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Wellenausbreitung im Raum

Wellenausbreitung im Raum. Beeinflussungsmöglichkeiten Frequenzabhängigkeit Raumwelle - Bodenwelle Freiraum-Dämpfungsmass Nahfeld - Fernfeld. Beeinflussungsmöglichkeiten. Dämpfung Reflexion Interferenz Beugung Streuung. Frequenzabhängigkeit. Ursache: Einstrahlung der Sonne

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Wellenausbreitung im Raum

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Presentation Transcript

  1. Wellenausbreitung im Raum • Beeinflussungsmöglichkeiten • Frequenzabhängigkeit • Raumwelle - Bodenwelle • Freiraum-Dämpfungsmass • Nahfeld - Fernfeld

  2. Beeinflussungsmöglichkeiten • Dämpfung • Reflexion • Interferenz • Beugung • Streuung

  3. Frequenzabhängigkeit • Ursache: • Einstrahlung der Sonne • Strahlung aus dem Weltraum

  4. Aufbau der Atmosphäre

  5. Ionosphäre

  6. Elektronendichte in der Ionosphäre Tromsø, 22.1.1993

  7. Globale Elektronenverteilungin der Ionosphäre

  8. Bodenwelle • Bodenwelle: • Reichweite begrenzt • abhängig von der Geländestruktur, Bebauung, Bewuchs • Dämpfung • Beugung • Reflexion

  9. Raumwelle • Reflexion an Schichten der • Ionosphäre abhängig vom: • Abstrahlwinkel • der Frequenz • den Eigenschaften der Reflexionsschicht. • eventuell Mehrfachreflexion

  10. NahempfangszoneFernempfangszone

  11. Interferenzzone

  12. Schwund • Zeitabhängige frequenzselektive Änderung des Empfangssignals hinsichtlich Amplitude und Funktionsverlauf. • Schwund wird durch Interferenz von Raumwelle und Bodenwelle verursacht, da bei unterschied-lichen Laufwegen eine Phasendifferenz besteht.

  13. Nahfeld - Fernfeld

  14. Frequenzabhängigkeit • Langwellen (LW) • Mittelwellen (MW) • Kurzwellen (KW) • Meterwellen (UKW) • Dezimeterwellen • Zentimeterwellen • Millimeterwellen

  15. Langwellen (LW) • Ausbreitung nur mit der Bodenwelle • Reichweite von der Strahlungsleistung abhängig • Starke Dämpfung • Gleiche Empfangsbedingungen bei Tag und bei Nacht und zu allen Jahreszeiten

  16. Mittelwellen (MW) • Bodenwelle und reflektierte Raumwelle • Abhängig von der Tageszeit • Abhängig von der Jahreszeit

  17. Aufgaben: • Welche Wegdifferenz müsste zwischen Raumwelle und Bodenwelle bestehen, damit vollständige Auslöschung erreicht wird? • Zu welcher Jahreszeit ist der Empfang von Mittelwellen schlechter?

  18. Kurzwellen (KW) • Reflexion der Raumwelle an der Ionosphäre • Mehrfachreflexionen -> ausgeprägter Fernempfang • Oft grosse tote Zonen • Übertragungsqualität von Tageszeit, Jahreszeit, Sonnenfleckenzahl abhängig

  19. Sonnenflecken

  20. MUF und LUF • MUF = maximum usable frequency • LUF = lowest usable frequency

  21. Meterwellen (UKW) • Nur Bodenwelle interessant • In der Regel keine Reflexion der Raumwelle an der Ionosphäre • Geradlinige Ausbreitung (quasioptisch) • Daher beschränkte Reichweite • Zu beachten: Reflexion und Beugung

  22. Überreichweiten bei Meterwellen • Reflexionsfähige Schichten in der Troposphäre • Bei bestimmten Wetterlagen

  23. Dezimeterwellen • quasioptisch • Richtfunkverbindungen • Fresnel-Zone muss frei von Hindernissen sein. • Streustrahlung an Inhomogenitäten der Troposphäre möglich (Troposcatter).

  24. Fresnel-Zone • Das Rotationsellipsoid mit Breite b und Länge d muss frei von Hindernissen sein, damit sich keine Interferenzen bilden.

  25. Freiraum-Dämpfungsmass • Für eine hindernisfreie Verbindung • Für Funkverbindungen mit quasioptischen Wellen • Freiraum-Dämpfungsmass: • d = Abstand Sender - Empfänger

  26. Zentimeter- und Millimeterwellen • Weisen das stärkste quasioptische Verhalten auf. • Vorteil: einfach zu bündeln • Nachteil: häufige Reflexionen • Starke Dämpfung durch Gase und Wasser

  27. Aufgaben • Bei einer Richtfunkanlage sei die Breite der Fresnel-Zone wegen vorhandener Hindernisse zwischen Sender und Empfänger vorgegeben. Was geschieht, wenn der Abstand zwischen Sender und Empfänger verringert wird? • Welche Beeinflussungen können für elektro-magnetische Wellen in der Atmosphäre auftreten?

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