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Radiowellenausbreitung in der Ionosphäre

Die Radiowellenausbreitung wird in der Ionosphäre durch die Interaktion der elektromagnetischen Wellen mit dem Plasma der Ionosphäre, den Elektronen und Ionen,  beeinflusst. Hierbei werden Amplitude, Phase und Polarisation der Radiowellen modifiziert.
Infolge der Brechung weicht der Strahlenweg von der geometrisch geradlinigen Verbindung zwischen Sender und Empfänger ab. Radiowellen mit Frequenzen unter 30 MHz können von der Ionosphäre vollständig reflektiert werden. Einige Telekommunikations- und Radarsysteme nutzen die reflektierenden Eigenschaften der Ionosphäre für Radiowellen unterhalb von etwa 30 MHz zur Überbrückung großer Entfernungen.
Radiowellen mit Frequenzen oberhalb von 30 MHz können die Ionosphäre durchdringen, so dass eine Kommunikation mit Satelliten möglich wird. Allerdings werden auch diese Funkwellen noch von den Eigenschaften der Ionosphäre beeinflusst. So erreichen die Navigationssignale beispielsweise verzögert den Empfänger und täuschen damit eine längere Distanz zu den Navigationssatelliten vor. Der resultierende Fehler von bis zu ca. 60 Metern muss deshalb korrigiert werden.
Das Weltraumwetter kann überdies starke Störungen im Plasma der Ionosphäre verursachen die sich auf die Signalausbreitung auswirken.

Schematischer Überblick über verschiedene Ausbreitungsarten von Radiowellen in der Ionosphäre. In der satellitengestützten Navigation kann der ionosphärische Positionsfehler je nach Elektronendichte bis zu etwa 60 m betragen.

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