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 N-2.19.1). 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.

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 N-2.19.1: 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 N-2.19.2.) Die Sonne stößt dann besonders viel elektromagnetische Strahlung und Materie aus und nimmt starken Einfluss auf die Ionosphäre und somit die Funkbedingungen.

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 N-2.19.2: 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 N-2.19.3). 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.

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 N-2.19.3: 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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