Überreichweite
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Von Überreichweiten ist die Rede, wenn Signale regionaler, terrestrischer Funkdienste in weitaus größerer Entfernung als üblich zu empfangen sind. Dieses fällt insbesondere bei Radiostationen auf UKW und Fernsehsendern auf. Betroffen sind Frequenzen über 30 MHz, für die normalerweise quasioptische Ausbreitungsbedingungen gelten. Somit sind auch bei vielen anderen Funkdiensten, wie Polizeifunk, Rettungsdienste, Betriebsfunk, Taxi- oder UKW-Seefunk die Folgen von Überreichweiten zu spüren. Nicht selten wird dabei die Kommunikation erschwert. Funkamateure und DXer nutzen diese Bedingungen dagegen für seltene Verbindungen.
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[Bearbeiten] Auswirkungen
Eine Folge von Überreichweiten ist, dass sich Sender gleicher Frequenz überlagern. Wenn z. B. ein TV-Sender in Bayern auf VHF Kanal 6 ausstrahlt und ein österreichischer denselben Kanal nutzt, so wird zwischen beiden Ländern vereinbart, dass sich die Senderreichweiten nicht überschneiden. Durch atmosphärische und ionosphärische Einflüsse kann es jedoch dazu kommen, dass die Reichweite eines Senders erhöht wird, so dass der Empfänger des einen Senders auch Signale des anderen empfängt. Bei analogen Signalen kommt es dann zu Bild- oder Tonüberlagerungen. Strahlen beide Sender das gleiche Programm aus, so kommt es zu verschobenen Bildern mit gleichem Inhalt. Das des weiter entfernten Senders erscheint schwächer. Bei unterschiedlichen Programmen sieht man die Bilder des schwächeren Senders als Geisterbild im laufenden Programm. In beiden Fällen kann es auch zu Tonstörungen kommen. Auch Digitalsignale werden bei Überreichweiten transportiert. Diese sind zunächst robuster gegen Störungen. Ab einem bestimmten Punkt kommt es jedoch zum Totalausfall. Satellitenverbindungen sind von den hier beschriebenen Phänomenen nicht betroffen.
[Bearbeiten] Verschiedene Ursachen von Überreichweiten und ihre Folgen
Radiowellen in den Frequenzbereichen VHF, UHF und darüber breiten sich quasioptisch aus. Wenn Sichtverbindung bestünde, könnten Entfernungen von mehreren 1000 km überbrückt werden. Dieses verhindert jedoch die Erdkrümmung.
Ohne Überreichweiten gelangen die Signale z. B. eines UKW-Radiosenders deshalb nur geringfügig über den Sichthorizont der Sendeantenne hinaus. Wenn diese auf einem 200 Meter hohen Mast im Flachland installiert ist, bestünde bis zu etwa 40 km Sichtkontakt zu einem Empfänger. Entsprechend stark ist in diesem Bereich das Signal. Allerdings verhält sich ein Radiosignal nicht exakt wie Licht. Es dringt z. B. abgeschwächt durch Mauern und folgt auch ein kleines Stück der Erdkrümmung. Bis in etwa 100 km Entfernung wäre das Signal mit einem guten Radio empfangbar. Wenn die Frequenz frei ist, kann ein UKW-Radiosignal auch bei normalen Bedingungen noch bis ca. 400 km mit sehr schwacher, schwankender Signalstärke empfangen werden. Hierzu sind allerdings große Antennen und hochwertige Geräte nötig.
[Bearbeiten] Troposphärische Überreichweiten (Tropo)
Reichweite: 100 bis 1000 km, Frequenzen: VHF, UHF, SHF, Signale: schwach bis stark
Werden z. B. im Ruhrgebiet dänische UKW-Radiostationen empfangen, sind in der Regel troposphärische Überreichweiten der Grund dafür. Die Überreichweiten werden durch Inversionswetterlagen in der wetterbildenden Schicht der Atmosphäre, der Troposphäre, die bis zu einer Höhe von 15 Km reicht, hervorgerufen. Elektromagnetische Wellen, ab einer unteren Frequenz von ca. 50 MHz, werden dann durch Luftschichten mit einem inversen Temperaturverlauf (kurz: kalte Luft unten, warme darüber) gebrochen. Dieser Brechungseffekt vergrößert den Radiohorizont von Funkstationen, der in den oben genannten Frequenzbereichen normalerweise durch die Erdkrümmung (und durch Hindernisse, wie Berge) begrenzt wird. Er kann nun bis zu einer Entfernung von ca. 700 km reichen. Die zu beobachtenden Feldstärken können hierbei über mehrere Stunden oder Tage relativ konstant bleiben. Leichtes „Tropo“, mit nur geringfügig erhöhten Feldstärken, tritt relativ häufig auf, besonders im Frühling oder Herbst bei relativer Windstille (die oberen Luftschichten werden bei Sonnenuntergang oder Aufgang von der Sonne erwärmt, während die bodennahen, besonders in ländlichen Gebiete mit Flüssen, Seen, etc. relativ schnell abkühlen bzw. sich langsamer erwärmen. Sichtbares Zeichen: Bodennebel).
Begünstigt werden troposphärische Überreichweiten typischerweise durch Hochdruckwetterlagen und bei Ausbreitungswegen über Wasser. Bei starker Ausprägung der Inversionswetterlage, in Deutschland an ca. 10 Tagen im Jahr, sind Stationen bis 1000 km, in Ausnahmefällen auch darüber, empfangbar. Im Mittelmeerraum dagegen kommt es relativ häufig zu ausgeprägten troposphärischen Überreichweiten.
[Bearbeiten] Sporadic-E (Es)
Reichweite (UKW): 800 bis 2500 km, Frequenzen: VHF bis maximal ca. 200 MHz, Signale: stark, nur im Sommer tagsüber
Wenn in Deutschland z. B. UKW-Radiostationen oder terrestrische Fernsehsender aus Spanien oder Griechenland zu empfangen sind, handelt es sich mit großer Wahrscheinlichkeit um „Sporadic-E“. Die Signale können sehr stark werden, sie schwanken dabei und sind nur aus einem kleinen geographischen Bereich hörbar. So können in einem Moment Stationen aus Madrid zu hören sein, wenige Minuten später aus Valencia, schließlich von Mallorca und aus Algerien, bevor das Phänomen verschwindet. Sporadic-E tritt tagsüber an mehreren Tagen im Sommer auf.
Sporadic-E unterscheidet sich vollkommen von Tropo. Die Radiowellen werden in der ca. 150 km hohen E-Schicht der Ionosphäre reflektiert. Somit werden große Distanzen überbrückt. Typisch im UKW-Radioband ist der Empfang von Stationen aus 1500 bis 2000 km Entfernung. Weil der Einfallswinkel der Reflexion nur sehr flach sein darf, sind auf UKW Distanzen unterhalb 800 km bei Sporadic-E kaum möglich. Höhere Frequenzen führen zu größeren Entfernungen.
In der Ionosphäre werden normalerweise Kurzwellensignale reflektiert. Die Höchstfrequenz dafür liegt meistens zwischen 15 und 30 MHz. Bei Sporadic-E steigt sie bis zu 150 MHz an, in Ausnahmefällen auch darüber. Leichtes Sporadic-E gibt es im Sommer fast täglich über mehrere Stunden, starkes an bis zu 20 Tagen. Die folgende Tabelle gibt einen Beispiele für Entfernungen bei unterschiedlicher Ausprägung von Sporadic-E:
| Frequenz | 20 MHz
(obere Kurzwelle) |
27
(CB-Band) |
50 MHz
TV-Kanäle 2,3,4; 6m-Amateurfunk |
100 MHz
UKW |
144 MHz
2m-Amateurfunk |
| normale Bedingungen | 2000 | - | - | - | - |
| leichtes Sporadic-E | 1300 | 1500 | - | - | - |
| mittleres Sporadic-E | 1000 | 1300 | 1800 | - | - |
| starkes Sporadic-E | 600 | 800 | 1000 | 1600 | 1800 |
In seltenen Fällen können Doppelsprünge eines Signals mit Sporadic-E beobachtet werden.
[Bearbeiten] Aurora
Frequenzen: bis 200 MHz, Reichweite: ca. 1000 km, Signale: schwach
Schwache, stark verzerrte Signale von Stationen aus nördlichen Regionen, z. B. Schottland, deuten auf Aurora hin. Hierbei werden Radiosignale an Polarlichtern reflektiert. Nur bei sehr starkem Aurora ist das Phänomen in Deutschland ohne großen Aufwand zu beobachten. Im Polarkreis tritt es an vielen Tagen im Jahr auf.
[Bearbeiten] Meteor Scatter (MS)
Frequenzen: bis 200 MHz, Reichweite: ca. 1000 km, Signale: schwach
Wenn Meteore in die Atmosphäre eintreten, hinterlassen sie ionisierte Bahnen, an denen sich Funksignale reflektieren können. Dieser Effekt ist jedoch schwach und kann nur mit leistungsfähigen Antennen verfolgt werden. Stationen in ca. 1000 km Entfernung tauchen dabei wenige Sekunden lang auf. Da dieses jedoch täglich beobachtet werden kann, handelt es sich um keine typische Überreichweite.
[Bearbeiten] Transäquatoriale Ausbreitung (TEP)
Frequenzen: bis 200 MHz, Reichweite: 4000 bis 6000 km, Signale: stark
TEP (trans equatorial propagation) kann in Deutschland nicht beobachtet werden. Die Reflexion erfolgt in der Ionosphäre. Es entstehen Signalwege zwischen Stationen, die jeweils 2000 bis 3000 km nördlich und südlich des Äquators liegen.
[Bearbeiten] Kurz-, Mittel- und Langwelle
Beim Empfang auf diesen Wellenbereichen handelt es sich nicht im engeren Sinne um Überreichweiten, da entfernte Sender bereits unter normalen Bedingungen hörbar sind. Auf Kurzwelle wechselt die Ausbreitung ständig, abhängig von Frequenz, Tages- und Jahreszeit und Sonnenfleckenzahl. Bei Sporadic-E auf Kurzwelle verkürzen sich die Entfernungen, man spricht von Short Skip. Auf Mittel- und Langwelle reichen normalerweise starke Signale tags ca. 500 km, nachts ca. 2000 bis 3000 Kilometer weit, ohne dass es zu Überreichweiten kommt.
