Endlich ist die Hitzewelle zu Ende - bei uns dauerte sie gut 5 Wochen - und schon kommt der OM wieder auf dumme Gedanken.
Das liegt aber auch daran, dass ich zurzeit ein hochspannendes Buch lese. Zwar ist "Radio Propagation and Science" von Eric KL7AJ etwas Alaska zentriert, aber es ist voller interessanter Ideen und neuer Erkenntnisse und zu alledem ist es so geschrieben wie ich Fachbücher liebe:
süffig und ohne unnötigen Ballast.
Eine interessante Frage, die mich zur Zeit beschäftigt, ist zum Beispiel die, wieweit man in einem Tunnel oder einer Höhle mit einem handelsüblichen 2m/70cm Handy funken kann.
Diese Frage ist nicht neu und hat schon Generationen von Wissenschaftlern beschäftigt. Entsprechend hoch ist die Anzahl Untersuchungsberichte, die man zu diesem Thema findet. Von der Ausbreitung in Kohleminen bis zu Eisenbahntunneln. So unterschiedlich Löcher in der Erde sind, so unterschiedlich sind auch die Erkenntnisse. Und in Naturhöhlen, mit ihren verschiedenen Ecken, Windungen, Strukturen und Durchmessern, lässt sich nichts mehr wissenschaftlich modellieren.
Doch einig sind sich alle, dass sich eine Höhle ähnlich wie ein Hohlleiter verhält. Einer mit einem ziemlich verlustreichen Wand-Material.
Speläologen wissen es: VHF/UHF Handys sind nur für kurze Strecken brauchbar. Oft ist schon nach 100 bis 200m Schluss. Darum kommen in der Höhlenkommunikation Lang- und Längstwellen zum Einsatz.
In Kohleminen hat man herausgefunden, dass auf UKW die Reichweite etwa 500m beträgt, wobei das 70cm Band die Nase vorn hat. Unsere Amateurfunkhandys sind also unter Tag nur bedingt brauchbar und wir sollten dabei tunlichst auf 70cm senden. Aber das betrifft auch nur die Kommunikation innerhalb des Tunnels oder der Höhle. Ist die Gegenstation draußen, wird es schwierig. UKW-Wellen dringen kaum in die Erde ein.
Interessant ist, dass bereits bei der Einführung des Eisenbahn-Funks in der Schweiz entsprechende Versuche gemacht wurden und dass dort auch das 70cm Band zum Favoriten wurde, wie der Autor weiß. 70cm wir im Zugfunk übrigens europaweit benutzt.
Die zweite Frage, die mir beim Lesen des Buchs durch den Kopf ging, war der Unterwasserfunk. Könnten zum Beispiel Taucher wasserdichte Handys benutzen?
Auch hier wird man in wissenschaftlichen Untersuchungen fündig.
Generell lautet die Antwort: Im Salzwasser Nein, im Süsswasser JA.
Im Meer ist der Fall hoffnungslos, da Salzwasser elektrisch recht gut leitet. Den Versuch kann man sich also sparen. Nur Längstwellen ELF dringen tiefer ins Meer ein und deshalb werden diese auch zur Kommunikation mit abgetauchten U-Booten verwendet. Ein interessantes Thema über das ich ein andermal berichten werde. Doch heute geht es um die Funkhandy-Verbindung zwischen zwei Tauchern oder zwischen Taucher und Beobachter an der Oberfläche.
Diese Verbindung funktioniert also nur in Seen. Frischwasser hat zwar etwa die gleichen dielektrischen Eigenschaften wie Meerwasser, aber im Gegensatz zu diesem ist es ein recht guter Isolator.
Verpackt der Taucher sein Handy wasserdicht, benutzt wasserdichte Kopfhörer und ein Kehlkopfmikrofon, könnte es klappen.
Nur die Stimme dürfte dabei etwas gewöhnungsbedürftig klingen ;-)
Daher funktionieren in der Regel auch Fernsteuerungen von Modell-U-Booten - auch wenn deren Antenne unter Wasser ist (Achtung: nur im Süßwasser!).
Damit dies funktioniert, gibt es allerdings zwei Dinge zu beachten.
Erstens ist der beste Frequenzbereich die Kurzwelle von 1.8 MHz bis zum 6m Band. Hier verläuft die Dämpfungskurve fast flach. Doch ab zirka 100 MHz nimmt sie rapide zu. Unsere 2m/70cm Handys sind also für diesen Zweck nicht geeignet. Und schon gar nicht die Mikrowellenbänder 2.4 und 5.8 GHz. Dort würde man im besten Fall nur eine Reichweite von wenigen Metern erzielen.
Am besten geeignet sind 10m/11m Handfunkgeräte. Doch jetzt kommt der zweite Punkt, den es zu beachten gilt:
Wegen der sehr niedrigen Permittivität (hohe Dielektrizitätskonstante) von Wasser sind die Funkwellen dort viel langsamer: etwa neunmal weniger schnell als in der Luft. Das hat natürlich eine Auswirkung auf die Antennen: diese müssen neunmal weniger lang sein als an der Luft. Eine volle Lambda Viertel Antenne auf dem CB-Handy mist daher unter Wasser nicht 2.7m, sondern nur noch 30cm! Ein echter Bonus also ;-)
Doch welche Reichweiten können mit so einer Funke unter Wasser erzielt werden?
Sicher 50m, maximal 100m.
Doch wie verhält es sich, wenn sich eine Station an der Oberfläche (Ufer, Boot) befindet und die andere unter Wasser?
Natürlich führt der Übergang Luft-Wasser zur Refraktion, wie wir bereits optisch feststellen können, wenn wir einen Stab ins Wasser tauchen. Doch die zusätzlich Dämpfung beträgt nur wenige dB und kann meist vernachlässigt werden. Bei paralleler Polarisation der Antenne sogar bis zu einem Einfalls-Winkel von etwa 70 Grad. Erstaunlicherweise steigt die Eindring-Dämpfung unter 10 MHz an, so dass sich auch hier bestätigt: das 10m/11m Band ist für den Süßwasserfunk am besten geeignet.
So, dann steigen wir mal alle in den Neoprenanzug. Das ist mal was anderes als SOTA ;-)
Bild: Wasserrad mit "Klapperatismus" an einer Suone im Wallis. In längst vergangenen Zeiten wurden nachts die Suonen-Wächter durch "die Stille des Lärms" geweckt, wenn das Wasser nicht mehr floss. Wer von der Stadt aufs Land zieht, kennt das: Er kann vor lauter Stille nicht schlafen. Der gewohnte Lärm fehlt.
