Wellenausbreitung oberhalb 30 MHz Klasse A

Sporadic E sind wolkenartige Gebiete in der E-Region, die viel stärker ionisiert sind als die Umgebung. Sie brechen deshalb auch UKW-Frequenzen, die sonst durchgehen würden.

Kniff: Es ist dieselbe Schicht wie immer, nur örtlich viel dichter — darum "sporadisch". Nicht mit Meteorscatter verwechseln: Der arbeitet an einzelnen, sekundenkurzen Ionisationsspuren.

Warum die anderen nicht stimmen:

• geomagnetischen Störungen am unteren Rand der E-Region. – Magnetische Störungen wirken auf die Polarregionen und erzeugen Aurora. Sporadic E hat damit nichts zu tun.
• Ionisationsspuren von Meteoriten in der E-Region. – Das ist Meteorscatter. Die Spuren halten nur Sekundenbruchteile, Sporadic E hält Minuten bis Stunden.
• Inversionen am unteren Rand der E-Region. – Inversionen sind eine Erscheinung der Troposphäre, in wenigen Kilometern Höhe — nicht in 100 km.

Aurora entsteht, wo geladene Teilchen der Sonne entlang der Feldlinien des Erdmagnetfelds in die Atmosphäre eindringen. Das ist in der Nähe der Pole, in Höhen der E-Region.

Kniff: Zwei Angaben zugleich: E-Region UND Polnähe. Das Erdmagnetfeld lenkt die Teilchen zu den Polen — am Äquator kommt nichts an.

Warum die anderen nicht stimmen:

• In der F-Region – Zu hoch. Polarlichter leuchten in rund 100 km Höhe, also im Bereich der E-Region.
• In der E-Region in der Nähe des Äquators. – Die Höhe stimmt, der Ort nicht. Das Magnetfeld führt die Teilchen zu den Polen.
• In der D-Region – Zu tief. Dort ist die Luft schon zu dicht, die Teilchen kommen nicht so weit herunter.

Ursache sind geladene Teilchen von der Sonne — der Sonnenwind, verstärkt nach einer Eruption. Sie folgen den Feldlinien des Erdmagnetfelds zu den Polen und ionisieren dort die Luft.

Kniff: Teilchen, nicht Strahlung. Die Ionisation der normalen Ionosphäre macht das UV-Licht; Aurora machen die Teilchen — und die brauchen zwei bis drei Tage von der Sonne bis zur Erde.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Eine niedrige Sonnenfleckenzahl. – Bei geringer Sonnenaktivität gibt es weniger Aurora, nicht mehr.
• Das Eindringen starker Meteoritenschauer in die Atmosphäre der Polarregionen. – Meteore erzeugen kurze Ionisationsspuren in der E-Region, aber keine Polarlichter.
• Eine hohe Sonnenfleckenzahl. – Die Sonnenfleckenzahl ist ein Anzeichen, keine Ursache. Es sind die Teilchen selbst, und ein Teilchenstrom kann auch ohne viele Flecken auftreten.

In der Auroralzone entstehen sehr stark ionisierte Gebiete. An ihnen wird auch oberhalb von 30 MHz noch reflektiert, wo die normale Ionosphäre längst durchlässig ist.

Kniff: Ionisation ist immer die Ursache, wenn Funkwellen zurückkommen. Magnetfelder und Inversionen reflektieren keine Funkwellen — das tun nur freie Elektronen und Grenzflächen unterschiedlicher Dichte.

Warum die anderen nicht stimmen:

• starke Magnetfelder auftreten, die Funkwellen reflektieren. – Ein Magnetfeld reflektiert keine Funkwellen. Es lenkt die Teilchen, die dann die Ionisation erzeugen.
• starke Inversionsfelder auftreten, die Funkwellen reflektieren. – Inversionen gehören zur Troposphäre und wirken bis in den UKW-Bereich, aber ganz anders — und "Inversionsfelder" gibt es nicht.
• starke sporadische D-Regionen auftreten, die Funkwellen reflektieren. – Die D-Region dämpft, sie reflektiert nicht. Und sporadisch tritt die E-Region auf, nicht die D-Region.

Eine Aurora-Verbindung läuft über Reflexion an den ionisierten Gebieten der Polarlichtzone. Beide Stationen richten ihre Antennen dorthin — nicht aufeinander.

Kniff: Reflexion an Ionisation, nicht an Licht. Das Leuchten ist nur die sichtbare Begleiterscheinung derselben Ursache; gebrochen wird an den freien Elektronen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Die Verbindung ist durch Reflexion von verbrummten Ultrakurzwellen am Polarkreis zustande gekommen (Reflexion an Ionisationserscheinungen des Polarkreises). – Verbrummt wird das Signal ERST durch die Reflexion — es wird nicht verbrummt ausgesendet. Und der Polarkreis ist eine Linie auf der Landkarte, kein Reflektor.
• Die Verbindung ist durch Beugung von Ultrakurzwellen an Lichtquellen der Polarregion zustande gekommen (Beugung an ionisierten Polarschichten). – Licht reflektiert keine Funkwellen. Die Ursache ist die Ionisation.
• Die Verbindung ist durch Verstärkung der polaren Nordlichter mittels Ultrakurzwellen zustande gekommen (Reflexion von ionisiertem Polarlicht). – Das dreht die Sache um: Die Funkwellen verstärken das Polarlicht nicht.

Die Auroralzone liegt für Europa im Norden. Beide Stationen drehen ihre Antennen dorthin und arbeiten über die Reflexion an dieser Zone.

Kniff: Nicht auf den Partner richten, sondern auf den Reflektor. Deshalb kann eine Aurora-Verbindung von Deutschland nach Italien laufen, während beide Antennen nach Norden zeigen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Westen – Die Auroralzone liegt nicht im Westen. Für europäische Stationen ist es der Norden.
• Süden – Die südliche Auroralzone gibt es, aber sie liegt um die Antarktis — von Europa aus nicht erreichbar.
• Osten – Ebenfalls nicht die Richtung zur Auroralzone.

Aurora-Signale sind stark verbrummt und flatternd. Ein schmalbandiges, einfaches Verfahren wie Telegrafie übersteht das am besten — Sprache wird dabei unverständlich.

Kniff: Je einfacher das Signal, desto mehr Verzerrung erträgt es. Ein Morsezeichen bleibt erkennbar, auch wenn sein Ton zerfetzt ist. Bei SSB hört man nur noch ein Rauschen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• RTTY – RTTY braucht zwei saubere Töne mit festem Abstand. Die Frequenzverschmierung der Aurora zerstört sie.
• FM – FM braucht viel Bandbreite und ein stabiles Signal. Über Aurora ist es unbrauchbar.
• SSB – Sprache über Aurora ist kaum zu verstehen — das Brummen und Flattern macht die Laute unkenntlich.

Die reflektierenden Gebiete bewegen sich schnell und ungleichmäßig. Daraus entstehen Dopplerverschiebungen und Laufzeitänderungen — der Ton wird breit, rau und flatternd.

Kniff: Der Klang ist das verlässliche Erkennungszeichen: Ein CW-Ton über Aurora klingt nicht wie ein Pfeifen, sondern wie ein Zischen oder Brummen. Daran hört man die Betriebsart sofort.

Warum die anderen nicht stimmen:

• CW- und Fonie-Signale haben ein Echo. – Ein Echo entsteht bei zwei Wegen mit deutlich verschiedener Laufzeit — etwa bei Rundum-die-Welt-Ausbreitung. Aurora verschmiert, sie verdoppelt nicht.
• CW-Signale haben einen besseren Ton. – Der Ton wird gerade schlechter.
• Die Lesbarkeit von Fonie-Signalen verbessert sich. – Sie verschlechtert sich so stark, dass Sprache praktisch ausfällt.

Bei einer Inversion liegt warme Luft über kalter. An dieser Grenzfläche ändert sich die Brechzahl sprunghaft, und die Welle wird zwischen Schicht und Boden geführt wie in einem Rohr — der Duct.

Kniff: Das ist eine Erscheinung der TROPOSPHÄRE, in wenigen Kilometern Höhe — nicht der Ionosphäre. Sie tritt bei stabilem Hochdruckwetter auf und trägt bis weit über tausend Kilometer.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Reflexion der Wellen in der Troposphäre durch das Auftreten sporadischer D-Regionen. – Die D-Region gehört zur Ionosphäre und dämpft. Sporadisch tritt die E-Region auf.
• Polarisationsdrehungen in der Troposphäre an Gewitterfronten. – Gewitter erzeugen Streuung an Regen, keine Polarisationsdrehung.
• Polarisationsdrehungen in der Troposphäre bei hoch liegender Bewölkung. – Wolken drehen die Polarisation nicht. Der Duct entsteht durch die Brechzahl, nicht durch Drehung.

Ein Flugzeug ist eine große Metallfläche in der Luft. Sie reflektiert Funkwellen und ermöglicht dadurch für die Dauer des Überflugs eine Verbindung über den Horizont hinweg.

Kniff: Die Verbindung hält nur wenige Minuten und wandert in der Frequenz — die Dopplerverschiebung verrät die Geschwindigkeit des Flugzeugs. Auf den Gigahertzbändern ist das ein gebräuchliches Verfahren.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Das Beobachten des Funkverkehrs von Flugzeugen mit Hilfe von Amateurfunkgeräten und Antennen. – Das ist Flugfunkhören und hat mit Ausbreitung nichts zu tun.
• Überhorizontverbindungen im VHF- und UHF-Bereich durch Reflexionen an Funkfeuern. – Ein Funkfeuer ist ein Sender, kein Reflektor.
• Betrieb einer Amateurfunkstelle an Bord eines Flugzeuges. – Das ist Flugmobilbetrieb, wieder etwas ganz anderes.

Regentropfen streuen Mikrowellen in alle Richtungen. Bei einer Gewitterwolke wirkt die ganze Regenzelle als Streukörper — beide Stationen richten ihre Antennen darauf.

Kniff: Die Wirkung wächst stark mit der Frequenz: Erst wenn die Tropfen in die Größenordnung der Wellenlänge kommen, streuen sie merklich. Deshalb ist das 3-cm-Band das klassische Regenscatter-Band.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Reflexionen in den VHF- und UHF-Bereichen an größeren Regentropfen. – Bei VHF und UHF sind die Wellenlängen viel zu groß — Tropfen von wenigen Millimetern streuen dort nicht merklich.
• Reflexionen im 13 cm-Band bei Eisregen. – 13 cm ist noch zu lang für wirksame Streuung, und es ist eine Streuung, keine Reflexion.
• Streuungen von Mikrowellen, insbesondere im 23 cm-Band, an Regentropfen und Hagelkörnern. – Auch 23 cm ist noch zu lang. Wirksam wird es erst ab etwa 10 GHz, also im 3-cm-Band.