NVIS

Mit NVIS (Near Vertical Incidence Skywave) bezeichnet man eine besondere Sendeart auf der Mittel- und Kurzwelle. Dabei wird die elektromagnetische Welle sehr steil (im Winkel von 80° bis 90°) in den Himmel gestrahlt, um Nahschwund-Effekte zu verringern und die Tote Zone zu unterdrücken. Die eingesetzte Frequenz liegt dabei unter der MUF (Maximum Usable Frequency) und über der LUF (Lowest Usable Frequency). Gut verwendbar ist dazu der Bereich um 5 MHz. Daher weisen immer mehr Fernmeldeverwaltungen auch den Funkamateuren Frequenzen oder Frequenzbereiche in diesem Band zu. Im Gegensatz zur schwundmindernden Antenne, welche nur Flachstrahlung sendet, arbeitet NVIS nur mit Steilstrahlung.

Eingesetzt wird dieses Verfahren von Rundfunkbetreibern, Funkamateuren, dem Militär und Hilfsorganisationen. Hierzu kommen Steilstrahlantennen zum Einsatz.

Um Steilstrahlung zu erzeugen, darf die horizontale Antenne nicht wesentlich höher als λ/4 sein. Bei Höhen geringer als λ/10 steigen die Verluste durch die Kopplung mit dem Boden. Die Ausbreitung erfolgt auf Kurzwelle über die Ionosphäre in ca. 300 km Höhe (F-Schicht). Die abgestrahlte Welle muss also ungefähr das Doppelte der Wegstrecke zur F-Schicht zurücklegen. Dadurch ist der Ausbreitungsweg und die Dämpfung ziemlich unabhängig von der Entfernung der beiden Station A–B, konstanter Pegel im Versorgungsbereich.

Während des Tages baut sich jedoch in einer Höhe von etwas weniger als 100 km die D-Schicht auf. Diese Schicht dämpft Wellen auf ihrem Weg über die F-Schicht zwei Mal. Je tiefer die gewählte Frequenz für die Übertragung, umso höher ist die Dämpfung im Quadrat (${\displaystyle D\sim 1/f^{2}}$). Deswegen ist es empfehlenswert, die Frequenz möglichst hoch zu wählen. Es darf jedoch keine Frequenz oberhalb der MUF für die jeweilige Entfernung gewählt werden.

Üblicherweise werden für Kurzwellen-NVIS-Ausbreitung Frequenzen zwischen 3 und 10 MHz verwendet, hauptsächlich abhängig von Tages- und Jahreszeit sowie Anzahl der Sonnenflecken (SSN).

Für Mittelwelle am Tag über die E-Schicht. Diese Schicht verschwindet bei Dunkelheit und auch die Mittelwelle wird über die F-Schicht übertragen. Die MUF ist kein fester Wert, sondern hängt vom Abstrahlwinkel ab.

Bei senkrechter Strahlung in die Ionosphäre (90°) spricht man von der foF2. Diese Senkrechtstrahlung foF2 in MHz wird durch sogenannte Ionosphären-Sonden im Minutenabstand ermittelt und kann somit live im Internet verfolgt werden. In Deutschland gibt es eine Sonde in Juliusruh. Auch die belgische Sonde in Dourbes ist nützlich, speziell für den westlichen Teil des deutschen Sprachgebietes. Die Sonde in Průhonice bei Prag ist nützlich für den südöstlichen Teil des deutschen Sprachraums.

Literatur

• Roger L. Freeman: Radio System Design for Telecommunications. Wiley, 2006 (englisch). 

Weblinks

Commons: NVIS – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Liste von Ionosphären-Sonden
• Bauanleitung zur Konstruktion einer NVIS-Antenne für Amateurfunkbänder
• Ausbreitungs-Weltkarte, umschaltbar zwischen der lokalen foF2 (Frequenz, bis zu der Funkwellen auch im senkrechten Winkel noch reflektiert werden) sowie MUF (Maximum Usable Frequency, d. h. für Weitverkehrs-Verbindungen)