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Grundlagen Richtfunk


 

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Begriffsbestimmung

Richtfunk ist ein technisches Verfahren zur drahtlosen Übertragung von Informationen unter Verwendung gerichtet ausgesendeter und empfangener elektromagnetischer Wellen im Frequenzbereich zwischen 30 MHz und 300 GHz (Ultrakurzwellen- und Mikrowellenbereich). Der Begriff schließt den Übertragungsweg an sich, als auch die dafür erforderlichen technischen Mittel ein. 

Im Schweizerdeutschen Sprachraum wird synonym für „Richtfunk“ der Begriff „Richtstrahl“ verwendet.

Historische Entwicklung

Mit der Entwicklung der Funktechnik entstand auch das Bedürfnis nach telefonähnlichen Funkgesprächen mittels elektromagnetischer Wellen. Die zunächst genutzten Lang-, Mittel- und Kurzwellenbänder erwiesen sich zwar zur Überbrückung großer Entfernungen als geeignet. Für diesen Bereich des Frequenzspektrums typische Störungen und Schwankungen beeinflussten allerdings die Übertragungsqualität derart negativ, dass die direkte Sprachkommunikation mittels Funk zunächst nur Wunschtraum blieb. Hinzu kam, dass die erzielbare Richtwirkung von Antennen in diesen Frequenzbändern nur gering war und somit jedes Funktelefonat weltweit von Tausenden Unbeteiligten hätte mitgehört werden können.

Ende der zwanziger/Anfang der dreißiger Jahre des 20. Jahrhunderts stießen die Wissenschaftler und Ingenieure jedoch in Frequenzbereiche oberhalb von 30 MHz vor. Mit immer kürzer werdender Wellenlänge wird der Einfluss der Ionosphäre auf die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen immer geringer. Einerseits verringern sich dadurch die atmosphärischen Störungen und Schwankungen — andererseits reduziert sich auch der Einfluss störender Sender auf einen Radius, der nur wenig über den optischen Horizont hinaus reicht. Außerdem ist es für die höheren Frequenzen möglich, Antennen mit ausgeprägter Richtcharakteristik herzustellen. Damit bestanden nun alle technischen Vorraussetzungen, um Sprache in telefonähnlicher Qualität über zig Kilometer Entfernung drahtlos zu übertragen. Durch den Einsatz von Relaisstellen waren auch größere Distanzen überbrückbar.

Die gesamte Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet konzentrierte sich allerdings erst einmal auf die militärische Nutzung. Anfang der vierziger Jahre des 20. Jahrhunderts besaß beispielsweise die deutsche Luftwaffe ein eigenes Richtfunknetz mit 2500 UKW-Stationen. Auch nach dem 2. Weltkrieg standen zunächst militärische Aspekte im Mittelpunkt von Forschung, Entwicklung und Produktion.

Mit dem Aufkommen des Fernsehens Anfang der fünfziger Jahre des 20. Jahrhunderts entstand das Erfordernis, die für damalige Verhältnisse gewaltigen Bandbreiten der TV-Bildsignale zu den Sendestandorten zu übertragen. Nur Richtfunksysteme erwiesen sich zu jener Zeit als dafür geeignet. Der rasch voranschreitende Ausbau der TV-Netze wurde nunmehr zur treibenden Kraft für die weitere Entwicklung der Richtfunktechnik. Bald schon konnte man nicht nur Fernsehbilder sondern auch Hunderte, später sogar mehr als tausend Telefongespräche sowie die Tonsignale von Rundfunkstationen gleichzeitig über eine Richtfunkverbindung in hoher Qualität übertragen. Schrittweise wurden immer höhere Frequenzbereiche erobert. Fernsehtürme und deren teils abenteuerlich anmutende Antennenanlagen bilden weithin sichtbare Landmarken. Die Gesetzmäßigkeiten der Ausbreitung von Richtfunksignalen wurden soweit erforscht, dass man heute beinahe jedes Phänomen vorausberechnen und beim Engineering von Richtfunksystemen berücksichtigen kann.

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Der Fernseh- und Richtfunkturm auf der Rigi (Schweiz)

Einen weiteren Entwicklungsschub erfuhr die Richtfunktechnik mit dem Übergang von der analogen zur digitalen Signalübertragung in den achtziger Jahren des 20. Jahrhunderts. Heute werden für Richtfunk fast überall nur noch Frequenzen oberhalb von 4 GHz genutzt. Mittlerweile gibt es digitale Richtfunksysteme für das gesamte Frequenzspektrum bis 60 GHz, für Übertragungsraten zwischen 2 Mbit/s und 20 mal 155 Mbit/s, für Distanzen von nur wenigen hundert Metern bis zu 60 km — in Einzelfällen sogar mehr als hundert Kilometer.

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