahlwinkel
- Fading
- Sonnenaktivität
- Sonnenfleckenzyklus
- Ausbreitung auf 2 m und 70 cm
- Inversion
- Aurora
- besondere Ausbreitungserscheinungen
Für HB9 ist ein vertieftes Verständnis der Zusammenhänge zwischen Frequenz, Funkweg, Ionosphäre und Ausbreitungsbedingungen sinnvoll.
Für HB3 stehen die grundlegenden Zusammenhänge und die sichere Zuordnung der wichtigsten Ausbreitungsarten im Vordergrund.
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