Ionosphäre

Im oberen Teil der Erdatmosphäre befindet sich die Ionosphäre. Sie hat großen Einfluss auf die Funkwellenausbreitung im Kurzwellenbereich.

Durch die Strahlung der Sonne werden in der Ionosphäre elektrisch geladene Teilchen erzeugt. An diesen elektrisch geladenen Teilchen werden elektromagnetische Wellen gebrochen (refraktiert) und dadurch zur Erde zurückgelenkt (Abbildung NEA-3.12.1). So können im Kurzwellenbereich große Reichweiten erzielt und weltweite Funkverbindungen möglich werden. An der Ionosphäre gebrochene Funkwellen werden als Raumwelle bezeichnet – im Gegensatz zur Bodenwelle, die der Erdkrümmung folgt, aber meist nicht so weit reicht wie die Raumwelle.

Der folgende Alt-Text wurde noch nicht geprüft: 1) Kurze Zusammenfassung: Schematische Darstellung von Funkwellen zwischen „Sender“ (links) und „Empfänger“ (rechts) mit einer grünen „Bodenwelle“ entlang einer blauen Halbkugel und einer orangefarbenen „Raumwelle“, die zwischen einem oberen Bogen und der blauen Fläche hin- und reflektiert.

2) Detaillierte Beschreibung: Unten befindet sich eine blau gefüllte, schwarz umrandete Halbkugel; an ihren Enden stehen kleine schwarze Antennensymbole mit den Beschriftungen „Sender“ links und „Empfänger“ rechts. Darüber spannt sich ein breiter, rosafarbener Bogen über die gesamte Bildbreite. Von der linken Antenne verläuft eine orangefarbene, knickende Linie: Sie steigt steil nach oben, trifft den oberen Bogen, läuft schräg nach unten bis zur Mitte der blauen Halbkugel, knickt dort um, geht wieder schräg nach oben zum oberen Bogen und fällt nahe der rechten Seite steil nach unten; entlang des ersten absteigenden Abschnitts steht schräg die Beschriftung „Raumwelle“ in Orange. Nahe der linken Antenne zeigt ein kurzer, grüner Strich entlang der blauen Oberfläche, beschriftet mit „Bodenwelle“ in Grün. Es gibt keine Achsen; weitere Beschriftungen außer „Sender“, „Empfänger“, „Bodenwelle“ und „Raumwelle“ sind nicht vorhanden. — Abbildung NEA-3.12.1: Brechung an der Ionosphäre

NH101: Wie nennt sich der Bereich in der Atmosphäre, in dem die Kurzwellenausbreitung durch Brechung (Refraktion) ermöglicht wird?

NH102: Warum ist die Ionosphäre ausschlaggebend für die Kurzwellenausbreitung? In der Ionosphäre werden elektromagnetische Wellen durch ...

Die Ausbreitungsbedingungen unterliegen einem täglichen und jahreszeitlichen Wechsel. Einen wesentlichen Einfluss auf die Kurzwellenausbreitung hat der elfjährige Sonnenzyklus. Zum Höhepunkt des Zyklus treten besonders viele sogenannte Sonnenflecken auf (Abbildung NEA-3.12.2.) Die Sonne stößt dann besonders viel elektromagnetische Strahlung und Materie aus und nimmt starken Einfluss auf die Ionosphäre und somit die Funkbedingungen.

Der folgende Alt-Text wurde noch nicht geprüft: Kurzbeschreibung: Liniendiagramm mit der Aufschrift „Sonnenflecken im Mittel pro Monat“ (y-Achse) gegen „Jahre“ (x-Achse), das über den Zeitraum von etwa 1750 bis 2000 stark schwankende, periodische Spitzen bis nahe 300 zeigt.

Detaillierte Beschreibung: Das Diagramm hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „Jahre“ und Markierungen bei etwa 1750, 1800, 1850, 1900, 1950 und 2000. Die vertikale Achse trägt die Beschriftung „Sonnenflecken im Mittel pro Monat“ und ist von 0 bis 300 skaliert, in Schritten zu 50 (0, 50, 100, 150, 200, 250, 300). Eine durchgehende, hellblaue Linie verläuft wellenförmig mit regelmäßig wiederkehrenden schmalen, spitzen Maxima und tiefen Minima nahe 0. Die Höhe der Spitzen variiert: einige liegen zwischen 100 und 200, mehrere erreichen über 200, und eine der höchsten Spitzen liegt zwischen 1950 und 1960 knapp unter 300. Zwischen den Spitzen fallen die Werte wieder auf sehr niedrige Bereiche ab. Es gibt keine Legende; der Hintergrund ist hell, die Achsen sind schwarz gezeichnet, Gitterlinien sind nicht zu sehen. — Abbildung NEA-3.12.2: Die Anzahl der Sonnenflecken, die über den elfjährigen Sonnenzyklus schwankt

NH201: Was ist ein wesentlicher Faktor für die Ausbreitung von Kurzwellen über die Ionosphäre?

Bei Funkbetrieb auf Kurzwellenbändern kann es dazu kommen, dass eine sogenannte Tote Zone entsteht. Damit sind Entfernungen gemeint, die für die Bodenwelle zu weit weg und für die Raumwelle zu nah sind (Abbildung NEA-3.12.3). Dies führt häufig dazu, dass man von einer laufenden Funkverbindung nur eine der beteiligten Stationen hören kann, weil sich die andere in der Toten Zone befindet. Dadurch kann zunächst der falsche Eindruck entstehen, dass eine Frequenz frei ist.

Kurzbeschreibung: Schematische Grafik mit Sender links und Empfänger rechts, die eine grüne „Bodenwelle“, eine orange „Raumwelle“ und eine mittig blau markierte „Tote Zone“ zeigt.

Ausführliche Beschreibung: Unten verläuft eine schwarze Bodenlinie als flacher Bogen; darüber liegt ein blau gefüllter, gewölbter Bereich mit der Aufschrift „Tote Zone“. Links und rechts stehen je ein kleines, schwarzes Antennensymbol an den Enden des Bogens, darunter die Beschriftungen „Sender“ (links) und „Empfänger“ (rechts). Vom Sender zeigt ein kurzer, gerader grüner Pfeil in Richtung Mitte, beschriftet mit „Bodenwelle“. Eine orange Linie, beschriftet mit „Raumwelle“, beginnt nahe dem Sender, steigt steil auf, trifft auf einen breiten, halbkreisförmigen, rosafarbenen Bogen im oberen Bildbereich, läuft schräg nach unten zur Mitte und berührt dort die Oberfläche der blau markierten „Tote Zone“, steigt dann erneut schräg nach oben zum rosafarbenen Bogen und fällt anschließend schräg nach unten in Richtung des Empfängers. Der rosafarbene Bogen erstreckt sich breit über die gesamte Grafik und ist unlabeled. Zwischen dem Ende der Bodenwelle und dem Punkt, an dem die Raumwelle zum ersten Mal auf den blau gefüllten Bereich trifft, ist eine etwas dickere Bodenlinie eingezeichnet. — Abbildung NEA-3.12.3: Die Tote Zone, die für die Bodenwelle zu weit weg und für die Raumwelle zu nah ist.

BE106: Eine Frequenz auf einem höheren Kurzwellenband erscheint zunächst frei, stellt sich aber anschließend als besetzt heraus. Was ist die häufigste Ursache dafür?

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