Wellenausbreitung im Raum Beeinflussungsmöglichkeiten Frequenzabhängigkeit Raumwelle - Bodenwelle Freiraum-Dämpfungsmass Nahfeld - Fernfeld

Beeinflussungsmöglichkeiten Dämpfung Reflexion Interferenz Beugung Streuung

Frequenzabhängigkeit Ursache: Einstrahlung der Sonne Strahlung aus dem Weltraum

Aufbau der Atmosphäre

Ionosphäre

Elektronendichte in der Ionosphäre Tromsø, 22.1.1993

Globale Elektronenverteilung in der Ionosphäre

Bodenwelle Bodenwelle: Reichweite begrenzt abhängig von der Geländestruktur, Bebauung, Bewuchs Dämpfung Beugung Reflexion

Raumwelle Reflexion an Schichten der Ionosphäre abhängig vom: Abstrahlwinkel der Frequenz den Eigenschaften der Reflexionsschicht. eventuell Mehrfachreflexion

Nahempfangszone Fernempfangszone

Interferenzzone

Schwund Zeitabhängige frequenzselektive Änderung des Empfangssignals hinsichtlich Amplitude und Funktionsverlauf. Schwund wird durch Interferenz von Raumwelle und Bodenwelle verursacht, da bei unterschied-lichen Laufwegen eine Phasendifferenz besteht.

Nahfeld - Fernfeld

Frequenzabhängigkeit Langwellen (LW) Mittelwellen (MW) Kurzwellen (KW) Meterwellen (UKW) Dezimeterwellen Zentimeterwellen Millimeterwellen

Langwellen (LW) Ausbreitung nur mit der Bodenwelle Reichweite von der Strahlungsleistung abhängig Starke Dämpfung Gleiche Empfangsbedingungen bei Tag und bei Nacht und zu allen Jahreszeiten

Mittelwellen (MW) Bodenwelle und reflektierte Raumwelle Abhängig von der Tageszeit Abhängig von der Jahreszeit

Aufgaben: Welche Wegdifferenz müsste zwischen Raumwelle und Bodenwelle bestehen, damit vollständige Auslöschung erreicht wird? Zu welcher Jahreszeit ist der Empfang von Mittelwellen schlechter?

Kurzwellen (KW) Reflexion der Raumwelle an der Ionosphäre Mehrfachreflexionen -> ausgeprägter Fernempfang Oft grosse tote Zonen Übertragungsqualität von Tageszeit, Jahreszeit, Sonnenfleckenzahl abhängig

Sonnenflecken

MUF und LUF MUF = maximum usable frequency LUF = lowest usable frequency

Meterwellen (UKW) Nur Bodenwelle interessant In der Regel keine Reflexion der Raumwelle an der Ionosphäre Geradlinige Ausbreitung (quasioptisch) Daher beschränkte Reichweite Zu beachten: Reflexion und Beugung

Überreichweiten bei Meterwellen Reflexionsfähige Schichten in der Troposphäre Bei bestimmten Wetterlagen

Dezimeterwellen quasioptisch Richtfunkverbindungen Fresnel-Zone muss frei von Hindernissen sein. Streustrahlung an Inhomogenitäten der Troposphäre möglich (Troposcatter).

Fresnel-Zone Das Rotationsellipsoid mit Breite b und Länge d muss frei von Hindernissen sein, damit sich keine Interferenzen bilden.

Freiraum-Dämpfungsmass Für eine hindernisfreie Verbindung Für Funkverbindungen mit quasioptischen Wellen Freiraum-Dämpfungsmass: d = Abstand Sender - Empfänger

Zentimeter- und Millimeterwellen Weisen das stärkste quasioptische Verhalten auf. Vorteil: einfach zu bündeln Nachteil: häufige Reflexionen Starke Dämpfung durch Gase und Wasser

Aufgaben Bei einer Richtfunkanlage sei die Breite der Fresnel-Zone wegen vorhandener Hindernisse zwischen Sender und Empfänger vorgegeben. Was geschieht, wenn der Abstand zwischen Sender und Empfänger verringert wird? Welche Beeinflussungen können für elektro-magnetische Wellen in der Atmosphäre auftreten?