Kritische Frequenz - Versionsgeschichte

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	* Albrecht Hock, Arastou Scharmi: Antennenpraxis, Expert-Verlag 1995, ISBN 3-8169-1150-1		* Albrecht Hock, Arastou Scharmi: Antennenpraxis, Expert-Verlag 1995, ISBN 3-8169-1150-1
	* [http://www.dl9hcg.a36.de/loesungenA/TI222.pdf Homepage von DL9HCG (PDF)]		* [http://www.dl9hcg.a36.de/loesungenA/TI222.pdf Homepage von DL9HCG (PDF)]

			[[Kategorie:Physik]]

TiNG am 12. Dezember 2016 um 14:23 Uhr

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	Die '''kritische Frequenz''' ist die höchste Frequenz, bei der ein senkrecht in die Ionosphäre einfallender Strahl noch reflektiert wird. Sie wird in über 100 Observatorien mit Ionosonden gemessen und variiert mit dem Standort, der Jahres- und Tageszeit und dem Sonnenfleckenzyklus~~. Signale über der kritischen Frequenz durchdringen die Ionosphäre und liefern kein Echo~~.		Die '''kritische Frequenz''' ist die höchste Frequenz, bei der ein senkrecht in die Ionosphäre einfallender Strahl noch reflektiert wird. Sie wird in über 100 Observatorien mit Ionosonden gemessen und variiert mit dem Standort, der Jahres- und Tageszeit und dem Sonnenfleckenzyklus.

	== Grundlagen ==		== Grundlagen ==
	[[Datei:Schema-ionosonde.jpg\|mini\|Prinzip zur Messung der Kritischen Frequenz]]		[[Datei:Schema-ionosonde.jpg\|mini\|Prinzip zur Messung der Kritischen Frequenz]]
	Damit Sendungen auf Kurzwelle weltweit bzw. über große Entfernungen empfangen werden können bedienen sie sich einer ~~Eigentschaft~~ der [[Ionosphäre]]: Der Reflexion.		Damit Sendungen auf Kurzwelle weltweit bzw. über große Entfernungen empfangen werden können bedienen sie sich einer Eigenschaft der [[Ionosphäre]]: Der Reflexion.

	Signale bis zu einer bestimmten [[Frequenz]] und einem bestimmten Einfallswinkel werden an der Ionosphäre reflektiert und zum Erdboden zurück "geschickt". Dabei hängt das Reflexionsvermögen der einzelnen Ionosphärenschichten von der Frequenz bzw. Wellenlänge ab. Je höher die Frequenz desto höher dringt die Radiowelle in die Ionosphäre hinauf. Ab einer gewissen Frequenz ist keine Reflexion mehr möglich.		Signale bis zu einer bestimmten [[Frequenz]] und einem bestimmten Einfallswinkel werden an der Ionosphäre reflektiert und zum Erdboden zurück "geschickt". Dabei hängt das Reflexionsvermögen der einzelnen Ionosphärenschichten von der Frequenz bzw. Wellenlänge ab. Je höher die Frequenz desto höher dringt die Radiowelle in die Ionosphäre hinauf. Ab einer gewissen Frequenz ist keine Reflexion mehr möglich, das Signal durchdringt die Ionosphäre.

	Für die Praxis des Funkverkehrs ist diese Grenzfrequenz äußerst wichtig. Sie wird ständig beobachtet und in regelmäßigen Zeitintervallen gemessen, da sie durch verschiedene Einflüsse verändert werden kann. Dazu wird eine Welle senkrecht nach oben abgestrahlt, deren Frequenz kontinuierlich verändert wird. Eine Empfangseinrichtung in der Nähe des Senders fängt die an der Ionosphäre reflektierte Welle auf und stellt die gemessenen Werte (Zeitverschiebung, Feldstärke der Reflexion etc.) in einem Ionogram dar. Die Frequenz, bei der der Empfang aussetzt, wird kritische Frequenz genannt.		Für die Praxis des Funkverkehrs ist diese Grenzfrequenz äußerst wichtig. Sie wird ständig beobachtet und in regelmäßigen Zeitintervallen gemessen, da sie durch verschiedene Einflüsse verändert werden kann. Dazu wird eine Welle senkrecht nach oben abgestrahlt, deren Frequenz kontinuierlich verändert wird. Eine Empfangseinrichtung in der Nähe des Senders fängt die an der Ionosphäre reflektierte Welle auf und stellt die gemessenen Werte (Zeitverschiebung, Feldstärke der Reflexion etc.) in einem Ionogram dar. Die Frequenz, bei der der Empfang aussetzt, wird kritische Frequenz genannt.
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	Im Winter sind die Unterschiede bei der kritischen Frequenz sehr groß. Liegt sie Nachts bei 2 und 4 MHz können Tagsüber bis zu 15 MHz erreicht werden. Im Sommer stehen dagegen bei Nachtwerten zwischen 4 und 5 MHz Tagwerte von 7 bis 11 MHz gegenüber.		Im Winter sind die Unterschiede bei der kritischen Frequenz sehr groß. Liegt sie Nachts bei 2 und 4 MHz können Tagsüber bis zu 15 MHz erreicht werden. Im Sommer stehen dagegen bei Nachtwerten zwischen 4 und 5 MHz Tagwerte von 7 bis 11 MHz gegenüber.

	Der Einfluss der Sonnenaktivität lässt sich an den Monatsmittelwerten der kritischen Frequenz darstellen. In Jahren maximaler Sonnenaktivität liegen die Mittelwerte der kritischen Frequenz bei etwa 8 bis 9 MHz, in Zeiten geringer Sonnenaktivität bei etwa 3 bis 5 MHz.		Der Einfluss der Sonnenaktivität lässt sich an den Monatsmittelwerten der kritischen Frequenz darstellen. In Jahren maximaler Sonnenaktivität liegen die Tages-Mittelwerte der kritischen Frequenz bei etwa 8 bis 9 MHz, in Zeiten geringer Sonnenaktivität bei etwa 3 bis 5 MHz.

			== Ableitung ==

			Die von den Ionosonden gemessenen kritischen Frequenzen bilden die Grundlage für die regional abgeleiteten Angaben zu [[MUF]] und zur [[LUF]]. Dabei wird für die im Gegensatz zur LUF bedeutsamere MUF ein Näherungs-Verfahren mit folgender Formel verwendet (weitere Details zum Näherungsverfahren siehe [[MUF]]):

			[[Datei:Muf-01.png\|581px\|Verweis= ]]

			Da sich die F-Schichten zwar insgesamt eher träge verhalten ist es dennoch notwendig, die kritische Frequenz mehrmals täglich zu messen. Denn schon eine nunacielle Veränderung des Refelxionsvermögens der oberen Ionosphärenschichten hat nach obigem Näherungsverfahren bei unterschiedlichen Entfernungen zum Teil massive Auswirkungen.

			Für den "Hausgebrauch" kann folgende Faustrechnung zur groben Annäherung an die MUF für den Nahbereich bis 500 Kilometer verwendet werden:

			* Kritische Frequenz x 2 an Wintertagen bei insgesamt geringer solarer Aktivität
			* Kritische Frequenz x 4 an Sommertagen bei insgesamt hoher solarer Aktivität.

			Die MUF ist also grundsätzlich immer größer als die kritische Frequenz und die Differenz zwischen beiden Werten wird um so größer, je flacher das Signal auf die F-Schicht auftrifft.

			Diese Faustrechnung berücksichtigt allerdings keine externen Einflüsse auf die Ionosphäre (Sonnenwind, Rekonnexion etc.) und ist lediglich eine schnelle Hilfe für die eigene Frequenzplanung.

	== Einzelnachweise ==		== Einzelnachweise ==

TiNG am 10. November 2015 um 09:08 Uhr

2015-11-10T09:08:25Z

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	== Grundlagen ==		== Grundlagen ==
			[[Datei:Schema-ionosonde.jpg\|mini\|Prinzip zur Messung der Kritischen Frequenz]]
	Damit Sendungen auf Kurzwelle weltweit bzw. über große Entfernungen empfangen werden können bedienen sie sich einer Eigentschaft der [[Ionosphäre]]: Der Reflexion.		Damit Sendungen auf Kurzwelle weltweit bzw. über große Entfernungen empfangen werden können bedienen sie sich einer Eigentschaft der [[Ionosphäre]]: Der Reflexion.

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Die '''kritische Frequenz''' ist die höchste Frequenz, bei der ein senkrecht in die Ionosphäre einfallender Strahl noch reflektiert wird. Sie wird in über 100 Observatorien mit Ionosonden gemessen und variiert mit dem Standort, der Jahres- und Tageszeit und dem Sonnenfleckenzyklus. Signale über der kritischen Frequenz durchdringen die Ionosphäre und liefern kein Echo.

== Grundlagen ==
Damit Sendungen auf Kurzwelle weltweit bzw. über große Entfernungen empfangen werden können bedienen sie sich einer Eigentschaft der [[Ionosphäre]]: Der Reflexion.

Signale bis zu einer bestimmten [[Frequenz]] und einem bestimmten Einfallswinkel werden an der Ionosphäre reflektiert und zum Erdboden zurück "geschickt". Dabei hängt das Reflexionsvermögen der einzelnen Ionosphärenschichten von der Frequenz bzw. Wellenlänge ab. Je höher die Frequenz desto höher dringt die Radiowelle in die Ionosphäre hinauf. Ab einer gewissen Frequenz ist keine Reflexion mehr möglich.

Für die Praxis des Funkverkehrs ist diese Grenzfrequenz äußerst wichtig. Sie wird ständig beobachtet und in regelmäßigen Zeitintervallen gemessen, da sie durch verschiedene Einflüsse verändert werden kann. Dazu wird eine Welle senkrecht nach oben abgestrahlt, deren Frequenz kontinuierlich verändert wird. Eine Empfangseinrichtung in der Nähe des Senders fängt die an der Ionosphäre reflektierte Welle auf und stellt die gemessenen Werte (Zeitverschiebung, Feldstärke der Reflexion etc.) in einem Ionogram dar. Die Frequenz, bei der der Empfang aussetzt, wird kritische Frequenz genannt.

Das gesamte System aus frequenzvariablem Sender und Referenzempfänger wird [[Ionosonde]] bezeichnet. Auf der Kurzwelle können diese Systeme oftmals gehört werden. Typisch ist der kurze, "tschripende" Klang<ref>http://www.youtube.com/watch?v=uFMcHKft84k YouTube-Video mit mehreren Ionosonden hintereinander</ref>. Daher rührt auch der irreführende Name "Chirpsounder".

Dieses Verfahren erlaubt, für die einzelnen Iopnosphärenschichten die Bestimmung einer kritischen Frequenz. Ausgenommen hiervon ist die D-Schicht aufgrund ihrer enormen Dämpfung während der Tagzeit. Dagegen wird jedoch für die E-, F1- und F2-Schicht jeweils eine kritische Frequenz bestimmt.

== Einflüsse ==
Die kritische Frequenz der E-Schicht liegt nachts bei unter 1000 [[Hertz|kHz]]. Funksignale oberhalb dieser Frequenz dringen bis zur F-Schicht durch und werden von dort aus weiter reflektiert. Mit Sonnenaufgang steigt die kritische Frequenz der E-Schicht durch Ionisation auf etwa 3 bis 4 MHz an.

Die Bestimmung der kritischen Frequenz der F-Schichten (F1 und F2) ist dagegen weitaus schwieriger. Im Gegensatz zu den F-Schichten reagiert die E-Schicht auf Einflüsse von der Sonne träger. Die F-Schichten sind von Tag zu Tag oftmals deutlich größeren Schwankungen unterworfen. Diese variieren einmal zwischen Tag und Nacht und dazu noch zwischen Sommer und Winter. Außerdem unterliegen sie dem direkten Einfluss der Sonne ([[Sonnenfleckenzyklus]]).

Im Winter sind die Unterschiede bei der kritischen Frequenz sehr groß. Liegt sie Nachts bei 2 und 4 MHz können Tagsüber bis zu 15 MHz erreicht werden. Im Sommer stehen dagegen bei Nachtwerten zwischen 4 und 5 MHz Tagwerte von 7 bis 11 MHz gegenüber.

Der Einfluss der Sonnenaktivität lässt sich an den Monatsmittelwerten der kritischen Frequenz darstellen. In Jahren maximaler Sonnenaktivität liegen die Mittelwerte der kritischen Frequenz bei etwa 8 bis 9 MHz, in Zeiten geringer Sonnenaktivität bei etwa 3 bis 5 MHz.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Quellen ==
* [http://www.darc.de/referate/hf/funkwetter/funkwetterlexikon/kritische-frequenz/ DARF Referat HF/Technik]
* Albrecht Hock, Arastou Scharmi: Antennenpraxis, Expert-Verlag 1995, ISBN 3-8169-1150-1
* [http://www.dl9hcg.a36.de/loesungenA/TI222.pdf Homepage von DL9HCG (PDF)]