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Funktechnik

Funktechnik, oder Funktechnologie, ist ein Begriff für die Methode drahtloser Übertragung von Signalen aller Art mit Hilfe elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich (Radiowellen).

Die Funkmesstechnik (Radar) sowie Anwendungen in Industrie und Medizin verwenden dagegen in der Regel Radiowellen ohne aufgeprägte Informationen.

Die Existenz von Radiowellen wurde 1864 von James Clerk Maxwell auf Grund theoretischer Überlegungen vorhergesagt und 1888 von Heinrich Rudolf Hertz experimentell bestätigt. Die erste Funkverbindung gelang Guglielmo Marconi 1896 mit dem Nachbau einer Erfindung von Alexander Stepanowitsch Popow über eine Entfernung von etwa 5 km. Diese Pioniere der Funktechnik gelten heute als die ersten Funkamateure.

Inhaltsverzeichnis

Herkunft des Begriffes „Funk“

Der Name "Funk" stammt aus den Anfängen der Funktechnik. So gab es um 1890 Knallfunkensender und 1906 Löschfunkensender. Selbst auf der Titanic kam noch ein Löschfunkensender zum Einsatz. Diese Sender arbeiteten mit Funkenstrecken - durch die starken, oberwellenreichen Strom- und Spannungsimpulse entstanden hierbei auch die gewünschten Funkwellen.

Allgemeines

Die Funktechnik basiert auf der Tatsache, dass man auf ein Trägersignal (elektromagnetische Welle) mittels einer Modulationsart (FM, AM usw.) ein Signal aufmodulieren kann. Beim Empfänger wird durch Demodulation die ursprüngliche Nachricht wiedergewonnen und weiterverarbeitet, z. B. verstärkt.(siehe Radio)

Beim Hörfunk und Fernsehen sendet ein Teilnehmer, der Radio- oder Fernsehsender, und alle anderen Teilnehmer auf diesem Kanal empfangen nur, ohne selbst zu senden. Die Übertragung ist unidirektional - sie geht nur in eine Richtung.

Beim Sprechfunk oder beim Morsen senden mehrere Personen abwechselnd auf demselben Kanal (meist einer Frequenz oder einem Frequenzpaar), so dass Kommunikation in beide Richtungen möglich ist. Im Gegensatz zur unidirektionalen Übertragung (z. B. Rundfunk) ist so ein Informationsfluss in beiden Richtungen möglich.

Neben Morsesignalen und Sprache werden auch stehende und bewegte Bilder, zum Beispiel Wettersatellitenbilder oder Fernsehen, und Daten aller Art übertragen.

In der jüngeren Geschichte der Funktechnik werden häufig direkt von den Geräten Kommunikationsprotokolle wie GSM, UMTS (beides für Mobiltelefone), 802.11 (drahtloses Computernetzwerk) oder Bluetooth (drahtlose Kommunikation mit digitalen Peripheriegeräten) verwendet.

Obwohl sich die Technik heutzutage sehr stark von der von 1920 unterscheidet, erhielt sich der namensgebende Wortbestandteil Funk in Begriffen wie Rundfunk, Mobilfunk, Hörfunk usw. sowie im Firmennamen Telefunken bis heute. Wenn man dagegen davon spricht, dass es in einem modernen Elektrogerät funkt, ist meist eine Funktionsstörung durch einen Hochspannungs-Überschlag oder Kurzschluss gemeint, was auf einen gravierenden Fehler hindeutet.

Eine neue Entwicklung der Funktechnik wurde durch extrem energiesparende Miniaturisierung möglich: batterielose Funktechnik für die Anwendung in Schaltern und Sensoren. Auch bei der Vernetzung verschiedenartiger Geräte, wie z. B. bei Produkten des Entwicklers EnOcean, wird die batterielose Funktechnik bereits eingesetzt. Die für den Sendeprozess erforderliche Energie wird dabei aus der Umgebung gewonnen (Tastendruck, Temperaturdifferenz, Licht, Vibrationen...).

Probleme und Störungen

Elektromagnetische Wellen breiten sich physikalisch gesehen "sichtmäßig" aus. Man spricht von der Sichtausbreitung. Dies führt zur Einführung von Relaisstationen, möchte man um den Erdball (Kugel) funken. Diese Aufgabe übernehmen heutzutage z. B. Satelliten.

Gase (Erdatmosphäre) können den Signalweg beeinträchtigen. Dabei kommt es zu einer Vielzahl von Effekten, die von der benutzten Frequenz, der Dichte des Gases, der Ionisation und der Schichtung im Signalweg abhängig ist. Eine Übertragung durch flüssige und feste Medien führt zu einer starken Dämpfung des Signals.

Bei Frequenzen größer als etwa 100 MHz treten zunehmend Störungen durch Reflexionen an Mauerwerk, Metallbauwerken, Drähten oder Türmen auf. Die Reflexionen führen zu zeitlich versetztem Doppelempfang mit Signalverfälschungen und Gruppenlaufzeitverzerrungen. Es kommt zu teilweiser oder vollständiger Auslöschung gegenphasiger Signalanteile. Die Bewegungen von Sende- oder Empfangsantenne oder anderen Objekten im Signalweg kann die Übertragung beeinträchtigen (Anwendung beim Passivradar und in Radar-Bewegungsmeldern!). Es kommt zu Geisterbildern beim Fernsehempfang und zu Problemen bei der GPS-Nutzung.

Effekte bei der drahtlosen Ausbreitung in der Erdatmosphäre


Durch die Auswahl der Modulationsart und der Betriebsart lassen sich viele Störungen erheblich vermindern.

Anwendungen

Es gibt zahlreiche Anwendungen der Funktechnik, siehe hierzu

Siehe auch

Literatur

 Wiktionary: Funktechnik – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen und Grammatik
 Commons: Radio electronic diagrams – Bilder, Videos und Audiodateien