Kurzwellenausbreitung Klasse A

Hamburg bis München sind rund 600 km — für die Bodenwelle zu weit, für einen normalen Sprung zu nah. Gebraucht wird steile Abstrahlung, und dafür passt am Tag das 40-m-Band.

Kniff: Kurze Strecken brauchen tiefere Frequenzen als weite. 80 m wäre am Tag durch die D-Region zu stark gedämpft, 15 m würde über München hinwegspringen. Dazwischen liegt 40 m genau richtig.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 15 m-Band – Zur Mittagszeit springt ein 15-m-Signal weit über 600 km hinaus. München läge in der toten Zone.
• 160 m-Band – Am Tag durch die D-Region so stark gedämpft, dass kaum etwas zurückkommt.
• 80 m-Band – Ebenfalls stark gedämpft am Tag. Nachts wäre es für diese Strecke gut geeignet.

Im Sonnenfleckenminimum ist die Ionisation schwach. Die hohen Bänder öffnen dann kaum noch, die tiefen sind am Tag stark gedämpft — 20 m ist der verlässliche Mittelweg.

Kniff: 20 m gilt als das Band, das fast immer geht. Im Minimum ist es oft das einzige, das noch täglich Weitverkehr erlaubt.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 28 MHz (10 m-Band) – Das 10-m-Band braucht hohe Sonnenaktivität. Im Minimum bleibt es meist zu.
• 1,8 MHz (160 m-Band) – Nur nachts brauchbar und dann mit erheblichem Aufwand. Für täglichen Weitverkehr ungeeignet.
• 3,5 MHz (80 m-Band) – Ebenfalls ein Nachtband mit begrenzter Reichweite. Täglicher Weitverkehr ist damit kaum möglich.

Nachts fällt die dämpfende D-Region weg. Die tiefen Bänder werden dadurch brauchbar, während die hohen mangels Ionisation zumachen.

Kniff: Nacht heißt tiefe Bänder. Die D-Region ist der Schlüssel: Sie lebt vom Sonnenlicht und verschwindet nach Sonnenuntergang binnen kurzer Zeit.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 40 m, 20 m und 15 m – 15 m ist ein ausgesprochenes Tagband. Nachts fällt es fast immer aus.
• 30 m, 12 m und 10 m – 12 m und 10 m sind die typischsten Tagbänder von allen.
• 40 m, 17 m und 6 m – 6 m ist ein UKW-nahes Band und lebt von Sporadic E, nicht von der Nacht.

Die kritische Frequenz ist die HÖCHSTE Frequenz, die bei SENKRECHTER Einstrahlung noch zurückkommt. Darüber geht die Welle durch die Schicht hindurch ins All.

Kniff: Zwei Angaben, zwei mögliche Fehler: höchste statt niedrigste, und senkrecht statt waagerecht. Senkrecht ist dabei der ungünstigste Fall — schräg geht es immer noch höher hinauf.

Warum die anderen nicht stimmen:

• niedrigste Frequenz, die bei senkrechter Abstrahlung von der F2-Region noch zur Erde zurückgeworfen wird. – Es ist die höchste, nicht die niedrigste. Tiefere Frequenzen kommen immer zurück.
• niedrigste Frequenz, die bei waagerechter Abstrahlung von der F2-Region noch zur Erde zurückgeworfen wird. – Beide Angaben falsch.
• höchste Frequenz, die bei waagerechter Abstrahlung von der F2-Region noch zur Erde zurückgeworfen wird. – Die Richtung ist falsch: gemessen wird senkrecht nach oben. Bei flacher Abstrahlung liegt der Wert deutlich höher.

Die kritische Frequenz gilt definitionsgemäß für senkrechte Einstrahlung, also 90 ° gegen die Erdoberfläche. Dort und nur dort ist 12 MHz die höchste noch zurückkommende Frequenz.

Kniff: Bei flacherem Winkel liegt die Grenzfrequenz HÖHER, nicht tiefer. Deshalb ist die kritische Frequenz zugleich der kleinste aller möglichen Grenzwerte.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 45° liegt die höchste noch zur Erde zurückgeworfene Signalfrequenz bei 12 MHz – Bei 45 ° läge die Grenze bei rund 17 MHz. Die 12 MHz gelten senkrecht.
• 90° liegt die niedrigste noch zur Erde zurückgeworfene Signalfrequenz bei 12 MHz. – Es ist die höchste, nicht die niedrigste. Alles darunter kommt ebenfalls zurück.
• 45° liegt die niedrigste noch zur Erde zurückgeworfene Signalfrequenz bei 12 MHz. – Beide Angaben falsch.

MUF steht für Maximum Usable Frequency — die höchste Frequenz, bei der eine bestimmte Strecke über die Raumwelle noch funktioniert.

Kniff: Drei Abkürzungen gehören zusammen: MUF ist die obere Grenze, LUF die untere, und FOT liegt als Arbeitsfrequenz bei rund 85 % der MUF dazwischen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• höchste durchlässige Frequenz bezeichnet (LUF). – LUF ist die NIEDRIGSTE brauchbare Frequenz — genau das andere Ende.
• kritische Frequenz bezeichnet (f_krit, foF2). – Die kritische Frequenz gilt für senkrechte Einstrahlung an einem Ort, nicht für eine Strecke zwischen zwei Orten.
• optimale Arbeitsfrequenz bezeichnet (f_opt, FOT). – Die FOT liegt unter der MUF, bei rund 85 % davon — sie ist nicht die höchste.

MUF ist die obere Grenze. Darüber geht die Welle durch die Ionosphäre hindurch und kommt nicht zurück.

Kniff: Merkhilfe: Maximum steckt im Namen. Die untere Grenze heißt LUF, und dazwischen liegt der brauchbare Bereich.

Warum die anderen nicht stimmen:

• die niedrigste brauchbare Frequenz. – Das ist die LUF.
• der Mittelwert aus der höchsten und niedrigsten brauchbaren Frequenz. – Ein Mittelwert ist die MUF nicht. Sie ist der obere Grenzwert selbst.
• die vorgeschriebene nutzbare Frequenz. – Vorgeschrieben ist gar nichts — es ist eine physikalische Grenze, keine Vorschrift.

Je flacher die Welle in die Schicht eintritt, desto weniger muss sie gebrochen werden, um zurückzukommen — und desto höhere Frequenzen schafft sie noch. Die MUF liegt deshalb immer über der kritischen Frequenz.

Kniff: Flach ist gut für hohe Frequenzen und für weite Sprünge. Genau deshalb baut man DX-Antennen hoch: Die Hauptkeule soll möglichst flach liegen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• liegt tiefer als die kritische Frequenz, und zwar um so mehr, je steiler die Sendeantenne abstrahlt bzw. die Empfangsantenne aufnimmt. – Die MUF liegt immer ÜBER der kritischen Frequenz, nie darunter.
• liegt tiefer als die kritische Frequenz, und zwar um so mehr, je flacher die Sendeantenne abstrahlt bzw. die Empfangsantenne aufnimmt. – Auch hier die falsche Richtung.
• ist nicht davon abhängig, wie flach die Sendeantenne abstrahlt bzw. die Empfangsantenne aufnimmt, sondern nur vom Zustand der Ionosphäre. – Der Abstrahlwinkel ist gerade die entscheidende Größe. Bei senkrechter Abstrahlung ist die MUF gleich der kritischen Frequenz.

Die MUF ergibt sich aus der kritischen Frequenz geteilt durch den Kosinus des Winkels zur Senkrechten. Die günstigste Arbeitsfrequenz (FOT) liegt bei rund 85 % der MUF.

Lösungsweg:

1. MUF = 3 MHz / cos(45 °) = 3 / 0,707
2. MUF = 4,2 MHz
3. f_opt = 0,85 · 4,2 MHz = 3,6 MHz

Kniff: Zwei Schritte, und der zweite geht nach UNTEN: Die Arbeitsfrequenz liegt unter der MUF, nicht darüber. Wer sie über die MUF legt, greift zur Antwort mit 4,9 MHz.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Die MUF liegt bei 4,2 MHz und f_opt bei 4,9 MHz. – Die MUF stimmt. Die Arbeitsfrequenz liegt aber UNTER der MUF — hier wurde nach oben gerechnet.
• Die MUF liegt bei 2,1 MHz und f_opt bei 1,8 MHz. – Hier wurde mit dem Kosinus multipliziert statt geteilt. Die MUF liegt immer über der kritischen Frequenz.
• Die MUF liegt bei 2,1 MHz und f_opt bei 2,5 MHz. – Zweimal falsch: die MUF zu niedrig und die Arbeitsfrequenz darüber statt darunter.

LUF steht für Lowest Usable Frequency — die niedrigste Frequenz, die noch durchkommt. Darunter frisst die Dämpfung der D-Region das Signal auf.

Kniff: Zwischen LUF und MUF liegt das brauchbare Fenster. Schließt es sich — steigt also die LUF über die MUF —, geht auf keiner Frequenz mehr etwas.

Warum die anderen nicht stimmen:

• die gemessene brauchbare Frequenz, bei der eine Verbindung über die Raumwelle hergestellt werden kann. – Das sagt nichts aus. Die LUF ist die untere Grenze, nicht irgendeine gemessene Frequenz.
• die brauchbarste Frequenz, bei der eine Verbindung über die Raumwelle hergestellt werden kann. – Die günstigste Frequenz ist die FOT, und die liegt nahe der oberen Grenze.
• der Mittelwert der höchsten und niedrigsten brauchbaren Frequenz, bei der eine Verbindung über die Raumwelle hergestellt werden kann. – Die LUF ist eine der beiden Grenzen selbst, kein Mittelwert.

Die Aussage bedeutet: Unterhalb von 6 MHz kommt auf dieser Strecke nichts mehr an. Nach oben ist damit nichts gesagt — das regelt die MUF.

Kniff: Eine hohe LUF ist eine schlechte Nachricht: Sie schneidet die tiefen Bänder ab. Sie steigt mit der Dämpfung in der D-Region, also am Tag und bei Sonneneruptionen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Die optimale Frequenz, die für Verbindungen über die Raumwelle genutzt werden kann, liegt bei 6 MHz. – Das wäre die FOT. Die LUF ist die untere Grenze.
• Die mittlere Frequenz, die für Verbindungen über die Raumwelle genutzt werden kann, liegt bei 6 MHz. – Die LUF ist kein Mittelwert.
• Die höchste Frequenz, die für Verbindungen über die Raumwelle als noch brauchbar angesehen wird, liegt bei 6 MHz. – Das wäre die MUF — genau das andere Ende des Fensters.

Die Sprungentfernung hängt davon ab, WO und WIE die Welle gebrochen wird: von der Höhe der Schicht, vom Abstrahlwinkel und von der Frequenz. Wie STARK gesendet wird, ändert an der Geometrie nichts.

Kniff: Mehr Leistung macht das Signal lauter, nicht weiter. Der erste Auftreffpunkt liegt bei 100 W an derselben Stelle wie bei 750 W.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Die aktuelle Höhe der ionisierten Regionen. – Die wirkt sich sehr wohl aus — je höher die Schicht, desto weiter der Sprung.
• Die Änderung der Frequenz des ausgesendeten Signals. – Auch die wirkt sich aus: Höhere Frequenzen werden schwächer gebrochen und springen weiter.
• Die Tageszeit. – Mit der Tageszeit ändern sich Höhe und Stärke der Ionisation — und damit die Sprungentfernung.

Je höher die reflektierende Schicht, desto weiter reicht ein Sprung. Bei der F2-Region in 250 bis 450 km Höhe sind es rund 4000 km.

Kniff: Zwei Zahlen zum Merken: F2 rund 4000 km, E rund 2200 km. Daraus ergibt sich auch, dass eine Verbindung über 8000 km mindestens zwei Sprünge braucht.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Etwa 8000 km. – Das sind zwei Sprünge, nicht einer.
• Etwa 2000 km. – Das ist die Größenordnung für die tiefer liegende E-Region.
• Etwa 12 000 km. – Das wären drei Sprünge.

Die E-Region liegt in rund 90 bis 130 km Höhe — deutlich tiefer als die F2-Region. Entsprechend kürzer ist der Sprung: rund 2200 km.

Kniff: Etwa die Hälfte eines F2-Sprungs. Das ist der Grund, warum eine Sporadic-E-Öffnung Verbindungen in mittlerer Entfernung bringt und nicht über den halben Erdball.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 1100 km – Die Hälfte des richtigen Werts.
• 9000 km – Weit über das Mögliche hinaus — selbst über die F2-Region reicht ein Sprung nur rund 4000 km.
• 4500 km – Das ist die Größenordnung eines F2-Sprungs, nicht eines E-Sprungs.

Zwischen dem Ende der Bodenwelle und dem ersten Auftreffpunkt der Raumwelle liegt ein Gebiet, in dem nichts empfangen wird — die tote Zone.

Kniff: Nah heißt nicht besser. Auf 20 m reicht die Bodenwelle nur wenige Kilometer weit, der erste Sprung landet aber erst nach über tausend. Die 60 km liegen genau dazwischen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• zwei in verschiedenen ionosphärischen Regionen reflektierte Wellen mit auslöschender Phase bei Funkstelle B eintreffen. – Auslöschung durch zwei Wege gibt es — das ist Fading. Es wäre aber nie über Stunden stabil und beträfe nicht eine ganze Entfernungszone.
• die Boden- und Raumwellen sich bei Funkstelle B gegenseitig aufheben. – In der toten Zone ist gar keine Raumwelle vorhanden, die sich mit etwas aufheben könnte.
• bei Funkstelle B der Mögel-Dellinger-Effekt aufgetreten ist. – Der würde eine ganze Region betreffen, nicht nur eine Station in 60 km Entfernung — und die Station in 1500 km ebenso.

Der lange Weg führt in die entgegengesetzte Richtung um die Erde. Steht die Richtantenne also um 180 ° gedreht und die Verbindung geht trotzdem, war es der lange Weg.

Kniff: Die Antennenstellung ist das verlässliche Zeichen. Der hallige Klang kommt vor, ist aber kein Beweis — er entsteht auch, wenn beide Wege gleichzeitig ankommen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Aus der Stellung seiner Richtantenne erkennt er, dass diese in Richtung des längeren Weges nach Brasilien eingesetzt ist. Das heißt, er hat „PY“ auf dem direkten Weg gearbeitet. – Der Satz widerspricht sich selbst: lange Richtung und zugleich direkter Weg geht nicht.
• Durch die verhallte Tonlage der Verbindung nach Brasilien, Ausbreitung der Funkwellen über zwei entgegengesetzte Wege. – Der Hall entsteht, wenn beide Wege ANKOMMEN. Das ist kein Beleg dafür, dass über den langen Weg gearbeitet wurde.
• Durch die verhallte Tonlage der Verbindung erkennt er, dass diese in zwei Richtungen nach Brasilien stattgefunden hat. Das heißt, er hat „PY“ nicht nur direkt, sondern auf einem längeren Weg gearbeitet. – Beschreibt wieder das gleichzeitige Eintreffen beider Wege, nicht das Arbeiten über den langen.

Der lange Weg liegt genau entgegengesetzt: 180 ° zum kurzen Weg. Liegt das Ergebnis über 360 °, werden 360 ° abgezogen.

Lösungsweg:

1. Kurzer Weg: 38 °
2. Langer Weg: 38 ° + 180 °
3. = 218 °

Kniff: Bei einem kurzen Weg unter 180 ° wird addiert, darüber wird abgezogen. Hier sind es 38 ° — also 38 + 180.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 308° – Das wären 38 ° + 270 °. Der Gegenkurs sind genau 180 °.
• 322° – Das ist 360 ° − 38 °, also das Spiegelbild an der Nordrichtung — nicht der Gegenkurs.
• 122° – Das wären 38 ° + 84 °, ein Wert ohne Bezug zur Aufgabe.

Auch hier gilt der Gegenkurs von 180 °. Weil 231 ° schon über 180 ° liegen, wird abgezogen statt addiert.

Lösungsweg:

1. Kurzer Weg: 231 °
2. Langer Weg: 231 ° − 180 °
3. = 51 °

Kniff: 231 + 180 wären 411 ° — mehr als ein voller Kreis. Deshalb 231 − 180, was dasselbe ist wie 411 − 360.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 141° – Das wären 231 ° − 90 °. Der Gegenkurs sind 180 °, nicht 90 °.
• 129° – Das ist 360 ° − 231 °, also das Spiegelbild an der Nordrichtung.
• 321° – Das wären 231 ° + 90 °.

In der Ionosphäre wirkt das Erdmagnetfeld auf die freien Elektronen. Die Welle wird dabei in zwei Teilwellen zerlegt, die unterschiedlich laufen — die Polarisation ändert sich dadurch ständig und unvorhersehbar.

Kniff: Verändert, aber nicht um einen festen Betrag. Deshalb hat es auf Kurzwelle keinen Sinn, Sende- und Empfangsantenne in der Polarisation aufeinander abzustimmen — auf UKW über Sichtverbindung dagegen sehr wohl.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Die Polarisation der ausgesendeten Wellen wird bei jedem Sprung (Hop) in der Ionosphäre um 90° gedreht. – Eine feste Drehung um 90 ° je Sprung gibt es nicht. Die Änderung ist unregelmäßig.
• Die Polarisation der ausgesendeten Wellen wird in der Ionosphäre stets um 90° gedreht. – Auch das setzt einen festen Betrag voraus, den es nicht gibt.
• Die Polarisation der ausgesendeten Wellen bleibt bei der Refraktion (Brechung) in der Ionosphäre stets unverändert. – Genau das Gegenteil trifft zu.

Sporadic E sind stark ionisierte Wolken in der E-Region — also viel tiefer als die F2-Region. Die Welle kommt dadurch schon nach kurzer Strecke zurück, und die Lücke zwischen Bodenwelle und erstem Sprung schließt sich.

Kniff: Tiefere Schicht heißt kürzerer Sprung. Genau deshalb sind bei Sporadic E plötzlich Stationen in mittlerer Entfernung zu hören, die sonst in der toten Zone liegen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Bei Überseeverbindungen tritt Flatterfading auf. – Das ist für Aurora und Backscatter kennzeichnend, nicht für Sporadic E. Sporadic-E-Signale sind meist kräftig und stabil.
• Die Signale werden stark verbrummt empfangen. – Auch das gehört zu Aurora.
• Die ionosphärische Ausbreitung fällt komplett aus. – Sporadic E bringt zusätzliche Ausbreitungswege, es nimmt keine weg.

Eine Sonneneruption erhöht schlagartig die Röntgen- und UV-Strahlung. Am stärksten wirkt sie auf die dichte, tief liegende D-Region — und die dämpft, statt zu reflektieren.

Kniff: Mehr Ionisation ist nicht immer besser. In der D-Region bedeutet sie mehr Dämpfung: Die Kurzwelle fällt auf der Tagseite binnen Minuten aus. Das ist der Mögel-Dellinger-Effekt.

Warum die anderen nicht stimmen:

• die F2-Region, die dann so stark ionisiert wird, dass fast die gesamte KW-Ausstrahlung reflektiert wird. – Die F2-Region reagiert viel träger und nicht in dieser Weise. Der plötzliche Ausfall kommt aus der D-Region.
• die F1-Region, die durch Absorption der höheren Frequenzen die Refraktion (Brechung) an der F2-Region behindert. – Auch sie ist nicht der Hauptschauplatz. Die Dämpfung entsteht unten, in der dichten D-Region.
• die E-Region, die dann für die höheren Frequenzen durchlässiger wird und durch Refraktion (Brechung) in der F2-Region für gute Ausbreitungsbedingungen sorgt. – Die Wirkung wäre eine Verbesserung — tatsächlich fällt die Ausbreitung aus.

Zwei Wege bedeuten zwei Laufzeiten. Die beiden Signale überlagern sich beim Empfänger — je nach Phasenlage verstärken oder schwächen sie sich gegenseitig. Das ist Interferenz.

Kniff: Interferenz ist die Ursache des Fadings. Weil sich die Weglängen ständig ein wenig ändern, wandert der Zustand zwischen Verstärkung und Auslöschung hin und her.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Es kommt zu Frequenzveränderungen beider Signale. – Die Frequenz bleibt gleich. Verändert wird nur, wie sich die beiden Wellen überlagern.
• Es kommt zu Beugungseffekten bei beiden Signalen. – Beugung entsteht an Hindernissen und ist die Ursache eines zweiten Weges, nicht die Folge zweier Wege.
• Es kommt zu Reflexionen der beiden Signale. – Reflexion ist wieder eine Ursache, nicht die Wirkung beim Empfänger.

Bei Backscatter wird das Signal an einem rauen, ständig bewegten Gebiet gestreut. Aus vielen leicht verschiedenen Wegen entsteht ein Signal, dessen Feldstärke schnell und unregelmäßig schwankt.

Kniff: Flatterfading ist das Erkennungszeichen von Streuung. Es kommt bei Backscatter, Aurora und Meteorscatter gleichermaßen vor — überall dort, wo nicht an einer glatten Fläche reflektiert wird.

Warum die anderen nicht stimmen:

• hohe Signalstärken – Gestreute Signale sind typisch schwach — nur ein kleiner Teil der Energie kommt zurück.
• Pfeif- und Knattergeräusche – Das sind Störungen technischen Ursprungs, keine Ausbreitungserscheinungen.
• breitbandiges Rauschen – Backscatter überträgt das Signal, verbreitert es aber nicht zu Rauschen.