Wellenausbreitung
Navigationshilfe
Diese Navigationshilfe zeigt die ersten Schritte zur Verwendung der Präsentation. Sie kann mit ⟶ (Pfeiltaste rechts) übersprungen werden.
Navigation
Zwischen den Folien und Abschnitten kann man mittels der Pfeiltasten hin- und herspringen, dazu kann man auch die Pfeiltasten am Computer nutzen.
- Pfeil runter und hoch: Nächste / Vorherige Folie
- Pfeil rechts und links: Nächster / Vorheriger Abschnitt
- Leertaste oder „n“: Der Reihe nach alle Elemente in Folien aufdecken oder zur nächsten Folie blättern
- Shift-Leertaste oder „p“: Der Reihe nach Elemente rückwärts zudecken oder zur vorherigen Folie blättern
Weitere Funktionen
Mit ein paar Tastenkürzeln können weitere Funktionen aufgerufen werden. Die wichtigsten sind:
- F1
- Help / Hilfe
- o
- Overview / Übersicht aller Folien
- s
- Speaker View / Referentenansicht
- f
- Full Screen / Vollbildmodus
- b
- Break, Black, Pause / Ausblenden der Präsentation
- Alt-Click
- In die Folie hin- oder herauszoomen
Übersicht
Die Präsentation ist zweidimensional aufgebaut. Dadurch sind in Spalten die einzelnen Abschnitte eines Kapitels und in den Reihen die Folien zu den Abschnitten.
Tippt man ein „o“ ein, bekommt man eine Übersicht über alle Folien des jeweiligen Kapitels. Das hilft sich zunächst einen Überblick zu verschaffen oder sich zu orientieren, wenn man das Gefühlt hat sich „verlaufen“ zu haben. Die Navigation erfolgt über die Pfeiltasten.
Durch Anklicken einer Folie wird diese präsentiert.
Referentenansicht
Tippt man ein „s“ ein, bekommt man ein neues Fenster, die Referentenansicht.
Indem man „Layout“ auswählt, kann man zwischen verschieden Anordnungen der Elemente auswählen.
Die Referentenansicht bietet folgende Elemente:
- Links sieht man die aktuelle Folie
- Rechts oben sieht man die nächste Folie
- Rechts in der Mitte Hilfsmittel zur Zeiteinteilung
- Rechts unten, die „Notizen für den Vortragenden“
- Unten die Pfeile zur Navigation
Praxistipps zur Referentenansicht
- Wenn man mit einem Projektor arbeitet, stellt man im Betriebssystem die Nutzung von 2 Monitoren ein: Die Referentenansicht wird dann zum Beispiel auf dem Laptop angezeigt, während die Teilnehmer die Präsentation angezeigt bekommen.
- Bei einer Online-Präsentation, wie beispielsweise auf TREFF.darc.de präsentiert man den Browser-Tab und navigiert im „Speaker View“ Fenster.
- Die Referentenansicht bezieht sich immer auf ein Kapitel. Am Ende des Kapitels muss sie geschlossen werden, um im neuen Kapitel eine neue Referentenansicht zu öffnen.
- Um mit dem Mauszeiger etwas zu markieren oder den Zoom zu verwenden, muss mit der Maus auf den Bildschirm mit der Präsentation gewechselt werden.
Vollbild
Tippt man ein „f“ ein, wird die aktuelle Folie im Vollbild angezeigt. Mit „Esc“ kann man diesen wieder verlassen.
Das ist insbesondere für den Bildschirm mit der Präsentation für das Publikum praktisch.
Ausblenden
Tippt man ein „b“ ein, wird die Präsentation ausgeblendet.
Sie kann wie folgt wieder eingeblendet werden:
- Durch klicken in das Fenster.
- Durch nochmaliges Drücken von „b“.
- Durch klicken der Schaltfläche „Resume presentation:
Zoom
Bei gedrückter Alt-Taste und einem Mausklick in der Präsentation wird in diesen Teil hineingezoomt. Das ist praktisch, um Details von Schaltungen hervorzuheben. Durch einen nochmaligen Mausklick zusammen mit Alt wird wieder herausgezoomt.
Das Zoomen funktioniert nur im ausgewählten Fenster. Die Referentenansicht ist hier nicht mit dem Präsenationsansicht gesynct.
Troposphäre II
Begriffe
Im folgenden Kapitel werden mehrere Begriffe verwendet, die vorab erklärt werden
- Beugung: Wellen werden an einem Hindernis abgelenkt
- Streuung: Ablenkung der Wellen durch Interaktion von Teilchen
- Reflexion: Gleichgerichtete Streuung
- Brechung oder Refraktion: Ablenkung der Wellen durch Änderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit durch ein anderes Medium mit anderer Dichte
- Bereits bekannt: Die für den Amateurfunk relevanten Schichten in der Atmosphäre
- In der Troposphäre finden Erscheinungen des Wetters statt
DX in VHF/UHF
- Überhorizontverbindungen bei VHF/UHF entstehen durch Beugung, Reflexion und Streuung in der Troposphäre
- Bereiche mit unterschiedlicher Temperatur und Dichte
A: in welchem Aurora-Erscheinungen auftreten können.
B: in der die Erscheinungen des Wetters stattfinden.
C: in dem es zur Bildung sporadischer E-Regionen kommen kann.
D: der sich über den Tropen befindet.
A: Polarisationsdrehungen in der Troposphäre an Gewitterfronten.
B: Polarisationsdrehungen in der Troposphäre bei hoch liegender Bewölkung.
C: Beugung, Reflexion und Streuung der Wellen in der Troposphäre durch das Auftreten sporadischer D-Regionen.
D: Beugung, Reflexion und Streuung der Wellen an troposphärischen Bereichen unterschiedlicher Temperatur und Dichte.
A: ionosphärische Ausbreitung genutzt.
B: troposphärische Ausbreitung genutzt.
C: Oberflächenwellenausbreitung genutzt.
D: Bodenwellenausbreitung genutzt.
Troposphäre III
Vorabbemerkung
- Die Reihenfolge der Abschnitte in diesem Kapitel wird noch überarbeitet
- Dadurch können manche Themen etwas sprunghaft sein
- Die meisten Begriffe sollten jedoch bereits aus der Klasse E bekannt sein
Troposphärische Ausbreitung
- Unterste Schicht der Erdatmosphäre in ca. 8 bis
15 km Höhe - Funkwellen brechen sich an Luftschichten unterschiedlicher Dichte
- Insbesondere im VHF- und UHF-Bereich
- Bei starken Temperatur- oder Feuchtigkeitsgradienten (z.B. Inversionswetterlage) bilden sich Kanäle (Englisch: Duct) in denen Funkwellen über mehrere
100 km nahezu verlustfrei übertragen werden können
A: Polarisationsdrehungen in der Troposphäre bei hoch liegender Bewölkung.
B: Reflexion der Wellen in der Troposphäre durch das Auftreten sporadischer D-Regionen.
C: troposphärische Duct-Übertragung beim Auftreten von Inversionsschichten.
D: Polarisationsdrehungen in der Troposphäre an Gewitterfronten.
Lage der Ionosphären-Schichten
- UV-Strahlen der Sonne ionisieren die Moleküle in der Ionosphäre
- Je nach Lage haben die Regionen dann eine unterschiedliche Elektronendichte
- Bei zu starker UV-Strahlung werden auch die unteren Schichten stark beeinflusst
A: Die von der Sonne ausgehende Infrarotstrahlung aktiviert – je nach Strahlungsintensität – die Sauerstoffatome in den verschiedenen Regionen.
B: Die von der Sonne ausgehende Infrarotstrahlung ionisiert – je nach Strahlungsintensität – die Moleküle in den verschiedenen Regionen.
C: Die von der Sonne ausgehende UV-Strahlung aktiviert – je nach Strahlungsintensität – die Sauerstoffatome in den verschiedenen Regionen.
D: Die von der Sonne ausgehende UV-Strahlung ionisiert – je nach Strahlungsintensität – die Moleküle in den verschiedenen Regionen.
D-Region
- 50 bis
90 km Höhe - Nur tagsüber
- Dämpft niederfrequente Signale, insbesondere unter
10 MHz
A: die E-Region, die dann für die höheren Frequenzen durchlässiger wird und durch Refraktion (Brechung) in der F2-Region für gute Ausbreitungsbedingungen sorgt.
B: die F2-Region, die dann so stark ionisiert wird, dass fast die gesamte KW-Ausstrahlung reflektiert wird.
C: die D-Region, die die Kurzwellen-Signale dann so massiv dämpft, dass keine Ausbreitung über die Raumwelle mehr möglich ist.
D: die F1-Region, die durch Absorption der höheren Frequenzen die Refraktion (Brechung) an der F2-Region behindert.
E-Region
- 90 bis
120 km Höhe - Nur tagsüber, bei starker Sonnenaktivität stärker ausgeprägt
- Reflektiert Frequenzen bis etwa 10 bis
20 MHz - Sporadic E: Dichte Ionisationszonen mit Reflexion im VHF-Bereich (50-150 MHZ)
- Kann verhindern, dass Funkwellen höhere Schichten erreichen
F1-Region
- 130 bis
200 km Höhe - Nur tagsüber, im Sommer und bei Sonnenaktivität stärker ausgeprägt
- Nachts findet eine Rekombination von Ionen und Elektronen statt
- Geringere Elektronendichte als die F2-Region
- Reflektiert höhere HF-Frequenzen als die E-Region, aber weniger effizient als die F2-Region
A: 200 bis
B: 90 bis
C: 130 bis
D: 50 bis
F2-Region
- 250 bis
450 km Höhe - Im Sommer zur Mittagszeit am höchsten
- Höchte Elektronendichte, deshalb wichtigste Schicht für Kurzwelle
- Bleibt nachts teilweise ionisiert, da die Rekombination weiter oben langsamer erfolgt
- Reflektiert niedrigere Frequenzen effizienter als die F1-Region
- Bei hoher Sonnenaktivität können höhere Frequenzen reflektiert werden
A: 50 bis
B: 90 bis
C: 130 bis
D: 250 bis
A: im Winter zur Mittagszeit.
B: im Sommer zur Mittagszeit.
C: im Sommer um Mitternacht.
D: im Frühjahr und Herbst zur Dämmerungszeit.
Polarisation
- Die Refraktion der elektromagnetischen Welle in der Ionosphäre ist nicht gerichtet
- Dadurch wird die Polarisation stets verändert
A: Die Polarisation der ausgesendeten Wellen wird bei der Refraktion (Brechung) in der Ionosphäre stets verändert.
B: Die Polarisation der ausgesendeten Wellen wird bei jedem Sprung (Hop) in der Ionosphäre um
C: Die Polarisation der ausgesendeten Wellen wird in der Ionosphäre stets um
D: Die Polarisation der ausgesendeten Wellen bleibt bei der Refraktion (Brechung) in der Ionosphäre stets unverändert.
Funkwellen-Ausbreitung
10m-Band
- tagsüber: Reflexion an E- und F2-Schicht, DX insbesondere bei hoher Sonnenaktivität auch mit Sporadic-E
- nachts: sehr selten via F2-Schicht nutzbar
Funkwellen-Ausbreitung
15m-Band
- tagsüber: Reflexion an E-, F1- und F2-Schicht
- nachts: bei hoher Sonnenaktivität via F2-Schicht nutzbar
Funkwellen-Ausbreitung
20m-Band
- tagsüber: Reflexion an E-, F1- und F2-Schicht
- nachts: manchmal via F2-Schicht nutzbar
Funkwellen-Ausbreitung
40m-Band
- tagsüber und nachts gute Ausbreitungsbedingungen via F2-Schicht
- tagsüber leichte Absorption an D-Schicht
Funkwellen-Ausbreitung
80m bis 160m-Band
- tagsüber: nur Bodenwelle, da die D-Schicht absorbiert
- nachts: DX-Verbindungen via F2-Schicht
A:
B:
C:
D:
A:
B:
C:
D:
A: nicht von großer Bedeutung, weil sie vor allem für die höheren Frequenzen durchlässig ist.
B: von großer Bedeutung, weil sie die Dämpfung in der E-Region senkt und damit die Sprungdistanz vergrößert.
C: meist unerwünscht, weil sie durch Abdeckung die Ausbreitung durch Refraktion (Brechung) an der F2-Region verhindern kann.
D: erwünscht, weil sie durch zusätzliche Reflexion die Wirkung der F2-Region verstärken kann.
Mehrwegeausbreitung
- Funksignal gelangt auf mehr als einem Weg vom Sender zum Empfänger
- Reflexion an Gebäude, Gelände, Flugzeuge etc.
- Refraktion an Ionossphäre bei Kurzwelle
- Führt zu Interferenz mit Verstärkung oder Auslöschung des Signals
|
Phase: |
90 °
|
- Bei zusätzlicher Bewegung (Betrieb im Auto, Brechung am Flugzeug, Veränderung in der Ionosphäre) verändert sich ständig das Summensignal im Empfänger
- Schwankende Signalstärke → Schwund, Fading oder QSB
- Verzerrungen des Signals und schlechtere Verständlichkeit
Aurora I
- Aurora- oder Polarlichterscheinung in ca. 90 bis
200 km Höhe - Hauptsächlich über magnetischen Nord- und Südpol
- Sauerstoff- und Stickstoffatome werden vom Sonnenwind angeregt oder ionisiert
- Sonnenwind: Elektrisch geladene Teilchen
- Bei Sonneneruptionen besonders stark
Aurora und Amateurfunk
- Funkwellen können sich an ionisierten Sauerstoff- und Stickstoffatomen brechen
- Insbesondere für VHF-DX-Verbindungen nutzbar
- Sprache nur schlecht nutzbar (große Bandbreite)
- Für CW und Digimodes brauchbar
- Rapport: für T wird „A“ vergeben, da Ton rau und schwankend ist
A: Es wird beurteilt mit R, S, T und „A“ für Aurora.
B: Es wird beurteilt mit R, S und T, da Aurora-Verbindungen überwiegend in CW getätigt werden.
C: Es wird beurteilt mit R, S und „A“ für Aurora, da der Ton bei Aurora sehr rau ist und nicht beurteilt werden kann.
D: Es wird beurteilt mit R und T, weil die Signalstärke stark schwankt.
Aurora II
Auftreten von Aurora
- Die Aurora findet in der Nähe der Pole statt
- Die Aurora ist auf Höhe der E-Region (90 bis
130 km ) - Geladene Teilchen der Sonne dringen in die Atmosphäre ein
A: In der E-Region in der Nähe des Äquators.
B: In der E-Region in der Nähe der Pole
C: In der F-Region
D: In der D-Region
A: Eine niedrige Sonnenfleckenzahl.
B: Eine hohe Sonnenfleckenzahl.
C: Das Eindringen starker Meteoritenschauer in die Atmosphäre der Polarregionen.
D: Das Eindringen geladener Teilchen von der Sonne in die Atmosphäre der Polarregionen.
A: Westen
B: Norden
C: Süden
D: Osten
Nutzung für Wellenausbreitung
- Die Aurora ist ein stark ionisierter Bereich, die Funkwellen über
30 MHz reflektiert - Wird also hauptsächlich mit UHF und VHF verwendet
- Sprache ist zu breitbandig, deshalb eignet sich CW am besten
- Trotzdem ist das Signal „flatternd“ und „verbrummt“
A: starke Magnetfelder auftreten, die Funkwellen reflektieren.
B: stark ionisierte Bereiche auftreten, die Funkwellen reflektieren.
C: starke Inversionsfelder auftreten, die Funkwellen reflektieren.
D: starke sporadische D-Regionen auftreten, die Funkwellen reflektieren.
A: Die Verbindung ist durch Reflexion von Ultrakurzwellen an polaren Nordlichtern zustande gekommen (Reflexion an polaren Ionisationserscheinungen).
B: Die Verbindung ist durch Beugung von Ultrakurzwellen an Lichtquellen der Polarregion zustande gekommen (Beugung an ionisierten Polarschichten).
C: Die Verbindung ist durch Verstärkung der polaren Nordlichter mittels Ultrakurzwellen zustande gekommen (Reflexion von ionisiertem Polarlicht).
D: Die Verbindung ist durch Reflexion von verbrummten Ultrakurzwellen am Polarkreis zustande gekommen (Reflexion an Ionisationserscheinungen des Polarkreises).
A: SSB
B: CW
C: RTTY
D: FM
A: CW-Signale haben einen besseren Ton.
B: CW- und Fonie-Signale haben ein Echo.
C: Die Lesbarkeit von Fonie-Signalen verbessert sich.
D: CW-Signale haben einen flatternden und verbrummten Ton.
Sporadic-E II
- Regional begrenzte ungewöhnlich hohe Ionisation der E-Schicht
- Refraktion (Brechung) von Funkwellen in VHF und UHF
- Auch
10 m -Band möglich
A: Kurzzeitig auftretende starke Reflexion von VHF-Signalen an Meteorbahnen innerhalb der E-Region.
B: Kurzfristige plötzliche Inversionsänderungen in der E-Region, die Fernausbreitung im VHF-Bereich ermöglichen.
C: Lokal begrenzten kurzzeitigen Ausfall der Reflexion durch ungewöhnlich hohe Ionisation innerhalb der E-Region.
D: Die Refraktion (Brechung) in lokal begrenzten Bereichen mit ungewöhnlich hoher Ionisation innerhalb der E-Region.
Short Skip
- Funkverbindungen mit Sprungentfernungen unter
1000 km - Durch Refraktion an einer Sporadic-E-Schicht
- Insbesondere im
10 m -Band
A: durch Refraktion (Brechung) in sporadischen E-Regionen ermöglicht werden.
B: durch Refraktion (Brechung) in der hochionisierten D-Region ermöglicht werden.
C: bei entsprechendem Abstrahlwinkel durch Refraktion (Brechung) in der F2-Region ermöglicht werden.
D: bei entsprechendem Abstrahlwinkel durch Refraktion (Brechung) in der F1-Region ermöglicht werden.
Sporadic-E III
- Sporadic E ist ein besonders stark ionisiertert Bereich in der E-Region
- Reflexion von hohen Kurzwellenbändern und VHF
- Tausende Kilometer sind möglich
- Die Tote Zone wird reduziert
A: besonders stark ionisierten Bereichen der E-Region.
B: Inversionen am unteren Rand der E-Region.
C: Ionisationsspuren von Meteoriten in der E-Region.
D: geomagnetischen Störungen am unteren Rand der E-Region.
A:
B:
C:
D:
A: Die ionosphärische Ausbreitung fällt komplett aus.
B: Die Signale werden stark verbrummt empfangen.
C: Die „tote Zone“ wird reduziert oder verschwindet ganz.
D: Bei Überseeverbindungen tritt Flatterfading auf.
Ionosphäre II
- Ionosphäre enthält große Menge von Ionen und freier Elektronen
- In ca. 50 bis
450 km Höhe - Refraktion von Kurzwellen, wodurch weltweite Kommunikation ermöglicht wird
A: den Wolken in der niedrigen Atmosphäre.
B: den parasitären Elementen einer Richtantenne.
C: Hoch- und Tiefdruckgebieten der hohen Atmosphäre.
D: elektrisch aufgeladenen Luftschichten in der Ionosphäre.
Ausbreitung von Funkwellen
- In den kommenden Abschnitten werden Einflüsse der Funkwellenausbreitung an der Ionosphäre besprochen
- Und mit welchen Maßnahmen wir die Ausbreitung unserer Funkwellen optimieren können
- Zuerst eine exemplarische Betrachtung der Wellenausbreitung
Hier kann man das Ganze interaktiv ausprobieren. Wenn der Abstrahlwinkel flach ist steigt die Reichweite. Ist der Abstrahlwinkel steil, so verkürzt sich die Reichweite.
| Abstrahlwinkel $\alpha$: |
0 °.
|
Schichten der Ionosphäre
- Es gibt in verschiedenen Höhen verschiedene „Schichten“ bzw. Regionen mit unterschiedlich starker Ionisierung
- Diese tragen die Namen
- D-Schicht
- E-Schicht
- F1-Schicht
- F2-Schicht
D-Region
- In ca. 50–
90 km Höhe - Existiert nur am Tag
- Nach Sonnenuntergang sehr schnell verschwunden
- Starke Dämpfung von Funkwellen unter
10 MHz - Keine Raumwelle für Amateurfunkbänder wie
160 m oder 80m
A: A-Region.
B: F2-Region.
C: F1-Region.
D: D-Region.
A: Die D-Region reflektiert tagsüber die Wellen im 80- und
B: Die D-Region absorbiert tagsüber die Wellen im
C: Die D-Region führt tagsüber zu starker Dämpfung im 80- und
D: Die D-Region verhindert nachts die Fernausbreitung im Lang-, Mittel- und unteren Kurzwellenbereich.
E-Region
- In ca. 90–
130 km Höhe - Entsteht tagsüber mit Maximum zur Mittagszeit
- Verschwindet etwa 1 Stunde nach Sonnenuntergang
- Starke Ionisation → Sporadic-E
- Namensgebene: E(lektrische)-Schicht
A: Die F2-Region
B: Die F1-Region
C: Die E-Region
D: Die D-Region
F-Regionen
- In ca. 200–
400 km Höhe - Am stärksten ionisierte Schicht
- F1-Schicht existiert nur am Tag
- F2-Schicht bleibt nachts bestehen
A: Die E-Region
B: Die D-Region
C: Die F2-Region
D: Die F1-Region
A: E-Region
B: D-Region
C: F2-Region
D: F1-Region
A: 130 bis
B: 90 bis
C: 130 bis
D: 50 bis
Sonnenzyklus
- Im Schnitt alle 11 Jahre durch Umkehrung des Magnetfelds
- Führt zu starker Ionisation der F2-Region
Ursachen des Sonnenzyklus
- Polregionen der Sonne rotieren langsamer als Äquator
- Führt zu inneren Spannungen des Magnetfelds
- Magnetfelder zwischen Sonnenflecken fallen abrupt zusammen → Plasma wird freigesetzt und hat Einfluss auf die Ionosphäre der Erde
A: 11 Jahre
B: 12 Monate
C: 7 Jahre
D: 6 Monate
A: Die Sonnenaktivität ist in der Nacht sehr hoch, am Tag sehr schwach und führt deshalb zu keiner Ionisation in der D-Region.
B: Die Sonnenaktivität ist sehr hoch und führt zu stärkerer Ionisation in der F-Region.
C: Die Sonnenaktivität ist sehr hoch und führt zu schwächerer Ionisation in der F-Region.
D: Die Sonnenaktivität verringert sich stark und führt zu stärkerer Ionisation in der F-Region.
A:
B:
C:
D:
Ionosphäre III
Messung der Sonnenaktivität:
- Zählung der Sonnenflecken
- Messung des solaren Flux
Solarer Flux
- Strahlung der Sonne auf
2,8 GHz - Wird seit Mitte des 20. Jahrhunderts durchgeführt
- Ist weniger sprunghaft als Zählung der Sonnenflecken
- Reicht von 65 im Aktivitätsminimum und bis über 300 bei starken Maxima
- Werte über 100 führen zu höherer Ionisierung und verbesserten Ausbreitungsbedigungen im KW-Bereich
A: wird aus der Sonnenfleckenrelativzahl R abgeleitet und ist ein Indikator für die Aktivität der Sonne. Fluxwerte über 60 führen zu einem stark erhöhten Ionisationsgrad in der Ionosphäre und zu einer erheblich verbesserten Fernausbreitung auf den höheren Kurzwellenbändern.
B: ist die gemessene Energieausstrahlung der Sonne im GHz-Bereich. Fluxwerte über 100 führen zu einem stark erhöhten Ionisationsgrad in der Ionosphäre und zu einer erheblich verbesserten Fernausbreitung auf den höheren Kurzwellenbändern.
C: ist die gemessene Energieausstrahlung der Sonne im Kurzwellenbereich. Fluxwerte über 60 führen zu einem stark erhöhten Ionisationsgrad in der Ionosphäre und zu einer erheblich verbesserten Fernausbreitung auf den höheren Kurzwellenbändern.
D: wird aus der Sonnenfleckenrelativzahl R abgeleitet und ist ein Indikator für die Aktivität der Sonne. Fluxwerte über 100 führen zu einem stark erhöhten Ionisationsgrad der D-Region und damit zu einer erheblichen Verschlechterung der Fernausbreitung auf den Kurzwellenbändern.
Wellenausbreitung an D- und E-Schicht
Inhalt wurde bereits in der Sektion Troposphäre III vermittelt.
A: 50 bis
B: 250 bis
C: 9 bis
D: 130 bis
A: 90 bis
B: 130 bis
C: 250 bis
D: 50 bis
A:
B:
C:
D:
Tote Zone I
- Bereich, wo die Bodenwelle nicht mehr hin gelangt
- Und die Raumwelle noch nicht hingelangt
- Abhängig vom Reflexionswinkel der Raumwelle
- Funkstationen in der Toten Zone können mich nicht hören
A: der durch die Bodenwelle erreicht wird und für die Raumwelle nicht zugänglich ist.
B: der durch die Bodenwelle überdeckt wird, so dass schwächere DX-Stationen zugedeckt werden.
C: der durch die Überlagerung der Bodenwelle mit der Raumwelle in einer Zone der gegenseitigen Auslöschung liegt.
D: der durch die Bodenwelle nicht mehr erreicht wird und durch die Raumwelle noch nicht erreicht wird.
Tote Zone II
Tote Zone
- Je höher die Frequenz, desto größer ist der Radius der toten Zone
- Insbesondere auf den höheren Bändern kann es zur Fehlannahme einer freien Frequenz kommen
A: zwei in verschiedenen ionosphärischen Regionen reflektierte Wellen mit auslöschender Phase bei Funkstelle B eintreffen.
B: die Funkstelle B die Bodenwelle nicht mehr und die Raumwelle noch nicht empfangen kann.
C: die Boden- und Raumwellen sich bei Funkstelle B gegenseitig aufheben.
D: bei Funkstelle B der Mögel-Dellinger-Effekt aufgetreten ist.
Fading
- Raumwelle trifft noch im Bereich der Bodenwelle wieder zum Empfänger
- Durch Wellenüberlagerung können sich Raum- und Bodenwelle gegenseitig abschwächen
- Signal verliert an Stärke → Fading
|
Amplitude: |
80%
|
|
|
Phase: |
180 °
|
A: Fading
B: MUF
C: Backscatter
D: Mögel-Dellinger-Effekt
A: Frequenzverschiebung (Doppler-Effekt)
B: Feldstärkeschwankungen (Fading)
C: Rauschen (Noise)
D: Rückstreuung (Backscatter)
Interferenz
- Verhalten ist gleich wie bei der Mehrwegeausbreitung
- Dadurch kommt es zu Interferenzen der beiden Signale
A: Es kommt zu Interferenzen der beiden Signale.
B: Es kommt zu Reflexionen der beiden Signale.
C: Es kommt zu Beugungseffekten bei beiden Signalen.
D: Es kommt zu Frequenzveränderungen beider Signale.
Sprungdistanz I
- Je flacher meine Antenne im Winkel zur Erdoberfläche abstrahlt, umso weiter ist die Sprungdistanz
- Je steiler meine Antenne nach oben strahlt, umso kürzer ist die Sprungdistanz
Hier kann man das Ganze interaktiv ausprobieren. Wenn der Abstrahlwinkel flach ist steigt die Reichweite. Ist der Abstrahlwinkel steil, so verkürzt sich die Reichweite.
| Abstrahlwinkel $\alpha$: |
0 °.
|
A: vom Abstrahlwinkel der Antenne.
B: von der Sendeleistung.
C: von der Polarisation der Antenne.
D: vom Antennengewinn.
Sprungdistanz II
- Bisher: Sprungdistanz durch Abstrahlwinkel verändern
- Auch zu beachten:
- Höhe der ionisierten Region
- die Tageszeit wegen der unterschiedlichen Schichten
- genutzte Frequenz wegen unterschiedlicher Refraktionseigenschaften an den Schichten
A: Die Änderung der Frequenz des ausgesendeten Signals.
B: Die aktuelle Höhe der ionisierten Regionen.
C: Die Änderung der Strahlungsleistung.
D: Die Tageszeit.
A: Etwa
B: Etwa
C: Etwa
D: Etwa
MUF und LUF
Maximal Usable Frequency (MUF)
- Höchste zwischen zwei Orten verwendbare Frequenz
- Ist abhängig vom Abstrahlwinkel der Antenne
- Und der kritischen Frequenz der Ionosphäre
Berechnung der MUF
$MUF \approx \dfrac{f_c}{sin(\alpha)}$
$\alpha$ ist der Abstrahlwinkel der Antenne zum Boden
$f_c$ ist die kritische Frequenz bei der senkrecht auf die Ionosphäre auftretende Funkstrahlen von den Regionen gebrochen werden → bei stärkerer Ionisation einer Region steigt die kritische Frequenz
A: Niedrigste nutzbare Frequenz
B: Kritische Grenzfrequenz
C: Höchste nutzbare Frequenz
D: Mittlere Nutzfrequenz
A: unverändert bleiben.
B: verschwinden.
C: abnehmen.
D: zunehmen.
A: einer stärkeren Absorption der höheren Frequenzen.
B: einer größeren Durchlässigkeit für die höheren Frequenzen.
C: einer höheren MUF.
D: einer niedrigeren MUF.
Lowest Usable Frequency (LUF)
- Abhängig von der Ionisierung in der D-Schicht
- Je weniger Dämpfung in der D-Schicht, umso mehr tiefere Funkwellen können diese Schicht durchdringen und an den höheren Schichten reflektieren
A: von der Polarisation der Antenne.
B: vom Ionisierungsgrad in der D-Region.
C: vom Ionisierungsgrad in der E-Region.
D: vom Abstrahlwinkel der Antenne.
MUF und LUF II
Höchste brauchbare Frequenz (MUF)
- Höchste Frequenz mit der eine Verbindung über die Raumwelle hergestellt werden kann
- Abhängig vom Abstrahlwinkel $\alpha$
A: höchste durchlässige Frequenz bezeichnet (LUF).
B: kritische Frequenz bezeichnet (f$_{krit}$, foF2).
C: höchste nutzbare Frequenz bezeichnet (MUF).
D: optimale Arbeitsfrequenz bezeichnet (f$_{opt}$, FOT).
A: der Mittelwert aus der höchsten und niedrigsten brauchbaren Frequenz.
B: die niedrigste brauchbare Frequenz.
C: die vorgeschriebene nutzbare Frequenz.
D: die höchste brauchbare Frequenz.
Kritische Frequenz
- Bei
90° Abstrahlwinkel muss das Signal in der Ionosphäre eine180° -Wendung vollziehen - Kritische Frequenz fc bei der das Signal reflektiert wird
- MUF ist größer als fc, da in der Regel nicht senkrecht nach oben gesendet wird
$MUF \approx \frac{f_c}{\sin(\alpha)}$
A: liegt tiefer als die kritische Frequenz, und zwar um so mehr, je steiler die Sendeantenne abstrahlt bzw. die Empfangsantenne aufnimmt.
B: liegt tiefer als die kritische Frequenz, und zwar um so mehr, je flacher die Sendeantenne abstrahlt bzw. die Empfangsantenne aufnimmt.
C: liegt höher als die kritische Frequenz, und zwar um so mehr, je flacher die Sendeantenne abstrahlt bzw. die Empfangsantenne aufnimmt.
D: ist nicht davon abhängig, wie flach die Sendeantenne abstrahlt bzw. die Empfangsantenne aufnimmt, sondern nur vom Zustand der Ionosphäre.
Optimale Frequenz
- Kommerzielle Frequenzplanung verwendet eine Frequency of optimal transmition, optimale Sendefrequenz
- Frequenz, die auf einem bestimmten Signalweg statistisch an
90 % aller Tage eine Funkverbindung erlaubt - Liegt
15 % unter dem monatlichen Mittel der MUF - $f_{\textrm{opt}} = \textrm{MUF}\cdot 0,85$
- Spielt für Amateurfunk keine große Rolle, da keine dauerhafte Verbindung aufgebaut wird
- Im Amateurfunk wird bis nahe an der MUF gearbeitet
A: Die MUF liegt bei
B: Die MUF liegt bei
C: Die MUF liegt bei
D: Die MUF liegt bei
Lösungsweg
- gegeben: $\alpha = 45\degree$
- gegeben: $f_c = 3MHz$
- gesucht: MUF
- gesucht: $f_{\textrm{opt}}$
$$\begin{equation}\begin{split} \nonumber MUF &\approx \frac{f_c}{\sin(\alpha)}\\ &\approx \frac{3MHz}{0,71}\\ &\approx 4,2MHz \end{split}\end{equation}$$
$$\begin{equation}\begin{split} \nonumber f_{\textrm{opt}} &= \textrm{MUF}\cdot 0,85\\ &= 4,2MHz \cdot 0,85\\ &= 3,6MHz \end{split}\end{equation}$$
Niedrigste brauchbare Frequenz (LUF)
Niedrigste Frequenz mit der eine Verbindung über die Raumwelle hergestellt werden kann
A: die niedrigste brauchbare Frequenz, bei der eine Verbindung über die Raumwelle hergestellt werden kann.
B: der Mittelwert der höchsten und niedrigsten brauchbaren Frequenz, bei der eine Verbindung über die Raumwelle hergestellt werden kann.
C: die gemessene brauchbare Frequenz, bei der eine Verbindung über die Raumwelle hergestellt werden kann.
D: die brauchbarste Frequenz, bei der eine Verbindung über die Raumwelle hergestellt werden kann.
A: Die optimale Frequenz, die für Verbindungen über die Raumwelle genutzt werden kann, liegt bei
B: Die niedrigste Frequenz, die für Verbindungen über die Raumwelle als noch brauchbar angesehen wird, liegt bei
C: Die mittlere Frequenz, die für Verbindungen über die Raumwelle genutzt werden kann, liegt bei
D: Die höchste Frequenz, die für Verbindungen über die Raumwelle als noch brauchbar angesehen wird, liegt bei
Kritische Frequenz
Kritische Frequenz
Wiederholung
- Bei
90° Abstrahlwinkel muss das Signal in der Ionosphäre eine180° -Wendung vollziehen - Kritische Frequenz fc bei der das Signal reflektiert wird
- MUF liegt höher als fc, da in der Regel nicht senkrecht nach oben gesendet wird
- Kritische Frequenz ist je nach ionosphärische Region, dem Ort und der Zeit unterschiedlich
- Separate Angaben je nach Ionosphären-Region möglich
- Formelzeichen: fo
- Ergänzt durch die Schicht, z.B. foF2
A: höchste Frequenz, die bei senkrechter Abstrahlung von der F2-Region noch zur Erde zurückgeworfen wird.
B: höchste Frequenz, die bei waagerechter Abstrahlung von der F2-Region noch zur Erde zurückgeworfen wird.
C: niedrigste Frequenz, die bei waagerechter Abstrahlung von der F2-Region noch zur Erde zurückgeworfen wird.
D: niedrigste Frequenz, die bei senkrechter Abstrahlung von der F2-Region noch zur Erde zurückgeworfen wird.
A:
B:
C:
D:
Bodenwelle
- Die Bodenwelle reicht über den sichtbaren Horizont raus
- Folgt der Erdkrümmung
- Am besten für Frequenzen unter
3 MHz
Reichweite
- Reichweite ist von Frequenz und Bodenbeschaffenheit abhängig
- Langwelle (
30 kHz –300 kHz ) bis zu1000 km , Mittelwelle (300 kHz –3 MHz ) bis zu250 km - Gut nutzbar im
160 m -Band - Im
10 m -Band für Kommunikation im Stadtbereich nutzbar - VHF und höhere Frequenzen vernachlässigbar
A: über die Raumwelle, weil die Refraktion (Brechung) in der D-Region für Frequenzen bis zu
B: über die Bodenwelle, weil durch die Dämpfung der D-Region keine Raumwelle entstehen kann.
C: über Raum- und Bodenwelle, weil es bei den Frequenzen unter
D: über die Raumwelle, weil es in der Troposphäre durch Temperaturinversionen zu Reflexionen für die Frequenzen unter
A: Die Bodenwelle folgt der Erdkrümmung und geht nicht über den geografischen Horizont hinaus. Sie wird in niedrigeren Frequenzbereichen stärker gedämpft als in höheren Frequenzbereichen.
B: Die Bodenwelle folgt der Erdkrümmung und geht nicht über den geografischen Horizont hinaus. Sie wird in höheren Frequenzbereichen stärker gedämpft als in niedrigeren Frequenzbereichen.
C: Die Bodenwelle folgt der Erdkrümmung und geht über den geografischen Horizont hinaus. Sie wird in höheren Frequenzbereichen stärker gedämpft als in niedrigeren Frequenzbereichen.
D: Die Bodenwelle folgt der Erdkrümmung und geht über den geografischen Horizont hinaus. Sie wird in niedrigeren Frequenzbereichen stärker gedämpft als in höheren Frequenzbereichen.
Greyline
- Übergang zwischen Tag- und Nacht
- Für den Kurzwellenfunk interessant
Tag zu Nacht
- D-Region wird abgebaut
- E-Region kann noch vorhanden sein
- F1-Region baut langsam ab
- F2-Region bleibt geschwächt bestehen
Nacht zu Tag
- D-Region baut erst auf, wenn Sonne in unteren Regionen angekommen
- E-Region baut sich langsam auf
- F1-Region vor E- und D-Region aufgebaut
- F2-Region wird wieder stärker
Greyline-DX
- Kurzwellen werden an der schwachen D-Region flach gebrochen und weniger gedämpft
- Die gebrochenen Kurzwellen werden in der F-Region flach reflektiert
- Hohe Skip-Distanz
- Greyline-DX oder Twilight-DX
A: Die Zeit mit den besten Möglichkeiten für „Short-Skip“-Ausbreitung.
B: Die Übergangszeit vor und nach dem Winter, in der sich die D-Region ab- und wieder aufbaut.
C: Die Zone der Dämmerung um Sonnenauf- und -untergang herum.
D: Die instabilen Ausbreitungsbedingungen in der Äquatorialzone.
Mögel-Dellinger-Effekt
- Sonneneruptionen mit Plasma-Flares ionisieren die D-Region
- Hohe Dämpfung der Raumwelle bis
300 MHz - Totaler Ausfall der Raumwelle für wenige Minuten bis Stunden möglich
- Kann nur tagsüber auftreten
- Besonders stark bei Sonnenfleckenmaximum
A: Mögel-Dellinger-Effekt.
B: Aurora-Effekt.
C: kritischer Schwund.
D: sporadische E-Ausbreitung.
A: Das Übersprechen der Modulation eines starken Senders auf andere, über die Ionosphäre übertragene HF-Signale.
B: Den zeitlich begrenzten Schwund durch Mehrwegeausbreitung in der Ionosphäre.
C: Den zeitlich begrenzten Ausfall der Raumwellenausbreitung.
D: Die zeitlich begrenzt auftretende Verzerrung der Modulation.
Langer und kurzer Weg I
- Durch die Kugelform der Erde kann ein Ziel geradlinig über zwei Wege erreicht werden
- Funkwellen können sich je nach Ausbreitungsbedingungen besser über den längeren, indirekten Weg ausbreiten
A: Die Verbindung mit Australien ist wegen der Ausbreitungsbedingungen auf dem indirekten und somit längeren Weg über Südamerika hinweg zustande gekommen.
B: Der Verbindungsweg mit Australien ist wegen der schlechten Ausbreitungsbedingungen erst nach langer Wartezeit zustande gekommen.
C: Die Verbindung mit Australien ist wegen der Ausbreitungsbedingungen auf langem direktem Weg über Südamerika hinweg zustande gekommen.
D: Die Verbindung mit Südamerika ist wegen der Ausbreitungsbedingungen auf dem indirekten und somit längeren Weg über Australien hinweg zustande gekommen.
A: Bei guten Ausbreitungsbedingungen treten mehrfache Refraktionen (Brechungen) mit vielen Sprüngen (hops) auf. Sie hören dann Ihre eigenen Zeichen zeitverzögert als „Echo“ im Empfänger wieder. Sie laufen also den „langen Weg einmal um die Erde“.
B: Bei sehr guten Ausbreitungsbedingungen liegen die reflektierenden Regionen in großer Höhe. Die Sprungdistanzen werden dann sehr groß, so dass sie die Reichweite der Bodenwelle um ein Vielfaches übertreffen. Dann kann man mit einem Sprung einen „sehr langen Weg“ zurücklegen.
C: Bei guten Ausbreitungsbedingungen treten mehrfache Refraktionen (Brechungen) mit vielen Sprüngen (hops) auf. Dann ist es möglich, sehr weite Entfernungen – „lange Wege“ – zu überbrücken.
D: Die Funkverbindung läuft nicht über den direkten Weg zur Gegenstation, sondern über die dem kürzesten Weg entgegengesetzte Richtung.
Langer und kurzer Weg II
Eine geradlinige Verbindung zwischen zwei Orten auf einer Kugel verläuft immer entlang des Großkreises
- Bei einer Richtantenne ist der Drehwinkel der Hauptstrahlrichtung entscheidend für das zu erreichende Funkziel
- Ein anderer Ort kann somit über zwei Drehrichtungen erreicht werden
- Die Strecke ist dabei unterschiedlich lang
- Der Drehwinkel unterscheidet sich dabei um
180° - Beispiel: von Berlin nach Sydney/Australien ist der kurze Weg bei
65° , der lange Weg bei245°
A: Durch die verhallte Tonlage der Verbindung erkennt er, dass diese in zwei Richtungen nach Brasilien stattgefunden hat. Das heißt, er hat „PY“ nicht nur direkt, sondern auf einem längeren Weg gearbeitet.
B: Durch die verhallte Tonlage der Verbindung nach Brasilien, Ausbreitung der Funkwellen über zwei entgegengesetzte Wege.
C: Aus der Stellung seiner Richtantenne erkennt er, dass diese der Richtung des kürzesten Weges nach Brasilien um
D: Aus der Stellung seiner Richtantenne erkennt er, dass diese in Richtung des längeren Weges nach Brasilien eingesetzt ist. Das heißt, er hat „PY“ auf dem direkten Weg gearbeitet.
Rechnung
Für den langen Weg
- Bei Drehwinkel zwischen
0° und180° : Drehwinkel +180° - Bei Drehwinkel zwischen
180° und360° : Drehwinkel –180°
A:
B:
C:
D:
A:
B:
C:
D:
Scatter
- Scatter: Besondere Formen der Reflexion und Streuung eines Funksignals
- Damit können größere Entfernungen überbrückt werden
Regenscatter
- Englisch Rainscatter
- Streuung an Regentropfen in alle Richtungen (Rayleigh-Streuung)
- Tropfengröße muss zur Wellenlänge passen: 6- und 3-cm-Band
- Antenne wird auf Regenwolke gehalten
- Rauer Ton in SSB- und CW-Signalen (ähnlich Aurora)
A: Streuungen von Mikrowellen, insbesondere im
B: Reflexionen im
C: Streuungen von Mikrowellen, insbesondere im
D: Reflexionen in den VHF- und UHF-Bereichen an größeren Regentropfen.
Backscatter
- Brechung der Raumwelle zurück zum Empfänger
- Vor allem während der Dämmerung
- Starke und schnell schwankende Signalstärke (Flatterfading, flutter fading)
A: hohe Signalstärken
B: Pfeif- und Knattergeräusche
C: schnelle, unregelmäßige Feldstärkeschwankungen (Flatterfading)
D: breitbandiges Rauschen
Aircraft-Scatter
- Reflexion (also eigentlich kein Scatter) von VHF, UHF und SHF an Flugzeugen
- Flugzeug muss auf Verbindungslinie zwischen Sender und Empfänger sein
- Recht kurze Verbindung aufgrund der schnellen Bewegung des Flugzeugs
A: Betrieb einer Amateurfunkstelle an Bord eines Flugzeuges.
B: Überhorizontverbindungen im VHF-, UHF- und SHF-Bereich durch Reflexion an Flugzeugen.
C: Das Beobachten des Funkverkehrs von Flugzeugen mit Hilfe von Amateurfunkgeräten und Antennen.
D: Überhorizontverbindungen im VHF- und UHF-Bereich durch Reflexionen an Funkfeuern.