Wellenausbreitung im Raum

Präsentation zum Thema: "Wellenausbreitung im Raum"—  Präsentation transkript:

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

2 Beeinflussungsmöglichkeiten
Dämpfung Reflexion Interferenz Beugung Streuung

3 Frequenzabhängigkeit
Ursache: Einstrahlung der Sonne Strahlung aus dem Weltraum

4 Aufbau der Atmosphäre

5 Ionosphäre

6 Elektronendichte in der Ionosphäre
Tromsø,

7 Globale Elektronenverteilung in der Ionosphäre

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

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

10 Nahempfangszone Fernempfangszone

11 Interferenzzone

12 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.

13 Nahfeld - Fernfeld

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

15 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

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

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

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

19 Sonnenflecken

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

21 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

22 Überreichweiten bei Meterwellen
Reflexionsfähige Schichten in der Troposphäre Bei bestimmten Wetterlagen

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

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

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

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

27 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?