diff --git a/contents/sections/aurora_1.md b/contents/sections/aurora_1.md index e284415..50100a0 100644 --- a/contents/sections/aurora_1.md +++ b/contents/sections/aurora_1.md @@ -2,12 +2,12 @@ [photo:217:e_aurora:Aurora am Notfunk Ausbildungswochenende im Mai 2024] -Wenn geladene Teilchen aus dem Sonnenwind in das Erdmagnetfeld einkoppeln, werden sie zu den Polen hin abgeleitet. Dort treffen sie auf die zunehmend dichtere Atmosphäre und ionisieren dort vor allem den Sauerstoff und Stickstoff der Hochatmosphäre bis herunter in eine Höhe von etwa 90 km, also den Bereich der E-Region. Die so angeregten Atome und Moleküle erzeugen dann zum einen die Lichterscheinungen der Polarlichter, zum anderen brechen sie Funkwellen. Das wird vorwiegend im VHF Bereich (6- und 2-Meter-Band) für DX-Verbindungen genutzt. +Wenn geladene Teilchen aus dem Sonnenwind in das Erdmagnetfeld einkoppeln, werden sie zu den Polen hin abgeleitet. Dort treffen sie auf die zunehmend dichtere Atmosphäre und ionisieren dort vor allem den Sauerstoff und Stickstoff der Hochatmosphäre bis herunter in eine Höhe von etwa $\qty{90}{\kilo\meter}$, also den Bereich der E-Region. Die so angeregten Atome und Moleküle erzeugen dann zum einen die Lichterscheinungen der Polarlichter, zum anderen brechen sie Funkwellen. Das wird vorwiegend im VHF Bereich (6- und 2-Meter-Band) für DX-Verbindungen genutzt. Die brechenden Gebiete sind sehr dynamisch, der Signalweg der Funkwellen ändert sich daher ständig und massiv. Dies sorgt für rapide Signalschwankungen (Fading) und zudem eine frequenzmäßige Verbreiterung des Signals, den sogenannten Doppler-Spread. Deswegen sind Telefonie-Verbindungen schwierig, weil die Sprache dadurch schwer verständlich wird. Telegrafiesignale (CW) eignen sich besser, aber auch sie haben einen sehr rauen Ton, weswegen man im RST Signalrapport das "T" für die Beurteilung der Tonqualität ganz weglässt und stattdessen den Buchstaben "A" für "Aurora" gibt. -Ein Beispiel eines Aurora-CW-QSOs zwischen OH2MA und OH2LAK auf 50 MHz gibt es auf [Youtube](https://50ohm.de/acw). Hier kann man den sehr rauen und verauschten Ton der Morsezeichen hören. Ein SSB QSO gibt es auch auf [Youtube](https://50ohm.de/assb) zum Anhören. +Ein Beispiel eines Aurora-CW-QSOs zwischen OH2MA und OH2LAK auf $\qty{50}{\mega\hertz}$ gibt es auf [Youtube](https://50ohm.de/acw). Hier kann man den sehr rauen und verauschten Ton der Morsezeichen hören. Ein SSB QSO gibt es auch auf [Youtube](https://50ohm.de/assb) zum Anhören. [question:EH305] \ No newline at end of file diff --git a/contents/sections/aurora_2.md b/contents/sections/aurora_2.md index bffb8de..3f973fd 100644 --- a/contents/sections/aurora_2.md +++ b/contents/sections/aurora_2.md @@ -1,8 +1,8 @@ -In der Klasse E haben wir bereits Aurora kennengelernt: Wenn geladene Teilchen aus dem Sonnenwind in die Hochatmosphäre einkoppeln, entstehen zum einen Polarlichter, zum anderen werden Funkwellen gebrochen, was vor allem im VHF-Bereich (6 m und 2 m) für DX-Verbindungen genutzt wird. In der Klasse A gibt es hierzu noch weitere vertiefende Fragen. +In der Klasse E haben wir bereits Aurora kennengelernt: Wenn geladene Teilchen aus dem Sonnenwind in die Hochatmosphäre einkoppeln, entstehen zum einen Polarlichter, zum anderen werden Funkwellen gebrochen, was vor allem im VHF-Bereich ($\qty{6}{\meter}$ und $\qty{2}{\meter}$) für DX-Verbindungen genutzt wird. In der Klasse A gibt es hierzu noch weitere vertiefende Fragen. Dabei solltest du dir folgende Dinge merken: -* Die Aurora findet in der E-Region (90 bis 130 km) in der Nähe der Pole statt. +* Die Aurora findet in der E-Region ($\num{90}$ bis $\qty{130}{\kilo\meter}$) in der Nähe der Pole statt. * Geladene Teilchen der Sonne dringen in die Atmosphäre ein. * Für uns in Europa ist die Polarregion im Norden. * Am besten eignet sich CW für Aurora. diff --git a/contents/sections/fading.md b/contents/sections/fading.md index 14fe7b8..2dde497 100644 --- a/contents/sections/fading.md +++ b/contents/sections/fading.md @@ -1,4 +1,4 @@ -Wenn sich zwei (oder mehr) Signale gleicher Frequenz überlagern, dann addieren sich im Empfänger ihre Amplituden. Je nach Phasenlage führt das zu einer Verstärkung oder Abschwächung des resultierenden Summensignals. Sind die Amplituden zweier Signale gleich groß, aber die Phase um 180° verschoben, wird ihr Summensignal sogar zu Null, verschwindet also. +Wenn sich zwei (oder mehr) Signale gleicher Frequenz überlagern, dann addieren sich im Empfänger ihre Amplituden. Je nach Phasenlage führt das zu einer Verstärkung oder Abschwächung des resultierenden Summensignals. Sind die Amplituden zweier Signale gleich groß, aber die Phase um $\qty{180}{\degree}$ verschoben, wird ihr Summensignal sogar zu Null, verschwindet also. [include:fading_applet] diff --git a/contents/sections/ionosphaere_2.md b/contents/sections/ionosphaere_2.md index 730a02e..29e2608 100644 --- a/contents/sections/ionosphaere_2.md +++ b/contents/sections/ionosphaere_2.md @@ -4,7 +4,7 @@ Die von der Sonne kommende Strahlung schlägt Elektronen aus den Sauerstoff- und [question:EH101] -Dieser Prozess verleiht insbesondere der Kurzwelle ihre einzigartigen Fähigkeiten. Dabei bestimmt die Dichte dieser freien Elektronen, welche Frequenzen noch gebrochen werden können: Je höher die Dichte, desto höher die Frequenz. Daher brauchen wir für die oberen Kurzwellenbänder hohe Ionisation und damit ein hohes Maß an der dafür notwendigen Sonnenstrahlung. Deshalb ist insbesondere während des Sonnenfleckenmaximums das 10-Meter-Band (28,0–29,7 MHz) tagsüber besonders gut nutzbar – und das selbst bei geringer Sendeleistung. +Dieser Prozess verleiht insbesondere der Kurzwelle ihre einzigartigen Fähigkeiten. Dabei bestimmt die Dichte dieser freien Elektronen, welche Frequenzen noch gebrochen werden können: Je höher die Dichte, desto höher die Frequenz. Daher brauchen wir für die oberen Kurzwellenbänder hohe Ionisation und damit ein hohes Maß an der dafür notwendigen Sonnenstrahlung. Deshalb ist insbesondere während des Sonnenfleckenmaximums das 10-Meter-Band ($\qtyrange{28,0}{29,7}{\mega\hertz}$) tagsüber besonders gut nutzbar – und das selbst bei geringer Sendeleistung. [picture:865:e_wellenausbreitung_refraktion:Refraktion an Schichten der Ionosphäre] @@ -26,9 +26,9 @@ Für den Kurzwellenbereich sind insbesondere drei Regionen der Ionosphäre von B **D-Region** -Die niedrigste der Drei ist die *D-Region* in etwa 50 bis 90 km Höhe. Hier ist allerdings die Gasdichte noch so hoch, dass die zum Schwingen angeregten Elektronen schnell mit anderen Teilchen kollidieren. Dadurch verliert die Funkwelle Energie. Die D-Region *dämpft* also diese Wellen, bis hin zur völligen Auslöschung. Dieser Effekt wird mit steigender Frequenz geringer und ist oberhalb etwa 10 MHz nicht mehr bedeutend. +Die niedrigste der Drei ist die *D-Region* in etwa $\num{50}$ bis $\qty{90}{\kilo\meter}$ Höhe. Hier ist allerdings die Gasdichte noch so hoch, dass die zum Schwingen angeregten Elektronen schnell mit anderen Teilchen kollidieren. Dadurch verliert die Funkwelle Energie. Die D-Region *dämpft* also diese Wellen, bis hin zur völligen Auslöschung. Dieser Effekt wird mit steigender Frequenz geringer und ist oberhalb etwa $\qty{10}{\mega\hertz}$ nicht mehr bedeutend. -Wenn nach Sonnenuntergang keine Strahlung von der Sonne mehr kommt, rekombinieren die Elektronen unmittelbar und die D-Region löst sich praktisch auf. Deswegen sind die unteren Kurzwellenbänder, z.B. 80 m oder 160 m, (genauso wir die Lang- und Mittelwelle) tagsüber weitgehend leer, denn dann können sich die Funkwellen nur über die Bodenwelle ausbreiten, weil die Raumwelle von der D-Region quasi verschluckt wird. +Wenn nach Sonnenuntergang keine Strahlung von der Sonne mehr kommt, rekombinieren die Elektronen unmittelbar und die D-Region löst sich praktisch auf. Deswegen sind die unteren Kurzwellenbänder, z.B. $\qty{80}{\meter}$ oder $\qty{160}{\meter}$, (genauso wir die Lang- und Mittelwelle) tagsüber weitgehend leer, denn dann können sich die Funkwellen nur über die Bodenwelle ausbreiten, weil die Raumwelle von der D-Region quasi verschluckt wird. [question:EH210] [question:EH105] @@ -37,7 +37,7 @@ Wenn nach Sonnenuntergang keine Strahlung von der Sonne mehr kommt, rekombiniere **E-Region** -In 90 bis 130 km Höhe schließt sich die *E-Region* an, welche wir schon in den Prüfungsfragen zur Klasse N kennen gelernt haben. Sie bricht unter normalen Umständen schräg einfallende Funkwellen bis etwa 10 MHz, mit einem Sprung können dabei etwas mehr als 2000 km überbrückt werde. Auch die E-Region löst sich nach Sonnenuntergang binnen weniger Minuten auf. +In $\num{90}$ bis $\qty{130}{\kilo\meter}$ Höhe schließt sich die *E-Region* an, welche wir schon in den Prüfungsfragen zur Klasse N kennen gelernt haben. Sie bricht unter normalen Umständen schräg einfallende Funkwellen bis etwa $\qty{10}{\mega\hertz}$, mit einem Sprung können dabei etwas mehr als $\qty{2000}{\kilo\meter}$ überbrückt werde. Auch die E-Region löst sich nach Sonnenuntergang binnen weniger Minuten auf. In dieser Region findet sich in den gemäßigten Breiten vor allem in den Sommermonaten ein besonderes Phänomen, die *sporadische E-Schicht* (kurz *Es*). Sie besteht aus meist kleinräumigen, sehr stark ionosierten Bereichen und ist in der Lage, Funkwellen viel höherer Frequenz zu brechen, bis hinauf in das 2-Meter-Band. @@ -51,7 +51,7 @@ In dieser Region findet sich in den gemäßigten Breiten vor allem in den Sommer **F-Region** -Darüber findet sich schließlich die *F-Region*, die sich tagsüber zudem in die F1- und die darüberliegende F2 Region aufspaltet. Letztere kann sich bis in eine Höhe von 450 km ausdehnen und ist für die Kurzwellenausbreitung am bedeutsamsten. Denn zum einen erlaubt es ihre größere Höhe, mit einem Sprung Distanzen von bis zu 4000 km zu überbrücken. Zum anderen sorgt die geringe Gasdichte in diesen Höhen dafür, dass es sehr lange dauert, bis freie Elektronen wieder ein Ion finden, mit dem sie zu einem neutralen Atom bzw. Molekül rekombinieren können. Deswegen gibt es dort immer genügend freie Elektronen, um Kurzwellen zu brechen. Ihre Anzahl und damit Dichte nimmt aber bei zurückgehender Sonneneintrahlung ab und damit auch die gerade noch zurückgebrochene Frequenz. Daher schließen die oberen Bänder als erstes. +Darüber findet sich schließlich die *F-Region*, die sich tagsüber zudem in die F1- und die darüberliegende F2 Region aufspaltet. Letztere kann sich bis in eine Höhe von $\qty{450}{\kilo\meter}$ ausdehnen und ist für die Kurzwellenausbreitung am bedeutsamsten. Denn zum einen erlaubt es ihre größere Höhe, mit einem Sprung Distanzen von bis zu $\qty{4000}{\kilo\meter}$ zu überbrücken. Zum anderen sorgt die geringe Gasdichte in diesen Höhen dafür, dass es sehr lange dauert, bis freie Elektronen wieder ein Ion finden, mit dem sie zu einem neutralen Atom bzw. Molekül rekombinieren können. Deswegen gibt es dort immer genügend freie Elektronen, um Kurzwellen zu brechen. Ihre Anzahl und damit Dichte nimmt aber bei zurückgehender Sonneneintrahlung ab und damit auch die gerade noch zurückgebrochene Frequenz. Daher schließen die oberen Bänder als erstes. [question:EH103] @@ -69,6 +69,6 @@ Zur Ionisation wird Strahlung im extremen Ultraviolett- sowie im Röntgenbereich [question:EH107] -Während des Aktivitätsmaximums erreicht die Sonnenaktivität ein besonders hohes Niveau und führt zu einer ausgeprägten Ionisation der F-Region. Deshalb können dann alle oberen Kurzwellenbänder und teilweise sogar das 6-Meter-Band für DX-Verbindungen genutzt werden, währenddessen im Aktivitätsminimum die Frequenzbänder oberhalb des 20-Meter-Bandes (z.B. 10 m) meist nicht nutzbar sind. +Während des Aktivitätsmaximums erreicht die Sonnenaktivität ein besonders hohes Niveau und führt zu einer ausgeprägten Ionisation der F-Region. Deshalb können dann alle oberen Kurzwellenbänder und teilweise sogar das 6-Meter-Band für DX-Verbindungen genutzt werden, währenddessen im Aktivitätsminimum die Frequenzbänder oberhalb des 20-Meter-Bandes (z.B. $\qty{10}{\meter}$) meist nicht nutzbar sind. [question:EH205] \ No newline at end of file diff --git a/contents/sections/ionosphaere_3.md b/contents/sections/ionosphaere_3.md index 996da94..25cea3a 100644 --- a/contents/sections/ionosphaere_3.md +++ b/contents/sections/ionosphaere_3.md @@ -31,7 +31,7 @@ Tagsüber sind aufgrund der stark ionisierten D-Schicht das 80- und das 160-Mete --- -Zur Messung der Sonnenaktivität gibt es zwei verbreitete Methoden: Die Zählung der Sonnenflecken (für die wir seit Mitte des 18. Jahrhunderts zuverlässige Werte haben) und die Messung des solaren Flux, der Strahlung der Sonne auf 2,8 GHz (Wellenlänge von 10,7 cm), die seit Mitte des 20. Jahrhunderts durchgeführt wird. Beide Angaben korrelieren stark miteinander. Der solare Flux ist weniger sprunghaft und reicht von etwa 65 im Aktivitätsminimum bis über 300 bei sehr starken Maxima. Fluxwerte über 100 führen zu einem stark erhöhten Ionisationsgrad in der Ionosphäre und zu einer erheblich verbesserten Fernausbreitung auf den höheren Kurzwellenbändern. +Zur Messung der Sonnenaktivität gibt es zwei verbreitete Methoden: Die Zählung der Sonnenflecken (für die wir seit Mitte des 18. Jahrhunderts zuverlässige Werte haben) und die Messung des solaren Flux, der Strahlung der Sonne auf $\qty{2,8}{\giga\hertz}$ (Wellenlänge von $\qty{10,7}{\centi\meter}$), die seit Mitte des 20. Jahrhunderts durchgeführt wird. Beide Angaben korrelieren stark miteinander. Der solare Flux ist weniger sprunghaft und reicht von etwa 65 im Aktivitätsminimum bis über 300 bei sehr starken Maxima. Fluxwerte über 100 führen zu einem stark erhöhten Ionisationsgrad in der Ionosphäre und zu einer erheblich verbesserten Fernausbreitung auf den höheren Kurzwellenbändern. [picture:988:a_flux:Solarer Flux und Anzahl der Sonnenflecken von 2005 bis 2025] diff --git a/contents/sections/langer_kurzer_weg_2.md b/contents/sections/langer_kurzer_weg_2.md index bf8d825..5788062 100644 --- a/contents/sections/langer_kurzer_weg_2.md +++ b/contents/sections/langer_kurzer_weg_2.md @@ -1,4 +1,4 @@ -In der Klasse E haben wir das Konzept des kurzen und langen Weges bereits kennengelernt. In der Klasse A möchten wir dieses Thema noch etwas vertiefen. Eine geradlinige Verbindung zwischen zwei Orten auf einer Kugel verläuft immer entlang des Großkreises. Die Richtung des kurzen und des langen Weges zum anderen Ort unterscheiden sich in der Richtung daher um genau 180°. Abbildung [ref:a_langer_kurzer_weg] zeigt den Großkreis auf der Erdkugel – in Blau den kurzen Weg und in Rot den langen Weg, der einmal vollständig um den Globus herumführt. +In der Klasse E haben wir das Konzept des kurzen und langen Weges bereits kennengelernt. In der Klasse A möchten wir dieses Thema noch etwas vertiefen. Eine geradlinige Verbindung zwischen zwei Orten auf einer Kugel verläuft immer entlang des Großkreises. Die Richtung des kurzen und des langen Weges zum anderen Ort unterscheiden sich in der Richtung daher um genau $\qty{180}{\degree}$. Abbildung [ref:a_langer_kurzer_weg] zeigt den Großkreis auf der Erdkugel – in Blau den kurzen Weg und in Rot den langen Weg, der einmal vollständig um den Globus herumführt. [question:AH216] @@ -18,7 +18,7 @@ Für Richtantennen (engl. Beams) gibt es sogenannte Beam-Karten, die die Wege al [picture:1001:a_beam_karte_sydney:Beamkarte mit Sydney als Standort der Amateurfunkstation] -Wie in Abbildung [ref:a_beam_karte] dargestellt, beträgt die Entfernung von Deutschland nach Australien auf dem kurzen Weg über Ostasien rund 16.000 km bei einem Azimut von etwa 75°. Wählt man hingegen den langen Weg, so richtet man die Antenne auf 255° aus und überbrückt dabei fast 24.000 km – der Signalweg führt dann über Südamerika und den Südpazifik. +Wie in Abbildung [ref:a_beam_karte] dargestellt, beträgt die Entfernung von Deutschland nach Australien auf dem kurzen Weg über Ostasien rund $\qty{16.000}{\kilo\meter}$ bei einem Azimut von etwa $\qty{75}{\degree}$. Wählt man hingegen den langen Weg, so richtet man die Antenne auf $\qty{255}{\degree}$ aus und überbrückt dabei fast $\qty{24.000}{\kilo\meter}$ – der Signalweg führt dann über Südamerika und den Südpazifik. Obwohl Abbildung [ref:a_beam_karte] nicht für Frankfurt am Main, sondern für Berlin erstellt wurde, lassen sich damit die folgenden Fragen grob beantworten. In der Prüfung steht leider keine Beam-Karte als Hilfsmittel zur Verfügung. Wir empfehlen daher, sich die ungefähren Winkel der Kontinente einzuprägen – das ist auch später für den Funkbetrieb auf Kurzwelle hilfreich. diff --git a/contents/sections/moegel_dellinger_effekt.md b/contents/sections/moegel_dellinger_effekt.md index f2cb86e..c39be75 100644 --- a/contents/sections/moegel_dellinger_effekt.md +++ b/contents/sections/moegel_dellinger_effekt.md @@ -12,7 +12,7 @@ Abbildung [ref:e_dellinger] zeigt das Zentrum der Sonneneruption auf der Erdober Abbildung [ref:e_dellinger2] stellt die durch den Mögel-Dellinger-Effekt verursachte Dämpfung der Amateurfunkbänder dar, wobei deutlich wird, dass die Auswirkungen mit steigender Frequenz abnehmen. -[picture:1011:e_dellinger:Höchste Frequenz, die von einer Absorption von 1 dB betroffen ist am 03.10.2024 um 12 Uhr und 19 Minuten. Dies zeigt an, wo der Mögel-Dellinger-Effekt am stärksten wirkt. Quelle NOAA] +[picture:1011:e_dellinger:Höchste Frequenz, die von einer Absorption von $\qty{1}{\dB}$ betroffen ist am 03.10.2024 um 12 Uhr und 19 Minuten. Dies zeigt an, wo der Mögel-Dellinger-Effekt am stärksten wirkt. Quelle NOAA] [picture:1010:e_dellinger2:Dämpfung durch Mögel-Dellinger-Effekt am 03.10.2024 um 12 Uhr und 19 Minuten. Quelle NOAA] diff --git a/contents/sections/muf_luf_1.md b/contents/sections/muf_luf_1.md index 705a196..edc6baa 100644 --- a/contents/sections/muf_luf_1.md +++ b/contents/sections/muf_luf_1.md @@ -11,7 +11,7 @@ Die MUF hängt von der Dichte der freien Elektronen in der brechenden Region (hi -[picture:997:e_muf_luf2:Simulation der Sprungdistanzen für verschiedene Frequenzen und einer MUF bei ca. 7,5 MHz in einer Augustnacht 2024 bei einem Abstrahlwinkel von $\qty{45}{\degree}$] +[picture:997:e_muf_luf2:Simulation der Sprungdistanzen für verschiedene Frequenzen und einer MUF bei ca. $\qty{7,5}{\mega\hertz}$ in einer Augustnacht 2024 bei einem Abstrahlwinkel von $\qty{45}{\degree}$] 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. diff --git a/contents/sections/muf_luf_2.md b/contents/sections/muf_luf_2.md index cdcf06b..99fc4ea 100644 --- a/contents/sections/muf_luf_2.md +++ b/contents/sections/muf_luf_2.md @@ -3,7 +3,7 @@ Die *MUF* (*maximum usable frequency*), also die höchste Frequenz, die die Iono [question:AH206] [question:AH207] -Wie wir auch schon wissen, ist die reichweite der Raumwellen vom Abstrahlwinkel abhängig. Je flacher die Welle auf die Ionosphäre auftrifft, desto leichter erfolgt die Brechnung. Dieser Zusammenhang gitl auch für die MUF: Die gerade noch zurückgebrochene Frequenz, die *MUF*, ist umso höher, je flacher unser Signal in die Ionosphäre einfällt. Die Abbildung [ref:e_muf_winkel2] zeigt eine Simulation der Sprungdistanz für einen Sommertag im Jahr 2024 für ein Amateurfunksignal um die $\qty{7}{\mega\hertz}$. Bei $\qty{45}{\degree}$ lag die MUF an diesem Tag bei $\qty{7.5}{\mega\hertz}$. Ändert man den Abstrahlwinkel, verändert sich auch die MUF: Strahlt man steiler ab (z. B. $\qty{60}{\degree}$), sinkt die MUF und die Funkwelle wird nicht mehr refraktiert. Strahlt man hingegen flacher ab (z. B. $\qty{30}{\degree}$), so erhöht sich die MUF. Im Folgenden werden wir diesen Zusammenhang genauer betrachten. +Wie wir auch schon wissen, ist die reichweite der Raumwellen vom Abstrahlwinkel abhängig. Je flacher die Welle auf die Ionosphäre auftrifft, desto leichter erfolgt die Brechnung. Dieser Zusammenhang gitl auch für die MUF: Die gerade noch zurückgebrochene Frequenz, die *MUF*, ist umso höher, je flacher unser Signal in die Ionosphäre einfällt. Die Abbildung [ref:e_muf_winkel2] zeigt eine Simulation der Sprungdistanz für einen Sommertag im Jahr 2024 für ein Amateurfunksignal um die $\qty{7}{\mega\hertz}$. Bei $\qty{45}{\degree}$ lag die MUF an diesem Tag bei $\qty{7,5}{\mega\hertz}$. Ändert man den Abstrahlwinkel, verändert sich auch die MUF: Strahlt man steiler ab (z. B. $\qty{60}{\degree}$), sinkt die MUF und die Funkwelle wird nicht mehr refraktiert. Strahlt man hingegen flacher ab (z. B. $\qty{30}{\degree}$), so erhöht sich die MUF. Im Folgenden werden wir diesen Zusammenhang genauer betrachten. [picture:998:e_muf_winkel2:Sprungdistanz bei 7 MHz im Sommer 2024] @@ -30,13 +30,13 @@ Die kritische Frequenz ist also die höchste Frequenz, die aus der Ionosphäre w --- -Die Abbildung [ref:e_muf_fof2] zeigt den zeitlichen Verlauf von MUF und $f_\text{c}$ am 08.09.2025, gemessen mit der Ionosonde in Juliusruh. MUF $\qty{3000}{km}$ bedeutet in diesem Fall, dass sehr flach abgestrahlt wird, um eine Sprungdistanz von $\qty{3000}{km}$ zu erreichen. +Die Abbildung [ref:e_muf_fof2] zeigt den zeitlichen Verlauf von MUF und $f_\text{c}$ am 08.09.2025, gemessen mit der Ionosonde in Juliusruh. MUF $\qty{3000}{\kilo\meter}$ bedeutet in diesem Fall, dass sehr flach abgestrahlt wird, um eine Sprungdistanz von $\qty{3000}{\kilo\meter}$ zu erreichen. [picture:999:e_muf_fof2:MUF und $f_\text{c}$ am 08.09.2025] -Für andere Abstrahlwinkel lässt sich die MUF aus der $f_\text{c}$ mithilfe der folgenden Formel aus der Formelsammlung näherungsweise bestimmen (gilt für $\alpha > 40\degree$): +Für andere Abstrahlwinkel lässt sich die MUF aus der $f_\text{c}$ mithilfe der folgenden Formel aus der Formelsammlung näherungsweise bestimmen (gilt für $\alpha > \qty{40}{\degree}$): $MUF \approx \frac{f_\text{c}}{sin(\alpha)}$ diff --git a/contents/sections/scatter.md b/contents/sections/scatter.md index fd994e1..09927ef 100644 --- a/contents/sections/scatter.md +++ b/contents/sections/scatter.md @@ -1,6 +1,6 @@ Der Begriff *Scatter* wird zusammenfassend für verschiedene besondere Formen der Reflexion und Streuung eines Funksignals benutzt, durch die größere Entfernungen überbrückt werden können. -Bei *Regenscatter* (*Rainscatter*) werden Wellen an Regentropfen gestreut (wer nachlesen möchte: physikalisch ist das eine Rayleigh-Streuung). Weil hier die Tropfengröße zur Wellenlänge passen muss, erzielt man damit im 6- und 3-cm-Band (bei 5,7 und 10 GHz) die besten Ergebnisse. Gestreut wird dabei in alle Richtungen, d.h. man richtet die Antenne üblichweise auf die Regenwolke aus und nicht auf den Standort der Gegenstation. CW und SSB Signale haben dabei häufig einen rauen Ton, ähnlich der Ausbreitung über Aurora. +Bei *Regenscatter* (*Rainscatter*) werden Wellen an Regentropfen gestreut (wer nachlesen möchte: physikalisch ist das eine Rayleigh-Streuung). Weil hier die Tropfengröße zur Wellenlänge passen muss, erzielt man damit im $\num{6}$ und $\qty{3}{\centi\meter}$-Band (bei $\num{5,7}$ und $\qty{10}{\giga\hertz}$) die besten Ergebnisse. Gestreut wird dabei in alle Richtungen, d.h. man richtet die Antenne üblichweise auf die Regenwolke aus und nicht auf den Standort der Gegenstation. CW und SSB Signale haben dabei häufig einen rauen Ton, ähnlich der Ausbreitung über Aurora. [question:AH311] diff --git a/contents/sections/sporadic_e_1.md b/contents/sections/sporadic_e_1.md index 4dcc98e..0640cf0 100644 --- a/contents/sections/sporadic_e_1.md +++ b/contents/sections/sporadic_e_1.md @@ -1,4 +1,4 @@ -Noch größere Reichweiten von 1000 bis 2000 km werden in den Sommermonaten durch *Sporadic-E-Bedingungen* ermöglicht. Dabei treten meist scharf begrenzte und kleinräumige (eben "sporadische"), aber dafür außerordentlch stark ionisierte Bereiche in etwa 100 bis 110 km Höhe auf. Diese Bereiche brechen Funkwellen zur Erde zurück (*Refraktion*) (Abbildung [ref:n_sporadic_e]). Wann und wo Sporadic-E genau auftritt, lässt sich nicht vorhersagen. +Noch größere Reichweiten von $\num{1000}$ bis $\qty{2000}{\kilo\meter}$ werden in den Sommermonaten durch *Sporadic-E-Bedingungen* ermöglicht. Dabei treten meist scharf begrenzte und kleinräumige (eben "sporadische"), aber dafür außerordentlch stark ionisierte Bereiche in etwa $\num{100}$ bis $\qty{110}{\kilo\meter}$ Höhe auf. Diese Bereiche brechen Funkwellen zur Erde zurück (*Refraktion*) (Abbildung [ref:n_sporadic_e]). Wann und wo Sporadic-E genau auftritt, lässt sich nicht vorhersagen. [picture:733:n_sporadic_e:Refraktion (Brechung) von Funkwellen an stark ionisierten Bereichen der E-Schicht] diff --git a/contents/sections/sporadic_e_2.md b/contents/sections/sporadic_e_2.md index 7c193a6..6c21d02 100644 --- a/contents/sections/sporadic_e_2.md +++ b/contents/sections/sporadic_e_2.md @@ -1,6 +1,6 @@ -In der Klasse N haben wir bereits Sporadic-E kennengelernt: Dabei entstehen in etwa 100–110 km Höhe kleinräumige, stark ionisierte Bereiche, die Funkwellen zurück zur Erde brechen und so in den Sommermonaten große Reichweiten ermöglichen, deren Auftreten jedoch nicht vorhersehbar ist. +In der Klasse N haben wir bereits Sporadic-E kennengelernt: Dabei entstehen in etwa $\qtyrange{100}{110}{\kilo\meter}$ Höhe kleinräumige, stark ionisierte Bereiche, die Funkwellen zurück zur Erde brechen und so in den Sommermonaten große Reichweiten ermöglichen, deren Auftreten jedoch nicht vorhersehbar ist. -In der Klasse E wird das Thema noch etwas vertieft: Da die Brechung bei Sporadic E in Bedingungen in der in niedrigerer Höhe befindlichen E-Region erfolgt, ist die maximale Sprungdistanz mit höchstens 2200 km geringer als bei Ausbreitung über die F-Region. Dafür ist aber die tote Zone deutlich kleiner, es gelingen daher Funkverbindungen über deutlich kürzere Distanzen. Man spricht daher bei Sporadic E auch von *Short Skip* Bedingungen (engl. *short skip* = "kurzer Sprung"). +In der Klasse E wird das Thema noch etwas vertieft: Da die Brechung bei Sporadic E in Bedingungen in der in niedrigerer Höhe befindlichen E-Region erfolgt, ist die maximale Sprungdistanz mit höchstens $\qty{2200}{\kilo\meter}$ geringer als bei Ausbreitung über die F-Region. Dafür ist aber die tote Zone deutlich kleiner, es gelingen daher Funkverbindungen über deutlich kürzere Distanzen. Man spricht daher bei Sporadic E auch von *Short Skip* Bedingungen (engl. *short skip* = "kurzer Sprung"). [question:EH218] [question:EH304] \ No newline at end of file diff --git a/contents/sections/sporadic_e_3.md b/contents/sections/sporadic_e_3.md index 979d9a7..d621eb3 100644 --- a/contents/sections/sporadic_e_3.md +++ b/contents/sections/sporadic_e_3.md @@ -2,7 +2,7 @@ In den Klassen N und E haben wir ja bereits gelernt, dass Funkverbindungen über [question:AH301] -Je höher die Frequenz ist, desto seltener ist die Ausbreitung von Sporadic E. In Zeiten mittlerer bis hoher Sonnenaktivität, wenn also insbesondere auf dem 10-Meter-Band Ausbreitung über die F-Region möglich ist, ist Sporadic E auf der Kurzwelle eher von Nachteil, da es verhindert, dass die Funkwellen zur F-Region durchdringen und so die Sprungdistanzen auf höchstens 2200 km limitiert sind und auch die Tote Zone verschwinden kann. +Je höher die Frequenz ist, desto seltener ist die Ausbreitung von Sporadic E. In Zeiten mittlerer bis hoher Sonnenaktivität, wenn also insbesondere auf dem 10-Meter-Band Ausbreitung über die F-Region möglich ist, ist Sporadic E auf der Kurzwelle eher von Nachteil, da es verhindert, dass die Funkwellen zur F-Region durchdringen und so die Sprungdistanzen auf höchstens $\qty{2200}{\kilo\meter}$ limitiert sind und auch die Tote Zone verschwinden kann. [question:AH214] [question:AH220] diff --git a/contents/sections/sprungdistanz_2.md b/contents/sections/sprungdistanz_2.md index b656432..f8192a5 100644 --- a/contents/sections/sprungdistanz_2.md +++ b/contents/sections/sprungdistanz_2.md @@ -1,5 +1,5 @@ Wie wir bereits in der Klasse E gelernt haben, hängt die Sprungdistanz vom gewählten Abstrahlwinkel ab. Der Abstrahlwinkel eines Dipols hängt von der Höhe über Grund ab. Je höher er montiert ist, desto flacher wird der Abstrahlwinkel, je niedriger desto steiler. -Bei der E-Region kann mit höchstens 2000 km gerechnet werden, bei der F2-Region mit bis zu 4000 km. Die Abbildung [ref:a_sprungdistanz] zeigt die Sprungdistanz durch Brechung in der F2-Region in Abhängigkeit des Winkels. +Bei der E-Region kann mit höchstens $\qty{2000}{\kilo\meter}$ gerechnet werden, bei der F2-Region mit bis zu $\qty{4000}{\kilo\meter}$. Die Abbildung [ref:a_sprungdistanz] zeigt die Sprungdistanz durch Brechung in der F2-Region in Abhängigkeit des Winkels. [picture:872:a_sprungdistanz:Sprungdistanz durch Brechung an der F2-Region in Abhängigkeit des Winkels] @@ -9,22 +9,22 @@ Bei der E-Region kann mit höchstens 2000 km gerechnet werden, bei der F2-Region --- -Ein konkretes Beispiel zeigt Abbildung [ref:a_sprungdistanz_1] mit einer Simulation der Sprungdistanz in Abhängigkeit vom Abstrahlwinkel im 40-m-Band im Januar 2025. Zusätzlich wird die Ausbreitung jedoch von weiteren Faktoren beeinflusst – etwa von der Höhe der ionisierten Region, der Anzahl der Sonnenflecken, der Jahres- und Tageszeit, durch die unterschiedlichen Schichtausprägungen sowie von der verwendeten Frequenz mit ihren spezifischen Refraktionseigenschaften. Wichtig: Die Strahlungsleistung hat dabei keinerlei Einfluss. +Ein konkretes Beispiel zeigt Abbildung [ref:a_sprungdistanz_1] mit einer Simulation der Sprungdistanz in Abhängigkeit vom Abstrahlwinkel im $\qty{40}{\meter}$-Band im Januar 2025. Zusätzlich wird die Ausbreitung jedoch von weiteren Faktoren beeinflusst – etwa von der Höhe der ionisierten Region, der Anzahl der Sonnenflecken, der Jahres- und Tageszeit, durch die unterschiedlichen Schichtausprägungen sowie von der verwendeten Frequenz mit ihren spezifischen Refraktionseigenschaften. Wichtig: Die Strahlungsleistung hat dabei keinerlei Einfluss. [question:AH212] -[picture:994:a_sprungdistanz_1:Simulation der Sprungdistanz in Abhängigkeit vom Abstrahlwinkel im 40-m-Band, im Januar 2025] +[picture:994:a_sprungdistanz_1:Simulation der Sprungdistanz in Abhängigkeit vom Abstrahlwinkel im $\qty{40}{\meter}$-Band, im Januar 2025] --- -Die Abbildung [ref:a_sprungdistanz_2] zeigt die Simulation der Sprungdistanz in Abhängigkeit von Jahreszeit sowie von Tag und Nacht im 80-m-Band bei einem Abstrahlwinkel von $\qty{45}{\degree}$. Deutlich erkennbar ist, dass im 80-m-Band die Ausbreitung sowohl im Sommer als auch im Winter nachts deutlich besser funktioniert als tagsüber. In der Nacht sind wesentlich größere Sprungdistanzen über die F2-Region möglich. +Die Abbildung [ref:a_sprungdistanz_2] zeigt die Simulation der Sprungdistanz in Abhängigkeit von Jahreszeit sowie von Tag und Nacht im $\qty{80}{\meter}$-Band bei einem Abstrahlwinkel von $\qty{45}{\degree}$. Deutlich erkennbar ist, dass im $\qty{80}{\meter}$-Band die Ausbreitung sowohl im Sommer als auch im Winter nachts deutlich besser funktioniert als tagsüber. In der Nacht sind wesentlich größere Sprungdistanzen über die F2-Region möglich. Am Tag beeinflusst die E-Region die Ausbreitung stärker. Im Sommer ist dieser Effekt ausgeprägter, da durch die höhere Sonneneinstrahlung eine stärkere Ionisation stattfindet. Im Winter ist die Ionisation geringer, wodurch tagsüber tendenziell größere Reichweiten möglich sind. In beiden Fällen wird die Signalstärke jedoch tagsüber durch die D-Region deutlich gedämpft. -[picture:996:a_sprungdistanz_2:Simulation der Sprungdistanz in Abhängigkeit von Jahreszeit sowie Tag und Nacht im 80-m-Band bei $45\degree$ Abstrahlwinkel; zusätzlich wirkt die Dämpfung der D-Schicht am Tag] +[picture:996:a_sprungdistanz_2:Simulation der Sprungdistanz in Abhängigkeit von Jahreszeit sowie Tag und Nacht im $\qty{80}{\meter}$-Band bei $\qty{45}{\degree}$ Abstrahlwinkel; zusätzlich wirkt die Dämpfung der D-Schicht am Tag] --- diff --git a/contents/sections/tote_zone_2.md b/contents/sections/tote_zone_2.md index 3c54d24..7a8c0e4 100644 --- a/contents/sections/tote_zone_2.md +++ b/contents/sections/tote_zone_2.md @@ -3,10 +3,10 @@ In den Klassen N und E haben wir bereits die *Toten Zone* kennengelernt. Schauen - Je höher die Frequenz, desto größer ist der Radius der toten Zone: Abbildung [ref:a_tote_zone_1] - Je flacher die Abstrahlung, desto größer ist der Radius der toten Zone: Abbildung [ref:a_tote_zone_2] -[picture:995:a_tote_zone_1:Simulation der Ausdehnung der Toten Zone bei einem Abstrahlwinkel von $45\degree$ in Abhängigkeit der Frequenz, im Januar 2025] +[picture:995:a_tote_zone_1:Simulation der Ausdehnung der Toten Zone bei einem Abstrahlwinkel von $\qty{45}{\degree}$ in Abhängigkeit der Frequenz, im Januar 2025] -[picture:994:a_tote_zone_2:Simulation der Ausdehnung der Toten Zone in Abhängigkeit vom Abstrahlwinkel im 40-m-Band, im Januar 2025] +[picture:994:a_tote_zone_2:Simulation der Ausdehnung der Toten Zone in Abhängigkeit vom Abstrahlwinkel im $\qty{40}{\meter}$-Band, im Januar 2025] Gerade auf den oberen Bändern kommt es durch sie schnell zu der Situation, dass man eine Frequenz fälschlicherweise als unbelegt annimmt, weil man von dem dort laufenden QSO nur eine Station empfangen kann. diff --git a/contents/sections/troposphaere.md b/contents/sections/troposphaere.md index bda10f4..ba2f5f9 100644 --- a/contents/sections/troposphaere.md +++ b/contents/sections/troposphaere.md @@ -1,4 +1,4 @@ -Im VHF-Bereich führt manchmal ein besonderer Effekt zu sogenannten Überreichweiten. Es können dann erheblich größere Reichweiten erzielt werden. Die Ursache dafür findet in der Troposphäre statt. Das ist die unterste Schicht der Atmosphäre der Erde. Sie reicht bis in rund 15 km Höhe und wird auch als Wetterschicht bezeichnet, da sich hier der Großteil des Wetters abspielt. +Im VHF-Bereich führt manchmal ein besonderer Effekt zu sogenannten Überreichweiten. Es können dann erheblich größere Reichweiten erzielt werden. Die Ursache dafür findet in der Troposphäre statt. Das ist die unterste Schicht der Atmosphäre der Erde. Sie reicht bis in rund $\qty{15}{\kilo\meter}$ Höhe und wird auch als Wetterschicht bezeichnet, da sich hier der Großteil des Wetters abspielt. Am Übergang zwischen warmen und kalten Luftschichten bilden sich die sogenannten *troposphärischen Inversionsschichten*. An diesen werden die Funkwellen zur Erde hin reflektiert (Abbildung [ref:n_tropo]). @@ -6,6 +6,6 @@ Am Übergang zwischen warmen und kalten Luftschichten bilden sich die sogenannte [picture:734:n_tropo:Troposhärische Inversionsbildung, Schichten unterschiedlicher Temperatur liegen aufeinander, an der Grenze der Schichten werden Funkwellen im VHF-Bereich reflektiert] -Die auftretenden Überreichweiten ermöglichen Funkverbindungen mit Stationen in rund 800 bis 1000 km Entfernung. Im VHF-Bereich ist dies ein häufiger Ausbreitungsweg für Weitverbindungen. Troposphärische Inversionsbildung tritt hauptsächlich im Frühjahr und Herbst auf. +Die auftretenden Überreichweiten ermöglichen Funkverbindungen mit Stationen in rund $\num{800}$ bis $\qty{1000}{\kilo\meter}$ Entfernung. Im VHF-Bereich ist dies ein häufiger Ausbreitungsweg für Weitverbindungen. Troposphärische Inversionsbildung tritt hauptsächlich im Frühjahr und Herbst auf. [question:NH304]