Um eine Funkverbindung zwischen zwei Orten über die Raumwelle herzustellen, muss eine Frequenz gewählt werden, die von der Ionosphäre zuverlässig zur Erde zurückgebrochen wird. In der Regel betrifft das nicht nur eine einzelne Frequenz, sondern einen ganzen Frequenzbereich. Oft entscheidet man sich dabei für das höchste Amateurfunkband innerhalb dieses Bereichs.
Dieser Frequenzbereich wird nach oben hin begrenzt durch die MUF (maximal usable frequency), also der höchsten Frequenz, die die Ionosphäre gerade noch für die Distanz zwischen Sender und Empfänger zurückbrechen kann.
Die MUF hängt von der Dichte der freien Elektronen in der brechenden Region (hier: F2-Region) sowie vom Einfallswinkel der Funkwelle in die Ionosphäre ab. Abbildung EA-2.15.1 zeigt die Vorhersage der MUF für einen Sommertag im Juli 2025. Dabei wird deutlich, dass die MUF von der Tageszeit abhängt: Tagsüber führt die stärkere Ionisation zu einer höheren MUF, nachts nimmt die Ionisation ab und die MUF sinkt entsprechend. Ein weiteres Beispiel zeigt Abbildung EA-2.15.2. Die MUF liegt hier bei etwa $\qty{7,5}{\mega\hertz}$. Das bedeutet, dass die Frequenzen $\qty{14}{\mega\hertz}$ und $\qty{7}{\mega\hertz}$ noch zur Erde zurückgebrochen werden, während Frequenzen oberhalb von $\qty{7,5}{\mega\hertz}$ in Richtung Weltraum abgelenkt werden. Das ist auch der Grund, warum wir mit der Raumstation ISS auf dem $\qty{2}{\meter}$-Band kommunizieren: Mit $\qty{145,800}{\mega\hertz}$ liegen wir deutlich über einer typischen MUF.
![Der folgende Alt-Text wurde noch nicht geprüft: Kurzfassung: Liniendiagramm mit zwei Kurven „MUF“ (orange) und „LUF“ (blau), die die „Frequenz [MHz]“ über „Stunden“ (2–24) zeigen; eine kleine grau schattierte Fläche liegt zwischen den Kurven am Vormittag.
Detailbeschreibung: Das Diagramm hat ein feines Gitternetz. Die x‑Achse ist mit „Stunden“ beschriftet und zeigt die Werte 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24. Die y‑Achse ist mit „Frequenz [MHz]“ beschriftet und zeigt die Marken 3.6, 7.1, 14.2, 21.2, 28.5. Oben links befindet sich eine Legende: orange Linie „MUF“, blaue Linie „LUF“. Die orange „MUF“-Kurve startet im unteren linken Bereich knapp unterhalb 10 MHz, steigt leicht, fällt um 6–7 Stunden in Richtung etwa 7–8 MHz, steigt danach stetig an, schneidet die blaue Kurve um etwa 10–11 Stunden, erreicht ihr höchstes Niveau um 14–16 Stunden etwas über 28.5 MHz und sinkt anschließend bis 24 Stunden wieder auf einen Wert knapp über 7–8 MHz. Die blaue „LUF“-Kurve beginnt bei etwa 3 MHz, verläuft bis etwa 4 Stunden nahezu flach, steigt dann deutlich an, erreicht zwischen etwa 12 und 14 Stunden ihren höchsten Bereich etwas über 14.2 MHz, fällt allmählich bis etwa 17–18 Stunden und danach steil ab auf etwa 3–4 MHz, auf dem sie bis 24 Stunden bleibt. Zwischen den beiden Kurven ist um ungefähr 8–11 Stunden eine kleine, linsenförmige, grau schattierte Fläche zu sehen. Es gibt keinen Titel; sonstige Beschriftungen oder Symbole sind nicht vorhanden.](pictures/991.svg)
![Der folgende Alt-Text wurde noch nicht geprüft: 1) Kurze Zusammenfassung: Ein zweidimensionales Diagramm mit fünf blauen Kurven (beschriftet 3,5 MHz, 7 MHz, 8 MHz, 10 MHz, 14 MHz), Achsen „Distanz [km]“ (0–800) und „Höhe [km]“ (0–500); zwei Kurven bilden bogenförmige Bahnen zurück zur x‑Achse, drei steigen nach einer Abzweigung weiter nach oben aus dem Bild.
2) Detaillierte Beschreibung: Links oben steht eine Legende in einem weißen Kasten mit fünf blauen Farbtönen: „3,5 MHz“ (dunkelblau), „7 MHz“ (etwas heller), „8 MHz“, „10 MHz“ und „14 MHz“ (sehr hell). Alle fünf Kurven starten am Ursprung (0,0) und laufen zunächst gemeinsam ansteigend. Die dunkelblaue „3,5 MHz“-Kurve erreicht ungefähr bei Distanz 300 km eine maximale Höhe von rund 250 km und fällt dann bogenförmig ab, schneidet die x‑Achse wieder bei etwa 560 km. Die „7 MHz“-Kurve (helleres Blau) steigt höher, erreicht etwa 320 km bei rund 380–400 km Distanz und fällt anschließend ab, trifft die x‑Achse nahe 780–800 km. Die „8 MHz“-Kurve knickt am gleichen Bereich (um 300 km Distanz und 300 km Höhe) nach oben ab und steigt weiter an, überschreitet die obere Diagrammkante (über 500 km Höhe) vor 800 km Distanz. Die „10 MHz“-Kurve (hellblau) ist steiler als 8 MHz und verlässt den oberen Rand noch früher. Die sehr helle „14 MHz“-Kurve steigt am stärksten an und verlässt den oberen Rand am frühesten. Es sind keine weiteren Beschriftungen außer den Achsentiteln „Distanz [km]“ (unten) und „Höhe [km]“ (links) sowie den Tickmarken sichtbar.](pictures/997.svg)
Die genauen Zusammenhänge der MUF, beispielsweise in Bezug auf den Abstrahlwinkel, werden erst in der Klasse A behandelt. Für die Klasse E ist wichtig zu wissen: Je stärker die Ionisation der Ionosphäre, desto höher ist in der Regel auch die MUF.
Die D-Region haben wir bereits im Kapitel Ionosphäre II kennengelernt. Von ihr wird eine weitere Grenzfrequenz bestimmt – die sogenannte LUF (Lowest Usable Frequency), also die niedrigste nutzbare Frequenz, unterhalb derer die Dämpfung zu stark ist. Nach unten hin stellt die LUF also die Begrenzung dar. Sie wird in erster Linie von der Ionisation in der D-Region bestimmt, hängt aber auch von der Ausrüstung (Sendestärke, Antennen, Empfindlichkeit des Empfängers) ab.
Insbesondere bei sehr geringer Sonnenaktivität oder während starker Magnetstürme kann der Sonderfall auftreten, dass für einen bestimmten Signalweg die LUF über der MUF liegt. In diesem Fall ist zwischen den betreffenden Orten kein Funkverkehr über die Raumwelle möglich. Abbildung EA-2.15.1 zeigt auch eine Vorhersage der LUF für Juli 2025. Dort wird deutlich, dass zwischen 6 und 12 Uhr die LUF oberhalb der MUF liegt und daher kein Kurzwellenbetrieb möglich ist.
