Wie weit reicht UKW über die Erdkrümmung?
Funkwellen oberhalb von etwa 30 MHz breiten sich überwiegend geradlinig aus. Reflexionen an der Ionosphäre wie auf Kurzwelle spielen kaum eine Rolle. Die Reichweite wird deshalb vor allem von der Erdkrümmung begrenzt: Hinter dem Horizont verschwindet die direkte Sichtlinie. Je höher die Antennen montiert sind, desto weiter liegt dieser Horizont entfernt.
Die Atmosphäre krümmt die Funkwellen leicht nach unten, weil die Brechzahl der Luft mit der Höhe abnimmt. Dieser Effekt lässt sich elegant berücksichtigen, indem man mit einem vergrößerten Erdradius rechnet. Für die Standardatmosphäre beträgt der k-Faktor 4/3, wie es die Empfehlung ITU-R P.834 zur Brechung in der Troposphäre beschreibt. Der Funkhorizont liegt damit etwa 15 Prozent weiter als der optische.
Die Horizontentfernung jeder Antenne beträgt die Wurzel aus zweimal effektivem Erdradius mal Antennenhöhe. Die maximale Strecke ist die Summe beider Werte, denn die Verbindungslinie darf die Erde genau an einer Stelle berühren. Mit 4/3 ergibt sich die bekannte Faustformel von rund 4,12 Kilometern mal Wurzel der Höhe in Metern.
Grenzen der Rechnung
Der Rechner nimmt eine glatte Erde an. Hügel, Wälder und Gebäude können die Sichtlinie schon lange vor dem Horizont unterbrechen. Umgekehrt verlängert eine Antenne auf einem Berg die Reichweite erheblich. Tragen Sie in diesem Fall die Höhe über dem Gelände ein, das zwischen den Stationen liegt, nicht nur über dem Fußpunkt der Antenne.
Auch wenn die Sichtlinie frei ist, sollte ein Teil der ersten Fresnelzone frei bleiben, damit die Verbindung stabil funktioniert. Bei langen Strecken knapp am Horizont fehlt diese Freihöhe oft. Wie viel Raum um die Sichtlinie frei bleiben sollte, berechnet der Fresnelzone-Rechner.
Bei besonderen Wetterlagen, etwa Inversionen im Sommer, kann der k-Faktor deutlich steigen. Dann reichen UKW-Signale weit über den berechneten Horizont hinaus, ein Effekt, den Funkamateure als Überreichweite kennen. Bei ungünstiger Schichtung sinkt k dagegen unter 1, und Verbindungen brechen ein. Richtfunkplaner rechnen deshalb mit mehreren k-Werten.
Ob eine Verbindung tatsächlich zustande kommt, hängt außerdem von Sendeleistung, Antennengewinn, Kabelverlusten und Empfängerempfindlichkeit ab. Der Funkhorizont ist eine geometrische Obergrenze. Den optischen Horizont für Beobachter am Meer oder auf Türmen zeigt der Horizont-Rechner.
Tipps und typische Fehler
Reichweite planen.
- Höhe: Über Gelände.
- Hindernisse: Extra prüfen.
- k-Faktor: 4/3 Standard.
- Fresnel: Freiraum lassen.
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Häufige Fragen
Wie weit reicht ein Handfunkgerät?
Von 1,5 m zu 1,5 m Höhe beträgt der Funkhorizont nur rund 10 km, meist weniger wegen Hindernissen.
Was bedeutet der k-Faktor 4/3?
Die Brechung in der Atmosphäre wirkt so, als wäre die Erde um ein Drittel größer.
Ist der Funkhorizont größer als der optische?
Ja, unter Standardbedingungen etwa um 15 Prozent.
Wie viel bringt eine doppelt so hohe Antenne?
Die Horizontentfernung wächst mit der Wurzel der Höhe, also um rund 41 Prozent.
Gilt der Funkhorizont auch für Kurzwelle?
Nein, Kurzwelle erreicht über die Ionosphäre weit größere Entfernungen.
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