Radiowellen haben natürliche und technische Quellen. Sechs Beispiele sind Sonne, Blitze, astronomische Objekte, Kommunikationsantennen, Radar und thermische Strahlung. Die Gruppen überschneiden sich und erklären Mechanismen, statt eine abschließende, trennscharfe Klassifikation zu bilden.
1. Sonne und Sonnenaktivität
Die Sonne strahlt in einem breiten Spektrum einschließlich Radiofrequenzen. Neben vergleichsweise ruhigen Anteilen gibt es Ausbrüche durch Plasma und energiereiche Teilchen. Intensität, Dauer und Spektrum verändern sich.
Eine einzige Angabe von 10¹⁵ W bei 1 GHz beschreibt nicht jede Eruption. Zum Vergleich sind Messgröße, Band, Integrationszeit und Beobachterposition nötig. Spektrale Flussdichte ist nicht Gesamtleistung.
2. Blitze
Der rasch veränderliche Entladungsstrom erzeugt breitbandige elektromagnetische Strahlung. Atmosphärische Störungen von Gewittern können besonders bei bestimmten Niederfrequenz- und HF-Empfängern auffallen.
10–100 kHz umfasst nicht das gesamte Spektrum jedes Blitzes. Gesamtenergie der Entladung, elektrische Spitzenleistung und Funkleistung in einem bestimmten Band sind verschiedene Größen.
3. Astronomische Objekte
Radioteleskope und Radiometer beobachten unter anderem Pulsare, Galaxien, Gaswolken und Supernovaüberreste. Zu den Mechanismen gehören thermische Strahlung, Spektrallinien und nichtthermische Vorgänge wie Synchrotronstrahlung.
Die Linie neutralen Wasserstoffs um 1420 MHz zeigt, dass Frequenzen Informationen über Materie liefern können. Nicht alle Objekte besitzen dasselbe Spektrum oder denselben Emissionsmechanismus.
4. Kommunikations- und Rundfunkantennen
Der Sender liefert ein RF-Signal an die Antenne. Veränderliche Ströme und Ladungen tragen zum abgestrahlten Feld bei. Rundfunk, Fernsehen, Mobilfunk und Satellitenterminals setzen dieses Prinzip unterschiedlich um.
WLAN ist ebenfalls beabsichtigte Funkemission. Frequenz und Leistung hängen von Produkt und Betriebsart ab. Schaltnetzteile und andere Schaltungen können dagegen unbeabsichtigt abstrahlen; sie sind dadurch nicht gleichwertig mit einem Kommunikationssender.
Eine passive Antenne erzeugt keine zusätzliche Energie. Mobilfunkstationen sind nicht insgesamt auf 800 MHz–2,6 GHz beschränkt und nicht alle Router senden mit derselben Leistung.
5. Radar
Radar sendet und wertet reflektierte Signale zur Untersuchung der Umgebung aus. Die Übertragung kann gepulst oder kontinuierlich mit geeigneter Modulation erfolgen.
Nicht jedes Wetterradar verwendet X-Band oder 1 MW Spitzenleistung. Bei idealen Rechteckpulsen hängt die mittlere Leistung vom Tastgrad ab. Ein reflektierendes Ziel ist nicht zwangsläufig ein zweiter aktiver Sender.
6. Thermische Strahlung
Thermische Bewegung steht mit elektromagnetischer Strahlung und Rauschen in Verbindung. Das Spektrum hängt von Temperatur und Eigenschaften des Körpers ab. Nahe Raumtemperatur liegt das Maximum üblicherweise im Infrarot; Strahlung in anderen Bereichen ist dadurch nicht ausgeschlossen.
Eine Aussage wie 0,001 W/m² bei 10 GHz bleibt ohne spektrale Bandbreite und Bedingungen unvollständig. Integrierte Leistung und spektrale Dichte haben unterschiedliche Einheiten.
In einem angepassten elektrischen Modell im geeigneten klassischen Bereich beträgt die verfügbare Rauschleistung ungefähr kTB. Diese Beziehung liefert nicht direkt die gesamte Funkstrahlung eines menschlichen Körpers.
Frequenz und Energiegewinnung
Frequenz beschreibt Schwingungen pro Sekunde; im Vakuum gilt λ = c/f. Bei 100 MHz ist λ ungefähr 3 m, bei 2,4 GHz etwa 12,5 cm. Die Frequenz allein legt die Empfangsleistung nicht fest.
RF-Energiegewinnung benötigt ausreichende eingekoppelte Leistung und geeignete Gleichrichtung. Die Existenz vieler Funkquellen bedeutet nicht, dass an jeder Stelle ein beliebiges Gerät versorgt werden kann. Antenne, Abstand, Ausrichtung, Verluste und zeitliche Verfügbarkeit sind zu prüfen.
Und die MRT
Die MRT verwendet ein statisches Magnetfeld, Gradienten und RF-Anregung und empfängt anschließend eine Resonanzantwort. Das statische Feld allein ist keine Radiowelle. Sende- und Empfangsfunktionen der Spulen sind zu unterscheiden.
Eine Wand kann reflektieren, ohne das Programmsignal zu erzeugen. Eine Empfangsantenne nimmt ein andernorts erzeugtes Feld auf. Der Schall des Lautsprechers entsteht erst nach Verarbeitung: Radiowellen sind elektromagnetisch, nicht akustisch.
Die NASA-Einführung in Radiowellen beschreibt solare, astronomische und technische Quellen. Vergleichen Sie Leistungszahlen erst nach Definition von Quelle und Messgröße.
