Energie, die mein Sender erzeugt, wird durch die Verluste in der Antennenanlage bis zu etwa 15 dB reduziert. Durch Optimierung meiner Anlage können die Verluste auf wenige dB verringert werden. (Siehe Beitrag von HB9AWJ über die Optimierung – im Netz).
Dabei sind die Verursacher der Verluste, die in Wärme gewandelt werden, das Anpassnetzwerk im Senderausgang, evtl. einem Balun mit magnetischem Material, den Koppler, die Zuleitung und die Antenne mit ihrem Wirkungsgrad, selbst. Auch das Nahfeld der Antenne – reine Blindenergie – muss vom Sender aufgebracht werden.
Erst im Fernfeld, etwa in 4 Wellenlängen von der Antenne entfernt, wird Energie in den freien Raum in Form der elektromagnetischen Welle emittiert. Sie breitet sich dann mit Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen oder bevorzugt in eine bestimmte Richtung – beschrieben durch den Antennengewinn – aus.
Ein Teil der Energie wird von meinen QSO Partnern und andere auf die Frequenz abgestimmten Resonanzsysteme, ein anderer Teil von Objekten wie Gebäuden, Bäumen, dem Boden bis hin zu Molekülen in der Atmosphäre aufgenommen.
Absorbierte Energie wird in andere Energieformen gewandelt, wie Wärme und erhöht die Entropie. Die Summe aller Energien ist eine Konstante. Energie kann nur von einer Form in eine andere gewandelt werden.
Eine in ihrer natürlichen Resonanz betriebene Empfangsantenne nimmt Energie auf und strahlt gleichzeitig immer Energie ab.
Ein anderer Teil der Energie wird bspw. von Oberflächen reflektiert und abhängig von der Wellenlänge und den Eigenschaften der Oberfläche in diverse Richtungen reflektiert und teilweise absorbiert.
Kleine Partikel in der Atmosphäre, wie Staub und Moleküle, streuen die abgestrahlte Energie in alle Richtungen und ist bspw. für das Blau des Himmels verantwortlich, da kürzere Wellenlängen stärker gestreut werden als längere.
In manchen Fällen können die abgestrahlten Wellen auf andere Wellen treffen und interferieren. Dies kann entweder zu einer Verstärkung oder Schwächung der resultierenden Wellen führen, abhängig von deren Phasenlage – zueinander.
Treffen die Wellen auf Hindernisse oder Spalte, mit vergleichbaren Abmessungen wie der Wellenlänge, werden die Wellen gebeugt. Beugung tritt immer dann auf, wenn Wellen auf Ecken und Kanten treffen, wodurch die Energie in Bereiche gelangt, die nicht im direkten Sichtfeld des Senders liegen.
Die Richtung und der Betrag der elektrischen- und magnetischen Felder einer elektromagnetischen Welle wird durch den Poynting Vektor beschrieben, der durch bestimmte Materialien nach Betrag und Phase verändert werden kann und damit seine Schwingungsebene – Polarisation – ändert. Dieser Effekt kann in der Praxis dazu genutzt werden um bestimmte Wellenlängen oder Richtungen zu blockieren. Die Polarisation kann sein: vertikal, horizontal, zirkular oder elliptisch.
Ein erheblicher Teil der abgestrahlten Energie reist dann weiter im freien Raum, bis sie auf etwas trifft, das sie absorbiert oder reflektiert. In den Weiten des Weltraums kann die Energie Milliarden von Jahren ungehindert reisen, bevor sie auf ein Hindernis in Form eines Himmelskörpers oder Moleküls stößt, denn der Weltraum ist nahezu leer und beinhaltet nur etwa 1 Atom pro Kubikzentimeter.
Die von meinem Sender abgestrahlte Energie interagiert unaufhörlich mit der Umgebung, wobei sie ihre Eigenschaften in vielfältiger Weise verändert.
Auch Licht ist, wegen der Welle/Teilchen Dualität, eine elektromagnetische Welle, die seit etwa 3,8 Milliarden Jahre unterwegs ist, bis sie vom James Webb Space Telescope – es arbeitet im Infrarot Bereich – eingefangen wurde.
Da Licht sich mit Lichtgeschwindigkeit von rund v = 300 000 km pro Sekunde ausbreitet ist die Entfernung, die das Licht im Raum zu uns zurück gelegt hat eine Zahl mit vielen Nullen, die bei uns nur Staunen und Begeisterung hervorrufen kann. Das Licht von der Sonne braucht etwa 8 Minuten bis es zu uns auf der Erde auftrifft.
Da wir seit etwa 100 Jahre – dank Heinrich Hertz – elektromagnetischen Wellen in den freien Raum senden, kann eine der Erde verlassene elektr. Welle nur eine Entfernung erreicht haben, die die Welle in diesen 100 Jahren mit der Lichtgeschwindigkeit durchlaufen hat – und das ist reichlich gering im Verhältnis zur Ausdehnung des gesamten Weltraumes, der sich ständig ausdehnt . Sollte es da draußen einen Amateur geben der in der Lage ist das Signal zu empfangen und darauf zu antwortet, dann dauert es erneut 100 Jahre bis seine Antwort wieder die Erde erreicht – siehe Beitrag über Freiraum Dämpfung
Spannende Gedanken ……..
Dr. Walter Schau, DL3LH, rund 70 Jahre Amateurfunk im Gepäck
Wo bleibt und was passiert mit der von meinem Sender erzeugten Energie?
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