Es gibt nicht nur sieben feste Arten von Radiowellen. Hier werden sieben Anwendungen beschrieben, um Frequenz, Gerät und Funktion einzuordnen. Diese didaktische Gliederung ist weder eine vollständige Liste der Funkbänder noch die in manchen Texten verwendete Einteilung des elektromagnetischen Spektrums in sieben Bereiche.
Welle, Band und Anwendung
Radiowellen sind elektromagnetische Wellen. Mikrowellen gehören im üblichen technischen Sprachgebrauch dazu. Frequenz wird in Hertz angegeben, Leistung in Watt.
VHF umfasst üblicherweise 30–300 MHz, UHF 300 MHz–3 GHz und SHF 3–30 GHz. Nur ELF bis HF aufzuzählen ist keine vollständige Funkbandeinteilung.
Im Vakuum gilt c = 299.792.458 m/s und λ = c/f. Bei 100 MHz beträgt λ ungefähr 3 m, bei 2,4 GHz etwa 12,5 cm. Eine höhere Frequenz bedeutet dort keine höhere Ausbreitungsgeschwindigkeit.
1. Rundfunk und Fernsehen
Sender übertragen Audio, Video oder andere Daten durch Modulation. AM und FM sind Modulationsarten, keine vollständigen Namen aller Frequenzbänder. Es gibt außerdem digitale Rundfunksysteme.
FM um 88–108 MHz ist ein in vielen Regionen verwendetes Beispiel; die genaue Zuweisung hängt vom Land ab. Leistung, Antenne, Gelände und Rauschen beeinflussen die Reichweite. Eine allgemeine Obergrenze von 50–60 Meilen gibt es nicht.
2. WLAN und Bluetooth
Beide verwenden Funk für Gerätekommunikation. Bluetooth arbeitet im 2,4-GHz-Bereich; WLAN kann je nach Generation, Gerät und Region mehrere Bänder verwenden.
Die Trägerfrequenz entspricht nicht der Datenrate: 2,4 GHz heißt nicht 2,4 Gbit/s. Kanäle, Qualität, Endgeräte und geteilte Ressourcen bestimmen die nutzbare Kapazität.
3. Erwärmung mit Mikrowellen
Viele Haushalts-Mikrowellenöfen arbeiten nahe 2,45 GHz. Verlustbehaftete Materialien nehmen Energie auf, die in Wärme übergeht. Wasser, Salze, Temperatur und Lebensmittelstruktur beeinflussen die Aufnahme.
2,45 GHz ist nicht die einzige Resonanzfrequenz von Wassermolekülen. Ein schwaches Kommunikationssignal und ein Ofen haben auch bei ähnlicher Frequenz nicht dieselbe Wirkung: Leistung, Feld und Dauer zählen.
4. GPS und Navigation
Satelliten senden Zeit- und Datensignale, aus denen der Empfänger Position und Uhrenfehler schätzt. Ein gewöhnlicher GPS-Empfänger muss den Satelliten keine Antwort senden, damit diese seinen Standort berechnen.
Gebäude, Reflexionen und Himmelssicht verändern die Qualität. Ein Telefon kann Unterstützung aus dem Mobilfunknetz erhalten; das macht die grundlegende GPS-Navigation nicht zu einer Hin-und-Rückverbindung mit den Navigationssatelliten.
5. Radioastronomie
Radioteleskope empfangen Energie natürlicher Quellen wie Gas und Objekte im Weltraum. Beobachtung bedeutet nicht, jedes Objekt anzustrahlen und auf ein Echo zu warten.
Apertur, Band, Rauschen und Integrationszeit beeinflussen die Empfindlichkeit. Zusammengeschaltete Antennen können bestimmte Beobachtungen verbessern, ohne die Leistung der beobachteten Quelle zu erhöhen.
6. Magnetresonanztomografie
Die MRT verwendet Magnetfelder und Hochfrequenz, um mit Protonen zusammenhängende Antworten anzuregen und zu erfassen. Daraus entstehen Bildinformationen. Das RF-Feld ist ein Teil des Systems und kein gewöhnlicher Radiosender, der Fotos macht.
NIBIB unterscheidet diese Technik von Röntgenaufnahmen. MRT-Bilder werden nicht erzeugt, indem Wasser wie in einem Mikrowellenofen erhitzt wird.
7. Fernbedienung und Steuerung
Manche Fernbedienungen übertragen Befehle über Funk, viele TV-Fernbedienungen verwenden dagegen Infrarot. Nicht jede Fernsteuerung ist deshalb ein Radiowellenbeispiel.
Frequenz, Codierung und Empfänger müssen zusammenpassen. Batterie, Antenne, Hindernisse und Störungen beeinflussen die Reichweite; der Produktname bestimmt keine feste Distanz.
Welche Wellen reichen am weitesten
Es gibt keine gemeinsame Rangliste für sämtliche Systeme. Manche HF-Strecken nutzen die Ionosphäre; eine Mikrowellenverbindung kann Richtantennen oder Satelliten einsetzen.
Vergleichen Sie Leistung, Empfindlichkeit, Strecke und erforderliche Verfügbarkeit. Niedrige Frequenzen durchdringen nicht jedes Hindernis, und hohe schließen große Entfernungen nicht generell aus.
Quellen: NASA über Radiowellen, ITU-R V.431 und NIBIB über MRT. Sieben Beispiele ordnen Anwendungen, ohne standardisierte Frequenzbänder neu zu definieren.
