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27. März 2021

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Radiowellen: Frequenzen, AM FM, Gefahren und Anwendungen

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Rahel Räbiger

@rahel2022

Radiowellen und Satellitenkommunikation sind grundlegende Technologien für die moderne drahtlose... Mehr anzeigen

Kommunikation über Radio Aufgabe 1: Grundlage von Radiowellen: -alltägliche Kommunikation basiert auf Radiowellen (Autoradios, Wifi, Bluetoo

Frequenzwahl und Bandbreite in der Radiokommunikation

Die Wahl der idealen Frequenz ist entscheidend für die Leistungsfähigkeit eines Radiosystems. Sowohl die übertragbare Datenmenge als auch die Reichweite werden maßgeblich von der verwendeten Frequenz beeinflusst.

Die Bandbreite, gemessen in Hertz, stellt das Spektrum der Frequenzen dar, in das der größte Teil der Senderenergie fällt. Je mehr Informationen übertragen werden sollen, desto größer muss die Bandbreite sein.

Definition: Bandbreite ist das Frequenzspektrum, das für die Übertragung von Informationen genutzt wird.

Man unterscheidet zwischen Schmalband- und Breitbandsignalen:

  • Schmalbandsignale haben eine geringe Bandbreite und eignen sich für Übertragungen mit niedriger Geschwindigkeit.
  • Breitbandsignale verfügen über eine Bandbreite im MHz-Bereich und ermöglichen schnellere Übertragungen.

Die Reichweite einer Übertragung ist die Entfernung, über die ein Signal noch einwandfrei empfangen werden kann. Der Signalstärkeverlust wird hauptsächlich durch Dämpfung und Absorption durch Hindernisse verursacht.

Example: In idealen Situationen könnten Radiowellen theoretisch unendlich weit reisen, wie das Licht von Sternen. In der Praxis werden sie jedoch von Hindernissen in der Umgebung absorbiert und abgelenkt.

Bei der Wahl der Frequenz für ein CanSat-Projekt muss man die spezifischen Ziele berücksichtigen. Beispielsweise:

  • Für die Übertragung eines S.O.S.-Signals über mehrere Kilometer eignet sich eine hohe Frequenz.
  • Für die Übertragung von Videomaterial von einem CanSat zur Bodenstation ist ebenfalls eine hohe Frequenz vorteilhaft.
  • Für das Versenden einer SMS reicht eine mittlere bis geringe Frequenz aus.

Highlight: Die Wahl der optimalen Frequenz hängt von den spezifischen Anforderungen der Kommunikationsaufgabe ab.

Kommunikation über Radio Aufgabe 1: Grundlage von Radiowellen: -alltägliche Kommunikation basiert auf Radiowellen (Autoradios, Wifi, Bluetoo

Modulation und Datenübertragung in der Radiokommunikation

In der Radiokommunikation spielt die Modulation eine zentrale Rolle. Das "M" in AM und FM steht für Modulator. Signalwellen enthalten die zu übermittelnden Informationen oder Nachrichten, während Trägerwellen für die eigentliche Übermittlung der Daten sorgen.

Definition: Modulation ist der Prozess, bei dem Informationen zur Radiofrequenz hinzugefügt werden, um sie übertragen zu können.

Es gibt verschiedene Modulationsarten, wobei AM AmplitudenmodulationAmplitudenmodulation und FM FrequenzmodulationFrequenzmodulation die bekanntesten sind:

  • Bei AM wird die Information übermittelt, indem die Amplitude der Trägerfrequenz verändert wird.
  • Bei FM wird die Augenblicksfrequenz der Trägerwelle verändert.

Example: AM und FM kennt man vom Radio. Bei AM-Radios ändert sich die Lautstärke AmplitudeAmplitude des Signals, während bei FM-Radios die Frequenz des Signals moduliert wird.

Um Störungen zu vermeiden, werden verschiedenen Diensten unterschiedliche Frequenzbereiche zugeteilt. Dies verhindert, dass sich verschiedene Kommunikationskanäle gegenseitig stören und unbrauchbar machen.

Der Prozess der Datenübertragung via Radiowellen lässt sich wie folgt beschreiben:

  1. Ein Sender erzeugt ein oszillierendes Signal auf einem Kabel, das mit einer Antenne verbunden ist.
  2. Das Signal wird transformiert und als elektromagnetische Welle über die Antenne ausgestrahlt.
  3. An der Empfängerantenne wird das Signal abgefangen und zurück transformiert.

Highlight: Die Qualität der Verbindung hängt von der Übertragungsstärke, der Empfängerempfindlichkeit und der Antenne ab.

Für verschiedene Anwendungen werden unterschiedliche Frequenzbänder genutzt. Beispielsweise wird das EHF-Band ExtremelyHighFrequencyExtremely High Frequency oft für Bodenkontrollstationen verwendet, während das SHF-Band SuperHighFrequencySuper High Frequency häufig für CanSats zum Einsatz kommt.

Vocabulary:

  • EHF: Extremely High Frequency
  • SHF: Super High Frequency

Diese Frequenzbänder haben jeweils spezifische Eigenschaften, die sie für bestimmte Anwendungen besonders geeignet machen.

Kommunikation über Radio Aufgabe 1: Grundlage von Radiowellen: -alltägliche Kommunikation basiert auf Radiowellen (Autoradios, Wifi, Bluetoo

Grundlagen der Radiokommunikation

Die Radiokommunikation basiert auf der Übertragung von Informationen mithilfe elektromagnetischer Wellen, den sogenannten Radiowellen. Diese Form der Kommunikation ist in unserem Alltag allgegenwärtig, sei es durch Autoradios, WLAN oder Bluetooth-Verbindungen.

Für eine erfolgreiche Radiokommunikation benötigt man grundsätzlich vier Elemente: eine Quelle, einen Träger, einen Empfänger und ein Ausbreitungsmedium. Radiowellen haben die besondere Eigenschaft, dass sie sich im Gegensatz zu Schallwellen auch im Vakuum ausbreiten können. Ihre Wellenlänge kann zwischen 0,1 mm und mehreren 10 km variieren.

Definition: Radiowellen sind elektromagnetische Wellen, die zur Übertragung von Informationen über große Distanzen genutzt werden.

Bei der Satellitenkommunikation spielen Radiowellen eine zentrale Rolle. Sie werden als "die am häufigsten verwendete Art elektromagnetischer Wellen" bezeichnet, da sie die Erdatmosphäre größtenteils passieren können, ohne absorbiert zu werden. Dies macht sie zur idealen Wahl für die Kommunikation mit Satelliten im Orbit.

Highlight: Radiowellen und Mikrowellen sind besonders geeignet für die Satellitenkommunikation, da sie die Erdatmosphäre gut durchdringen können.

Ein wichtiger Aspekt bei der Radiokommunikation ist die Freiraumdämpfung. Sie beschreibt den Verlust der Signalstärke einer elektromagnetischen Welle bei der Übertragung durch den freien Raum ohne Hindernisse.

Vocabulary: Freiraumdämpfung - Der Verlust der Signalstärke einer elektromagnetischen Welle bei der Übertragung durch den freien Raum.



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Google Play

Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

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Lena M

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Radiowellen und Satellitenkommunikation sind grundlegende Technologien für die moderne drahtlose Kommunikation. Radiowellensind elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen von 0,1 mm bis zu mehreren 10 km. Sie werden für verschiedene Anwendungen wie Autoradios, WLAN und Bluetooth genutzt. Satellitenkommunikation nutzt hauptsächlich Radiowellen,... Mehr anzeigen

Kommunikation über Radio Aufgabe 1: Grundlage von Radiowellen: -alltägliche Kommunikation basiert auf Radiowellen (Autoradios, Wifi, Bluetoo

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Frequenzwahl und Bandbreite in der Radiokommunikation

Die Wahl der idealen Frequenz ist entscheidend für die Leistungsfähigkeit eines Radiosystems. Sowohl die übertragbare Datenmenge als auch die Reichweite werden maßgeblich von der verwendeten Frequenz beeinflusst.

Die Bandbreite, gemessen in Hertz, stellt das Spektrum der Frequenzen dar, in das der größte Teil der Senderenergie fällt. Je mehr Informationen übertragen werden sollen, desto größer muss die Bandbreite sein.

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  • Schmalbandsignale haben eine geringe Bandbreite und eignen sich für Übertragungen mit niedriger Geschwindigkeit.
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Die Reichweite einer Übertragung ist die Entfernung, über die ein Signal noch einwandfrei empfangen werden kann. Der Signalstärkeverlust wird hauptsächlich durch Dämpfung und Absorption durch Hindernisse verursacht.

Example: In idealen Situationen könnten Radiowellen theoretisch unendlich weit reisen, wie das Licht von Sternen. In der Praxis werden sie jedoch von Hindernissen in der Umgebung absorbiert und abgelenkt.

Bei der Wahl der Frequenz für ein CanSat-Projekt muss man die spezifischen Ziele berücksichtigen. Beispielsweise:

  • Für die Übertragung eines S.O.S.-Signals über mehrere Kilometer eignet sich eine hohe Frequenz.
  • Für die Übertragung von Videomaterial von einem CanSat zur Bodenstation ist ebenfalls eine hohe Frequenz vorteilhaft.
  • Für das Versenden einer SMS reicht eine mittlere bis geringe Frequenz aus.

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Modulation und Datenübertragung in der Radiokommunikation

In der Radiokommunikation spielt die Modulation eine zentrale Rolle. Das "M" in AM und FM steht für Modulator. Signalwellen enthalten die zu übermittelnden Informationen oder Nachrichten, während Trägerwellen für die eigentliche Übermittlung der Daten sorgen.

Definition: Modulation ist der Prozess, bei dem Informationen zur Radiofrequenz hinzugefügt werden, um sie übertragen zu können.

Es gibt verschiedene Modulationsarten, wobei AM AmplitudenmodulationAmplitudenmodulation und FM FrequenzmodulationFrequenzmodulation die bekanntesten sind:

  • Bei AM wird die Information übermittelt, indem die Amplitude der Trägerfrequenz verändert wird.
  • Bei FM wird die Augenblicksfrequenz der Trägerwelle verändert.

Example: AM und FM kennt man vom Radio. Bei AM-Radios ändert sich die Lautstärke AmplitudeAmplitude des Signals, während bei FM-Radios die Frequenz des Signals moduliert wird.

Um Störungen zu vermeiden, werden verschiedenen Diensten unterschiedliche Frequenzbereiche zugeteilt. Dies verhindert, dass sich verschiedene Kommunikationskanäle gegenseitig stören und unbrauchbar machen.

Der Prozess der Datenübertragung via Radiowellen lässt sich wie folgt beschreiben:

  1. Ein Sender erzeugt ein oszillierendes Signal auf einem Kabel, das mit einer Antenne verbunden ist.
  2. Das Signal wird transformiert und als elektromagnetische Welle über die Antenne ausgestrahlt.
  3. An der Empfängerantenne wird das Signal abgefangen und zurück transformiert.

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Für verschiedene Anwendungen werden unterschiedliche Frequenzbänder genutzt. Beispielsweise wird das EHF-Band ExtremelyHighFrequencyExtremely High Frequency oft für Bodenkontrollstationen verwendet, während das SHF-Band SuperHighFrequencySuper High Frequency häufig für CanSats zum Einsatz kommt.

Vocabulary:

  • EHF: Extremely High Frequency
  • SHF: Super High Frequency

Diese Frequenzbänder haben jeweils spezifische Eigenschaften, die sie für bestimmte Anwendungen besonders geeignet machen.

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Die Radiokommunikation basiert auf der Übertragung von Informationen mithilfe elektromagnetischer Wellen, den sogenannten Radiowellen. Diese Form der Kommunikation ist in unserem Alltag allgegenwärtig, sei es durch Autoradios, WLAN oder Bluetooth-Verbindungen.

Für eine erfolgreiche Radiokommunikation benötigt man grundsätzlich vier Elemente: eine Quelle, einen Träger, einen Empfänger und ein Ausbreitungsmedium. Radiowellen haben die besondere Eigenschaft, dass sie sich im Gegensatz zu Schallwellen auch im Vakuum ausbreiten können. Ihre Wellenlänge kann zwischen 0,1 mm und mehreren 10 km variieren.

Definition: Radiowellen sind elektromagnetische Wellen, die zur Übertragung von Informationen über große Distanzen genutzt werden.

Bei der Satellitenkommunikation spielen Radiowellen eine zentrale Rolle. Sie werden als "die am häufigsten verwendete Art elektromagnetischer Wellen" bezeichnet, da sie die Erdatmosphäre größtenteils passieren können, ohne absorbiert zu werden. Dies macht sie zur idealen Wahl für die Kommunikation mit Satelliten im Orbit.

Highlight: Radiowellen und Mikrowellen sind besonders geeignet für die Satellitenkommunikation, da sie die Erdatmosphäre gut durchdringen können.

Ein wichtiger Aspekt bei der Radiokommunikation ist die Freiraumdämpfung. Sie beschreibt den Verlust der Signalstärke einer elektromagnetischen Welle bei der Übertragung durch den freien Raum ohne Hindernisse.

Vocabulary: Freiraumdämpfung - Der Verlust der Signalstärke einer elektromagnetischen Welle bei der Übertragung durch den freien Raum.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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