Wellenausbreitung im HF-Kanal


Die Wellenausbreitung im Lang- bis Kurzwellenbereich unterliegt besonderen Eigenschaften. Neben der Ausbreitung der Aussendungen nahe des Erdbodens (Bodenwelle) spielt ein weiterer Ausbreitungsmodus, die Raumwelle, eine entscheidende Rolle. Hierbei profitieren Aussendungen im HF-Kanal von den Wechselwirkungen der elektromagnetischen Welle mit der Ionospäre, deren Beschaffenheit maßgeblich für die hohen erzielbaren Reichweiten der Raumwelle ist.

Die Ausbreitungseigenschaften des HF-Kanals werden von der Jahres- und Tageszeit bestimmt. Die für die Raumwellenausbreitung im Lang- bis Kurzwellenbereich wichtigen Ionosphärenschichten (E- und F-Schicht) varrieren in ihre Höhe und Dichte abhängig von der Tageszeit. Zusätzlich wird die Ausbreitung im HF-Kanal durch sporadisch auftretende Veränderungen der Ionosphäre die durch astronomische Phänomene hervorgerufen werden (Mögel-Dellinger-Effekt, Ionosphärenstürme, Gewitter) bestimmt.

Abbildung193
Ausbreitungsmöglichkeiten im HF-Kanal. Bodenwelle mit geringer Reichweite (blau), Raumwelle am Tag (schwarz) und Raumwelle in der Nacht (rot).

Die Reichweite einer Aussendung im Lang- bis Kurzwellenbereich hängt von:

    • der Zeit (Tageszeit, Jahreszeit) der Aussendung und
    • der Frequenz der Aussendung

ab.

Eine Ausbreitung über die Bodenwelle bietet die geringste Abdeckung, da die Welle durch ihre Nähe zum Erdboden in ihrer Ausbreitung gedämpft wird. Die Raumwellenausbreitung bietet eine erhöhte Reichweite durch Reflexion an den elektrisch leitenden Schichten der Ionosphäre. Die Reflexion an diesen Schichten ist verlustarm und führt zu einer Polarisationsänderung der reflektierten Welle. Die mögliche Reichweite bei der Übertragung einer Aussendung mithilfe von Raumwellen wird durch den Abstrahlwinkel (Höhenwinkel) und die Frequenz (ab einer gewissen Grenzfrequenz (MUF) wird die Schicht durchbrochen, es findet keine Reflextion mehr statt) der Aussendung bestimmt.

Überbrückbare Entfernungen der Raumwellenübertragung.
Überbrückbare Entfernungen der Raumwellenübertragung unterhalb der MUF (einzelner Hop).

Überträgt man die vorhergehenden Betrachtungen des HF-Kanals auf den Peilempfänger kommt man zu folgenden Schlüssen:

    • je nach Standort des Empfängers können durch die Reflektionen an der Ionosphäre Überlagerung von Aussendungen in einem Frequenzkanal auftreten (Gleichkanalstörung),
    • je nach Standort des Empfängers kann es zu keinem Empfang kommen (tote Zone) und
    • unter Kenntnis des Einfallswinkels (Höhenwinkels) der empfangenen Aussendung sowie der Reflextionsbedingungen der Ionosphäre sollte man auf den Standort des Senders schließen (siehe SSL).
Peilantenne für den HF-Bereich. Die Antennenelemente (Kreuzrahmen) weisen eine hohe Empfindlichkeit für Raumwellen auf. [Quelle: Werksfoto Rohde & Schwarz]
Peilantenne für den HF-Bereich. Die Antennenelemente (Kreuzrahmen) weisen eine hohe Empfindlichkeit für Raumwellen auf. [Quelle: Werksfoto Rohde & Schwarz]
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