Funkwellenausbreitung

Die Funkwellenausbreitung beschreibt, wie elektromagnetische Wellen vom Sender durch Raum und Atmosphäre zu Empfängern gelangen. Sie ist abhängig von der Frequenz, der Umgebung und den meteorologischen Bedingungen und bildet die Grundlage für alle drahtlosen Kommunikationssysteme, von Rundfunk über Mobilfunk bis zu Satellitenverbindungen.

Zu den zentralen Ausbreitungsformen gehören: die direkte Raumwelle (Line-of-Sight) bei höheren Frequenzen, die Bodenwellenübertragung (Ground Wave) bei niederfrequenten Signalen, die sich entlang der Erdoberfläche ausbreiten, und die Ionosphärenreflexion (Skywave), die HF-Signale über große Distanzen ermöglicht. Zusätzlich treten Mehrwegeeffekte durch Reflexionen, Beugung und Streuung an Gebäuden, Geländeformen oder Wasserflächen auf, die zu Interferenzen oder Multipath führen können.

Die Ausbreitung wird durch Frequenz, Wellenlänge, Gelände, Bodenleitfähigkeit, Vegetation, Wasserflächen sowie Wetter- und Ionosphärenbedingungen beeinflusst. Die Tageszeit, Sonnenaktivität und geomagnetische Störungen verändern die Eigenschaften der Ionosphäre und damit die Reichweite von Skywave-Verbindungen. Bei höheren Frequenzen kann Regen oder Wolkenabsorption die Signale abschwächen (Regenfading).

In der Praxis verwenden Funkingenieure Ausbreitungsmodelle, Messdaten und Tests, um Verbindungsqualität, Reichweite und Störanfälligkeit abzuschätzen. Bekannte Ansätze reichen von einfachen Freiraumverlustmodellen bis zu komplexen urbanen Modellen. Anwendungen finden sich in Fernsehen und Radio, Mobilfunknetzen, Radarsystemen und Satellitenkommunikation.