Frequenzen
Ionosphäre
Antenne
PACTOR
Gerätecheck

Elektronik

Kurzwelle an Bord

Frequenzen und Frequenzbänder

Was ist das denn noch einmal? Für diejenigen Segler, die mit Amateurfunk nichts zu tun haben wollen, was sehr oft auf kolportierten Vorurteilen beruht, ist dieser Begriff und seine für den Bordfunk im Kurzwellenbereich relevante Bedeutung ein Buch mit sieben Siegeln.
Dabei ist es ziemlich einfach zu verstehen, was da im Funkverkehr passiert und wie man Frequenzen für die Bedürfnisse an Bord am besten einsetzt.
Man hört immer, dass es da
-Amateurbänder
-Seefunkbänder
gibt.
Was ist da der Unterschied?
Prinzipiell garkeiner, es handelt sich in beiden Fällen um Bereiche von Kurzwellenfrequenzen die schon 1906 von der  Internationalen Fernmeldeunion (ITU) in bestimmte Bereiche aufgeteilt wurden und damit Grundsätze und Verhaltensregeln im Kommunikationsverkehr festgelegt wurden. Die Aufteilung fand u.a. deswegen statt, um den strikt nichtkommerziellen Amateurfunk vom kommerziellen Seefunk zu unterscheiden.

Wo finde ich denn die Liste der Frequenzen? Bei der Bundesnetzagentur http://www.bundesnetzagentur.de

Und was habe ich davon?
Grundsätzlich: Wenn man nicht weiss, wie die Nachricht, die man von A nach B mit einem Kurzwellensender übermitteln will, überhaupt vom Boot wegkommt und zum Empfänger gelangt, dann wird man IMMER Schwierigkeiten bei der Benutzung von KW an Bord haben und meist schnell zu dem Vorurteil gelangen, „alles Mist ,funktioniert nicht“.

Die Frequenzbänder spielen eine Rolle bei:


Dann mal der Reihe nach:

Wer also nicht ungefähr weiß, was da bei der Übertragung von Funkwellen passiert- und das ist unabhängig von See- oder Amateurfunk- der wird ein miserables Ergebnis haben bzw. überhaupt keine Verbindung zustandebringen.

Ein Beispiel (ich nehme hier mal email über winlink auf den Amateurfunkbändern):

Unser Boot ist auf 44°N/006°W am 01.01.2009 und wir wollen per Pactor eine email über die Winlink-Station K4CJX (Steve Waterman in Nashville/Tenn) versenden. Die Station bietet zur Übertragung fünf verschiedene Frequenzbänder an
80/40/29/20 und 16 m-Band
Und wir wollen die mail um 11:00 Bordzeit = 10:00 UTC verschicken….da können wir wie die Blöden jedes dieser Bänder zu benutzen versuchen, es wird nicht klappen, wir produzieren nur durch unsere kläglichen Versuche „KW-Müll“ in unserer Umgebung und alle Funk-Ankernachbarn sind mit recht sauer.

K4CJX

Wir müssen das Zeitfenster 14:00-18:00 UTC und das 16 m Band benutzen, damit es klappt.

Besser geeignet wäre die Station  SL5 ZXN in Schweden, die können wir auf den Bändern 40m/20m und 16m von ca. 08:00 UTC bis 16:00 UTC errreichen.

SL5ZXN

Das gilt wohlgemerkt für die Winterzeit, im Sommer sieht das etwas anders aus.

Wer bis hierhin gelesen hat, sagt jetzt bestimmt, „das ist mir alles viel zu kompliziert, da nehme ich doch lieber Satphone“, ABER so kompliziert ist es dank Laptop und Software wieder auch nicht. Das E-Mail-Programm AIRMAIL  ( http://www.airmail2000.com) und ein einzubindendes Programm „ICEPACK“ vereinfacht die Stationssuche ungemein und ist eigentlich für Jeden sofort verständlich.

Warum ist das nun so- und so kompliziert-….??

Dazu ein bisschen Theorie- keine Sorge, sie tut nicht weh, sondern hilft ungemein beim Funken.
Und da andere das schon soviel besser erklärt haben, nehme ich die Beispiele und Textteile aus Wikipedia .

Unserer Erde ist kugelförmig von einer Athmospähre umschlossen, auch Ionoshäre genannt Das Reflexionsverhalten von Kurzwellen an der Unterseite der Ionosphäre ist von der Tages- und Jahreszeit, das Reflexionsverhalten am Erdboden von der Bodenbeschaffenheit, vom Wassergehalt, vom Grundwasserspiegel und von der geologischen Struktur abhängig. Hauptursache für das Reflexionsverhalten an der Ionosphäre ist dabei die von der Sonne einfallende elektrisch geladene und ungeladene Teilchenstrahlung, welche eine ionisierende Wirkung auf hohe Schichten der Erdatmosphäre hat (solarer Flux). (Übrigens: dieser solare Flux wird in einem "Funkwetterbericht" jeden Tag ermittelt und bei winlink/airmail bei jedem neuen Funk-Kontakt mit einer Winlink-station auf das Airmail-Programm übermittelt, damit ist das "Funkwetter automatisch geupdatet.Die Werte für den solaren Flux ( Sunspots/SFI)stehen im Header des Winlink-Vertbindungsreports und werden automatisch in Airmail/Icepack verarbeitet. U.A. auch deswegen ist Airmail ein "must" für Segler mit e-mail Ambitionen über KW )

Aufbau der Ionosphärenschichten in Abhängigkeit von der Jahres- und Tageszeit.


Die Ionendichte ist in verschiedenen Höhen über dem Erdboden nicht konstant. Vielmehr gibt es Schichten, in denen die Dichte – und damit die Anzahl freier Elektronen – stärker ansteigt als in den dazwischenliegenden Zonen. Solche Zonen nennt man Ionosphärenschichten. Sie heißt heute E-Schicht oder Kennelly-Heaviside-Schicht. Edward Victor Appleton entdeckte in großer Höhe eine wesentlich stärker ionisierte Schicht, die heute F-Schicht genannt wird und für die Reflexion von Kurzwellensignalen von elementarer Bedeutung ist. Die Höhe der Schichten und die Intensität der Ionisierung hängen sowohl von der Jahreszeit als auch von der Tageszeit ab.
Nachts, wenn keine Sonneneinstrahlung vorhanden ist und damit die Ionisationsquelle entfällt, lösen sich verschiedene Schichten durch Rekombination von Ionen und Elektronen zu ungeladenen Atomen auf. Die D-Schicht rekombiniert nach Sonnenuntergang sehr schnell, da sie am nächsten über der Erdoberfläche liegt und die Luft noch nicht so dünn ist. Die E-Schicht verschwindet einige Stunden nach Sonnenuntergang. Die am Tage gebildeten F1- und F2-Schichten verschmelzen zur F-Schicht, deren Ionisation in den Nachtstunden zwar abnimmt, jedoch nicht vollständig verschwindet.
Kurzwellensignale müssen tagsüber die D- und E-Schicht passieren, bevor sie an der F2-Schicht reflektiert werden können. Sie erfahren dabei eine Streuung und eine Absorption ihrer Energie. Das heißt, sie werden gedämpft, und ihre Signalstärke wird schwächer. Nachts, wenn sich die unteren Ionosphärenschichten aufgelöst haben, tritt diese Dämpfung nicht ein.
Ionosphäre

Bei starker Sonnenaktivität und damit höchster Ionisierung kann es zum völligen Zusammenbruch des Kurzwellenempfangs („tote Viertelstunde“) kommen.
Prinzipiell bedeutet eine hohe Energieeinstrahlung ein stärkeres Signal am Empfangsort. Höhere Frequenzen (größer als beispielsweise 10 MHz) durchdringen die dämpfende D- und E-Schicht besser, benötigen allerdings eine höhere Ionosphärendichte, um reflektiert zu werden. Daher stellt sich eine maximale Grenzfrequenz ein, bei der das Signal gerade noch reflektiert werden kann, die kontinuierlich gemessen werden kann (MUF, Maximum Usable Frequency).
Analog gibt es eine minimale Grenzfrequenz, unterhalb derer Kurzwellen zu stark bedämpft werden. Diese wird als LUF (Lowest Usable Frequency) bezeichnet. Zu bestimmten Zeiten kann die LUF einer Weltregion über der MUF einer anderen Weltregion liegen, sodass keine Kurzwellenempfang zwischen diesen Regionen möglich ist. So ist beispielsweise zur Mittagszeit in Mitteleuropa kein Empfang von südamerikanischen Sendern möglich.
Der Ort maximaler Ionisation wandert täglich durch die Erdrotation von Ost nach West über den Globus. Durch die Neigung der Erdachse kommt es dabei zusätzlich zu einer jahreszeitlichen Verschiebung. Bei Dämmerung und in den Nachtstunden klingt die Ionisation langsam wieder ab, wobei die MUF absinkt. Darüber hinaus hat die Sonnenaktivität und die damit verbundene Sonnenfleckenanzahl, die in einem Elfjahreszyklus variiert, einen Einfluss auf die Ionisation.

Antennen


Das Reflexionsverhalten ist vom Winkel der eintreffenden Strahlung des Senders abhängig. Sendeantennen werden auch unter Berücksichtigung dieses Aspektes entworfen und gebaut. Der niedrigste Abstrahlwinkel einer Kurzwellenantenne beträgt etwa 5 Grad. Die F2-Schicht wird in einer Entfernung von etwa 1.500 bis 2.000 Kilometern vom Sender getroffen. Nach der Reflexion kann das Signal folglich in einer Entfernung von 3.000 bis 4.000 Kilometern vom Sender am Erdboden empfangen werden. Durch die große Sprungdistanz entsteht ein Bereich, in dem das Signal nicht empfangen werden kann - die so genannte Tote Zone. Ist die Entfernung zwischen Sender und Empfänger größer als die einfache Sprungdistanz, sind mehrere Ionosphären-Reflexionen erforderlich, um diese Distanz zurückzulegen (Multi-Hop).

Was kann man daraus für die Bordpraxis entnehmen? 1. Niedrige Frequenzen(ca, bis 10 Mhz)sind gut geeignet für kurze Funkdistanzen, höhere Frequenzen eignen sich für längere Strecken.
2. Nachts lassen sich mit höheren Frequenzen leichter Strecken überwinden, da die dämpfenden D- und E-Schichten fehlen. Vor allem dann, wenn beide Stationen schon in der Nacht liegen.Das gilt besonders für lange Funkwege.
3. Die Art der Antenne, bzw. ihr Abstrahlwinkel hat einen Einfluss auf die zu überbrückende Distanz.

Wenn man einmal annimmt, dass die Funkwellen senkrecht zur Antenne abgestrahlt werden, dann wird man verstehen, dass das Achterstag eine schlechtere Wahl für weite Funkstrecken ist,als eine Whip-Antenne.
Die --nicht gerade tolle--Skizze soll das veranschaulichen.

KWausbreitung

Die Abstrahlungsverhältnisse an Bord wie auch die Ausbreitung der KW-Signale sind allerdings weit komplizierter als hier dargestellt, aber wenn der Skipper das hier Gesagte verstanden hat, dann erreicht er in mehr als 90% seiner "Funkzeit" ein befriedigendes Ergebnis.

Wer mehr zu Antennen wissen will.

PACTOR

Zu PACTOR, einer Betriebstechnik, ohne die viele Langzeitsegler in ihren Kommunikationsmöglichkeiten ziemlich beschränkt wären gibt es im Internet sehr viele Publikationen, daher nachfolgend ein paar Lins zu dem Thema

Wikipedia
DJ4UF, ein (nicht nur) PACTOR-Spezialist
KE6RK, Jim Corenman, ohne ihn als blue water Segler und Spezialist für Informnatik wäre die Technik von email über Kurzwelle wohl nie für Segler so verbreitet worden