Radiowelle

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Beispiel technischer Nutzung von Radiowellen: ein niederfrequentes Nutzsignal (oben) wird auf eine Radiowelle amplituden-(Mitte) oder frequenzmoduliert (unten)

Funkwellen oder Hertzsche Wellen (auch Radiowellen englischRadio waves or hertzian waves), sind – entsprechend Artikel 1.15 der Vollzugsordnung für den Funkdienst (VO Funk) der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) – definiert als „Elektromagnetische Wellen, deren Frequenzen vereinbarungsgemäß unterhalb 3 000 GHz liegen und die sich ohne künstliche Führung im freien Raum ausbreiten.“[1]

Hin zu kürzeren Wellenlängen schließt sich an diese der Radar- und Mikrowellen-Bereich an.[2] Radiowellen können natürlichen oder technischen Ursprungs sein. Sie können ohne technische Hilfsmittel (Empfangsgerät) nicht nachgewiesen werden, da sie außerhalb des menschlichen Wahrnehmungsvermögens liegen.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Existenz von Radiowellen wurde aus theoretischen Überlegungen heraus von James Clerk Maxwell vorhergesagt. 1887 wurden sie von Heinrich Hertz experimentell nachgewiesen.

Die Begriffe Funkwellen und Rundfunk gehen darauf zurück, dass erste Übertragungsversuche mithilfe von Funkenentladung an Hochspannungserzeugern gemacht wurden.

Technische Radiowellen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die technisch genutzten Frequenzen des elektromagnetischen Spektrums reichen von Längstwellen bis zur Terahertzstrahlung. Deren technische Verwendung ist in international vereinbarten Frequenzbändern geregelt.

Funk- bzw. Radiowellen werden für die leitungslose Übertragung von Sprache, Bildern und anderen Daten wie Zeitzeichen, für den Rundfunk, zur Ortung oder Geländeabtastung (Radar) und Navigation (GPS, Funkpeilung) verwendet.

Die zu übertragende Information wird bei der Nachrichtenübertragung einer Trägerfrequenz durch Modulation aufgeprägt und von der Sendeantenne als Welle abgestrahlt. In der Empfangsantenne werden durch die Radiowellen gleichartige Hochfrequenzsignale induziert, aus denen nach vorhergehender Verstärkung die Information wieder demoduliert wird. Nur wegen der Möglichkeit, ähnliche Nachrichten unabhängig voneinander mit Sendern unterschiedlicher Trägerfrequenz zu übertragen, kann man aus der großen Auswahl von gleichzeitig abgestrahlten Rundfunk- und Fernsehprogrammen auswählen. Nach dem gleichen Grundprinzip ist es auch möglich, beim Telefon auf einem Draht einige hundert Telefonate oder beim Kabelfernsehen mehrere Programme gleichzeitig und ohne gegenseitige Störung zu übertragen. Die Selektion der gewünschten Frequenzen erfolgt durch Schwingkreise oder durch digitale Filterung (siehe auch Digitaler Signalprozessor, kurz DSP).

Radiowellen werden auch zur Erwärmung (z. B. Trocknung, Aushärtung, therapeutische Zwecke, wie Diathermie, oder bei Mikrowellenherden) verwendet, indem man die bei der Absorption entstehende Wärme nutzt.

Terahertzstrahlung wird ähnlich wie Röntgenstrahlung zur „Durchleuchtung“ (Erkennung ansonsten unsichtbarer Strukturen im Inneren von Körpern) benutzt, ist jedoch auf nichtmetallische Körper beschränkt.

Vorkommen in der Natur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Erdatmosphäre ist eine Quelle von Radiowellen. Eine Ursache dafür ist die Temperatur der Atmosphäre selbst, die Radiowellen mit thermischem Spektrum verursacht. Eine weitere Quelle sind Elektronenübergänge von Molekülen in der Luft, die z. B. thermisch oder optisch angeregt werden und unter Aussendung von Radiowellen in den Grundzustand zurückkehren, diese finden sich meistens im Mikrowellenband. Blitze erzeugen starke, transiente Radiowellen, die man zu deren Ortung nutzen kann. Sie sind eine Ursache von Sferics. Alle diese Radiowellen fasst man als atmosphärische Störungen zusammen. Sie tragen zum elektromagnetischen Rauschen von Empfängern bei.

Viele Himmelskörper senden als Radioquellen Radiowellen aus, diese sind der Forschungsgegenstand der Radioastronomie. Die Sonne ist von Erde aus die stärkste extraterrestische Radioquelle, thermische und nichtthermische Radioemissionen der Planeten werden ebenfalls untersucht, z.B. die elektromagnetischen Stürme des Jupiter. Die Strahlung des freien Wasserstoffs in der Milchstraße bei einer Wellenlänge von 21 cm gibt u.a. Aufschluss über die Struktur der galaktischen Spiralarme. Andere bedeutende extraterrestische Radioquellen sind beispielsweise die kosmische Hintergrundstrahlung, Supernovaüberreste und Pulsare, Quasare, Radiogalaxien und aktive Galaxienkerne.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • John Fielding: Amateur Radio Astronomy. Potters Bar, England : Radio Society of Great Britain, 2006, ISBN 1-905086-16-4.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Radiowellen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. VO Funk, Ausgabe 2012, Artikel 1.5, Definition: Radio waves or hertzian waves / Funkwellen oder Hertzsche Wellen
  2. Spektrum - Radiowellen – Seite bei LEIFIphysik (Abgerufen am: 3. Juli 2012).