Ultrakurzwelle

Sehr hohe Frequenz ⓘ

Frequenzbereich	30 MHz bis 300 MHz
Wellenlängenbereich	10 bis 1 m

VHF-Fernsehantennen für den Fernsehempfang. Bei diesen sechs Antennen handelt es sich um einen als Yagi-Antenne bekannten Typ, der bei VHF weit verbreitet ist ⓘ

VHF (Very High Frequency) ist die ITU-Bezeichnung für den Bereich der elektromagnetischen Hochfrequenzwellen (Radiowellen) von 30 bis 300 Megahertz (MHz) mit entsprechenden Wellenlängen von zehn Metern bis einem Meter. Die Frequenzen unmittelbar unterhalb von VHF werden als Hochfrequenz (HF) und die nächsthöheren Frequenzen als Ultrahochfrequenz (UHF) bezeichnet. ⓘ

VHF-Funkwellen breiten sich hauptsächlich auf der Sichtlinie aus, d. h. sie werden von Hügeln und Bergen blockiert, obwohl sie aufgrund der Brechung bis zu 160 km über den visuellen Horizont hinausreichen können. Häufige Verwendungszwecke für Funkwellen im VHF-Band sind Digital Audio Broadcasting (DAB) und UKW-Rundfunk, Fernsehsendungen, Zwei-Wege-Mobilfunksysteme (für Notfälle, Unternehmen, Privatpersonen und das Militär), Datenkommunikation über große Entfernungen von bis zu mehreren zehn Kilometern mit Funkmodems, Amateurfunk und Schiffsfunk. Die Kommunikation der Flugsicherung und die Flugnavigationssysteme (z. B. VOR und ILS) funktionieren über Entfernungen von 100 Kilometern oder mehr zu Flugzeugen in Reiseflughöhe. ⓘ

Auf dem amerikanischen Kontinent und in vielen anderen Teilen der Welt wurde das VHF-Band I für die Übertragung von analogem Fernsehen genutzt. Im Rahmen der weltweiten Umstellung auf digitales terrestrisches Fernsehen verlangen die meisten Länder von den Sendern, dass sie das Fernsehen im VHF-Bereich nicht mehr analog, sondern digital ausstrahlen. ⓘ

Funktechniker testen den UKW-Sendeempfänger einer Hawker Hurricane Mark I der 601. Squadron RAF, in Exeter, Devon (1940) ⓘ

Ausbreitungseigenschaften

Radiowellen im VHF-Band breiten sich hauptsächlich über Sicht- und Bodenwellen aus; anders als im HF-Band gibt es bei niedrigeren Frequenzen nur eine gewisse Reflexion an der Ionosphäre (Ausbreitung über den Himmel). Sie folgen nicht der Kontur der Erde wie Bodenwellen und werden daher von Hügeln und Bergen blockiert, obwohl sie aufgrund der schwachen Brechung (Beugung) durch die Atmosphäre etwas über den sichtbaren Horizont hinaus bis zu 160 km weit reichen können. Sie können Gebäudemauern durchdringen und in Innenräumen empfangen werden, obwohl in städtischen Gebieten Reflexionen von Gebäuden eine Mehrwegeausbreitung verursachen, die den Fernsehempfang stören kann. Atmosphärisches Funkrauschen und Interferenzen (RFI) von elektrischen Geräten sind in diesem und höheren Frequenzbändern weniger problematisch als bei niedrigeren Frequenzen. Das UKW-Band ist das erste Band, in dem effiziente Sendeantennen so klein sind, dass sie an Fahrzeugen und tragbaren Geräten angebracht werden können. Daher wird dieses Band für Zwei-Wege-Landfunksysteme wie Walkie-Talkies und für den Zwei-Wege-Funkverkehr mit Flugzeugen (Airband) und Schiffen (Seefunk) verwendet. Gelegentlich, wenn die Bedingungen stimmen, können UKW-Wellen aufgrund der Brechung durch Temperaturgradienten in der Atmosphäre über weite Strecken durch troposphärische Kanäle übertragen werden. ⓘ

Berechnung der Sichtlinie (Line-of-Sight)

VHF-Fernsehantenne mit "Hasenohren" (die kleine Schleife ist eine separate UHF-Antenne). ⓘ

Die UKW-Reichweite ist eine Funktion der Sendeleistung, der Empfängerempfindlichkeit und des Abstands zum Horizont, da sich UKW-Signale unter normalen Bedingungen nahezu auf der Sichtlinie ausbreiten. Der Abstand zum Radiohorizont ist etwas größer als die geometrische Sichtlinie zum Horizont, da die Radiowellen durch die Atmosphäre schwach zur Erde zurückgebogen werden. ⓘ

Ein Näherungswert für die Berechnung der Horizontentfernung (auf der Erde) ist:

• Entfernung in nautischen Meilen = $1.23\times {\sqrt {A_{f}}}$ wobei $A_{f}$ die Höhe der Antenne in Fuß ist
• Entfernung in Kilometern = ${\sqrt {12.746\times A_{m}}}$ wobei $A_{m}$ die Höhe der Antenne in Metern ist. ⓘ

Diese Näherungswerte gelten nur für Antennen in Höhen, die im Vergleich zum Erdradius klein sind. In bergigen Gebieten sind sie nicht unbedingt genau, da die Landschaft für Funkwellen möglicherweise nicht transparent genug ist. ⓘ

Bei technischen Kommunikationssystemen sind komplexere Berechnungen erforderlich, um den wahrscheinlichen Versorgungsbereich einer vorgeschlagenen Sendestation zu ermitteln. ⓘ

Antennen

Eine VHF-Fernsehsendeantenne. Dies ist ein gängiger Typ, der als Superdrehkreuz oder Fledermausantenne bezeichnet wird. ⓘ

VHF ist das erste Band, in dem die Wellenlängen so klein sind, dass effiziente Sendeantennen kurz genug sind, um auf Fahrzeugen und Handgeräten montiert zu werden. Eine Viertelwellen-Peitschenantenne für VHF-Frequenzen ist 25 cm bis 2,5 Meter lang. Daher werden die VHF- und UHF-Wellenlängen für Zwei-Wege-Funkgeräte in Fahrzeugen, Flugzeugen, Handfunkgeräten und Walkie-Talkies verwendet. Tragbare Funkgeräte verwenden in der Regel Peitschen- oder Gummientchenantennen, während Basisstationen in der Regel größere Glasfaserpeitschen oder kollineare Arrays aus vertikalen Dipolen verwenden. ⓘ

Bei den Richtantennen ist die Yagi-Antenne die am weitesten verbreitete Antenne mit hohem Gewinn oder "Beam". Für den Fernsehempfang wird die Yagi-Antenne verwendet, ebenso wie die logarithmisch-periodische Antenne wegen ihrer größeren Bandbreite. Wendel- und Drehkreuzantennen werden für die Satellitenkommunikation verwendet, da sie zirkulare Polarisation nutzen. Um einen noch höheren Gewinn zu erzielen, können mehrere Yagis oder Helicals zu Gruppenantennen zusammengeschaltet werden. Vertikale kollineare Arrays von Dipolen können verwendet werden, um Rundstrahlantennen mit hohem Gewinn zu bauen, bei denen ein größerer Teil der Leistung der Antenne in horizontale Richtungen abgestrahlt wird. Fernseh- und UKW-Rundfunkstationen verwenden kollineare Anordnungen spezieller Dipolantennen wie z. B. Fledermausantennen. ⓘ

Universelle Nutzung

Bestimmte Unterbereiche des VHF-Bandes werden überall auf der Welt gleich genutzt. Einige nationale Verwendungszwecke sind im Folgenden aufgeführt.

• 50-54 MHz: Amateurfunk 6-Meter-Band.
• 108-118 MHz: Flugnavigationsbaken VOR und Instrument Landing System localizer.
• 118-137 MHz: Flugfunkband für die Flugsicherung, AM, 121,5 MHz ist Notfrequenz
• 144-146 MHz: Amateurfunk 2-Meter-Band (in einigen Regionen bis 148 MHz).
• 156-174 MHz: UKW-Seefunkband für den maritimen Zweiweg-Funk auf Schiffen. ⓘ

Nach Land

Ein Plan, der die Verwendung von UKW im Fernsehen, UKW-Radio, Amateurfunk, Seefunk und in der Luftfahrt zeigt. ⓘ

Australien

Das australische UKW-Fernsehband war ursprünglich mit den Kanälen 1 bis 10 belegt, wobei die Kanäle 2, 7 und 9 für die ersten Dienste in Sydney und Melbourne zugewiesen wurden; später wurden dieselben Kanäle auch in Brisbane, Adelaide und Perth zugewiesen. Andere Hauptstädte und regionale Gebiete nutzten je nach Verfügbarkeit eine Kombination dieser und anderer Frequenzen. Den ersten kommerziellen Diensten in Hobart und Darwin wurden die Kanäle 6 bzw. 8 zugewiesen und nicht 7 oder 9. ⓘ

Anfang der 1960er Jahre wurde deutlich, dass die 10 UKW-Kanäle nicht ausreichten, um das Wachstum der Fernsehdienste zu unterstützen. Dies wurde durch die Hinzufügung von drei zusätzlichen Frequenzen - den Kanälen 0, 5A und 11 - korrigiert. Ältere Fernsehgeräte mit Drehradtunern mussten für den Empfang dieser neuen Kanäle umgestellt werden. Die meisten Fernsehgeräte dieser Zeit waren für den Empfang dieser Sender nicht ausgerüstet und wurden daher auf Kosten der Besitzer so umgerüstet, dass sie diese Bänder empfangen konnten; andernfalls mussten die Besitzer ein neues Gerät kaufen. ⓘ

Mehrere Fernsehsender wurden den UKW-Kanälen 3, 4 und 5 zugewiesen, die innerhalb der UKW-Radiofrequenzen lagen, aber noch nicht für diesen Zweck genutzt wurden. Einige bemerkenswerte Beispiele sind NBN-3 Newcastle, WIN-4 Wollongong und ABC Newcastle auf Kanal 5. Während einige Sender von Kanal 5 in den 1970er und 80er Jahren auf 5A verlegt wurden, begann die Australian Broadcasting Authority in den 1990er Jahren damit, diese Sender auf UHF-Bänder zu verlegen, um wertvolles VHF-Spektrum für den ursprünglichen Zweck des UKW-Radios freizugeben. Darüber hinaus beschloss die Bundesregierung 1985, dass neue Fernsehsender auf dem UHF-Band ausgestrahlt werden sollten. ⓘ

Seitdem wurden zwei neue VHF-Kanäle, 9A und 12, zur Verfügung gestellt, die vor allem für digitale Dienste (z. B. ABC in den Hauptstädten), aber auch für einige neue analoge Dienste in regionalen Gebieten genutzt werden. Da der Kanal 9A nicht für Fernsehdienste in oder in der Nähe von Sydney, Melbourne, Brisbane, Adelaide oder Perth genutzt wird, wird das digitale Radio in diesen Städten über die DAB-Frequenzblöcke 9A, 9B und 9C ausgestrahlt. ⓘ

UKW-Radio wird auch für den Seefunk verwendet, da es im Vergleich zu UHF-Frequenzen eine größere Reichweite hat. ⓘ

Beispiel für die Zuweisung von VHF-UHF-Frequenzen:

• Funknavigation 60: 84-86 MHz
• Fester Seefunk: 130-135,7 MHz
• Fester Seefunk für die Flugnavigation: 160-190 MHz
• Rundfunk-Luftfahrtfunknavigation: 255-283,5 MHz
• Flugfunknavigation AUS 49 / Seefunknavigation (Funkbaken) 73: 315-325 MHz ⓘ

Neuseeland

• 44-51, 54-68 MHz: Band I Fernsehen (Kanäle 1-3)
• 87,5-108 MHz: Band II Radio
• 174-230 MHz: Band III Fernsehen (Kanäle 4-11) ⓘ

Bis 2013 nutzten die vier wichtigsten frei empfangbaren Fernsehsender in Neuseeland die VHF-Fernsehbänder (Band I und Band III), um an die neuseeländischen Haushalte zu senden. Andere Sender, darunter eine Reihe von frei empfangbaren Pay- und Regionalsendern, waren gezwungen, im UHF-Band zu senden, da das VHF-Band mit vier Sendern, die sich ein sehr kleines Frequenzband teilen, so überlastet war, dass in einigen kleineren Städten ein oder mehrere Kanäle nicht verfügbar waren. ⓘ

Ende 2013 stellten jedoch alle Fernsehsender die Ausstrahlung auf den VHF-Bändern ein, da Neuseeland auf digitales Fernsehen umstellte und alle Sender entweder auf UHF oder über Satellit (wo UHF nicht verfügbar war) mit dem Freeview-Dienst senden mussten. ⓘ

Weitere Informationen finden Sie unter Australasiatische Fernsehfrequenzen. ⓘ

Vereinigtes Königreich

Das britische Fernsehen nutzte ursprünglich das VHF-Band I und das Band III. Das UKW-Fernsehen wurde in Schwarzweiß im 405-Zeilen-Format ausgestrahlt (obwohl es in den späten 1950er und frühen 60er Jahren Versuche mit allen drei Farbsystemen - NTSC, PAL und SECAM - gab, die für das 405-Zeilen-System angepasst wurden). ⓘ

Das britische Farbfernsehen wurde ab Ende der 1960er Jahre auf UHF (Kanäle 21-69) ausgestrahlt. Von da an wurde das Fernsehen sowohl auf VHF als auch auf UHF ausgestrahlt (VHF ist eine monochromatische Abwärtskonvertierung des 625-Zeilen-Farbsignals), mit Ausnahme von BBC2 (das immer nur auf UHF gesendet hat). Die letzten britischen VHF-TV-Sender wurden am 3. Januar 1985 abgeschaltet. Das VHF-Band III wird jetzt im Vereinigten Königreich für digitale Audioübertragungen genutzt, und das VHF-Band II wird für UKW-Radio verwendet, wie in den meisten Ländern der Welt. ⓘ

Ungewöhnlich ist, dass das Vereinigte Königreich eine Amateurfunkzuweisung auf 4 Meter, 70-70,5 MHz, hat. ⓘ

Vereinigte Staaten und Kanada

Die Frequenzzuweisungen zwischen US-amerikanischen und kanadischen Nutzern sind eng aufeinander abgestimmt, da ein Großteil der kanadischen Bevölkerung in VHF-Radio-Reichweite der US-Grenze liegt. Bestimmte diskrete Frequenzen sind für die Radioastronomie reserviert. Die allgemeinen Dienste im VHF-Band sind:

• 30-49,6 MHz: Lizenzierter 2-Wege-Landfunk, mit verschiedenen Unterbändern.
• 30-88 MHz: Militärischer UKW-FM, einschließlich SINCGARS
• 43-50 MHz: Schnurlose Telefone, 49-MHz-FM-Walkie-Talkies und funkgesteuertes Spielzeug sowie gemischte 2-Wege-Mobilkommunikation. Das UKW-Rundfunkband wurde ursprünglich hier betrieben (42-50 MHz), bevor es auf 88-108 MHz verlegt wurde.
• 50-54 MHz: Amateurfunk 6-Meter-Band
  • 50,8-51 MHz: Funkgesteuerte Flugzeuge (auf zehn festen Frequenzen im Abstand von 20 kHz) mit einer FCC-Lizenz für den Amateurfunkdienst, geflogen nach FCC Teil 97, Regel 97.215.
• 54-88 MHz, international als "Band I" bekannt; einige DTV-Sender werden hier erscheinen. Siehe nordamerikanische Fernsehübertragungsfrequenzen
  • 54-72 MHz: TV-Kanäle 2-4 (VHF-Lo)
  • 72-76 MHz: Funkgesteuerte Modelle, industrielle Fernsteuerungen und andere Geräte. Modellflugzeuge werden in den USA und Kanada auf 72 MHz betrieben, Übertagemodelle auf 75 MHz, Flugsicherungsbaken auf 74,8-75,2 MHz.
  • 76-88 MHz TV-Kanäle 5-6 (VHF-Lo)
• 87,5-108 MHz: UKW-Rundfunk (87,9-91,9 nicht-kommerziell, 92-108 kommerziell in den Vereinigten Staaten) (international als "Band II" bekannt)
• 108-118 MHz: Flugsicherungsbaken VOR
• 118-137 MHz: Flugfrequenzband für die Flugsicherung, AM
  • 121,5 MHz ist eine Notfrequenz
• 137-138 MHz Weltraumforschung, Weltraumbetrieb, meteorologische Satelliten
• 138-144 MHz: Mobiler Landfunk, zivile Hilfsdienste, Satelliten, Weltraumforschung und andere verschiedene Dienste
• 144-148 MHz: Amateurfunk 2-Meter-Band
• 148-150 MHz: Mobiler Landfunk, Festfunk, Satellit
• 150-156 MHz: "VHF-Business-Band", öffentliche Sicherheit, der unlizenzierte Multi-Use Radio Service (MURS) und andere 2-Wege-Landfunkdienste, FM
• 156-158 MHz UKW-Seefunk
  • 156,8 MHz (Kanal 16) ist die maritime Notruf- und Kontaktfrequenz.
• 159,81-161,565 MHz Eisenbahnen
  • 159,81-160,2 ist nur für Eisenbahnen in Kanada bestimmt und wird von Speditionsunternehmen in den USA genutzt.
• 160.6-162 Drahtlose Mikrofone und TV/FM-Rundfunkfernempfänger
• 162,4-162,55: NOAA-Wetterstationen, Schmalband-FM, Weatheradio Canada-Stationen
• 174-240 MHz, international als "Band III" bekannt. Eine Reihe von DTV-Kanälen hat hier mit der Ausstrahlung begonnen, insbesondere viele der Sender, die diesen Kanälen für den früheren Analogbetrieb zugewiesen waren.
  • 174-216 MHz: Fernsehkanäle 7-13 (VHF-Hi)
  • 174-216 MHz: professionelle drahtlose Mikrofone (niedrige Leistung, nur bestimmte genaue Frequenzen)
  • 216-222 MHz: mobiler Landfunk, Festfunk, mobiler Seekanal,
  • 222-225 MHz: 1,25 Meter (USA) (Kanada 219-220, 222-225 MHz) Amateurfunk
• 225 MHz und darüber (UHF): Militärischer Flugfunk, 243 MHz ist eine Notfrequenz (225-400 MHz) AM, einschließlich HAVE QUICK, dGPS RTCM-104 ⓘ

Kabelfernsehen wird zwar nicht aus der Luft übertragen, nutzt aber ein Frequenzspektrum, das sich mit VHF überschneidet. ⓘ

VHF-Fernsehen

Die US-Fernsehbehörde FCC wies dem Fernsehen bereits 1938 einen kanalisierten Dienstplan mit 19 Kanälen zu. Das änderte sich noch dreimal: 1940, als Kanal 19 gestrichen wurde und mehrere Kanäle ihre Frequenzen änderten, dann 1946, als das Fernsehen von 18 Kanälen auf 13 Kanäle umgestellt wurde, wiederum mit anderen Frequenzen, und schließlich 1948 mit der Streichung von Kanal 1 (die analogen Kanäle 2-13 blieben unverändert, auch im Kabelfernsehen). Später kamen die Kanäle 14-19 auf dem UHF-Band hinzu, während Kanal 1 ungenutzt blieb. ⓘ

87,5-87,9 MHz

87,5-87,9 MHz ist eine Funkfrequenz, die in den meisten Teilen der Welt für den UKW-Rundfunk verwendet wird. In Nordamerika wird diese Bandbreite jedoch dem VHF-Fernsehkanal 6 (82-88 MHz) zugewiesen. Der analoge Ton für den Fernsehkanal 6 wird auf 87,75 MHz ausgestrahlt (einstellbar bis 87,74). Mehrere Sender, die als Frankenstations bekannt sind, vor allem die Sender von Pulse 87, werden auf dieser Frequenz als Radiosender betrieben, obwohl sie Fernsehlizenzen nutzen. Infolgedessen konnten UKW-Radioempfänger, wie sie in Autos zu finden sind, die auf diesen Frequenzbereich abgestimmt sind, in Nordamerika den Ton für analoge Programme auf dem lokalen Fernsehkanal 6 empfangen. Diese Praxis wurde mit der DTV-Umstellung im Jahr 2009 weitgehend eingestellt, obwohl es noch einige davon gibt. ⓘ

Der UKW-Rundfunkkanal bei 87,9 MHz ist normalerweise für UKW-Audioübertragungen tabu; er ist für verdrängte Sender der Klasse D reserviert, die keine anderen Frequenzen im normalen Teilband 88,1-107,9 MHz haben, auf die sie ausweichen könnten. Bislang haben sich nur zwei Sender für den Betrieb auf 87,9 MHz qualifiziert: KSFH mit 10 Watt in Mountain View, Kalifornien, und der 34-Watt-Translator K200AA in Sun Valley, Nevada. ⓘ

Unlizenzierter Betrieb

In einigen Ländern, vor allem in den Vereinigten Staaten und Kanada, ist ein begrenzter lizenzfreier Betrieb mit geringer Leistung im UKW-Rundfunkband für Zwecke wie Mikro-Rundfunk und die Übertragung von CD- oder digitalen Media-Playern an Radios ohne Aux-In-Buchsen möglich, obwohl dies in einigen anderen Ländern illegal ist. Diese Praxis wurde im Vereinigten Königreich am 8. Dezember 2006 legalisiert. ⓘ

Reichweite

Die Reichweite der Ultrakurzwellen ist durch den Horizont der elektromagnetischen Wellenausbreitung beschränkt. Dieser entspricht nicht dem optischen Horizont für das sichtbare Licht, da der Brechungsindex der Erdatmosphäre für den UKW-Frequenzbereich mit der Höhe über Grund abnimmt. Daher erscheint die Erdkrümmung für die Ultrakurzwellen flacher als für das sichtbare Licht. Der sogenannte Radiohorizont ist somit weiter entfernt als der optische Horizont. Anders als beim Lang-, Mittel- und Kurzwellenrundfunk werden ultrakurze Radiowellen, abgesehen von den im Sommer sporadisch auftretenden Überreichweiten (Sporadic-E), nicht an der Ionosphäre reflektiert, so dass ihre terrestrische Reichweite deutlich geringer ist. Bei bestimmten Inversionwetterlagen kann es allerdings zu Überreichweiten kommen. Abhängig vom Sender- und Empfängerstandort, der Sendeleistung und der Empfangsausrüstung liegt die Reichweite eines UKW-Senders zwischen einigen 10 und rund 200 km. Daher besteht ein UKW-Sendernetz aus recht vielen Sendern, die in geringen Abständen, meist auf Anhöhen, aufgebaut sind. In gebirgigen Gebieten setzt man häufig Füllsender ein. ⓘ

Situation in Deutschland

Der erste UKW-Sender in Deutschland startete am 28. Februar 1949 um 16:30 Uhr auf dem Gelände des Bayerischen Rundfunks in München-Freimann. ⓘ

In Deutschland war im Telekommunikationsgesetz in der Fassung vom 22. Juni 2004 vorgesehen, bis spätestens 2015 den UKW-Hörfunk durch Widerruf bestehender Frequenzzuteilungen zu beenden. Dieser Plan wurde jedoch im Jahr 2011 aufgegeben. Der aktuelle Frequenzplan wurde im März 2019 verabschiedet. ⓘ

Obgleich das digitale DAB+ Zuwächse hat, gab es auch noch 2021 in Deutschland kein festgelegtes Ende des UKW-Sendebetriebs. ⓘ