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Forum: HF, Funk und Felder Warum hat man bei niedrigen Frequenzen eine höhere Reichweite?


Autor: Erbel (Gast)
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Was genau ist der Grund dafür und wieso kommt man besser durch Gebäude?

Autor: Maccaroni Marconi (Gast)
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Hallo

Der Grund sind die Ausbreitungsbedingungen :-)

Mit dieser Antwort nicht zufrieden?

Es ist sind wohl ganze Bibliothken darüber geschrieben worden wie sich 
Elektroamgnetische Wellen abhängig von ihrer Frequenz ausbreiten bzw. 
was sie bei welche Frequenz und Feldstärke noch durchdringen können 
(Dämpfung).
Das niederige ("richtig niederige") eine hohe Reichweite haben liegt 
unter anderen daran das sie sich auch entlang der gekrümmten 
Erdoberfläche ausbreiten, werden die Frequenzen höher werden sie (auch) 
an der Ionossphäre zur Erdoberfläche zurückgeworfen - aber das ist 
abhängig von der stärke der Ionisation der verschiedenen Bereiche der 
Inosphäre und diese wird wiederum von der Sonneneinstrahlung und anderen 
Faktoren bestimmt auch gibt es keine festen oder eindeutigen 
Frequenzgrenzen wo eine Ausbreitungsmethode noch oder nicht mehr 
Auftritt.
Je höher die Frequenzen werden um so mehr entspricht ihre Ausbreitung 
den des Lichts (was ja auch eine elketromagnetische Frequenz mit sehr 
hoher Frequenz ist), aber eben niemals exakt es gibt sehr viele Faktoren 
die für Überraschungen und einiges Kopfzerbrechen sorgen.

Nur mal als ein Teilbereich (Langwelle und Mittelwelle):
http://www.wabweb.net/radio/radio/grundl3.htm
Über den Kurzwellenbereich wurden und werden ganz Bücher geschrieben
http://wiki.oevsv.at/index.php?title=Kurzwellenausbreitung
zeigt z.B. nur die alleresten Grundlagen auf - man hat da noch 
wesentlich tiefer geforscht.
Und zu den noch höheren Frequenzen gibt es sehr viel theoretische und 
praktische Abhandlungen auf höchsten für den Laien nicht mehr 
verständlichen Niveau - wobei noch lange nich alles erforscht und in der 
Praxis 100% vorhersagbar und sicher berechenbar ist.

Das ist wirklich ein sehr weites Feld das man nicht mal "so eben" in 
wenigen Worten vollständig abhandeln kann.

Maccaroni Marconi

Autor: lern fragen stellen (Gast)
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Erbel schrieb:
> Was genau ist der Grund dafür und wieso kommt man besser durch Gebäude?

hm? rotes licht wird doch durch eine gebäudewand genauso sauber geblockt 
wie blaues, oder?

Autor: Old Papa (old-papa)
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lern fragen stellen schrieb:
> Erbel schrieb:
>> Was genau ist der Grund dafür und wieso kommt man besser durch Gebäude?
>
> hm? rotes licht wird doch durch eine gebäudewand genauso sauber geblockt
> wie blaues, oder?

... und beide haben im Sinne der Frage quasi die gleich hohe Frequenz.

Old-Papa

Autor: Stm Mc (stmfresser)
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c = \lambda \cdot f,
E = h \cdot f
c = const Lichtgeschwindigkeit.
h = const,
f ist proportional zu Energie.

die Formeln können auf deine Fragen antworten

: Bearbeitet durch User
Autor: Fred Funker (Gast)
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Suchwort: Bodenwelle

Autor: Erbel (Gast)
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Maccaroni Marconi schrieb:
> Hallo
> ...
>
> Maccaroni Marconi


Danke für deine umfangreiche Antwort.


lern fragen stellen schrieb:
> Erbel schrieb:
>> Was genau ist der Grund dafür und wieso kommt man besser durch Gebäude?
>
> hm? rotes licht wird doch durch eine gebäudewand genauso sauber geblockt
> wie blaues, oder?

Im Wasser wird rotes Licht schon nach wenigen Metern geblockt, blaues 
Licht kommt viel weiter.

Siehe dazu:
https://de.wikipedia.org/wiki/Sichtweite_unter_Was...

Bei den unteren Frequenzen, also typische Radiowellen, verhält es sich 
durch Luft aber anders.
Langwellenradio kannst du noch in 1000 km Entfernung empfangen, UKW 
Radio nur wenige hundert Kilometer.

Autor: Huh (Gast)
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Stm M. schrieb:
> c = \lambda \cdot f,
> E = h \cdot f
> c = const Lichtgeschwindigkeit.
> h = const,
> f ist proportional zu Energie.
>
> die Formeln können auf deine Fragen antworten

Welche Formeln? :-)

Autor: Zitronen Falter (jetztnicht)
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> Langwellenradio kannst du noch in 1000 km Entfernung empfangen, UKW
Radio nur wenige hundert Kilometer.

Na. so einfach ist es nicht. Langwellen-, oder Mittelwellensender haben 
eine ganz andere Leistungsklasse. Im UKW Beeich bin ich fuer die hundert 
Kilometer mit ein paar Watt dabei. Waehrend die Mittel- und 
Langwellensender mit Megawatt arbeiteten.
Naja. die Leistungsdichte faellt mit dem Quadrat der Entfernung ab. So 
etwa.

Autor: Huh (Gast)
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Oh D. schrieb:
> Na. so einfach ist es nicht.

Da hast du schon recht. Ganz so einfach ist es nicht. Aber wenn du einen 
UKW-Sender mit ein paar Megawatt hättest, kämst du trotzdem nicht rund 
um die Erde. Bei Kurzwelle geht das teilweise mit ein paar Watt 
(abhängig von den momentanen Ausbreitungsbedingungen natürlich). Das 
extremste, was ich selbst erlebt habe, war eine Verbindung nach 
Neuseeland mit 5mW!

Autor: Hurratoll (Gast)
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Ein wichtiger Grund ist die kleinere Freiraumdämpfung:
https://de.wikipedia.org/wiki/Freiraumd%C3%A4mpfung

Umso kleiner f, desto kleiner FSPL, umso besser die Reichweite.

Dazu kommt, dass höhere Frequenzen stärker absorbiert werden (durch 
Wasser, Gase etc).

Autor: Martin K. (Gast)
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Erbel schrieb:
> Langwellenradio kannst du noch in 1000 km Entfernung empfangen

Drum wurden (werden?) Funkverbindungen zu U-Booten mit der niedrigst 
möglichen Frequenz hergestellt. Braucht aber große Antennen.

Autor: Ulf (Gast)
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Martin K. schrieb:
> Erbel schrieb:
>> Langwellenradio kannst du noch in 1000 km Entfernung empfangen
>
> Drum wurden (werden?) Funkverbindungen zu U-Booten mit der niedrigst
> möglichen Frequenz hergestellt. Braucht aber große Antennen.

Das macht man, weil diese sehr langwelligen Funkwellen noch in's Wasser 
eindringen können und nicht wegen der Reichweite in Luft.

Gruß Ulf

Autor: Sven B. (scummos)
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Mir fallen zunächst mal zwei Gründe ein, die signifikant sind: je 
niedriger die Frequenz desto weniger wird die Strahlung von Wasser 
absorbiert (zumindest im Bereich < 20 GHz), und das ist in der 
Atmosphäre oder so der größte Beitrag für Absorption; und je größer die 
Wellenlänge, desto größer der Beugungswinkel, also die Welle kommt 
besser "an einer Ecke vorbei".

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Erbel schrieb:

> Langwellenradio kannst du noch in 1000 km Entfernung empfangen, UKW
> Radio nur wenige hundert Kilometer.

Das stimmt so allgemein auch nicht. Mit UKW kannst Du den Mars
erreichen, Mit Langwelle m.W. nicht.

Autor: Ordner (Gast)
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Oh D. schrieb:
> Na. so einfach ist es nicht. Langwellen-, oder Mittelwellensender haben
> eine ganz andere Leistungsklasse. Im UKW Beeich bin ich fuer die hundert
> Kilometer mit ein paar Watt dabei. Waehrend die Mittel- und
> Langwellensender mit Megawatt arbeiteten.
> Naja. die Leistungsdichte faellt mit dem Quadrat der Entfernung ab. So
> etwa.

Nee, auch mit Megawatts kommts du mit UKW nicht über Atlantik, sondern 
sendest direkt über den Horizont ins All. LW dagegn wird durch die 
leitfähige Erdoberfläche am Boden geführt und folgt somit der 
Erdkrümmung.

Früher wusstes das jeder Radiobastler, aber mit dem Internetradio geht 
solches Basiswissen über die Ausbreitung einer EM-Welle verloren.

Autor: Locher (Gast)
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Ordner schrieb:
> Nee, auch mit Megawatts kommts du mit UKW nicht über Atlantik, sondern
> sendest direkt über den Horizont ins All.

Kommt drauf an. Mit Meteorscatter (Reflexion an ionisierten 
Meteoritenspuren) soll das schon gelungen sein.

Auf jedenfall geht es mit EME (Reflexion am Mond).

Autor: Sven B. (scummos)
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Harald W. schrieb:
> Erbel schrieb:
>
>> Langwellenradio kannst du noch in 1000 km Entfernung empfangen, UKW
>> Radio nur wenige hundert Kilometer.
>
> Das stimmt so allgemein auch nicht. Mit UKW kannst Du den Mars
> erreichen, Mit Langwelle m.W. nicht.

Der Punkt hier ist m.E. dass man bei kürzeren Wellenlängen bei gleicher 
Antennengröße bessere Direktivität erreicht. Das ist ein ganz anderer 
Anspruch als dass man eine isotrop abgestrahlte Welle, wie bei den 
meisten terrestrischen Funkanwendungen, unter möglichst ungünstigen 
Bedingungen noch empfangen kann.

Autor: Ordner (Gast)
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Locher schrieb:
> Ordner schrieb:
>> Nee, auch mit Megawatts kommts du mit UKW nicht über Atlantik, sondern
>> sendest direkt über den Horizont ins All.
>
> Kommt drauf an. Mit Meteorscatter (Reflexion an ionisierten
> Meteoritenspuren) soll das schon gelungen sein.
>
> Auf jedenfall geht es mit EME (Reflexion am Mond).

Was aber auch nichts anders ist als direktes Senden ins All und dortige 
Reflexion. Ist halt alles eine Frage von LUF, MUF und quasioptische 
Ausbreitung.

Autor: Locher (Gast)
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Ich glaube hier werden einige Moden durcheinandergemischt.

Auf sehr niedrigen Frequenzen geschieht die Ausbreitung hauptsächlich 
über die Bodenwelle entlang der Erdoberfläche. Die Reichweite ist auf 
(Faustformel!) 1000/f(MHz) km begrenzt. Also bei 1MHz ca 1000km. 
Darüberhinaus kann sich auch Langwelle über die Ionosphäre ausbreiten 
(Hauptsächlich über die niedrige D-Schicht, welche bei höheren 
Frequenzen dämpfend wirkt), diese aber nicht durchdringen und in's All 
abstrahlen.

Bei Kurzwelle ist die Raumwelle massgeblich, die Bodenwelle hat da eine 
zu kurze Reichweite (Nach obiger Faustformel sind es bei 10MHz noch 
100km).
Die Ausbreitung erfolgt über höhere Ionosphärenschichten (E, F1, F2), 
welche in der Reflektivität und Grenzfrequenz durch verschiedene 
Parameter variabel sind.

Über dieser variablen Frequenz beginnt das atmosphärische Fenster, bei 
welcher Radiowellen in's All abgestrahlt werden können.
https://de.wikipedia.org/wiki/Atmosph%C3%A4risches...

Falls es dem OP lediglich um die durchdringung von Gegenständen geht, 
dann liegt das an dielektrischen Verlusten, welche mit steigender 
Frequenz zunehmen und der zunehmenden Warscheinlichkeit von Resonanzen 
von in diesen Gegenständen befindlichen Strukturen.

Autor: Tim Taylor (Gast)
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Autor: dl2jmb (Gast)
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Locher schrieb:
> der zunehmenden Warscheinlichkeit von Resonanzen
> von in diesen Gegenständen befindlichen Strukturen.

Der Empfang innerhalb von Gebäuden
beruht meist auf magnetische Nahfelder
leitfähiger Strukturen (Kabel, Betonbewehrung, Regenrinnen usw.)
innerhalb oder in der Nähe des Gebäudes.
Eine brauchbare Richtungspeilung
ist dann nicht mehr möglich.

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Locher schrieb:

> zunehmende Warscheinlichkeit von Resonanzen
> von in diesen Gegenständen befindlichen Strukturen.

Ja, bei solchen Gebäuden gibts dann schon Resonanzen
im Langwellenbreich:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thu...

Autor: Wolfgang Horn (Firma: AknF) (wolfgang_horn)
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Hi, Erbel,

> Was genau ist der Grund dafür und wieso kommt man besser durch Gebäude?

Falsche Frage. Denn tatsächlich ist die Reichweite auf allen Frequenzen 
eher gleich - wenn man die Entfernungen, die Ausdehnungen und die 
Wanddicken nicht in Metern misst, sondern in Wellenlängen.

Aus diesem Grund kommt DCF77 bis in den Keller, GPS dagegen empfängt man 
beser unter freiem Himmel.

Natürlich stecken im "eher" noch kleine Fehler, beispielsweise durch 
wellenlängenabhängiges Verhalten einer Materie, deren Moleküle und Atome 
nicht nach Wellenlängen skaliert sind.

Ciao
Wolfgang Horn

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Hurratoll schrieb:
> Ein wichtiger Grund ist die kleinere Freiraumdämpfung:

Wobei die Frequenzabhängigkeit der Freiraumdämpfung lediglich
widerspiegelt, dass man bei kleineren Frequenzen für den gleichen
Antennengewinn (der in die üblichen Formeln ja mit eingeht)
umgekehrt proportional größere Abmessungen benötigt.  Eine Antenne
gleicher Abmessungen auf höheren Frequenzen hat (wenn sie richtig
gebaut ist) einen entsprechend höheren Gewinn, sodass das Ganze
ein Nullsummenspiel ist.

Autor: Stm Mc (stmfresser)
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Huh schrieb:
> Stm M. schrieb:
>> c = \lambda \cdot f,
>> E = h \cdot f
>> c = const Lichtgeschwindigkeit.
>> h = const,
>> f ist proportional zu Energie.
>>
>> die Formeln können auf deine Fragen antworten
>
> Welche Formeln? :-)

schon mal von c = \lambda \cdot f,E = h \cdot f gehört?

Autor: Joachim B. (jar)
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lern fragen stellen schrieb:
> hm? rotes licht wird doch durch eine gebäudewand genauso sauber geblockt
> wie blaues, oder?

kann sein und wie ist das bei Metallplatten?

Daniel C. schrieb:
> Diese LED müssen wasserfest sind und sollen durch
> eine Metallplatte zu sehen sein.

vielleicht findet sich da noch eine Lösung :)

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Stm M. schrieb:

> schon mal von c = \lambda \cdot f,E = h \cdot f gehört?

Davon abgesehen, dass du diese Formeln schon noch mit [ math ]
garnieren solltest, damit man sie auch lesen kann: wie willst du
denn damit erklären, dass langwelligere EM-Wellen ein besseres
Durchdringungsvermögen durch Wände, Bäume etc. haben als kurzwellige?

Autor: Huh (Gast)
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Stm M. schrieb:
> Huh schrieb:
>> Stm M. schrieb:
>>> c = \lambda \cdot f,
>>> E = h \cdot f
>>> c = const Lichtgeschwindigkeit.
>>> h = const,
>>> f ist proportional zu Energie.
>>>
>>> die Formeln können auf deine Fragen antworten
>>
>> Welche Formeln? :-)
>
> schon mal von c = \lambda \cdot f,E = h \cdot f gehört?

Ja, paar Zeilen höher steht das gleiche Zeugs, aber weit und breit keine 
Formeln. Du hast nicht verstanden, was ich meinte. Statt das ganze jetzt 
nach dem Hinweis mal leserlich als Formeln zu schreiben, wiederholst du 
das Zeugs nur genauso, wie es weiter oben schon steht ;-)

Autor: Stm Mc (stmfresser)
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Jörg W. schrieb:
> Stm M. schrieb:
>
>> schon mal von c = \lambda \cdot f,E = h \cdot f gehört?
>
> Davon abgesehen, dass du diese Formeln schon noch mit [ math ]
> garnieren solltest,
Die Matheumgebung funktioniert NICHT!

> damit man sie auch lesen kann: wie willst du
> denn damit erklären, dass langwelligere EM-Wellen ein besseres
> Durchdringungsvermögen durch Wände, Bäume etc. haben als kurzwellige?
Habe ich das behauptet?

ich weiss nicht wie man das Verhalten einer EM Wellen ohne diese Formeln 
& Maxwellschen Gleichungen erklären kann. Bin gespannt


Am einfachsten, angenommen es handelt sich um eine Ebene-Welle,
Wellenwiderstand Z_w =





µ 2 π f /k = µ v = c/n,

Jetzt sieht man es noch deutlich durch welches Medium EM-Wellen 
ausbreiten können

: Bearbeitet durch User
Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Stm M. schrieb:

>> Davon abgesehen, dass du diese Formeln schon noch mit [ math ]
>> garnieren solltest,
> Die Matheumgebung funktioniert NICHT!

Hmm, stimmt.  Überbleibsel vom Festplattencrash?

>> damit man sie auch lesen kann: wie willst du
>> denn damit erklären, dass langwelligere EM-Wellen ein besseres
>> Durchdringungsvermögen durch Wände, Bäume etc. haben als kurzwellige?

> Habe ich das behauptet?

Darum ging's aber im Thread.

Autor: Erbel (Gast)
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Harald W. schrieb:
> Erbel schrieb:
>
>> Langwellenradio kannst du noch in 1000 km Entfernung empfangen, UKW
>> Radio nur wenige hundert Kilometer.
>
> Das stimmt so allgemein auch nicht. Mit UKW kannst Du den Mars
> erreichen, Mit Langwelle m.W. nicht.

Ja, okay. Das stimmt natürlich. Ich bezog mich jetzt auf die Verbreitung 
auf der Erde.

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