Wellenausbreitung

Navigationshilfe

Diese Navigationshilfe zeigt die ersten Schritte zur Verwendung der Präsention. Sie kann mit ⟶ (Pfeiltaste rechts) übersprungen werden.

Navigation

Zwischen den Folien und Abschnitten lässt sich mittels der Pfeiltasten hin- und herspringen, dazu lassen sich auch die Pfeiltasten am Computer nutzen.

Navigationspfeile für die Präsentation

Weitere Funktionen

Mit ein paar Tastenkürzeln können weitere Funktionen aufgerufen werden. Die wichtigsten sind:

F1
Help / Hilfe
o
Overview / Übersicht aller Folien
s
Speaker View / Referentenansicht
f
Full Screen / Vollbildmodus
b
Break, Black, Pause / Ausblenden der Präsentation
Alt-Click
In die Folie hin- oder herauszoomen

Übersicht

Die Präsentation ist zweidimensional aufgebaut. Dadurch sind in Spalten die einzelnen Abschnitte eines Kapitels und in den Reihen die Folien zu den Abschnitten.

Tippt man ein „o“ ein, bekommt man eine Übersicht über alle Folien des Foliensatzes. Das hilft, sich zunächst einen Überblick zu verschaffen oder sich zu orientieren, wenn man das Gefüht hat, sich „verlaufen“ zu haben. Die Navigation erfolgt über die Pfeiltasten.

Referentenansicht

Referentenansicht

Tippt man ein „s“ ein, bekommt man ein neues Fenster, die Referentenansicht.

Indem man „Layout“ auswählt, kann man zwischen verschieden Anordnungen der Elemente auswählen.

Praxistipps zur Referentenansicht

  • Wenn man mit einem Projektor arbeitet, stellt man im Betriebssystem die Nutzung von 2 Monitoren ein: Die Referentenansicht wird dann zum Beispiel auf dem Laptop angezeigt, während die Teilnehmer die Präsentation angezeigt bekommen.
  • Bei einer Online-Präsentation, wie beispielsweise auf TREFF.darc.de, präsentiert man den Browser-Tab und navigiert im „Speaker View“ Fenster.
  • Die Referentenansicht bezieht sich immer auf ein Kapitel. Am Ende des Kapitels muss sie geschlossen werden, um im neuen Kapitel eine neue Referentenansicht zu öffnen.
  • Um mit dem Mauszeiger etwas zu markieren oder den Zoom zu verwenden, muss mit der Maus auf den Bildschirm mit der Präsentation gewechselt werden.

Vollbild

Tippt man ein „f“ ein, wird die aktuelle Folie im Vollbild angezeigt. Mit „Esc“ kann man das Vollbild wieder verlassen.

Das ist insbesondere für den Bildschirm mit der Präsentation für das Publikum praktisch.

Ausblenden

Tippt man ein „b“ ein, wird die Präsentation ausgeblendet.

Sie kann wie folgt wieder eingeblendet werden:

  • Durch Klicken in das Fenster.
  • Durch nochmaliges Drücken von „b“.
  • Durch Klicken der Schaltfläche „Resume presentation“.
Schaltfläche für Resume Presentation

Zoom

Bei gedrückter Alt-Taste und einem Mausklick in der Präsentation wird in diesen Teil hineingezoomt. Das ist praktisch, um Details von Schaltungen hervorzuheben. Durch einen nochmaligen Mausklick zusammen mit Alt wird wieder herausgezoomt.

Das Zoomen funktioniert nur im ausgewählten Fenster. Die Referentenansicht ist hier nicht mit der Präsenationsansicht gesynct.

Wellenausbreitung

Je nach Frequenz breitet sich eine Funkwelle anders über unseren Planeten aus.

1) Kurzbeschreibung: Halbkreisförmige, mehrfarbige Grafik der Schichten der Ionosphäre über der Erde; links Kennzeichnung der „Höhe [km]“ mit den Markierungen „bis 10“, „50-90“, „90-130“ und „130-400“; rechts Kennzeichnung der Schichten „Troposphäre“, „D-Region“, „E-Region“ und „F_1 + F_2-Regionen“; vertikaler Doppelpfeil „Ionosphäre“ von der unteren Grenze der D-Region bis zur oberen Grenze der F_1 + F_2-Regionen; innerhalb der E-Region ellipsenförmige Figur mit der Beschriftung „Sporadic-E“.

2) Ausführliche Beschreibung: Die halbkreisförmige, mehrfarbige Grafik zeigt die konzentrisch angeordneten, bogenförmigen Schichten der Ionosphäre über der Erde, die unten blau eingezeichnet ist. Am linken Ende der Schichten gibt es die Kennzeichnung der „Höhe [km]“ mit den Markierungen „bis 10“, „50-90“, „90-130“ und „130-400“. Am rechten Ende stehen die Bezeichnungen der Schichten „Troposphäre“, „D-Region“, „E-Region“ und „F_1 + F_2-Regionen“. Ein vertikaler Doppelpfeil mit der Beschriftung „Ionosphäre“ reicht von der unteren Grenze der D-Region bis zur oberen Grenze der F_1 + F_2-Regionen. Innerhalb der E-Region gibt es eine ellipsenförmige Figur mit der Beschriftung „Sporadic-E“.
Abbildung NES-3.1.1: Ionosphäre, Troposhäre und Sporadic-E

Funkhorizont

1) Kurzbeschreibung: Schematische Zeichnung einer Bergkette mit fünf markierten Punkten entlang der Bergkette und den zugeodneten Beschriftungen „S“ sowie „E_1“, „E_2“, „E_3“ und „E_4“.

2) Ausführliche Beschreibung: Eine dicke, schwarze Linie stellt stilisiert eine Bergkette mit Hügeln und Tälern dar. Auf der ersten Bergspitze von links gibt es eine Markierung, beschriftet mit „S“. Im Tal  rechts der zweiten Bergspitze gibt es zwei Markierungen, beschriftet mit „E_1“ und „E_2“. Auf der dritten Bergspitze ist eine weitere Markierung eingezeichnet, beschriftet mit „E_3“. Im Tal rechts davon steht eine weitere Markierung „E_4“. Von S aus gehen gerade, rote Linien zu den anderen vier Markierungen ab.
Abbildung NES-3.2.1: Ausbreitung

  • Sichtverbindung für zuverlässige Funkverbindungen auf VHF, UHF und darüber
  • Hohe Gebäude oder Berge stören
  • Je höher die Antenne, umso größer die Reichweite
  • Weite Verbindungen von Bergen statt aus dem Tal
NH301: Wie weit etwa reicht der Funkhorizont im UKW-Bereich über den geografischen Horizont hinaus? Er reicht etwa ...

A: doppelt so weit.

B: bis zu viermal so weit.

C: halb so weit.

D: 15 % weiter.

NH303: In dem folgenden Geländeprofil sei S ein Sender im 2 m-Band. Welche der Empfangsstationen E1 bis E4 wird das Signal des Senders wahrscheinlich am besten empfangen?

A: $\text{E}_2$

B: $\text{E}_4$

C: $\text{E}_3$

D: $\text{E}_1$

NH302: Wie wirkt sich die Antennenhöhe auf die Reichweite einer UKW-Verbindung aus? Die Reichweite steigt mit zunehmender Antennenhöhe, weil ...

A: in höheren Luftschichten die Temperatur sinkt.

B: dadurch steiler abgestrahlt werden kann.

C: sie näher an der Ionosphäre ist.

D: die quasi-optische Sichtweite zunimmt.

Troposphärische Inversionsbildung

1) Kurzbeschreibung: Schematische Darstellung von übereinander liegenden Luftschichten mit den Beschriftungen „Kalte Luft“ (unten, mit einer blauen Wellenlinie), „Warme Luft“ und „Sehr kalte Luft“ über einer Stadtsilhouette; vier weiße Pfeile von der sehr kalten Luft in die warme Luft.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Grafik zeigt eine schwarze Stadtsilhouette mit verschieden hohen Gebäuden und Türmen vor einem hellblauen Hintergrund. Darüber befinden sich verschiedene Luftschichten mit den Beschriftungen „Kalte Luft“ (mit einer blauen Wellenlinie links und rechts der Beschriftung), darüber „Warme Luft“ (in einer gelblichen, nach oben ausgedünnten Schicht) und darüber „Sehr kalte Luft“. An der Grenze zwischen der warmen Luft und der sehr kalten Luft gibt es zwei horizontale weiße Streifen. Vier weiße, geschwungene Pfeile zeigen aus der Schicht der sehr kalten Luft in den unteren Teil der warmen Luft.
Abbildung NES-3.3.1: Troposhärische Inversionsbildung, Schichten unterschiedlicher Temperatur liegen aufeinander, an der Grenze der Schichten werden Funkwellen im VHF-Bereich reflektiert

NH304: Welcher Effekt ist normalerweise für die Ausbreitung eines VHF-Signals über 800 bis 1 000 km verantwortlich?

A: Bodenwellenausbreitung

B: Reflexion an der Mondoberfläche

C: Troposphärische Inversionsbildung

D: Atmosphärische Absorption

Troposphäre II

Begriffe

Im folgenden Kapitel werden mehrere Begriffe verwendet, die vorab erklärt werden

  • Beugung: Wellen werden an einem Hindernis abgelenkt
  • Streuung: Ablenkung der Wellen durch Interaktion von Teilchen
  • Reflexion: Gleichgerichtete Streuung
  • Brechung oder Refraktion: Ablenkung der Wellen durch Änderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit durch ein anderes Medium mit anderer Dichte
  • Bereits bekannt: Die für den Amateurfunk relevanten Schichten in der Atmosphäre
  • In der Troposphäre finden Erscheinungen des Wetters statt

DX in VHF/UHF

  • Überhorizontverbindungen bei VHF/UHF entstehen durch Beugung, Reflexion und Streuung in der Troposphäre
  • Bereiche mit unterschiedlicher Temperatur und Dichte

Troposphärische Inversionsbildung

  • Schichten unterschiedlicher Temperatur liegen aufeinander
  • An der Grenze der Schichten werden Funkwellen im VHF-Bereich reflektiert
  • Ermöglichen Funkverbindungen mit Stationen in rund $\num{800}$ bis $\qty{1000}{\kilo\meter}$ Entfernung
  • Troposphärische Inversionsbildung tritt hauptsächlich im Frühjahr und Herbst auf
EH301: Was ist die "Troposphäre"? Die Troposphäre ist der Teil der Atmosphäre, ...

A: in welchem Aurora-Erscheinungen auftreten können.

B: in dem es zur Bildung sporadischer E-Regionen kommen kann.

C: der sich über den Tropen befindet.

D: in der die Erscheinungen des Wetters stattfinden.

EH302: Überhorizontverbindungen im VHF/UHF-Bereich kommen u. a. zustande durch ...

A: Beugung, Reflexion und Streuung der Wellen in der Troposphäre durch das Auftreten sporadischer D-Regionen.

B: Polarisationsdrehungen in der Troposphäre an Gewitterfronten.

C: Polarisationsdrehungen in der Troposphäre bei hoch liegender Bewölkung.

D: Beugung, Reflexion und Streuung der Wellen an troposphärischen Bereichen unterschiedlicher Temperatur und Dichte.

EH303: Für VHF-Weitverkehrsverbindungen wird hauptsächlich die ...

A: troposphärische Ausbreitung genutzt.

B: Oberflächenwellenausbreitung genutzt.

C: Bodenwellenausbreitung genutzt.

D: ionosphärische Ausbreitung genutzt.

Aurora I

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1. Zusammenfassung: Nachthimmel mit rotem, vertikal gestreiftem Leuchten über der dunklen Silhouette eines Wald- oder Baumrands, einzelne Sterne sind sichtbar.

2. Detaillierte Beschreibung: Das Bild zeigt eine weite, horizontale Landschaft in der Nacht; unten ist eine fast schwarze Fläche, darüber eine ununterbrochene, unbeleuchtete Baumlinie mit unregelmäßigen Konturen, rechts etwas höher ansteigend. Über dem Horizont füllt ein intensives rötliches Leuchten den unteren und mittleren Teil des Himmels, mit sanftem Farbverlauf von dunklem Rot unten zu dunklem Purpur bis Schwarz nach oben. Innerhalb des roten Bereichs sind mehrere senkrechte, leicht hellere Streifen erkennbar, die wie Lichtvorhänge wirken. Im oberen Bilddrittel wird der Himmel nahezu schwarz, mit spärlich verteilten, kleinen weißen Sternpunkten. Es sind keine Personen, Gebäude, Straßenlichter oder technischen Anlagen zu sehen; die Szene wirkt natürlich und dunkel, mit starkem Kontrast zwischen der schwarzen Landschaft und dem roten Himmelsleuchten.
Abbildung NES-3.5.1: Aurora am Notfunk Ausbildungswochenende im Mai 2024

  • Aurora- oder Polarlichterscheinung in ca. $\qtyrange{90}{200}{\kilo\meter}$ Höhe
  • Hauptsächlich über magnetischen Nord- und Südpol
  • Sauerstoff- und Stickstoffatome werden vom Sonnenwind angeregt oder ionisiert
  • Sonnenwind: Elektrisch geladene Teilchen
  • Bei Sonneneruptionen besonders stark

Aurora und Amateurfunk

  • Funkwellen können sich an ionisierten Sauerstoff- und Stickstoffatomen brechen
  • Insbesondere für VHF-DX-Verbindungen nutzbar
  • Sprache nur schlecht nutzbar (große Bandbreite)
  • Für CW und Digimodes brauchbar
  • Rapport: für T wird „A“ vergeben, da Ton rau und schwankend ist
EH305: Wie wird ein Aurora-Signal in Morsetelegrafie beurteilt?

A: Es wird beurteilt mit R, S und T, da Aurora-Verbindungen überwiegend in CW getätigt werden.

B: Es wird beurteilt mit R, S und "A" für Aurora, da der Ton bei Aurora sehr rau ist und nicht beurteilt werden kann.

C: Es wird beurteilt mit R und T, weil die Signalstärke stark schwankt.

D: Es wird beurteilt mit R, S, T und "A" für Aurora.

Sporadic-E

1) Kurzbeschreibung: Halbkreisförmige Grafik mit Sender links und Empfänger rechts; eine gelbe und eine rosafarbene Schicht über der blau markierten Erde; ellipsenförmige Figur mit der Beschriftung „Sporadic-E“ in der gelben Schicht; zwei gestrichelt eingezeichnete Linien, die durch die Schichten hindurch nach außen führen, und eine durchgehende Linie, die vom Sender zu der ellipsenförmigen Figur und weiter zum Empfänger führt.

2) Ausführliche Beschreibung: Die halbkreisförmige Grafik zeigt die Lage der Ionosphäre mit zwei konzentrisch angeordneten, bogenförmigen Schichten über der Erde, die unten blau eingezeichnet ist, sowie den Verlauf von VHF-Signalen. Auf der Erde steht links und rechts jeweils ein kleines schwarzes Antennensymbol, beschriftet mit „Sender“ (links) und „Empfänger“ (rechts). Vom Sender führen zwei gestrichelt eingezeichnete, rote Linien in verschiedenen Winkeln zunächst durch eine schmale gelbe Schicht und dann eine breite rosafarbene Schicht hindurch und endet am oberen Bildrand. Eine durchgehende rote Linie führt vom Sender hinauf zu einer ellipsenförmigen Figur in der gelben Schicht und hinunter zum Empfänger. Die ellipsenförmige Figur ist mit „Sporadic-E“ beschriftet.
Abbildung NES-3.6.1: Refraktion (Brechung) von Funkwellen an stark ionisierten Bereichen der E-Schicht

NH306: Ein Funkamateur sagt, dass auf dem 2 m-Band "Sporadic-E-Bedingungen" herrschen. Er meint damit, dass derzeit ...

A: Stationen aus Entfernungen von 1000 bis 2000 km zu hören sind, die über Refraktion (Brechung) in der sporadischen E-Region empfangen werden.

B: Stationen aus Entfernungen von 1000 bis 2000 km zu hören sind, die über Reflexion an Ionisationserscheinungen des Polarkreises empfangen werden.

C: Stationen aus Nordamerika zu hören sind, die über Reflexion an Ionisationserscheinungen des Polarkreises empfangen werden.

D: Stationen aus Nordamerika zu hören sind, die über Refraktion (Brechung) an energiereichen leuchtenden Nachtwolken (NLCs) empfangen werden.

NH305: Bei welcher Ausbreitungsart wird über stark ionisierte Bereiche gearbeitet, die sich vor allem in den Sommermonaten in etwa 100 bis 110 Kilometer Höhe bilden?

A: Troposphärische Ausbreitung

B: Reflexion an Gewitterwolken

C: Reflexion an Inversionsschichten

D: Sporadic-E

Sporadic-E II

  • Regional begrenzte ungewöhnlich hohe Ionisation der E-Schicht
  • Refraktion (Brechung) von Funkwellen in VHF und UHF
  • Auch $\qty{10}{\meter}$-Band möglich
EH304: Was verstehen Sie unter dem Begriff "Sporadic-E"?

A: Die Refraktion (Brechung) in lokal begrenzten Bereichen mit ungewöhnlich hoher Ionisation innerhalb der E-Region.

B: Kurzfristige plötzliche Inversionsänderungen in der E-Region, die Fernausbreitung im VHF-Bereich ermöglichen.

C: Lokal begrenzten kurzzeitigen Ausfall der Reflexion durch ungewöhnlich hohe Ionisation innerhalb der E-Region.

D: Kurzzeitig auftretende starke Reflexion von VHF-Signalen an Meteorbahnen innerhalb der E-Region.

Short Skip

  • Funkverbindungen mit Sprungentfernungen unter $\qty{1000}{\kilo\meter}$
  • Durch Refraktion an einer Sporadic-E-Schicht
  • Insbesondere im $\qty{10}{\meter}$-Band
EH218: Unter dem Begriff "Short Skip" versteht man Funkverbindungen besonders im 10 m-Band mit Sprungentfernungen unter 1000 km, die ...

A: durch Refraktion (Brechung) in der hochionisierten D-Region ermöglicht werden.

B: durch Refraktion (Brechung) in sporadischen E-Regionen ermöglicht werden.

C: bei entsprechendem Abstrahlwinkel durch Refraktion (Brechung) in der F2-Region ermöglicht werden.

D: bei entsprechendem Abstrahlwinkel durch Refraktion (Brechung) in der F1-Region ermöglicht werden.

Ionosphäre

1) Kurzbeschreibung: Halbkreisförmige Grafik mit Sender links und Empfänger rechts, die eine rosafarbene Schicht über der blau markierten Erde sowie eine grüne „Bodenwelle“ und eine rote „Raumwelle“ zeigt.

2) Ausführliche Beschreibung: Die halbkreisförmige Grafik zeigt die Lage der Ionosphäre über der Erde, die unten blau eingezeichnet ist. Auf der Erde steht links und rechts jeweils ein kleines, schwarzes Antennensymbol, beschriftet mit „Sender“ (links) und „Empfänger“ (rechts). Vom Sender zeigt eine kurze, gerade grüne Linie in Richtung Mitte, beschriftet mit „Bodenwelle“. Eine rote Linie, beschriftet mit „Raumwelle“, beginnt nahe dem Sender, steigt steil auf, trifft auf eine rosafarbene, bogenförmige Schicht im oberen Bildbereich, läuft schräg nach unten zur Mitte und berührt dort die Oberfläche der Erde, steigt dann erneut schräg nach oben zur rosafarbenen Schicht und fällt anschließend schräg nach unten in Richtung des Empfängers. Die rosafarbene Schicht erstreckt sich breit über die gesamte Grafik und ist unbeschriftet.
Abbildung NES-3.8.1: Brechung an der Ionosphäre

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

A: Ionosphäre

B: Magnetosphäre

C: Hemisphäre

D: Hydrosphäre

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

A: Temperaturübergänge gebrochen (refraktiert).

B: Wärme verstärkt und reflektiert.

C: elektrisch geladene Teilchen gebrochen (refraktiert).

D: Kälte gebrochen und reflektiert.

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „Jahre“ und einer vertikalen Achse „Sonnenflecken im Mittel pro Monat“; Skalenmarkierungen auf der horizontalen Achse bei „1750“ (Nullpunkt), „1800“, „1850“, „1900“, „1950“ und „2000“, auf der vertikalen Achse bei „0“ (oberhalb des Nullpunktes), „50“, „100“, „150“, „200“, „250“ und „300“; durchgehende, wellenförmige blaue Linie mit spitzen Maxima und tiefen Minima im Abstand von etwa 1 Jahr; Höhe der Maxima variiert stark.

2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „Jahre“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „Sonnenflecken im Mittel pro Monat“. Es gibt Skalenmarkierungen bei „1750“ (Nullpunkt), „1800“, „1850“, „1900“, „1950“ und „2000“ auf der horizontalen Achse und bei „0“ (oberhalb des Nullpunktes), „50“, „100“, „150“, „200“, „250“ und „300“ auf der vertikalen Achse. Eine durchgehende, wellenförmige blaue Linie mit spitzen Maxima und tiefen Minima im Abstand von etwa 1 Jahr verläuft von links nach rechts. Die Höhe der Maxima variiert untereinander sehr stark.
Abbildung NES-3.8.2: Die Anzahl der Sonnenflecken, die über den elfjährige Sonnenzyklus schwankt

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

A: Die präzise Antennenausrichtung zum Äquator

B: Die Filterfunktion des Empfängers

C: Der elfjährige Sonnenzyklus

D: Die Bandbreite der Antenne

1) Kurzbeschreibung: Halbkreisförmige Grafik mit Sender links und Empfänger rechts, die eine rosafarbene Schicht über der blau merkierten Erde sowie eine grüne „Bodenwelle“ und eine rote „Raumwelle“ zeigt. Zwischen dem Ende der Bodenwelle und dem ersten Auftreffen der Raumwelle ist eine „Tote Zone“ entlang der Erdoberfläche eingezeichnet.

2) Ausführliche Beschreibung: Die halbkreisförmige Grafik zeigt die Lage der Ionosphäre über der Erde, die unten blau eingezeichnet ist. Auf der Erde steht links und rechts jeweils ein kleines, schwarzes Antennensymbol, beschriftet mit „Sender“ (links) und „Empfänger“ (rechts). Vom Sender zeigt eine kurze, gerade grüne Linie in Richtung Mitte, beschriftet mit „Bodenwelle“. Eine rote Linie, beschriftet mit „Raumwelle“, beginnt nahe dem Sender, steigt steil auf, trifft auf eine rosafarbene, bogenförmige Schicht im oberen Bildbereich, läuft schräg nach unten zur Mitte und berührt dort die Oberfläche der Erde, steigt dann erneut schräg nach oben zur rosafarbenen Schicht und fällt anschließend schräg nach unten in Richtung des Empfängers. Die rosafarbene Schicht erstreckt sich breit über die gesamte Grafik und ist unbeschriftet. Zwischen dem Ende der Bodenwelle und dem ersten Auftreffen der Raumwelle ist eine „Tote Zone“ in Form eines Bogens entlang der Erdoberfläche eingezeichnet.
Abbildung NES-3.8.3: Die Tote Zone, die für die Bodenwelle zu nah und für die Raumwelle zu weit weg ist.

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

A: Die auf dieser Frequenz sendende Station wurde durch den Mögel-Dellinger-Effekt kurzfristig unterbrochen.

B: Eine Station auf dieser Frequenz verwendet das andere Seitenband.

C: Eine auf dieser Frequenz sendende Station liegt innerhalb der toten Zone und konnte daher von mir nicht gehört werden.

D: Für die auf dieser Frequenz sendenden Stationen sind die Ausbreitungsbedingungen zu schlecht.

Ionosphäre II

  • Grundlagen zur Ionosphäre, Sonnenfleckenaktivität und „Tote Zone“ sind in Klasse N
  • Vertiefung im Bereich Wellenausbreitung
  • Strahlung der Sonne schlägt Elektronen aus Sauerstoff- und Stickstoff-Atomen und -Molekülen in der Hochatmosphäre → Ionisation
  • Freie Elektronen werden von Funkwellen zum Schwingen angeregt → Refraktion der Funkwellen
  • In ca. $\num{50}$ bis $\qty{450}{\kilo\meter}$ Höhe
  • Refraktion von Kurzwellen, wodurch weltweite Kommunikation ermöglicht wird
EH101: Wie kommt die Fernausbreitung einer Funkwelle auf den Kurzwellenbändern zustande? Sie kommt zustande durch die Refraktion (Brechung) an ...

A: Hoch- und Tiefdruckgebieten der hohen Atmosphäre.

B: den Wolken in der niedrigen Atmosphäre.

C: den parasitären Elementen einer Richtantenne.

D: elektrisch aufgeladenen Luftschichten in der Ionosphäre.

Ausbreitung von Funkwellen

  • Ionisation verleiht Kurzwelle einzigartige Fähigkeiten
  • Dichte der freien Elektronen bestimmt die Brechungsfrequenz
  • Höhere Dichte → höhere Frequenz
  • Mehr Sonnenstrahlung → Ausbreitung auf höherer Frequenz möglich
  • Besonders viel Strahlung tagsüber im Sonnenfleckenmaximum
  • $\qty{10}{\meter}$-Band selbst bei geringer Sendeleistung tagsüber nutzbar
EH219: Welches Frequenzband kann im Sonnenfleckenmaximum tagsüber auch mit kleiner Leistung für weltweite Funkverbindungen verwendet werden?

A: 2 m-Band

B: 10 m-Band

C: 160 m-Band

D: 80 m-Band

Rekombination

  • Freie Elektronen rekombinieren sich wieder mit Atomrümpfen
  • In bestimmten Höhen stellt sich ein Gleichgewicht zwischen Ionisation und Rekombination ein.
  • Diese Gebiete mit Gleichgewicht werden als Regionen oder Schichten bezeichnet.

Schichten der Ionosphäre

  • Es gibt in verschiedenen Höhen verschiedene „Schichten“ bzw. Regionen mit unterschiedlich starker Ionisierung
  • Diese tragen die Namen
  1. D-Schicht
  2. E-Schicht
  3. F1-Schicht
  4. F2-Schicht
  • Für die Prüfungsfragen der Klasse E ist ein grundlegendes, qualitatives Verständnis der Regionen erforderlich
  • Die für die Kurzwellen-Fernausbreitung (DX) wichtigen F-Regionen der Ionosphäre befinden sich in einer Höhe von etwa $\num{130}$ bis $\qty{450}{\kilo\meter}$
  • In der Klasse A müssen die genauen Höhenlagen der einzelnen Regionen für Tag und Nacht benannt werden können
EH102: In welcher Höhe befinden sich für die Kurzwellen-Fernausbreitung (DX) wichtige ionosphärische Regionen? Sie befinden sich in ungefähr ...

A: 90 bis 130 km Höhe.

B: 50 bis 90 km Höhe.

C: 130 bis 200 km Höhe.

D: 130 bis 450 km Höhe.

D-Region

  • In ca. $\qtyrange{50}{90}{\kilo\meter}$ Höhe
  • Existiert nur am Tag
  • Nach Sonnenuntergang sehr schnell verschwunden
  • Energieverlust durch Kollision der Elektronen mit anderen Teilchen
  • Starke Dämpfung von Funkwellen unter $\qty{10}{\mega\hertz}$
  • Keine Raumwelle für Amateurfunkbänder wie $\qty{160}{\meter}$ oder $\qty{80}{\meter}$
EH210: Warum sind Signale im 160- und 80 m-Band tagsüber nur schwach und nicht für den weltweiten Funkverkehr geeignet? Sie sind ungeeignet wegen der Tagesdämpfung in der ...

A: A-Region.

B: F2-Region.

C: D-Region.

D: F1-Region.

EH105: Welchen Einfluss hat die D-Region auf die Fernausbreitung?

A: Die D-Region verhindert nachts die Fernausbreitung im Lang-, Mittel- und unteren Kurzwellenbereich.

B: Die D-Region absorbiert tagsüber die Wellen im 10 m-Band.

C: Die D-Region reflektiert tagsüber die Wellen im 80- und 160 m-Band.

D: Die D-Region führt tagsüber zu starker Dämpfung im 80- und 160 m-Band.

E-Region

  • In ca. $\qtyrange{90}{130}{\kilo\meter}$ Höhe
  • Entsteht tagsüber mit Maximum zur Mittagszeit
  • Verschwindet etwa 1 Stunde nach Sonnenuntergang
  • Sprungdistanz ca. $\qty{2000}{\kilo\meter}$ bis $\qty{10}{\mega\hertz}$
  • Starke Ionisation → Sporadic-E
  • Namensgebene: E(lektrische)-Schicht
EH106: Welche ionosphärische Region sorgt während der Sommermonate für gelegentliche gute Ausbreitung vom oberen Kurzwellenbereich bis in den UKW-Bereich?

A: Die D-Region

B: Die F2-Region

C: Die E-Region

D: Die F1-Region

F-Regionen

  • In ca. $\qtyrange{200}{400}{\kilo\meter}$ Höhe
  • Am stärksten ionisierte Schicht
  • F1-Schicht existiert nur am Tag
  • F2-Schicht bleibt nachts bestehen
  • Sprungdistanz ca. $\qty{4000}{\kilo\meter}$
EH103: Welche ionosphärische Region ermöglicht im wesentlichen Weitverkehrsverbindungen im Kurzwellenbereich?

A: E-Region

B: F2-Region

C: D-Region

D: F1-Region

EH104: Welche ionosphärische Region ermöglicht DX-Verbindungen im 80 m-Band in der Nacht?

A: Die F2-Region

B: Die D-Region

C: Die E-Region

D: Die F1-Region

Sonnenzyklus

  • Im Schnitt alle 11 Jahre durch Umkehrung des Magnetfelds
  • Intensivere Ultraviolett- und Röntgenstrahlen
  • Führt zu starker Ionisation der F2-Region
EH107: Die Sonnenaktivität ist einem regelmäßigen Zyklus unterworfen. Welchen Zeitraum hat dieser Zyklus ungefähr?

A: 11 Jahre

B: 12 Monate

C: 6 Monate

D: 7 Jahre

  • Während dieser Zeit können alle oberen Kurzwellenbänder und teilweise sogar das $\qty{6}{\meter}$-Band für DX-Verbindungen genutzt werden
  • Im Aktivitätsminimum sind die Frequenzbänder oberhalb des $\qty{20}{\meter}$-Bandes (z. B. $\qty{10}{\meter}$) meist nicht nutzbar
EH205: Welche Aussage ist für das Sonnenfleckenmaximum richtig?

A: Die Sonnenaktivität ist in der Nacht sehr hoch, am Tag sehr schwach und führt deshalb zu keiner Ionisation in der D-Region.

B: Die Sonnenaktivität ist sehr hoch und führt zu stärkerer Ionisation in der F-Region.

C: Die Sonnenaktivität verringert sich stark und führt zu stärkerer Ionisation in der F-Region.

D: Die Sonnenaktivität ist sehr hoch und führt zu schwächerer Ionisation in der F-Region.

Tote Zone I

  • Bereich, wo die Bodenwelle nicht mehr hin gelangt
  • Und die Raumwelle noch nicht hingelangt
  • Abhängig vom Reflexionswinkel der Raumwelle
  • Funkstationen in der Toten Zone können mich nicht hören
EH201: Unter der "Toten Zone" wird der Bereich verstanden, ...

A: der durch die Überlagerung der Bodenwelle mit der Raumwelle in einer Zone der gegenseitigen Auslöschung liegt.

B: der durch die Bodenwelle nicht mehr erreicht wird und durch die Raumwelle noch nicht erreicht wird.

C: der durch die Bodenwelle erreicht wird und für die Raumwelle nicht zugänglich ist.

D: der durch die Bodenwelle überdeckt wird, so dass schwächere DX-Stationen zugedeckt werden.

Fading

  • Raumwelle trifft noch im Bereich der Bodenwelle wieder zum Empfänger
  • Durch Wellenüberlagerung können sich Raum- und Bodenwelle gegenseitig abschwächen
  • Signal verliert an Stärke → Fading
EH203: Wie nennt man den Feldstärkeschwund durch Überlagerung von Boden- und Raumwelle?

A: Fading

B: Backscatter

C: Mögel-Dellinger-Effekt

D: MUF

EH202: Was kann durch das Zusammenwirken von Raum- und Bodenwelle verursacht werden?

A: Frequenzverschiebung (Doppler-Effekt)

B: Feldstärkeschwankungen (Fading)

C: Rückstreuung (Backscatter)

D: Rauschen (Noise)

Sprungdistanz I

  • Je flacher meine Antenne im Winkel zur Erdoberfläche abstrahlt, umso weiter ist die Sprungdistanz
  • Je steiler meine Antenne nach oben strahlt, umso kürzer ist die Sprungdistanz

Hier kann man das Ganze interaktiv ausprobieren. Wenn der Abstrahlwinkel flach ist steigt die Reichweite. Ist der Abstrahlwinkel steil, so verkürzt sich die Reichweite.


Abstrahlwinkel $\alpha$:
0
°.
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EH208: Von welchem der genannten Parameter ist die Sprungdistanz abhängig, die ein KW-Signal auf der Erdoberfläche überbrücken kann? Sie ist abhängig ...

A: von der Sendeleistung.

B: vom Abstrahlwinkel der Antenne.

C: vom Antennengewinn.

D: von der Polarisation der Antenne.

MUF und LUF

Maximal Usable Frequency (MUF)

  • Höchste zwischen zwei Orten verwendbare Frequenz
  • Ist abhängig vom Abstrahlwinkel der Antenne
  • Und der kritischen Frequenz der Ionosphäre

Berechnung der MUF

$$\mathrm{MUF} \approx \dfrac{f_c}{\sin(\alpha)}$$

$\alpha$ ist der Abstrahlwinkel der Antenne zum Boden $f_c$ ist die kritische Frequenz bei der senkrecht auf die Ionosphäre auftretende Funkstrahlen von den Regionen gebrochen werden → bei stärkerer Ionisation einer Region steigt die kritische Frequenz

EH204: Was bedeutet die "MUF" bei der Kurzwellenausbreitung?

A: Höchste nutzbare Frequenz

B: Niedrigste nutzbare Frequenz

C: Kritische Grenzfrequenz

D: Mittlere Nutzfrequenz

EH207: Sie führen Funkbetrieb nahe der aktuell höchstmöglichen Frequenz (MUF) durch. Um den Funkbetrieb auf noch höheren Frequenzen fortsetzen zu können, muss die Ionisation der brechenden Region ...

A: abnehmen.

B: unverändert bleiben.

C: zunehmen.

D: verschwinden.

EH206: Eine stärkere Ionisierung der F2-Region führt zu ...

A: einer niedrigeren MUF.

B: einer größeren Durchlässigkeit für die höheren Frequenzen.

C: einer höheren MUF.

D: einer stärkeren Absorption der höheren Frequenzen.

Lowest Usable Frequency (LUF)

  • Abhängig von der Ionisierung in der D-Schicht
  • Je weniger Dämpfung in der D-Schicht, umso mehr tiefere Funkwellen können diese Schicht durchdringen und an den höheren Schichten reflektieren
EH209: Die niedrigste brauchbare Frequenz (LUF) bei Raumwellenausbreitung zwischen zwei Orten hängt ab ...

A: vom Abstrahlwinkel der Antenne.

B: von der Polarisation der Antenne.

C: vom Ionisierungsgrad in der E-Region.

D: vom Ionisierungsgrad in der D-Region.

Bodenwelle

  • Die Bodenwelle reicht über den sichtbaren Horizont raus
  • Folgt der Erdkrümmung
  • Am besten für Frequenzen unter $\qty{3}{\mega\hertz}$

Reichweite

  • Reichweite ist von Frequenz und Bodenbeschaffenheit abhängig
  • Langwelle ($\qtyrange{30}{300}{\kilo\hertz}$) bis zu $\qty{1000}{\kilo\meter}$, Mittelwelle ($\qty{300}{\kilo\hertz}--\qty{3}{\mega\hertz}$) bis zu $\qty{250}{\kilo\meter}$
  • Gut nutzbar im $\qty{160}{\meter}$-Band
  • Im $\qty{10}{\meter}$-Band für Kommunikation im Stadtbereich nutzbar
  • VHF und höhere Frequenzen vernachlässigbar
EH211: Die Ausbreitung der Wellen im 160 m-Band erfolgt tagsüber hauptsächlich ...

A: über Raum- und Bodenwelle, weil es bei den Frequenzen unter 2 MHz nur zu geringfügiger Phasenverschiebung zwischen reflektierter und direkter Welle kommt.

B: über die Bodenwelle, weil durch die Dämpfung der D-Region keine Raumwelle entstehen kann.

C: über die Raumwelle, weil es in der Troposphäre durch Temperaturinversionen zu Reflexionen für die Frequenzen unter 2 MHz kommen kann.

D: über die Raumwelle, weil die Refraktion (Brechung) in der D-Region für Frequenzen bis zu 2 MHz besonders stark ist.

EH212: Welche der folgenden Aussagen trifft für KW-Funkverbindungen zu, die über Bodenwellen erfolgen?

A: Die Bodenwelle folgt der Erdkrümmung und geht nicht über den geografischen Horizont hinaus. Sie wird in niedrigeren Frequenzbereichen stärker gedämpft als in höheren Frequenzbereichen.

B: Die Bodenwelle folgt der Erdkrümmung und geht nicht über den geografischen Horizont hinaus. Sie wird in höheren Frequenzbereichen stärker gedämpft als in niedrigeren Frequenzbereichen.

C: Die Bodenwelle folgt der Erdkrümmung und geht über den geografischen Horizont hinaus. Sie wird in niedrigeren Frequenzbereichen stärker gedämpft als in höheren Frequenzbereichen.

D: Die Bodenwelle folgt der Erdkrümmung und geht über den geografischen Horizont hinaus. Sie wird in höheren Frequenzbereichen stärker gedämpft als in niedrigeren Frequenzbereichen.

Greyline

  • Übergang zwischen Tag- und Nacht
  • Für den Kurzwellenfunk interessant

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Aktuelle Zeit:
time

Tag zu Nacht

  • D-Region wird abgebaut
  • E-Region kann noch vorhanden sein
  • F1-Region baut langsam ab
  • F2-Region bleibt geschwächt bestehen

Greyline-DX

  • Kurzwellen werden an der schwachen D-Region flach gebrochen und weniger gedämpft
  • Die gebrochenen Kurzwellen werden in der F-Region flach reflektiert
  • Hohe Skip-Distanz
  • Greyline-DX oder Twilight-DX
EH213: Bei der Ausbreitung auf Kurzwelle spielt die so genannte "Greyline" eine besondere Rolle. Was ist die "Greyline"?

A: Die instabilen Ausbreitungsbedingungen in der Äquatorialzone.

B: Die Zeit mit den besten Möglichkeiten für "Short-Skip"-Ausbreitung.

C: Die Übergangszeit vor und nach dem Winter, in der sich die D-Region ab- und wieder aufbaut.

D: Die Zone der Dämmerung um Sonnenauf- und -untergang herum.

Mögel-Dellinger-Effekt

  • Sonneneruptionen mit Plasma-Flares ionisieren die D-Region
  • Hohe Dämpfung der Raumwelle bis $\qty{300}{\mega\hertz}$
  • Totaler Ausfall der Raumwelle für wenige Minuten bis Stunden möglich
  • Kann nur tagsüber auftreten
  • Besonders stark bei Sonnenfleckenmaximum
EH214: Ein plötzlicher Anstieg der Intensitäten von UV- und Röntgenstrahlung nach einem Flare (Energieausbruch auf der Sonne) führt zu erhöhter Ionisierung der D-Region und damit zu zeitweiligem Ausfall der Raumwellenausbreitung auf der Kurzwelle. Diese Erscheinung bezeichnet man als ...

A: Aurora-Effekt.

B: Mögel-Dellinger-Effekt.

C: kritischer Schwund.

D: sporadische E-Ausbreitung.

EH215: Welche Auswirkung hat der Mögel-Dellinger-Effekt auf die Ausbreitung von Kurzwellen?

A: Die zeitlich begrenzt auftretende Verzerrung der Modulation.

B: Den zeitlich begrenzten Ausfall der Raumwellenausbreitung.

C: Das Übersprechen der Modulation eines starken Senders auf andere, über die Ionosphäre übertragene HF-Signale.

D: Den zeitlich begrenzten Schwund durch Mehrwegeausbreitung in der Ionosphäre.

Langer und kurzer Weg I

  • Durch die Kugelform der Erde kann ein Ziel geradlinig über zwei Wege erreicht werden
  • Funkwellen können sich je nach Ausbreitungsbedingungen besser über den längeren, indirekten Weg ausbreiten
EH217: Was bedeutet die Aussage, dass ein Funkamateur in Deutschland mit "VK" auf dem "langen Weg" gearbeitet hat?

A: Die Verbindung mit Südamerika ist wegen der Ausbreitungsbedingungen auf dem indirekten und somit längeren Weg über Australien hinweg zustande gekommen.

B: Der Verbindungsweg mit Australien ist wegen der schlechten Ausbreitungsbedingungen erst nach langer Wartezeit zustande gekommen.

C: Die Verbindung mit Australien ist wegen der Ausbreitungsbedingungen auf dem indirekten und somit längeren Weg über Südamerika hinweg zustande gekommen.

D: Die Verbindung mit Australien ist wegen der Ausbreitungsbedingungen auf langem direktem Weg über Südamerika hinweg zustande gekommen.

EH216: Was ist mit der Aussage "Funkverkehr über den langen Weg (long path)" gemeint?

A: Bei sehr guten Ausbreitungsbedingungen liegen die reflektierenden Regionen in großer Höhe. Die Sprungdistanzen werden dann sehr groß, so dass sie die Reichweite der Bodenwelle um ein Vielfaches übertreffen. Dann kann man mit einem Sprung einen "sehr langen Weg" zurücklegen.

B: Die Funkverbindung läuft nicht über den direkten Weg zur Gegenstation, sondern über die dem kürzesten Weg entgegengesetzte Richtung.

C: Bei guten Ausbreitungsbedingungen treten mehrfache Refraktionen (Brechungen) mit vielen Sprüngen (hops) auf. Dann ist es möglich, sehr weite Entfernungen - "lange Wege" - zu überbrücken.

D: Bei guten Ausbreitungsbedingungen treten mehrfache Refraktionen (Brechungen) mit vielen Sprüngen (hops) auf. Sie hören dann Ihre eigenen Zeichen zeitverzögert als "Echo" im Empfänger wieder. Sie laufen also den "langen Weg einmal um die Erde".

Fragen?


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