Wellenausbreitung im Raum, Funkstrecken

Zusammenfassung

Die Ausbreitung einer elektromagnetischen Raumwelle im erdnahen Raum hängt einerseits von der verwendeten Frequenz bzw. Wellenlänge und andererseits von der Leitfähigkeit der Erdoberfläche sowie verschiedenen physikalischen Erscheinungen in der Atmosphäre ab. Die Erdatmosphäre reicht bis in eine Höhe von ungefähr 1000 km über der Erdoberfläche. Außer der Freiraumdämpfung, die auch im leeren Raum auftritt, wird eine in der Atmosphäre sich ausbreitende Welle durch molekulare Absorption und weitere Effekte gedämpft, verursacht durch Gase in der Atmosphäre sowie Temperaturschwankungen, Regen, Schnee, usw.. Die verschiedenen Dämpfungseinflüsse, denen ein horizontal sich ausbreitender Funkstrahl in Abhängigkeit der Frequenz unterliegt, sind in Abb. 6.1 wiedergegeben. Abb. 6.2 zeigt die Schichtung der Atmosphäre und den höhenabhängigen Temperaturverlauf der Atmosphäre. Elektromagnetische Wellen werden an Schichten unterschiedlicher Temperatur oder Ladungsträgerdichte gebrochen oder reflektiert. Die Ursachen für Brechung und Reflexion liegen im Aufbau der Atmosphäre. In der Troposphäre in 9 bis 17 km Höhe über der Erdoberfläche spielt sich das Wettergeschehen ab. An ihrer Obergrenze fällt die Temperatur auf −51 °C ab. Der Troposphäre folgt die Stratosphäre eine feuchtigkeitsfreie Schicht, die bis in Höhen von 50 km reicht und an deren Obergrenze die Temperatur wieder auf 0° C ansteigt. Die Mesosphäre reicht bis etwa 80km Höhe. Dort liegen Temperaturen bis −80° C vor. Von ungefähr 80 km Höhe bis etwa 450 km Höhe reicht die Ionosphäre in der die Sonneneinstrahlung eine tages- und jahreszeitabhängige Ionisierung hervorruft. Sie besteht damit selbst aus verschiedenen mehr oder weniger gut leitenden Schichten. In einer Höhe von ca. 450 km beginnt die Exosphäre die ohne scharfe Grenzen in den leeren Weltraum übergeht.