Wellenausbreitung (Teil 1)

Wellenausbreitung im LW, MW- und KW-Bereich

LW: Langwelle / engl.: Low Frequency 30 kHz - 300 kHz

MW: Mittelwelle / engl.: Medium Frequency 0,3 MHz - 3 MHz

KW: Kurzwelle / engl.: High Frequency 3 MHz - 30 MHz

Vorausschickend muss ich anmerken, dass dieses Thema komplex und facettenreich ist. Die in diesem Kapitel gegebenen Erklärungen sind grob vereinfacht.

Grundsätzlich kann in der Ausbreitung von Funkwellen im Bereich der Lang-, Mittel-, und Kurzwellen zwischen Raumwelle und Bodenwelle unterschieden werden. Es Handelt sich dabei immer um die ein- und dieselbe Aussendung.

Unter einer Bodenwelle versteht man Radiowellen die sich entlang der Erdoberfläche ausbreiten und ihrer Krümmung folgen. Dabei ist sie dem absorbierenden Einfluss des Erdbodens, über den sie läuft, ausgesetzt. Die Absorption vergrößert sich mit steigender Frequenz. Wenn Wert auf eine große Bodenwellenreichweite gelegt wird, sollte die Antenne vertikal polarisiert sein.

Im Gegensatz dazu breitet sich die Raumwelle von einem Sendemast geradlinig wie Licht aus und wird beispielsweise von Bergen abgeschirmt, sie wird aber unter gewissen Voraussetzungen in der Ionosphäre gespiegelt und auf die Erde zurückgeworfen. Ein solches hinaufsenden und zurückreflektiert werden, wird als „Sprung“ (engl.: Hop“) bezeichnet. Wird mit der Antenne senkrecht nach oben gestrahlt, können mit einem Hop Entfernungen bis zu 300 km – 400 km im Radius erzielt werden. Wird das Signal hingegen flach abgestrahlt, können durch Einfach- oder Mehrfachspiegelung Entfernungen bis zu einigen 1000 km zurückgelegt werden. Frequenzen von 150 kHz bis 4 MHz haben in den Nachtstunden eine größere Reichweite als am Tag weil die Signaldämpfung in der Ionosphäre im Dunkeln zurückgeht und die Raumwelle mehr zu tragen kommt.

Frequenzen zwischen 3 MHz und 10 MHz können oft Tag und Nacht empfangen werden, da diese zu jeder Zeit über beide Ausbreitungswege verfügen. Diese Eigenschaft wird in der sogenannten NVIS (engl.: Near Vertical Incidence Skywave) ausgenutzt. Dabei wird die elektromagnetische Welle sehr steil (im 80°- bis 90°-Winkel) in den Himmel gestrahlt. Eingesetzt wird dieses Verfahren von Rundfunkbetreibern, Funkamateuren, dem Militär und Hilfsorganisationen. Frequenzen zwischen 10 MHz und 25 MHz breiten sich bei entsprechendem „Funkwetter“ Tagsüber über große Entfernungen aus (Raumwelle), wohingegen die Ausbreitung im Dunkeln eher auf die Bodenwelle beschränkt bleibt. Frequenzen ab ca. 25 MHz verhalten sich zunehmend wie Ultrakurze Wellen. Diese verhalten sich mit steigender Frequenz zunehmend wie Lichtwellen und breiten sich daher geradlinig aus.

Das „Funkwetter“ das vor allem die Kurzwellenausbreitung beeinflusst, hängt hauptsächlich vom Erdmagnetfeld und der Sonnenaktivität ab. Es gibt einschlägige Informationsseiten und regelrechte „Funkwetter“-Berichte. Im Zusammenhang mit entsprechender Prognose-Software (z.B. VOACAP) können für eine vorgegebene Funkstrecke, Frequenz und „Funk-Wetterlage“ die Wahrscheinlichkeit einer sicheren Verbindung errechnet werden.

Interessant könnte für manchen die Tatsache sein, dass auch unter der Erde Radio gehört werden kann. Je tiefer die Sendefrequenz umso „durchdringender“ die Welle. Wer Untertage radiohören möchte und im Versorgungsbereich eines Lang- oder Mittelwellensenders ist, kann sich glücklich schätzen. Natürlich hängt dies auch von der umgebenden Gesteinsart und/oder Erde ab – aber die Chancen stehen gut. Tiefe Kurzwellenfrequenzen kommen auch noch durch, UKW hingegen nicht. Wie an anderer Stelle geschrieben trifft dies auch auf den Empfang in dichtem Wald zu; auch dort werden hohe Frequenzen eher absorbiert.

Was die Signalausbreitung im Schnee betrifft, kann gesagt werden, dass je kompakter er gepresst ist, umso mehr wie Wasser verhält, dieses kann nur von Langwellensignalen durchdrungen werden.

Für die Kommunikation unter Wasser eignen sich nur sehr niedere Frequenzen. Um auch dort in den Genuss einer zeitgemäßen (Daten-)Verbindung zu gelangen, wird meistens ein Kabel mit einem Schwimmer an der Oberfläche verbunden, auf dem sich die Funkantennen befinden.

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