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75ed
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Betreff des Beitrags: Globale Funkausbreitung |
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Hallo zusammen, ich habe heute auf meiner kleinen Rundwanderung ein Gedankenexperiment in den Kopf bekommen, zu dem ich gerne eure Gedanken als auch Erfahrung oder Überlegungen hören möchte. Um das Experiment möglichst "erfolgreich" anzugehen, versetzen wir unsere Sendeanlage an den Nordpol und die Gegenstation an den Südpol. Beide Anlagen bestehen aus einer Richtantenne mit einem gedachten Öffnungswinkel von 45°. Wir haben Tag- und Nachtgleiche (Frühlingspunkt/Herbstpunkt), so ist die komplette Ausbreitungsstrecke identisch von der Sonne ausgeleuchtet. Um optimale Bedingungen zu bekommen, richten wir die Sendeantenne genau so aus, dass wir dem verlängerten Nullmeridian folgen, also über den Pazifik Richtung Südpol senden. Diese Strahlrichtung der Hauptkeule bezeichne ich mit 0°, durch den Öffnungswinkel liegen die Flanken der Hauptkeule somit auf +22,5° und -22,5°. Betrachte ich jetzt nun diese drei gedachten Linien, so werden diese zum Äquator hin immer weiter voneinander sich entfernen und am Äquator wird zwischen +22,5° und -22,5° ein Abstand von rund 5.008 km entstehen. Das heist, dort weitet sich meine Ausbreitungskeule am weitesten auf. Doch was passiert ab dem Äquator? Ab diesem Punkt laufen die Meridiane wieder zusammen. Also wird sich doch auch das Funksignal wieder verschmälern, oder? Und dies gipfelt eigentlich darin, dass sich die ganze Energie abzüglich der Ausbreitungsdämpfung über die Strecke am Südpol am höchsten ist (Vorausgesetzt, die Hops sind so angelegt, dass sie im Südpol auch wieder auf dem Boden ankommen) und eigentlich ein bombastisches Signal generieren müssten? Stimmt dieses Gedankenexperiment oder habe ich einen Denkfehler? Wenn ja, wäre es ja hochinteressant mit der Neumeyerstation ein entsprechendes Experiment durchzuführen.... oder auch mit jeder anderen Station, die auf der genau gegenüberliegenden Seite der Erde ebenfalls eine Station aufweisen kann. Gruß Stefan
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0455
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Betreff des Beitrags: Re: Globale Funkausbreitung |
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[quote] Um optimale Bedingungen zu bekommen, richten wir die Sendeantenne genau so aus, dass wir dem verlängerten Nullmeridian folgen, also über den Pazifik Richtung Südpol senden. Diese Strahlrichtung der Hauptkeule bezeichne ich mit 0°, durch den Öffnungswinkel liegen die Flanken der Hauptkeule somit auf +22,5° und -22,5°. Betrachte ich jetzt nun diese drei gedachten Linien, so werden diese zum Äquator hin immer weiter voneinander sich entfernen und am Äquator wird zwischen +22,5° und -22,5° ein Abstand von rund 5.008 km entstehen. Das heist, dort weitet sich meine Ausbreitungskeule am weitesten auf. Doch was passiert ab dem Äquator? Ab diesem Punkt laufen die Meridiane wieder zusammen. Also wird sich doch auch das Funksignal wieder verschmälern, oder? [b:1il8c07k][i:1il8c07k]Warum sollte das der Fall sein? Duie Strahlbreite der Keule wird mit wachsender Entfernung breiter. Schau Dir das mal auf eine Großkreiskarte an: https://de.wikipedia.org/wiki/Gro%C3%9F ... erland.jpg[/i:1il8c07k][/b:1il8c07k] Und dies gipfelt eigentlich darin, dass sich die ganze Energie abzüglich der Ausbreitungsdämpfung über die Strecke am Südpol am höchsten ist (Vorausgesetzt, die Hops sind so angelegt, dass sie im Südpol auch wieder auf dem Boden ankommen) und eigentlich ein bombastisches Signal generieren müssten? Stimmt dieses Gedankenexperiment oder habe ich einen Denkfehler? Wenn ja, wäre es ja hochinteressant mit der Neumeyerstation ein entsprechendes Experiment durchzuführen.... oder auch mit jeder anderen Station, die auf der genau gegenüberliegenden Seite der Erde ebenfalls eine Station aufweisen kann. [/quote] Die Neumeyer Station ist selten qrv, VK und ZL kannst Du täglich erreichen, selbst mit einer Mobilstation. Die Station macht keine anderen Feldstärken als andere Stationen mit dieser Entfernung. Aber welches Experiment genau willst Du denn durchführen?
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75ed
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Betreff des Beitrags: Re: Globale Funkausbreitung |
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Hallo Peter,
die Großkreiskarte ist hier als Darstellung nicht angebracht. Stell dir mal einen Globus vor und zeichne eine Linie von Nord nach Süd. Dann im Ausgangspunkt eine Linie im Winkel zur ersten Linie, die schnurstracks ebenfalls im Südpol endet.
Die abgestrahlte Energie breitet sich ja geradlinig aus, hin und herpendelnd zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre. deshalb unterliegt sie dem selben Effekt, egal in welche horizontale Richtung sie vom Nordpol ausgesendet wird, sie kommt irgendwann am Südpol an.
Das mit der Neumeyerstation ist jetzt auch nur beispielhaft gedacht gewesen, es geht mit jeder anderen Station auch, die eben nur exakt auf der gegenüberliegenden Seite der Erde einen Gegenstation erreichen kann.
Die einfach Verbindung "weit um die Welt" ist hier zwar auch davon betroffen, berührt aber eben den Sonderfall, den ich meine nur am Rande.
Gruß Stefan
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6052
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Betreff des Beitrags: Re: Globale Funkausbreitung |
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Das elektromagnetische Feld breitet sich im Raum dreidimensional aus; das Feld wird also pro Distanz immer breiter, folglich nimmt die Feldstärke des Signals entsprechend mit der Distanz zur Sendeantenne ab; was du zu suggerieren scheinst, ist, dass sich das Feld irgendwo auf dieser hypotetischen Strecke wieder verdichtet, aber wie sollte das denn physikalisch geschehen? Je weiter sich ein Feld vorpflanzt, desto schwächer und gleichzeitig breiter wird es - die Energiedichte wird auf einen immer grösseren Raum verteilt - das kann sich nicht einfach irgendwie wieder umkehren.
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75ed
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Betreff des Beitrags: Re: Globale Funkausbreitung |
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Deshalb frage ich ja, wo ich den gedanklichen Hänger habe.
Die generelle dreidimensionale Ausbreitung stelle ich jetzt nicht in Frage, wobei es doch aber zumindest bei der entsprechenden Frequenz in der dritten Dimension die regelmäßige Reflektion gibt. Und dann sind wir bildlich gesprochen auf einer Ebene. Diese "Ebene" stellt sich in meinem Gedankenmodell als Kugelschale dar, innen die Erde und aussen die Schale bis in die Höhe der entsprechenden Schicht, in der die Wellen gebrochen/gebeugt werden.
Und jetzt haben wir in der Tat den Effekt (Zumindest ich in meiner Vorstellung) dass die Welle, die sich z.B. auf dem Nullmeridian ausbreitet irgendwann mit der auf dem 22,5-Meridian wieder begegnen.
Ich weiß nicht, wie ich es weiter beschreiben soll, aber für mein Verständnis wird da das Signal nicht immer "breiter", weil es eben eine endliche Sphäre ist.
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6052
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Betreff des Beitrags: Re: Globale Funkausbreitung |
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Damit suggerierst du ja, dass die Ionosphäre die Welle wieder bündelt - aber wie soll das gehen? Da ist doch eher das Gegenteil der Fall und Ionosphäre streut die Welle nur weiter; alles andere widerspricht ja allen Gesetzmässigkeiten über elektromagnetische Wellen. Dann hätte ja die Ausbreitung im freien Raum plötzlich einen Gewinn statt einer Dämpfung.
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75ed
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Betreff des Beitrags: Re: Globale Funkausbreitung |
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Hallo Pascal, wie das geht? Lese dir nochmal mein Eingangspost durch, dann siehst du (hoffentlich) wie das sein kann/soll.
Oder folgendes Beispiel: Stell dir vor, die gesamte Oberfläche der Erde wäre Wasser. Wenn nun ein Stein in das ruhige Wasser fällt, breitet sich ein Ring vor Wellen aus, die immer größer werden. Die Wellen laufen zwar nur in einer Ebene ab, aber diese Ebene ist doch gekrümmt. Dann laufen die Wellen auf der Kugel einmal um die Welt und auf der Rückseite wieder zusammen! Und genau so stelle ich mir das mit den Funkwellen vor.
Gruß Stefan
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1504
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Betreff des Beitrags: Re: Globale Funkausbreitung |
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[quote].... Diese "Ebene" stellt sich in meinem Gedankenmodell als Kugelschale dar, innen die Erde und aussen die Schale bis in die Höhe der entsprechenden Schicht, in der die Wellen gebrochen/gebeugt werden. .. [/quote]In einer Sache gehe ich konform, bzw. als Gedankenmodell. Wenn ich in Deinem Modell annehme: die Erde als perfekter HF-Spiegel und die Ionosphäre als perfekter Reflektor auf der Innenseite einer Kugelschale, also Kugel plus Schale ein "Kugelhohlleiter", dann treffen sich die "Kernlinien' der einzelnen Wellenzüge wieder am Südpol (muß ich aber auch noch mal drüber schlafen ). Das würde auch für jeden Kugelstrahler am Nordpol genau so zutreffen, immer idealen Hip-Hop von Pol zu Pol vorausgesetzt. U.U. gibt es aber einigen Kuddelmuddel mit gegenseitigem Auslöschen, dazu müßte man die unendlichen verlustfreien Reflektionen durchspielen, ....... (vielleicht im nächsten Leben, da reicht mir die Zeit nicht mehr ). Praktisch testen wohl kaum, außer vielleicht im "Geokosmos" (lt, anderem Post) *LOL*. Ich schlafe mal drüber, 73 Peter
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3cbd
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Betreff des Beitrags: Re: Globale Funkausbreitung |
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[quote] ich habe heute auf meiner kleinen Rundwanderung ein Gedankenexperiment in den Kopf bekommen, zu dem ich gerne eure Gedanken als auch Erfahrung oder Überlegungen hören möchte. [/quote] Stefan, du bist eindeutig nich ausgelastet! [img:3mml7f7c]https://cosgan.de/images/more/bigs/c055.gif[/img:3mml7f7c]
Aber ich kann deinen Gehirnwindungen folgen: Wenn die Funkwellen bzw. die Multi-Hops streng der Erdkrümmung nacheilen würden, sollte sich die Wellen an der gegenüberliegenden Seite der Kugel wieder treffen und bündeln. Soweit die mathematische Theorie, die physikalische Praxis kennen wir ja anders... Wie hier bereits beschrieben, scheitert dein perpedum mobile meiner Meinung nach hauptsächlich an der Krümmung, oder?
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75ed
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Betreff des Beitrags: Re: Globale Funkausbreitung |
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Naja.... ich gehe jetzt mal schon soweit von der Realität aus, dass die Dämpfung unterwegs von Nord nach Süd Ihre Spuren hinterlässt. Und ja, das würde nur bei idealer Ausbreitung stimmen. Die Reflexion muss nicht mal wie ein perfekter Spiegel sein, es reicht einfach, dass die verbleibende Energie sich wieder am Südpol trifft. Und dann hätte man dort eine Addition der Energie... wobei.... okay, bei der Reflexion tritt Phasendrehung auf, das würde sich dann kontraproduktiv auswirken. Aber schön, dass Ihr meinem Ursprungsmodell folgen könnt. Achim, im Büro bin ich ausgelastet, Freizeit ist die Zeit, wo man auch mal Verrücktes durchspielen kann. Übrigens: Das Modell der Kugel ist auch noch auf eine andere Weise interessant. Stellt euch ein Koordinatensystem vor, in dem eine Hyperbel dargestellt ist. Und jetzt legt das Bild auf die Oberfläche einer Kugel. Und siehe da, tatsächlich schneiden sich die beiden Arme der Hyperbel im Unendlichen! Und das Unendliche hat sogar einen einzigen Punkt! Ja... solche Gedankenexperimente sind manchmal schon sehr spannend.
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37fe
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Betreff des Beitrags: Re: Globale Funkausbreitung |
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11.06.2017 22:34 UTC blah blah blah ... 50 MHz ist weit offen, und wo bist Du?
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0455
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Betreff des Beitrags: Re: Globale Funkausbreitung |
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[quote]Hallo Peter,
die Großkreiskarte ist hier als Darstellung nicht angebracht.[/quote]
Die ist durchaus angebracht, denn Du sieht bei dieser Zentrierung ausgehend vom Mittelpunkt in der Schweiz wie bei konstanten Abstrahlwinkel die Strahlbreite grösser werden muss. Andererseits ergibt sich in der Tat wieder eine Focussierung zu den Antipoden hin wenn die Ausbreitung dem Grosskreis folgt was aber meist nicht der Fall ist. Nach VK ist das fast die Regel, daher sind die DX Verbindungen die leichtesten überhaupt trotz der maximalen Entfernungen.
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0455
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Betreff des Beitrags: Re: Globale Funkausbreitung |
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[quote]Damit suggerierst du ja, dass die Ionosphäre die Welle wieder bündelt - aber wie soll das gehen? Da ist doch eher das Gegenteil der Fall und Ionosphäre streut die Welle nur weiter; alles andere widerspricht ja allen Gesetzmässigkeiten über elektromagnetische Wellen. Dann hätte ja die Ausbreitung im freien Raum plötzlich einen Gewinn statt einer Dämpfung.[/quote]
Den hat sie bei Verbindung zwischen den Antipoden die über den Grosskreis verlaufen durch die von Stefan beschriebene Focussierung.
Leider hat Stefan meine Frage nach seinem Experiment nicht beantwortet, welches ich ja vermitteln könnte, da ich die Funkamateure die von Neumayer Betrieb machen können alle kenne
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0455
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Betreff des Beitrags: Re: Globale Funkausbreitung |
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[quote] Praktisch testen wohl kaum, außer vielleicht im "Geokosmos" (lt, anderem Post) *LOL*. [/quote]
Das geht sehr wohl mit scharf bündelnden Antennen, nur nicht wie Stefan sich das gedacht hat, zwischen Nordpol und Südpol leider nicht. Aber das hängt mit der Aurora Zone zusammen.
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0455
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Betreff des Beitrags: Re: Globale Funkausbreitung |
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[quote] Wenn die Funkwellen bzw. die Multi-Hops streng der Erdkrümmung nacheilen würden, sollte sich die Wellen an der gegenüberliegenden Seite der Kugel wieder treffen und bündeln. Soweit die mathematische Theorie, die physikalische Praxis kennen wir ja anders... [/quote]
Die ist identisch.
Allerdings breiten sich die Wellen selten geradlinig aus, vor allem nicht in der Nähe der Pole. Die Ausbreitung verlauft entlang der F-Schicht mit der stärksten Ionisierung, also durchaus auch gekrümmte Wege. Dazu kommt, dass die Antipoden nicht mit einem einzelnen Hop erreichbar sind, nach 3000km ist für den ersten Hop Feierabend, je nach Höhe der Ionosphäre auch vorher.
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