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UKW-Reichweiten

Mit dem hier vorhandenen Programm kann die zu erwartende Reichweite von UKW-Sprechfunkanlagen unter Ausnutzung der Bodenwellen-Ausbreitung berechnet werden. Die Ergebnisse dieses Reichweiten-Rechners gelten näherungsweise auch für die Verhältnisse im oberen KW-Gebiet, also den Amateurfunk im 10m-Band sowie den CB-Funk. Die errechneten Werte sind Mittelwerte, wie sie ohne Auftreten spezieller Effekte (z.B. Sporadic-E, Aurora, Bodeninversionen) zu erwarten sind. Selbstverständlich können sie je nach Gelände-Beschaffenheit und Reflexions-Eigenschaften des Bodens mehr oder weniger davon abweichen. Hindernisse wie Gebäude oder auch Bäume in Linie der Funkverbindung führen naturgemäß zu kleineren Reichweiten.

 

Ist die Radio-Sichtweite kleiner wie die Dämpfungsreichweite, so bestimmt sie im wesentlichen die Reichweite. Nur wenn die Dämpfungsreichweite erheblich größer ist, kann unter normalen Bedingungen mit Reichweiten von bis zu 30% über der Radiosichtweite gerechnet werden. In diesem Bereich sind genauere Berechnungen kaum möglich, da hier unter anderem wetterbedingt stark schwankende, aber praktisch immer auftretende Beugungseffekte einen nicht unerheblichen Einfluss haben.

Das Programm geht von der Tatsache aus, dass die Dämpfungsreichweite in Bodennähe im wesentlichen durch die am Erdboden reflektierten Wellen begrenzt ist. Infolge der Reflexion erfahren sie einen Phasensprung von 180°. Je niedriger sich Sende- und Empfangsantenne befinden, desto spitzer wird der Winkel zwischen den direkten und den am Boden reflektierten Wellen, so dass letztere bei kleiner Höhe fast gegenphasig am Empfangsort in Erscheinung treten und damit den direkten Wellen entgegen wirken. Folglich sind die am Erdboden erzielten Reichweiten erheblich kleiner, wie im Weltall. Dort sind sie im wesentlichen nur durch die Freiraumdämpfung begrenzt.

Begrenzung der UKW-Reichweite durch am Boden reflektierte Wellen

Im weiteren ein paar praktische Hinweise zur Handhabung des Programms. Als Senderleistung ist die an die Antennenbuchse abgegebene HF-Leistung einzugeben. Als Empfänger-Empfindlichkeit gilt die an der Antennenbuchse anliegende Signal-Spannung für ein gerade empfangswürdiges Signal. Sofern kein von der Antenne aufgenommener HF-Störpegel vorhanden wäre, könnte hier also die Empfindlichkeits-Angabe des Empfängers eingesetzt werden. Die Reichweite würde dann für das mit den technischen Daten des verwendeten Gerätes angegebene Signal-Rauschverhältnis (SNR bzw. SINAD) gelten. Da in der Praxis allerdings immer ein Störpegel vorhanden ist, muss die Angabe bei empfindlichen Empfängern und guten Antennen in Richtung schlechterer Werte korrigiert werden. Auch ohne unmittelbare Störquellen sind bei angeschlossener Antenne nämlich zumindestens solares, galaktisches und mit abnehmender Betriebsfrequenz zunehmendes atmosphärisches Rauschen vorhanden.

Als Antennenhöhe ist der Abstand der Strahlermitte vom Erdboden einzugeben (effektive Antennenhöhe). Bei großen, am Fußpunkt befestigten Strahlern und vergleichsweise niedriger Montagehöhe muss also die halbe Strahlerlänge hinzuaddiert werden. Befindet sich die Antenne beispielsweise auf einem Hügel oder Berg, sollte seine Höhe über dem mittleren Geländeniveau der Umgebung für realistische Rechen-Ergebnisse mit berücksichtigt werden. In Nähe eines Abhanges oder am Rande einer Hochebene ergeben sich daher je nach betrachteter Richtung der Funkverbindung für ein und  die selbe Antenne unter Umständen unterschiedliche effektive Antennenhöhen. Eine Angabe der Höhe über NHN (Normalhöhen-Null) würde folglich zu falschen Ergebnissen führen. Der einzugebene Antennengewinn bezieht sich aus praktischen Gründen auf einen Halbwellenstrahler (gestreckter Dipol), für den also ein Gewinn von 0 dB einzugeben ist. Etwaige Verluste, insbesondere die Kabelverluste,  sind vom Gewinn abzuziehen. Eine Eingabe wie zum Beispiel "3,75-0,4" ist hier zulässig.

Die Frequenzabhängigkeit der Freiraumdämpfung hebt sich bei der Errechnung der Signalspannung aus der Feldstärke auf. Eine Frequenzangabe ist für diese Berechnungen daher nicht nötig.

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