Rund um die Antenne

162 Kommentare

1. Hallo Freunde des Amateurfunks.

   Immer wieder kehrende Fragen zu Reflektionen auf Speiseleitungen und deren Betrachtung können auf der Seite von Ludger, DF1BT beantwortet werden. Dort gibt es den Beitrag „Niedriges SWR aus falschem Grund“ von M. Walter Maxwell, W2DU / W8KHK in deutscher Übersetzung aus der QST v. April 1974, übersetzt von Walter Kaan, DL1UU. Die Übersetzung ist auch erschienen in der cq-DL 1/76, 2/76, 4/76, 6/76, 7/76 und 8/76 – für den, der Zugriff auf das cq-DL hat.
   Die mathematischen Grundlagen zu Walters Betrachtungen können dem Beitrag „Die Antenne macht die Musik“ – hier auf der Seite – entnommen werden. Wer den Artikel von Walter Maxwell wirklich verstanden hat, wird seine Antennenanlage und die SE mit anderen Augen ansehen und den vielen Mythen zu diesem Thema mit Kenntnis begegnen. Die Antenne ist nun mal der beste Hochfrequenzverstärker, darin hat sich trotz aller KI nichts geändert.

   73, Walter, DL3LH

2. Hallo Freunde des Amateurfunks.

   Wer mehr über die Funktion einer Antenne wissen möchte, studiere die Abhandlung von 1939
   „Antennen und ihre Theorie und Technik“ von Dr.-Ing. H. Brückmann im Verlag von S. Hirzel und staune, was vor über 80 Jahren als bekannt galt.

   Bekanntlich handelt es sich bei Antennen um räumliche Probleme. Die elektromagnetischen Vorgänge sind nur quasistationär und ein vierdimensionales Problem, 3 Raumkoordinaten und die Abhängigkeit von der Zeit. Wer sich den Stoff nach allen Regeln der Kunst aneignen will, benötigt ein gewisses Rüstzeug an Mathematik auf Hochschul-Niveau. Allerdings besticht die Abhandlung durch praktische Anwendung der Erkenntnisse an vielen Beispielen.
   Der zweite Teil des Buches behandelt technische Antennenformen um auch den mathematisch weniger geschulten einen Einblick zu geben. Wer sich noch nie mit Antennentheorie befasst hat, dem empfehle ich für einen Überblick überhaupt erst mit dem 2. Teil zu beginnen, aus dem sich auch Zweck und Aufgabe von Antennen ergibt. Zahlreiche Diagramme, Tabellen und zwei Tafeln gewährleisten eine gewisse Anschaulichkeit. Es ist ein Handbuch, wie das „Handbuch der Hochfrequenztechnik“ von Meinke Gundlach, Lange und meinem verehrten Lehrer K. H. Löcherer, Uni Hannover. Der dritte Teil über Antennenmessungen spiegelt deutlich den Stand von 1939 wieder und gibt einen Überblick über die Fortschritte in der HF – Technik. Wer mehr wissen möchte, dem empfehle ich das das Buch „Hochfrequenz-Messtechnik“ von Dr.-Ing. 0 . Zinke und Zinke/Brunswig, „Lehrbuch der Hochfrequenztechnik“, Springer Verlag.

   Wer sich wundert, dass einseitig nur Sendeantennen betrachtet werden, sei darauf hingewiesen, dass Empfangs- und Sendeantennen äquivalent sind, wenn von gleichem Reflexionsfaktor an der Schnittstelle Antenne/Zuleitung ausgegangen wird. Hat die gesamte Antennenanlage z.B. 6 dB Verlust, so ist das Empfangssignal auch um 6 dB, nur eine S-Stufe, geschwächt. Das teuflische an der dB Rechnung ist aber, dass dabei 75% der teuer erzeugten HF-Leistung in Wärme gewandelt wird. Siehe dazu „Die Antenne macht die Musik“ hier auf dem Kanal.

   Dr. Walter Schau, DL3LH

3. Hallo Freunde des Amateurfunks und der Mikrowellen-Technik.

   Die Frage nach Literatur über Antennen für Frequenzen etwa 40 – 950 GHz kann dahin beantwortet werden, gibt es reichlich. Antennen für diese Frequenzen werden mit parabolischen Reflektoren betrieben. Die Berechnung solcher Antennen bzw. Antennenanlagen ist in der „Einführung in Theorie und Technik der Dezimeterwellen“ von Dr.-Ing. Groos übersichtlich und mit vielen Beispielen dargestellt. Auch G. Megla: Dezimeterwellentechnik, Berliner Union Stuttgart,
   ist zur Übersicht sehr wertvoll.
   Einige Amateure haben den THz Bereich entdeckt. Hier sei auf die Seite von LA6NCA mit praktischen Ausführungen verwiesen. Abwärtsmischer auf eine ZF von einigen 10 GHz mit geringen Rauschzahlen sind zwischenzeitlich kommerziell erhältlich.

   Dr. Walter Schau, DL3LH

4. Halle Freunde des Amateurfunks.

   Diverse Fragen per Email veranlassen mich auf die Rubrik „Einige Impressionen über den Amateurfunk“ und besonders auf die diversen Abhandlungen von K6JCA hinzuweisen. Der Hinweis deshalb, weil wohl nicht alle Besucher hier auf der Seite die „Impressionen“ so ohne weiteres finden, weil etwas versteckt. Einfach auf meinen Namen klicken. Das Hintergrundbild ist das traumhaft schöne Watt in Wawerort, Nähe Büsum an der Nordsee, das ich vor einigen Jahren beim Besuch meiner alten Heimat aufgenommen habe.

   73, Walter, DL3LH

5. Hallo Freunde des Amateurfunks.

   In den Foren werden immer wieder Fragen aufgeworfen, die seit langem in passender Literatur ausführlich behandelt wurden. Dazu gehören die Funktechnischen Arbeitsblätter, als Beilage zur Funkschau von 1950 bis 1981. Die FTA wurden vom Verlag in 11 Bänden und 12 Gruppen zusammengefasst und als Sammelordner veröffentlicht.

   Band 1: Halbleiter i
   Band 2: Halbleiter II
   Band 3: Fernsehen I
   Band 4: Fernsehen II und Optoelektronik
   Band 5: Hochfrequenztechnik I
   Band 6: Hochfrequenztechnik II
   Band 7: Hochfrequenztechnik III
   Band 8: Hochfrequenztechnik IV
   Band 9: Niederfrequenztechnik
   Band 10: Stromversorgung
   Band 11: Analog- und Digitaltechnik

   Ausführlich wurden folgende Themen behandelt:

   1 Grundlagen, Maßsysteme, Fachausdrücke, Wechselstromgrößen
   2 Mathematik, Optik, Physik
   3 HF-Technik, Abstimmung, Modulation, Demodulation, Abschirmung
   4 Bauteile, Induktivitäten, Kondensatoren, Widerstände, Batterien, Akkumulatoren, Werkstoffe
   5 Schwingkreise, Filter
   6 Röhren
   7 Halbleiter
   8 Fernsehen, Antennen, Oszillatoren
   9 Verstärkerschaltungen, Messungen an Verstärkern
   10 Elektroakustik, Messgeräte
   11 Elektronikschaltungen
   12 Stromversorgung, Regelung, Dimensionierung von Netzteilen

   Besonders empfehlenswert sind Band 5 bis 7 über Induktivitäten, Gegeninduktivitäten,
   Kapazitäten, Antennen, das Widerstands- Leitwert – Diagramm, das jeder FA beherrschen sollte; denn damit kann man sofort, ohne mathematische Berechnungen. jedes beliebige Anpassnetzwerk zeichnerisch dimensionieren und die Reihenfolge von L und C bestimmen. Als weiteres Hilfsmittel sei auf das kostenlose RF-Sim hingewiesen.

   Dr. Walter Schau, DL3LH

6. Hallo Freunde des Amateurfunks.

   Detlef Lechners, , „Kurzwellenempfänger“ und „Kurzwellensender“ gehörten zu den Bestsellern des Militärverlags der DDR,
   Der Band „Kurzwellensender“ gilt noch heute als Grundlagenwerk für FA`s, die sich mit dem Selbstbau von Sender- Endstufen beschäftigten. Der Verlag der Zeitschrift Funkamateur hat eine Neuauflage der 1985 erschienenen Bände veröffentlicht und kann dort erworben werden.
   Wer sich mit Leistungsstufen mit Röhren beschäftigt kann sich im Netz unter Rob’s web „Problemlösungen beim Bau von Senderverstärkern für KW-Bereiche“ von OM Karl Lickfeld, DL3FM informieren um die üblichen Fehler zu vermeiden. In 10 Teilen, auch veröffentlich im CQ-DL in 1993, beschreibt Karl ausführlich den Bau von Sender-Endstufen und die damit verbundenen Tücken. Theoretische Grundlage für die Berechnung von Leistungsstufen mit Röhren kann in dem o.a. Beitrag Nr. 68 studiert werden. Ergänzend dazu: Das Pi-Filter mit Verlusten, die Tetrode im Senderverstärker, die Anodendrossel, der Kondensator und Drehkondensatoren unter der Lupe.

   Wertvoll zum Thema auch die Literatur:
   Senderöhren Band II. Brown Boveri, Baden 1971
   Röhren Halbleiter Bauteile. AEG Telefunken, Ulm 1975
   Keramik-Leistungskondensatoren. Draloric Electronic, Seib 1981
   Senderöhren für Nachrichtensender. Hüthig, Heidelberg 1985
   Meinke, Lange, K.H. Löcherer, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik Springer, Berlin
   Radio Handbook. 23. Auflage. Sams and Co., Indianapolis 1986, S. 14-11 – 14-14.

   Dr. Walter Schau, DL3LH

7. Hallo Freunde des Amateurfunks.

   Wer sich etwas intensiver mit heutiger Hochfrequenztechnik beschäftigen möchte, dem sei das Taschenbuch „Ein Systemtheoretischer Zugang in die HF-Technik“ von Michael H.W. Hoffmann empfohlen.

   Das Taschenbuch schließt die Lücke zwischen der Mikrowellentechnik, der Schaltungstechnik und den Grundlagen der Systemtheorie in der Nachrichtentechnik. Das TB glänzt durch Merksätze, Fragen zur Wissensüberprüfung sowie zahlreichen Abbildungen und Übersichten. Als grundlegendes Springer-Lehrbuch – 4. Oktober 2013 – führt es in die moderne und aktuelle Hochfrequenztechnik ein. Es ermöglicht einen ersten Einblick in feldtheoretische Grundlagen, wichtig für das Verständnis der Funktion von Antennen mit ihrem reaktiven Nahfeld (SE) und dem strahlenden Fernfeld. Herausgeber ist der Springer Verlag in deutscher Sprache. Das TB hat 644 Seiten ist leicht verständlich und daher im Amazon Bestseller-Rang Nr 986 in Kommunikation & Nachrichtentechnik.

   Dr. Walter Schau, DL3LH

8. Es muss nicht immer Technik sein:

   Ich hab eine Liebe, die schon ein Leben lang hält,
   vielleicht ist sie einzig in dieser Welt.

   Ich hab eine Liebe, sie ist ein Geschenk
   in jungen Jahren hat sie jemand zu mir gelenkt.

   Ich hab eine Liebe, sie durchdringt meine Welt
   ich kann sie nutzen, wie mir`s gefällt.

   Ich hab eine Liebe, sie raubt mir die Nacht,
   eine Liebe, als wäre sie nur für mich gemacht.

   Ich hab eine Liebe, allzeit bereit,
   gerne schenke ich ihr viel Energie und viel Zeit.

   Ich hab eine Liebe, sie war immer treu
   sie ist begeisternd und für mich immer neu.

   Ich hab eine Liebe, immer da wo ich bin
   sie gibt meinem Leben einen wahren Sinn.

   Ich hab eine Liebe, immer dann wenn ich sie brauch,
   niemals mürrisch und immer gut drauf.

   Ich hab eine Liebe meistens da, manchmal weg,
   stets erfüllt sie den gewünschten Zweck.

   Darum bin ich froh und kann zufrieden sein,
   denn ich hab eine Liebe, meinen Amateurfunk,
   ganz für mich allein.

   73, Walter DL3LH

9. Wie geht es weiter mit der technischen Entwicklung im Amateurfunk?

   1. Die Entwicklung von KI ist nicht mehr aufzuhalten. KI kann automatisch die verschiedenen Funksignale erkennen und detektieren mit der Folge, dass z.B. FT8, CW, ATV usw. automatisch erkannt und in sichtbare Zeichen bzw. Bilder umgewandelt werden.

   2. In Verbindung mit einem KI gesteuerten Transceiver nebst Tuner und einer Probe im Nahbereich der Antenne kann automatisch die beste Anpassung für die gewählte Frequenz und vorhandene Antennenanlage gefunden, die Effektivität und die abgestrahlte Leistung EIRP simultan angezeigt werden.

   3. KI kann selbstverständlich für die Sprachverarbeitung eingesetzt werden, um gesprochene Worte und den Sprecher zu erkennen und in Text umzuwandeln. Das ist nützlich um Sprachnachrichten mit eingeschränkter Hörbarkeit – tief im Rauschen liegenden Signale – hörbar und sichtbar zu machen.

   4. KI kann sinnvoll bei der Überwachung und Verwaltung von Frequenzen helfen. Sie kann automatisch störende Signale erkennen, auswerten, benennen und beseitigen.

   5. KI übernimmt Daten des QSO automatisch und diese werden in einem digitalen Logbuch gespeichert. Das vereinfacht die Dokumentation von QSOs`.

   6. KI-Algorithmen können präzisere Vorhersagen zur Ausbreitung von Funkwellen
   vorhersagen. Das unterstützt uns bei der Planung von Verbindungen und der Auswahl der optimalen Frequenzen.

   KI im Amateurfunk bietet enorme Möglichkeiten, um die Effizienz und den Spaß an unserem Hobby zu steigern. Ob o.g. Teilaspekte immer sinnvoll sind ist eine andere Frage. Jedenfalls steigert KI die Ethik im Amateurfunk weil bewusstes Stören der Vergangenheit angehören dürfte.

   Infos:

   Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit das KI in den Amateurfunk Einzug https://dr1e.de/amateurfunk/wie-hoch-ist-die-wahrscheinlichkeit-das-ki-in-den-amateurfunk-einzug-hält ?

   KI-Projekt | Ortsverband ZØ5 Frankfurt VFDB e.V.

   Dr. Walter Schau, DL3LH

10. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Wozu der D-Rundspruch des DARC? – diese Frage stellte sich bei mir nach dem „Genuss“ diverser Hörproben. Sicherlich, die Themen sind nicht unwichtig, nur wie konnten wir früher überhaupt ohne DR auskommen? Unser Afu-Wiki war die Anwesenheit und Aktivität auf den Bändern, besser als jede Tageszeitung und schneller. Viele Hörproben haben bei mir einen Eindruck nach bewusster Ablenkung interlassen, um wirklich wichtige Themen zu umgehen – gekonnte Ablenkung von Themen wie: Nutzen der BNetzA für den AmFunk, die Richtigkeit der selbst erstellten SE, Ham-Spirit auf den Bändern, sinnvolle Antennen ohne Balun, Unun und Co, Koppler ohne Balun, die Unsinnhaftigkeit von Ringkernen als HF-Übertrager und Mantelwellen Sperren. Wie konnten nur die großartigen Wehrmachtsgeräte – siehe LA6NCA – und die amerikanischen Entwicklungen von RCA, Collins und Co. ohne Ringkerne funktionieren? Die HF-Ingenieure und Entwickler von dunnemals hatten doch keine Ahnung von HF??? oder vielleicht doch?

    Dr. Walter Schau

11. Hallo Freunde des Amateurfunks:

    In einem Forum habe ich folgenden Text gefunden:

    Viele OMs sind verstorben; viele QSO-Runden gibt es nicht mehr; viele haben wegen des hohen Störpegels das Hobby aufgegeben; viele Themen, die den Amateurfunk ausmachen, werden gar nicht mehr behandelt. Der Amateurfunk ist wie alles im Leben starken Epochenwechseln unterworfen.
    DL1BU, DK7KO, DL9AH, DL3LH, uvm. sind Geschichte – wie recht der Kommentator hat. Wir Oldtimer sterben aus und landen auf dem Müllhaufen der Geschichte des Amateurfunks.

    Was jedoch bleibt – hoffentlich ist:

    The Amateur’s Code Paul M. Segal, W9EEA (SK)
    originally written in 1928, this version from 1947.

    The Amateur is Gentlemanly . . .

    He never knowingly uses the air for his own amusement is such a way as to lessen the pleasure of others. He abides by the pledges given by the ARRL in his behalf to the public and the Government.

    The Amateur is Loyal . . .

    He owes his amateur radio to the American Radio Relay League, and he offers it his unswerving loyalty.

    The Amateur is Progressive . . .

    He keeps his station abreast of science. It is built well and efficiently. His operating practice is clean and regular.

    The Amateur is Friendly . . .

    Slow and patient sending when requested, friendly advice and counsel to the beginner, kindly assistance and cooperation for the broadcast listener; these are marks of the amateur spirit.

    The Amateur is Balanced . . .

    Radio is his hobby. He never allows it to interfere with any of the duties he owes to his home, his job, his school, or his community.

    The Amateur is Patriotic . . .

    His knowledge and his station are always ready for the service of his country and his community.

    Siehe auch:

    John Devoldere, ON4UN, und Mark Demeuleneere, ON4WW: Ethik und Betriebshinweise für den Funkamateur. PDF; 623 kB

    Wenn ich so manches mal über die Bänder drehe, frage ich mich warum einige Ömer mit aller Gewalt den Amteurfunk in den Dreck treten? Das hören auch Nicht FA`s und die ganze Welt.

    Walter DL3LH

12. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Ich beobachte Conny`s Seite seit langer Zeit und bin der Überzeugung, dass sie von unschätzbarem Wert für die Zukunft unseres Hobby`s ist.

    Ich vermute, dass nur wenige das bislang begriffen haben. Die Seite bietet nicht nur die grundlegenden Kenntnisse, die zum Amateurfunk-Leben notwendig sind, sondern ist auch Quelle unseres Hamspirit, unserer geschichtlichen Verantwortung und Inspiration für den Amateurfunk. Die Idee von Conny solch eine Seite ins Leben zu rufen empfinge ich als einzigartiges Geschenk – und ich kenne viele, viele Seiten von Selbstdarstellern aus unseren Reihen, ohne wesentlichen Erkenntnis Gewinn für unser Hobby.
    Conny`s Seite ist ein Haus des Wissens über alle Bereiche unseres Hobby`s, bis hin zu speziellen Themen über Antennen und deren Wirksamkeit, die auf keiner mir bekannten Seite zu finden sind. Heute, wo jeden Tag über erneuerbaren Energien philosophiert wird ist die Verantwortung des FA beim Betrieb seiner RIG von eminenter Bedeutung. Natürlich weis jeder denkende FA das es keine erneuerbaren Energien gibt, weil die Summe aller Energien eine Konstante ist. Es nur eine Redensart um das Volk zu verblöden. Jedoch gilt die Tatsache, dass wir in der BRD drei Erden an Ressourcen verbraten, dabei gibt es bekanntlich nur eine – unabhängig davon, dass andere bis zu 30 Erden verbrauchen, auch die nur eine.

    Der Inhalt der Seite ermöglicht es jedem Funk -Interessierten sich weiter zu bilden um damit Innovation und Fortschritt voran zu treiben. Darüber hinaus ist die Seite auch ein Ort um die Schönheit und Eleganz der Mathematik zu studieren die zum Verständnis der HF- technischen Zusammenhänge unbedingt notwendig ist. Die vielfältigen Themen und Nachschlagewerke in Form von Zeitschriften von dunnemals erinnern uns an die Großartigkeit und Schaffenskraft vieler ehemaliger Funkamateure und Ingenieure längst vorgegangener Zeiten.
    Die Seite ist auch Vermächtnis und Erbe an nachfolgende Generationen von Funk-Interessierten, so lang die Seite bestehen bleibt. Sie kann das Erbe für unsere Newcomer sein und es liegt in der Verantwortung jetziger FA`s, sie zu schützen und zu bewahren.
    In der objektiven und richtigen Betrachtung der Seite mit den passenden Augen eines wahren FA ist sie nicht nur ein physischer Ort, sie ist auch die Grundlage unserer Existenz als Funkamateur und ein Spiegelbild unseres Denkens. Die Wertigkeit lässt sich nicht in Zahlen ausdrücken, sie ist aber ein kollektives Gut, das wir alle teilen und schätzen sollten. Die Zukunft wird es zeigen ob wir Funkamateure das verstanden haben.

    73, Walter, DL3LH

13. Nachtrag zu meinem Beitrag vom 19. Mai:

    Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Wo Licht ist, gibt es auch Schatten.
    Eine Gefahr für die Qualität der Seite besteht darin, dass die vielen Möchtegern HF-Fachleute, die auf YouTube ihren Unsinn verbreiten hier auf der Seite zu Wort kommen. Der Normalamateur und vor allem der Newcomer kann nicht unterscheiden was richtig ist oder völliger Blödsinn, vor allem wenn dieser hier auf der Seite hofiert und präsentiert wird.
    Als ein Beispiel sei der Beitrag über Sperrkreise und das zugehörige Video zur W3DZZ genannt. Soviel Unkenntnis auf einen Haufen, da kräuseln sich mir die Nackenhaare. Besonders die Kommentare unter dem Video zeugen was solche Beiträge anrichten und wie schnell Unsinn sich verbreitet. Betreutes Denken könnte man meinen.
    Conny ist dabei kein Vorwurf zu machen, denn sie ist ja nicht verantwortlich für die Videos, dennoch müssen Textbeiträge in ihrer Verantwortung, die scharf an der Grenze zu „völligem Unsinn“ und „Falsch“ verlaufen, vor Veröffentlichung sorgfältigst auf Richtigkeit überprüft werden weil die, die Qualität der Seite zu Nichte machen und auf Ramsch-Niveau herabsetzen.
    Die Seite wird auch von Profis und Ömern weltweit gelesen, die Ahnung von der Materie haben und schnell den Eindruck bekommen: Noch eine Seite von reichlich
    HF-technischem Unsinn und Falschdarstellungen, was soll das? Davon gibt es ja reichlich genug im Netz.
    Ein Fachbuch Autor könnte sich das niemals leisten, der wäre für alle Zeit ausgelöscht.

    Mit einer Träne im Knopfloch, bitte, Klasse statt Masse.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

14. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Was denkt KI über den heutigen Amateurfunk?

    Die Zukunft des Amateurfunks ist gefährdet, dennoch vielversprechend, da er sich kontinuierlich an technologische Entwicklungen anpasst. Neue und moderne Technologien werden und könnten dem Amfunk Zukunft geben und eine entscheidende Rolle spielen.
    Es gibt jedoch enorme Herausforderungen, wie die Gewinnung jüngerer Menschen für das Hobby und die Überbrückung der enormen Meinungsverschiedenheiten innerhalb der Amateurfunkgemeinschaft. Der von der Auflösung bedrohte DARC hat beispielsweise neue Ziele für 2030+ entwickelt und Themen wie Nachwuchsgewinnung, Mitgliederpflege und Öffentlichkeitsarbeit für wichtig erklärt. Der vereinfachte Zugang zum Amateurfunk dient nur zur Gewinnung neuer Mitglieder um mehr Geld in die Kassen zu spulen, um die enormen Gehälter der Verantwortlichen im DARC zu sichern. AmFunk muss, sollte er eine Zukunft haben, nur von Menschen mit entsprechenden Enthusiasmus – ohne Bezahlung – vertreten werden, wie in den Anfängen mit den vielen inzwischen fast vergessenen Amateur-Persönlichkeiten, die es heute schwer fällt zu benennen.
    Die vielen Vereine, die den AmFunk in den Mittelpunkt stellen, sprechen eine deutliche Sprache für die Zersplitterung der Amateurgemeinschaft. Nur gemeinsam ist man stark, das haben die Verantwortlichen immer noch nicht begriffen. Selbst der vereinfachte Zugang durch die Einführung der Klasse N bringt den AmFunk kaum weiter. Zur Förderung des AmFunks sind diese Maßnahmen wenig geeignet, daher gibt es eine starke Betonung auf die Bedeutung des Amateurfunks für Notfallsituationen als Ablenkung auf Nebenschauplätze. Notfälle bewältigen sind Aufgabe des States und keine vornehmliche Aufgabe des AmFunks. Betont wird auch die Rolle als Bildungswerkzeug allerdings nur, wenn es künftig gelingt eine Gemeinschaft zu bilden, wie die Freiwillige Feuerwehr, das Technische Hilfswerk und die vielen Ehrenamtlichen, ohne die es düster aussehen dürfte. Die Einbindung sozialer Medien – als letzte Maßnahme – ist vermutlich der Griff nach dem berühmten Strohhalm.
    Natürlich bleibt der Amateurfunk ein interessantes Hobby, das sich weiter entwickelt, es sei denn, es wird nicht durch ständig strengere Lei(d)linien,
    zunehmende Störungen und zunehmende Ablehnung seitens der Bevölkerung, zerstört. Früher war der Nachbar stolz darauf einen Amateurfunker als Nachbar zu haben und hat sich damit gebrüstet. Lang, lang ist es her.

    Gestern standen wir am Abgrund, heute sind wir einen Schritt weiter!

    Dr. Walter Schau, DL3LH

    Literatur:
    (1) Geschichte des Amateurfunks – Amateurfunk by DL2FBO. https://afu-base.de/geschichte/.

    (2) Die ungewisse Zukunft des Amateurfunks – DD1GO / HSØZKJ. https://dd1go.de/die-ungewisse-zukunft-des-amateurfunks/.

    (3) News: „Zukunft des Amateurfunks“ liefert neue Impulse – DARC. https://www.darc.de/nachrichten/meldungen/aktuelles-details/news/zukunft-des-amateurfunks-liefert-neue-impulse/.

    (4) Diskussion mit dem Vorstand zur „Zukunft Amateurfunk“. https://www.darc.de/nachrichten/meldungen/aktuelles-details/news/diskussion-mit-dem-vorstand-zur-zukunft-amateurfunk/.

15. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Zu den sich ständig wiederholenden Fragen zur Grenzempfindlichkeit von Empfängern sei folgendes bemerkt:

    Jeder Empfänger hat am Empfänger Eingang einen Vierpol, mit einer Rauschspannungs- und einer Rauschstromquelle, die teilweise oder ganz miteinander korreliert sind. Ist der Empfängereingang offen, dann ist die Rauschspannungsquelle unwirksam, ist der Empfängereingang kurz geschlossen, ist die Rauschstromquelle unwirksam.
    Wird ein reeller Widerstand an den Eingang des RX geschaltet, dann wird eine Rauschleistung Pr= kTB eingespeist, Das sollte sich bei einem rauscharmen Rx am
    S-Meter bemerkbar machen. Im KW Bereich überwiegen die Störungen und die Grenzempfindlichkeit ist von untergeordneter Bedeutung, obwohl schon der Rx Drake 2 B für den KW Bereich als Rauschgenerator von der Ömern bezeichnet wurde.
    Allerdings, im UKW, UHF, SHF Bereich und höher ist die Rauschzahl die bestimmende Größe für die Qualität des Rx. Ist der Rx ein Rauschgenerator durch falsche Auslegung der Eingangsstufe, dann können im Rauschen liegende Signale nicht – ohne technische Tricks – detektiert werden. sie gehen im Rauschen unter. Besondere Situationen treten auf bei Raumsonden und geostationären Satelliten mit Streckendämpfungen von 250 dB und mehr. Selbst auf den „Gleichstrom“ 2-Meter Band macht sich die Dämpfung der Freiraumausbreitung, die mit dem Quadrat der Entfernung zunimmt, bemerkbar. Zwar haben Parabolantennen wie Raisting 1 u 2 uva verfügbare Gewinne von etwa 60 dB und die Antenne im Satelliten etwa 6 dB, die die Streckendämpfung reduzieren, dafür empfangen die erdgebundenen Antennen zusätzlich das frequenzabhängige galaktische Hintergundrauschen von etwa 50 Kelvin, wenn sich die Schüssel in der Opferrollen Position befindet. Da die Leistung des Senders im Satelliten begrenzt ist, können nur von Rx`e mit rauscharmen Eingangsstufen mit F < 1 und adaptiven Verhalten Nutzsignale, die im Rauschen liegen, empfangen werden. Zu beachten ist, das sich die bei Umgebungstemperatur To gemessene Rauschzahl vergrößert, wenn die Antenne in den Himmel gerichtet wird und die Rauschtemperatur des Weltraum sieht. Ob der Rx ein Rauschgenerator ist oder nicht, kann der Amateur leicht feststellen, wenn man den Eingang mit einem reellen Widerstand abschließt und diesen in flüssige Luft oder flüssiges Helium steckt. Vermindert sich die Anzeige am S-Meter, nur dann ist der Rx brauchbar. Abschlusswiderstände am Ende eines SemiRigid Kabels erlauben diese Prozedur.
    Werden bei höheren Frequenzen, im Mikrowellenbereich, verstärkende, rauscharme Eingangsstufen vor dem Mischer verwendet, dann ist die Rauschzahl bei To in etwa identisch mit der verfügbaren Leistungsverstärkung der Stufe. Hier haben parametrische Verstärker, deren Pumpfrequenz allerdings oberhalb der Eingangsfrequenz liegen muss ihre besondere Bedeutung, vor allem wenn diese gekühlt betrieben werden.
    Abwärtsmischer als Eingangsstufe mit reellen Mischelementen haben Rauschzahlen bei To in etwa identisch mit dem Mischverlust und vergrößern das Gesamtrauschen nach Friis der Empfangseinrichtung. Zum Einsatz kommen hier Parametrische Abwärtsmischer mit Kapazitäts-Dioden und Mischgewinn durch Beschaltung der Spiegelfrequenz mit einem reellen Widerstand.

    Wer mehr wissen möchte, dem empfehle ich:

    1. Die Telefunken Röhre, Heft 33, Okt. 1956, Prof. H. Rothe

    2. Elektronisches Rauschen Blum, Alfons:
    Verlag: Vieweg & Teubner, 1996
    ISBN 10: 351906183X / ISBN 13: 9783519061830

    Dr. Walter Schau, DL3LH

16. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Zum leidigen Thema Balun und Co.

    Solche oder ähnliche Hf-technischen Bauelemente haben im aktiven Zweig einer Antennenanlage nichts zu suchen.

    Ein Vierpol, aufgebaut nur mit Induktivitäten, kann keine reellen Impedanzen, weder an den Eingangs- noch an den Ausgangsklemmen, erzeugen. Es gibt daher keinen 1 : 1., 1 : 2 oder einen 1 zu plumps Übertrager. Die Hf-technische Übertragungsfunktion eines beliebigen Vierpols mit magnetisch gekoppelten Spulen hat frequenzabhängige Eigenschaften, die sich leicht berechnen lassen. Die HF wirksamen Eigenschaften ergeben sich erst durch die äußere Beschaltung, wie Quell- und Lastimpedanz. Dazu müssen diese bekannt sein, entweder durch Messung oder Rechnung. Es gibt daher keine Kochrezepte für die Ausführung eines HF-Übertragers: Jede, absolut jede Antennenanlage ist einmalig. Deshalb funktioniert jeder HF-Übertrager – egal welcher Art – bei dem einem gut und bei dem anderen ist er unbrauchbar, und es ist daher müßig darüber zu diskutieren. Man kann nur Aussagen über die Funktion machen, wenn Quell- und Lastimpedanz sowie die Vierpol Eigenschaften, berechenbar aus L1, L2, L3 usw und der jeweilige Koppelgrad k zwischen den Induktiven bekannt sind. Daher gehen Betrachtungen wie „Transmission Line Transformers“ von J. Sevick, W2FMI u.a.völlig am Thema vorbei, haben keinen Erkenntnisgewinn, weil die Angaben zwischen welchen frequenzabhängigen Impedanzen die gemessenen Eigenschaften gelten, nicht mitgeliefert werden. Das Gleiche gilt für Ausführungen von dem verstorbenen W. Wippermann. Leider hat der Kontakt mit ihm nicht gefruchtet.
    Sind Quell- und Lastimpedanz sowie die Internen Vierpol Parameter des Bauteils als Funktion
    der Frequenz bekannt, kann man sehr genau die Eigenschaften des erweiterten VP und damit die gesamte Antennenanlage und die tatsächlich abgestrahlte Leistung EIRP berechnen.
    Siehe Ausführungen über eine sorgfältig dimensionierte Antennenanlage von HB9AWJ – ohne Balun.
    Abhandlungen, wie „Warum Balun nicht so richtig funktionieren“ u.ä. helfen da nicht weiter sondern verwirren nur. Man braucht sich ja nur die von Amateuren verursachten Koppler ansehen. Attribute wie „Voll symmetrischer Koppler“ und dann noch ein aufwändiger Kellermann Balun direkt am Senderausgang, welch ein Unsinn. Es zeigt nur das der Entwickler keinerlei Ahnung von HF-Technik hat oder hatte.
    Auch Kopplern mit nur fest gekoppelten Spulen – ohne Veränderung des Koppelgrades – sind für Mehrfrequenzbetrieb – und um den geht es ja her – völlig ungeeignet für eine optimale Antennenanlage.
    So gibt es weder einen Strom- noch einen Spannungsbalun o.ä. Sprachverwirrungen. Es gibt einen VP mit 2 oder mehr Eingangsklemmen und mit 2 oder mehr Ausgangsklemmen. In unserem Fall mit einem Eingangs- und Ausgangstor, egal ob einseitig auf Massepotential oder im Potential frei schwimmend – und das mit ganz bestimmen HF-Eigenschaften.
    Wird ein HF- Übertrager direkt am Senderausgang betrieben, ist die Quellimpedanz meist 50 Ohm, nicht bei Leistungsstufen mit Röhren! Dann stellt sich an den Ausgangsklemmen immer eine Ausgangsimpedanz mit induktivem Anteil ein. Die Antennenanlage bietet dagegen eine von der Antennenanlage abhängige Lastimpedanz Za an. Der immer notwendige Koppler muss jetzt die beiden Impedanzen verarbeiten, so dass konjugiert komplexe Anpassung am Ein- und Ausgang erreicht wird. Die dazu notwendigen Blindelemente, natürlich für die gewollten Frequenzen, kann man leicht bestimmen und damit die Variationsbreite von L und C bzw. L, C und dem frequenzabhängigen Koppelgrad k.

    Wie lange dauert es wohl noch, bis sich diese Tatschen bei den Amateuren rumgesprochen haben. 10 Jahre, 20 Jahre oder mehr? Genau so mit der Handfunkkiste 5 R. Das Ding ist aus berechtigtem Grund in der BRD verboten, dennoch werden umfangreiche Programmier- und Betriebsanleitungen angeboten, wozu????

    Dr. Walter Schau, DL3LH

    .

17. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Ich bin lange genug Funkamateur um Omer kennen gelernt zu haben, die eine PA mit der erlaubten Leistung betreiben. Dabei ist die PA groß wie ein Kühlschrank, das Netzteil hat Rollen weil man sich ein Bruch heben würde, wollte man es auf den Stationstisch wuchten. Betrieb mit Dreiphasen Anschluss ist notwendig, weil die normale Absicherung nicht ausreicht. PA`s mit Röhren wie 4CX15000A, 4xGU78b, 4CX3000A, 4CX10000D geben Hinweis auf die erlaubte Leistung. Für Big Guns und anspruchsvolle Contester ist eine 100 Kilowatt-Endstufe die passende Lösung.
    Der durchschnittliche Verbrauch an elektrischer Energie eines 2 Personen Haushaltes liegt bei etwa 3000 KWh, mit steigender Tendenz. Nur, wer macht sich schon mal Gedanken darüber was eigentlich 1 KWh an elektrischer Energie bedeutet? Laut täglicher Berieselung und betreutem Denken durch die Medien muss Energie gespart werden, sollen die festgelegten Energieziele erreicht werden.
    Was bedeutet nun die Arbeit W = 1 KWh? Kraft ist gleich Masse mal Beschleunigung. Heben wir zB. eine Masse
    m = 1000 kg auf die Höhe h dann ergibt sich ein notwendiger Energieaufwand von Kraft mal Weg h. Fragen wir uns nun wie hoch man mit der Arbeit von einer KWh einen Behälter mit 1000 kg Wasser auf die Höhe h bringen kann, folgt mit der Si Einheit 1 Ws = 1 kg mal Meter zum Quadrat, dividiert durch Sekunde zum Quadrat, nach kurzer Rechnung eine Höhe h = 366, 9 m! Mit einer einzigen KWh kann man also die Masse von einer Tonne auf eine Höhe von rund 367 Meter heben. Wer hätte das gedacht? Jetzt Gehirn einschalten und ,,,,,, nachdenken.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

    .

18. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Vom ICH zum WIR:

    Der AmFunk ist ein großartiges Hobby, das es zu bewahren gilt. Nur wie? Bestimmt nicht über die Rekrutierung neuer Mitglieder für DARC und Co, damit die Verantwortlichen ein übergutes Einkommen haben.
    Sollen junge Menschen für den Amateurfunk begeistert werden, muss man in der Lebensphase beginnen, in der noch Begeisterung und Neugierde vorrangig sind. Genau wie Werkunterricht, Kochen und andere Arbeitsgemeinschaften, gehört in jede Schule eine AG AmFunk mit einer Schulstation, wo man selbst am VFO drehen kann. Platz für Antennen ist ja reichlich vorhanden und Geld auch. Neugierde wecken durch: Etwas erleben, was ein Freund nicht kann oder hat.
    Anstatt Geschichte von Anno Dunnemals, die Entwicklung des Funkwesens mit den vielen Facetten bis zu den heutigen Verschlüsselungstechniken. Unterstützend dazu Öffentlichkeitsarbeit um den AmFunk bekannter zu machen, wie z.B. die Vorträge in Abendveranstaltungen über Physik an diversen Hochschulen. Diese werden von unseren Jüngsten gierig in Anspruch genommen, warum nicht auch mal AmFunk am lebenden Objekt in einem Hörsaal an einer Uni oder Schule, Berufsschule oder Gymnasium. Der OM könnte doch auch mal mit seinem Nachwuchs oder Enkel solche Veranstaltungen besuchen, anstatt hunderte Kilometer zu HAM Treffen zu fahren oder sich über 59+30, den gekauften Transceiver oder über Krankheiten auszutauschen oder sich auch noch über die miese Modulationsqualität der Gegenstation zu echauffieren. Wie spannend waren doch Schwarz-Weiß Filme über AmFunk von dunnemals im ÖRR oder der Film „Das unsichtbare Netz“ oder Xarifa?
    Lesch erzählt bis zum Erbrechen über Himmelskörper, die Milliarden von Lichtjahren entfernt sind und unser Vorstellungsvermögen stark strapazieren. Dann erzählt er über Themen die absolut nichts mit seinem Fachgebiet zu tun haben und den per Zwangsgebühren belasteten Zuseher nur langweilen. Warum nicht mal Spannendes über die Entwicklung der Funktechnik, ohne die wir in der Steinzeit wären? Kein Rundfunk, kein Fernsehen, kein Handy, kein Navi!! Eine groteske Vorstellung nicht nur für die Kids. Vermutlich lässt sich damit kein Geld verdienen, die L. sehr nötig hat.
    Der AmFunk könnte eine lebendige Gemeinschaft von Enthusiasten sein, die sich schätzen und nicht gegenseitig beleidigen. Würden die vielen Ömer mit ihren aufgeplusterten Seiten und die wachsende Zahl von YouTubern weniger an ihrer Selbstdarstellung arbeiten anstatt mehr Wert auf HamSpirit und Begeisterung für unser Hobby legen, dann, ja dann ….. Vom Ich zum Wir.

    Wann hast Du OM im QSO letztmals über Technik gesprochen, ich meine nicht die 3 Worte über die Antennenanlage, nicht darüber ob die Modulationsqualität ausreichend ist, sondern so richtig über Technik, z.B. der Antennenanlage? – der einzig verbleibende Bereich, wo noch ganz viel Luft nach oben ist. Wie kann man heute noch eine W3DZZ, G5RV, ZS6BKW, Doppeldipol u.ä., und Verlustbringer wie Balun und Co., nebst den hin gebastelten Kopplern aus Amateurhand betreiben und dann damit auch noch zufrieden sein?

    Der vereinfachte Zugang zum AmFunk geht in die falsche Richtung. Was man (fast) geschenkt bekommt ist nichts Wert. Worauf kann der OM denn noch stolz sein?: Auf den gekauften Transceiver, auf die gekaufte Antenne, den gekauften Koppler, die gekaufte Koax- oder Zweidrahtleitung, die gekaufte Endstufe? Ob die Klasse N eine Bereicherung bringen wird? Noch mehr Frontplattenschnacker auf den UKW Relais.

    Angenommen ein interessierter SWL hört auf Empfehlung eines OM auf Twente mal auf 7200 KHz. Das was er da hört ist in den meisten Fällen kaum Anlass sich näher mit dem AmFunk zu beschäftigen. Beschimpfungen aller Art, teilweise unter der Gürtellinie, mit wenigen Ausnahmen.Dann das nichtssagende und hohle Gesülze soll der hoch gepriesene Amateurfunk sein? Wen will man damit begeistern? Bestimmt nicht unsere Kidis, die verlangen nämlich etwas mehr. Nur, ohne Nachwuchs stirbt der AmFunk aus. Gute Nacht.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

19. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Ergänzung zu meinem Beitrag vom 9. März 2024, immer wieder auftretende Fragen zur Funktion einer Antennen- Speiseleitung. Genaugenommen kann uns das eigentlich egal sein, denn die HF findet ihren Weg, entweder als abgestrahltes Signal oder Wärme.

    Dennoch: In einem Gleichstrom- und Wechselstromkreis fließt der Strom in dem einen Leiter hin und dem anderen zurück zur Quelle. Der Kreis ist geschlossen, deshalb Kreis.

    Auf einer Antennenzuleitung sind die Verhältnisse völlig anders. Hier fließt kein Strom in dem einen Leiter hin und dem anderen zurück, sondern auf der Leitung läuft eine geführte elektromagnetische Welle bestimmter Frequenz. Die Welle wird beschrieben durch die Feldkomponenten
    E und H der Betriebsfrequenz, die sich zeitlich ändern. Der Vorgang ist ausführlich in dem Beitrag „Die Zweidrahtleitung als Wellenleiter“ beschrieben. Je nachdem welche Gegebenheiten die Welle nun am Kopfpunkt (KP) der Leitung elektrisch vorfindet, entsteht eine rücklaufende Welle zurück in Richtung Quelle oder in seltenen Fällen auch keine.
    Ist am Kopfpunkt der Leitung eine Antenne angeschlossen, dann hat diese eine frequenzabhängige Impedanz, die zu einem Reflexionsfaktor (Betrag) r > 0 führt, bzw. einem VSWR > 1. Auf der Antenne entsteht jetzt eine STEHENDE Welle, die sich im Takt der anregenden Frequenz zeitlich verändert. Strom- und Spannungsquoten bleiben immer an der gleichen Stelle.

    Wir haben also zwei wesentliche Übergänge. Einmal der Übergang von der HF- Quelle (Sender) mit der verfügbaren Leistung Pv am FP der Leitung und dann der Übergang am KP der Leitung zur Antenne mit der Wandlung der fortschreitenden Welle auf der Leitung in eine stehende Welle auf der Antenne.
    Am FP der Leitung wird eine HF-Schwingung an den Eingang der Leitung gelegt. Wie die Umwandlung einer Schwingung in eine Welle funktioniert ist im Beitrag: „Die Antenne macht die Musik“ ausführlich behandelt. Gibt es auf der Leitung eine rücklaufende Welle durch Fehlabschluss am KP der Leitung, dann gibt es eine Fehlanpassung zwischen Quelle und Eingang der Leitung, d.h. ebenfalls ein Reflexionsfaktor r, der die verfügbare Pv Leistung der Quelle reduziert, sogenannte Fehlanpassung. Dieser RF ist NUR abhängig von dem RF am KP der Leitung mit der Wirkung, dass der Quelle (Sender) dann nicht mehr die maximal mögliche Leistung – sprich verfügbare Leistung – entnommen werden kann. Diese Fehlanpassung muss durch eine Transformationsschaltung (Koppler) beseitigt werden.
    Sämtliche Vorgänge auf der Leitung werden vom antennenseitigen Reflexion Faktor bestimmt, der sich aus der frequenzabhängigen Antennenimpedanz und dem komplexen (frequenzabhängigen) Wellenwiderstand der Zuleitung berechnet. Siehe die Zweidrahtleitung in der Praxis.
    Da eine HF-Wellenleitung immer Verluste hat, reduziert sich der Betrag des RF vom KP der Leitung bis zum FP um den Dämpfungswert a, der von den Leitungseigenschaften und der Frequenz abhängig ist.
    Der RF hat auch eine Phasenlage, die kapazitiv oder induktiv sein kein. Daher verändert sich der RF als Funktion von Wellenwiderstand, Länge und Dämpfungswert der Leitung nicht nur im Betrag, sondern auch in der Phase. D.h. die Leitung transformiert die Antennenimpedanz in eine Eingangsimpedanz am Ausgang des Kopplers. Wird die Antenne z.B. in ihrer natürlichen Resonanz betrieben, dann verschiebt sich diese Resonanz durch die Transformation-Eigenschaft der Leitung. Den Vorgang kann man leicht im Smith- oder Buschbeck Diagramm übersehen. Die Zuleitung zur Antenne ist also nicht nur Bestandteil der Antenne, sondern maßgeblich beteiligt bei der Impedanztransformation und der Leistungsübertragung. Eine Antenne in ihrer natürlichen Resonanz zu betreiben und an ihr herum zu schnippeln ist daher völliger Quatsch, vor allem weil alle Vorgänge frequenzabhängig sind.
    Dunnemals wurde die natürliche Resonanz der Antenne angestrebt, weil die Fußpunktimpedanz dann nahezu reell ist und ungefähr identisch mit dem Wellenwiderstand des verwendeten Koaxkabels um hohe Verluste auf dem Kabel zu vermeiden. Bei erhöhtem VSWR geht außerdem die thermische Belastung des Kabels in den Keller.
    Bei Richtantennen, Antennen für höhere Frequenzen und einige Sonderanwendungen sind Koaxkabel dennoch sinnvoll.
    Wie die Antenne die Abstrahlung und die Anpassung an den Wellenwiderstand des freien Raumes meistert, kann in diversen Abhandlungen über Antenne nachgelesen werden. Der Vorgang ist zeitabhängig und nicht leicht zu verstehen, denn die Antenne hat ein reaktives Nahfeld und ein strahlendes Fernfeld mit absolut divergierenden Eigenschaften. Siehe Beitrag: Rechnen oder Messen. Die Übertragungsstrecke Antenne – Empfänger ist ein Vierpol, der mathematisch beschrieben werden kann. Hier sei auf den Beitrag: Die Antenne macht die Musik verwiesen.
    Wird in den aktiven Bereich der Antennenanlage ein Balun oder ähnlicher Unsinn eingebaut tritt die Frage auf: Was macht der Vierpol mit den Wellen? Jedenfalls nicht das was mit Strömen usw. versucht wird zu erklären. Daraus wird verständlich, dass bildliche Darstellungen zur Erklärung einer Mantelwellensperre mit Strömen auf dem Innen- und Außenleiter irreführend und totaler Unsinn sind, wie im Begriff MWS richtig ausgedrückt – es geht um Wellen und nicht um Ströme.
    Ein HF- Wicklungs-Transformator beliebiger Ausführung kann mathematisch exakt berechnet werden und hat in dem Bereich der Wellen nichts zu suchen. Ein Balun am KP einer Antenne zeugt nur von völliger Unkenntnis der HF-Technik. (Siehe Fritzel FD4 usw, usw.)
    Eine symmetrische Antenne, die es nur in der Theorie gibt, verlangt eine symmetrische Zuleitung mit einen möglichst hohem Wellenwiderstand aus gut leitfähigem Material wie Kupfer oder Alu und keine flexible „Lautsprecher Leitung“ oder ähnlicher Unsinn, einen symmetrischen Koppler ohne Balun und Volldraht mit ausreichendem Querschnitt, der die HF-Strombelastung meistert und wegen des Skin-Effektes groß genug zu wählen ist. Das Gleiche gilt für die Antenne, ähnlich wie bei der Hausinstallation, wo es selbstverständlich ist einen ausreichenden Leiterquerschnitt zu wählen, will man Brände vermeiden. HF verursacht auch Brände!!
    Asymmetrische Antennen mit oder ohne Transformationsleitung – Langdraht u. Co. – können mit passenden Blindelementen verlustarm angepasst werden. Magnetische Komponenten wie Balun u. Co. haben auch hier nichts zu suchen.
    Wird am Ausgang des Senders ein VSWR = 1 eingestellt, dann gilt bis rauf zur Antenne – an jeder beliebigen Schnittstelle – konjugiert komplexe Anpassung und die gesamte Anlage ist optimal abgestimmt. VSWR = 1 sagt aber nichts aus über die Verluste der Antennenanlage. Hier sei wieder auf den Beitrag: „Die Antenne macht die Musik“ verwiesen. Eine Antennenanlage sollte berechnet und nicht hin gefummelt werden. Siehe diverse Beiträge von HB9AWJ.
    Wozu sind denn OV`s und andere Clubs denn sonst da?

    Dr. Walter Schau, DL3LH

20. Hallo Freunde des Amateurfunks und Besucher der dl2fbo Seite.

    Unterstütze Conny doch dahin gehend, das ihre Seite zu einer Top Level Seite wird und die vielen langweiligen Seiten der Selbstdarsteller in den Schatten stellt.

    Conny, so wie ich Dich durch unseren Email Kontakt einschätze ist es für Dich eine einfache Sache und alles bekannt, dass:

    1. nur hochwertige, stimmige und aktuelle Inhalte auf der Seite erscheinen sollten, mit der Beantwortung der vielen Fragen der an der Funktechnik Interessierten, die bisher nicht gut oder gar nicht beantwortet wurden.
    Google und Co. sendet Traffic zu Seiten, die informative und außergewöhnliche Antworten bieten. Dazu gehört die Nutzung von Tools zur Keyword-Recherche um relevante Fragen zu finden.

    2. die Optimierung der Web Seite für Suchmaschinen (SEO) mit besonderem Augenmerk auf Meta-Tags, saubere URLs, schnelle Ladezeiten und mobile Optimierung wichtig ist. Die Verwendung der „Google Search Console“ um die Seite zu überwachen und zu optimieren. Hilfreich ist es die Seite bei „Google My Business“ zu registrieren unter Verwendung der Branchenportale.

    3. die Verlinkung mit anderen, interessanten Websites unter Anwendung von hochwertigen Backlinks den Traffic auf die Seite erhöht..

    4. das Social-Media-Marketing nicht zu unterschätzen ist, in dem Inhalte auf Social-Media-Plattformen veröffentlicht werden, um mehr Sichtbarkeit und Interesse zu erlangen. Hier bist Du als Seitenbesucher oder OM gefragt. Auch eine Möglichkeit den AmFunk zu retten.

    5. die Werbetrommel zu drehen eine wichtige Stütze ist. Auch bezahlte Werbung kann helfen, wenn es das Budget erlaubt. Spenden können den Budget Topf füllen von Ömern und Co, wenn der Name mit oder ohne Rufzeichen als Unterstützer auf der Seite verewigt wird. Auch ein interessanter Kommentar hilft. Hier bist Du als Leser der Seite gefragt. Conny kann nicht alles alleine machen.

    Bist Du an der spannenden Funktechnik interessiert?, dann hilf mit die Seite von Conny zu einer Top Level Seite zu machen. Dazu ist aber ein wenig Aktion gefragt, nicht nur auf dem Band, dem WebSDR oder dem Herunterladen meiner technischen Beiträge.

    Es gibt im Internet viele Hinweise auf Methoden, die Traffic auf die Seite bringen und die es lohnt als zukünftiger Unterstützer mal anzuschauen.

    Ich habe mal ein wenig gestöbert und folgende Hinweise gefunden:

    76 Bewährte Methoden um Traffic auf der Webseite zu generieren.
    https://kinsta.com/de/blog/traffic-deine-webseite-bekommen/.

    11 Profi-Tipps für deine Homepage. https://bing.com/search. oder wie kann ich meine Internetseite zu einer Top Level Seite bringen.
    https://www.oliverpfeil.de/online-marketing/website-bekannt-machen.

    10 Tipps für besser Auffindbarkeit. https://www.kundengewinnung-im-internet.com/internetseite-optimieren/.

    73 Walter, DL3LH

21. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Wie kann man unsere Jüngsten für den Amateurfunk begeistern?

    Ich kann mich erinnern wie mein Enkel staunend bei mir an der Station saß und unendliche viele Fragen zum „Wie geht denn das“ hatte. Da kommt eine Stimme aus dem Lautsprecher, nur wie kommt da ein Onkel rein? Handy`s waren damals noch selten und nicht in Kinder Hand.
    Für ihn war das jedenfalls die Initialzündung für sein Master Studium Nachrichtentechnik in der Sollzeit.
    Meine Mädels hatten andere Interessen haben aber das Handwerkliche von mir verinnerlicht und erfolgreich in einem Technik Beruf umgesetzt. Super.
    Will man der dynamischen Entwicklung der KI die Stirn bieten und mithalten, ist es zwingend und dringend erforderlich sich rechtzeitig mit dieser Technik zu beschäftigen. Die Zukunft liegt in der KI, auch wenn es manchen nicht gefällt oder es nicht glauben wollen.
    Man braucht nur seinen Blick nach zu China richten, Ki bestimmt deren gesamtes Leben.
    Unsere Kidis sind keine kleinen Erwachsenen. Sie lernen durch selber machen, nachmachen und „klauen“ mit den Augen, von den Eltern, von Freunden und Personen die aus Sicht der Kinder nachahmenswert sind. Man sieht das an den vielen „erfolgreichen“ und nutzlosen Influencern.

    Unsere Kidis für Technik zu begeistern und ihre kreativen und analytischen Fähigkeiten zu entwickeln ist eine Verpflichtung!
    Ist Interesse an Technik geweckt, gilt es diese zu fördern und nicht zu bremsen. Wir Amateure werden schon von genügend bescheuerten Verboten ausgebremst. Wie soll ein Bäumchen wachsen wenn es Blätter bildet und diese immer wieder abgeschnitten werden? Was bleibt ist ein Krückstock …..!

    Die beste Investition ist die in unseren Nachwuchs.
    Vorbild ist ( leider) China. Wo wir in einer Stadt eine Uni mit 30 000 Studenten haben und besonders stolz darauf sind, hat eine gleichwertige Stadt in China 30 Unis mit je 30 000 Studenten. Enorme Summen Geld werden in die Ausbildung der China Kidis gesteckt und durch Bankdarlehen realisiert und nicht in nutzlose Gegenstände gesteckt um Leuten zu imponieren die man nicht mag.

    Lernen kostet Zeit, ist nicht vermehr- und daher kostbar. Ein Bastelabend mit den Kidis ist spannender als Mainstream-Fernsehen mit betreutem Denken. Zeit die wir mit unseren Jüngsten verbringen um Technikprojekte zu erkunden und gemeinsames Basteln mit Lego o.ä. ist wertvoll und bringt nicht nur den Kidis Spaß.

    Jedes Kind hat eine eigene Persönlichkeit die es gilt herauszufinden. Wo liegen die Stärken? Was gefällt ihnen am besten?

    Stöbert man ein wenig im Internet findet man:

    Kinder motivieren – aber wie? https://www.tk.de/techniker/magazin/familie/kinder-und-jugendliche/kinder-zu-bewegung-motivieren-2009482.

    Mein Kind motivieren – so geht’s richtig! Persönlichkeitsentwicklung für Kinder. https://bing.com/search?q=Wie+kann+man+Kinder+f%c3%bcr+Technik+motivieren.

    10 Tipps für Eltern: So motivieren Sie Ihr Kind zum Lernen. https://www.scoyo.de/magazin/lernen/lerntipps-lernmotivation/tipps-eltern-so-motivieren-sie-ihr-kind-zum-lernen/.

    Kinder motivieren – so geht’s richtig! Persönlichkeitsentwicklung für Kinder. https://cw-starkekids.de/kind-motivieren/.

    Steigerung der Lernmotivation von Kindern: 10 Tipps – NETPAPA. https://www.netpapa.de/schule-und-lernen/lernmotivation-und-foerderung/.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

22. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Dunkle Wolken ziehen auf.

    „Wer nicht am Tisch sitzt, befindet sich auf der Speisekarte“ spiegelt die aktuelle Situation des Amateurfunks wieder.

    Wir, um die es eigentlich geht, lassen uns von einer kleinen Anzahl von Schreihälsen vorschreiben, was wir zu tun und tunlichst zu lassen haben. Das gilt für den DARC, genau wie für die BNetz Agentur, eine private Firma. Wir, sind an den Entscheidungsprozessen – die uns betreffen – überhaupt nicht beteiligt. Was wir noch tun dürfen ist zahlen, zahlen für Prüfungen, zahlen für die sich angeblich abnutzenden Frequenzen, zahlen, zahlen ,,,,,

    Das Amateurfunkgesetz vom 23. März 1949 wurde zuletzt am 15. Februar 2005 zur aktuellen Fassung zum Nachteil aller verändert. Leitlinien in Form von Gesetzen und Verordnungen sollen Rahmenbedingungen definieren und nichts mehr. Das alte deutsche Amateurfunkgesetz vom 4. März 1949 regelte die Voraussetzungen für die Teilnahme am Amateurfunkdienst und war für alle Zeiten völlig ausreichend.
    Immer mehr – schleichend – wurde uns aus der Hand genommen. Der Großteil der Amateure hat das nicht begriffen oder wollten das nicht begreifen, haben alles hingenommen und abgenickt. Nur einige Amateure wie Arno Weidemann, Nils Schiffhauer, Klaus Neumann, St. Ingbert u.v.a. – leider alle verstorben – haben mit Weitblick rechtzeitig auf die katastrophale Entwicklungen hingewiesen. Es waren einsame Rufer in der Wüste, die noch vom Rest der Amateurgemeinschaft angegiftet, beschimpft, nieder gemacht und auf dem Band ignoriert wurden. „Du A….. verlass meine Frequenz. Ich werde nicht mit Dir reden „!, das war vor einigen Tagen auf 7.2 MHz.

    Das enorme Machtgefalle im Hause der Amateure hatte zur Folge einer totalen Zersplitterung.
    Nur die Platzhirsche und deren Finanzkraft haben entschieden was gut und richtig für uns ist, während der Rest der schweigenden Masse sich an 59+30 beglückte. Kopf in den Sand. Das Ergebnis: Wir stehen auf der Speisekarte. Die dort oben benötigen unsere Ressourcen um zu überleben. Wir bezahlen sie, sie sind unsere Angestellten und nicht umgekehrt.

    Das Funkanlagengesetz (FuAG) regelt grundlegende Anforderungen an Funkanlagen sowie Informations- und Registrierungspflichten und setzt die Richtlinie 2014/53 der EU in deutsches Recht um. Wir FA sind von der Regelung – noch – ausgenommen. Nur, was maßt sich die EU an. Dieser Wasserkopf von Selbstbedienern – nicht mal demokratisch aufgestellt – schreibt uns Deutschen vor, was wir dürfen und was nicht. Politik ist auf dem Band verpönt und nicht gewollt, warum wohl?, obwohl gerade die Politiker, die nichts vom AmFunk versehen, uns ständig gängeln und bevormunden.
    Amateurfunk ist Versuchsfunkt mit allen Freiheiten am Basteln, Ausprobieren und Lernen. Ohne die Altvorderen aus unseren Reihen gäbe es keine technischen Entwicklungen und wir würden uns wohl noch mit Rauchsignalen verständigen. Nur aus der großen Masse kommt der Ideenreichtum und nicht von Wichtigtuern und Selbstdarstellern auf YouTube und Co..
    Gerade heute in der explodierenden Welt des KI können wir Amateure leicht auf der Speiskarte landen. Nur Fairness und gegenseitiger Respekt auf dem Band und untereinander sichert das Überleben des Amateurfunks, der so viel bieten kann – lebenslange Freundschaften über alle Grenzen hinaus – manchmal mehr als eine Ehe.

    Einigkeit macht Stark.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

23. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    HamSpirit, was ist das?

    HamSpirit ist unser Ehrenkodex, der auf gegenseitiger Unterstützung und gegenseitiger Achtung basiert. Schon 1928 hat Paul M. Segal den Begriff geprägt, es ist also nichts Neues. (The Amateur’s Code Paul M. Segal, W9EEA (SK) originally written in 1928).

    HamSpirit ist eine besondere Denke der FA`s, die den Austausch von Wissen und Erfahrungen in den Vordergrund stellt und das ohne eine Gegenleistung zu erwarten.

    HamSpirit wird einem nicht in die Wiege gelegt, HS muss erlernt werden, denn es ist eine ganz bestimmte Geisteshaltung, ein besonderes Gedankengut zum Vorteil der Gemeinschaft, die sich weltweit vernetzt und Information und Inspiration für das gemeinsam ausgeübte Hobby, sowie praktische Anleitungen liefert.

    Grundprinzipien des HamSpirit:

    1. FA`s achten sich gegenseitig, pflegen einen einen freundlichen Umgang, teilen ihr Wissen und Erfahrungen miteinander mit, ohne eine Gegenleistung zu erwarten.

    2. Sie behandeln sich mit Respekt und halten sich an die Regeln und die ethischen Standards des Amateurfunks. Nachzulesen bei John Devoldere, ON4UN, und Mark Demeuleneere, ON4WW: Ethik und Betriebshinweise für den Funkamateur.

    3. FA handeln uneigennützig und helfen anderen.

    4. FA helfen beim Erlernen neuer Betriebstechniken, beim Bedienen von Geräten, dem Optimieren der Station und dem Aufbau einer optimalen Antennenanlage nach aktuellem Wissensstand.

    5. FA lernen durch den Gedankenaustausch und teilen ihr Wissen, um die Fähigkeiten der gesamten Gemeinschaft zu verbessern. Technische Kompetenz ist gefragt, nicht ein Nachplappern nach dem Motto: “ Woher weißt Du das? Ich weiß genau von jemanden, der mir das ganz genau erzählt hat“.

    6. HS fördert das Streben nach technischem Wissen.

    Wie uneigennützig Funkamateure handelten zeigt uns die Vergangenheit. Bevor die bürokratischen Behörden handeln konnten, haben Funkamateure ihre Kommunikations- Infrastrukturen in vielen Fällen bereit gestellt.
    Hier erinnere ich mich an die Sturmflut 1962 wo DJ7 Tante Frieda, Heiner Hahn, DJ4MQ Hans Kolbe, DJ6TM Werner Lafrenz u.a. aus Heide, tagelang die Kommunikation über die Funkamateure in Büsum wie DL3TB, DL3TBC, Fred und Barbara und den technischen Hilfskräften wie Seenotretter, THW, Feuerwehr und Deichgrafen gehalten haben, ohne die Büsum sicherlich total abgesoffen wäre. Alle Leitungen nach Büsum waren tot. Soll aber nicht heißen, dass Notfall Kommunikation vornehmliche Aufgabe der Amateure ist. Das ist Sache der Behörden.

    HamSpirit ist lebendiger Teil der Amateurfunkgemeinschaft und trägt zu ihrer Stärke und Zusammengehörigkeit bei. Ein Vorbild für unsere Jüngsten, soll der AmFunk blühen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

    In diesem Beispiel zeigt sich der Ham Spirit durch die Bereitschaft zur Zusammenarbeit, den Respekt für einander und die technische Kompetenz. Die Funkamateure helfen sich gegenseitig, teilen ihr Wissen mit und tragen so zum positiven Gemeinschaftserlebnis bei.

    Was sagt Wiki dazu?

    Funkamateure sollen sich international dem Geist der Weltoffenheit, Technikbegeisterung, Toleranz, Menschlichkeit und selbstlosen Hilfsbereitschaft widmen. Ziel und Zweck des Amateurfunkdienstes ist die Förderung von Wissenschaft und Forschung, Bildung, Erziehung und Völkerverständigung. .

    Nach den Regeln des HamSpirit agieren die FA`s ungeachtet gesellschaftlicher Unterschiede . Es werden weder politische, religiöse, militärische noch kommerzielle Zwecke im Amateurfunkdienst verfolgt. Wobei der letzte Punkt inzwischen total aus der Mode gekommen zu sein scheint.

    Sucht man ein wenig im Internet, dann findet man:

    (1) Ham Spirit – Wikipedia. https://de.wikipedia.org/wiki/Ham_Spirit.

    (2) Das Amateurfunk-Blog › HAMSPIRIT.DE. https://www.hamspirit.de/.

    (3) HOBBYFUNK.DE – Alles rund um’s Hobby ‚Funk‘. https://hobbyfunk.de/03_afu/hamspirit.php.

    (4) Shop › HAMSPIRIT.DE. https://www.hamspirit.de/shop/.

24. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Ende des PC`s.

    Wer Win 11 verwendet, kennt sicherlich die Recall Funktion, die standardmäßig alle 5 Sekunden einen Snapshot deines Desktops erstellt und die Daten an MS sendet. Diese Momentaufnahmen werden durch KI analysiert, für Werbezwecke verwendet, sind in einer Cloud gespeichert und können jederzeit später aufgerufen werden.

    Das auf diese Weise der gesamte Rechner durchsucht und von der KI bewertet wird, ist anzunehmen. Der nächste Schritt wird dann sein, das der PC komplett von MS übernommen und gesteuert wird. Findet die KI dann Inhalte, die nicht dem aktuellen Mainstream entsprechen wird der alte PC abgeschaltet und unbrauchbar gemacht. Dann ist ein neuer Rechner auf KI Basis fällig oder man schaut in die Röhre.

    Es gibt bislang mehrere Möglichkeiten diese Recall auszuschalten.

    1. Gehe in die Einstellungen und Drücke die Tastenkombination „Windows + i“, um die Einstellungen zu öffnen. Klicke auf Datenschutz und Sicherheit und dann Recall & Snapshots. Stelle den Schalter bei Snapshots erstellen auf Aus.

    2. Drücke die Tastenkombination Windows + R, um das Ausführen-Fenster zu öffnen. Tippe gpedit.msc ein und drücke Enter, um den Gruppenrichtlinien-Editor zu öffnen. Öffne den Pfad: Benutzerkonfiguration / Administrative Vorlagen/Windows-Komponenten/Windows KI. Doppelklicke auf den Eintrag speichern von Momentaufnahmen für Windows deaktivieren und wähle Aktiviert aus.

    Starte Windows neu, um die Änderungen anzuwenden. Falls du die Recall-Funktion später wieder nutzen möchtest, kannst du sie einfach wieder einschalten.

    Ist sicherlich alles bekannt, nur manchmal dauert es doch recht lange bis der FA sich von alten Gewohnheiten trennt. Würde es dann noch Antennenanlagen mit Verlustbringern wie Balun u. Co. im aktiven Teil der Antenne und unsinnige Konstruktionen wie G5RV, ZS6BKW, Stromsummenantennen uva. geben?

    Dr. Walter Schau, DL3LH

    Im Netz findet man:

    (1) Windows 11: Recall deaktivieren (Dauer-Snapshots ausschalten) – GIGA. https://www.giga.de/tipp/windows-11-recall-deaktivieren-dauer-snapshots-ausschalten/.

    (2) How to disable Recall (AI timeline) on Windows 11 – Pureinfotech. https://pureinfotech.com/disable-recall-windows-11/.

    (3) Microsofts Recall läutet das Ende des Personal Computers ein. https://www.heise.de/meinung/Microsofts-Recall-laeutet-das-Ende-des-Personal-Computers-ein-9730298.html.

    (4) Windows Recall abschalten: So zeichnet Windows nicht mehr … – PC-WELT. https://www.pcwelt.de/article/2358332/windows-recall-abschalten-anleitung.html.

    (5) Recall: Wie Microsoft nach heftiger Kritik seine … – t3n. https://t3n.de/news/recall-microsoft-kritik-ueberarbeitet-1629215/.

    (6) Windows 11 24H2: Release-Vorschau wieder verfügbar, Recall entfernt. https://www.heise.de/news/Windows-11-Vorschau-auf-24H2-wieder-verfuegbar-ohne-Recall-9765488.html?wt_mc=rss.red.ix.ix.atom.beitrag.beitrag.

25. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Warum sind heutige Funkamateure so Beratungs-Resistent?

    In unseren Anfängen nach dem Krieg haben wir staunend den wenigen Funkamateuren mit Militärgeräten wie dem Tornister Empfänger Berta gelauscht. Technik ohne Ende wurde da besprochen, Wir waren gierig auf das was dort gesagt wurde. Schule und Schulfunk war Nebensache, den Amateurfunkern, den Göttern der HF-Technik an den Lippen hängen, das war unser Leben.
    Daher nahm der Drang nach der Lizenz ungeheure Züge an, denn wir wollten unsere vielen Fragen zur Technik beantwortet haben. Natürlich hatten wir Technik Experten im Club M17 wie, Hans Kolbe DJ4MQ, Hans Herrmann HenzeDL3VB. Nur, Hans war Lehrer an der Mädchenchule Lüttenheid in Heide und Hans Herrmann, ein begnadeter Radiobastler, war Lehrer an der KFZ-Meisterschule. Die hatten enorm viel Wissen auf ihren Fachgebiet, nur was HF-Technik betraf war es angelerntes Wissen, völlig ausreichend für die Lizenz Prüfung, jedoch nicht ausreichend für alle Fragen, die wir hatten. Bücher von Diefenbach u. Co. lagen unter unserem Kopfkissen und nicht der Struwelpeter. Der Inhalt – wir verstanden fast nichts davon – wurde von uns „gefressen“.

    Also, auf nach Kiel – mit dem Fahrrad – über Rendsburg, über die Drehbrücke rein in die Katakomben der OPD, dem Hoheitsgebiet von Oberpostrat Illgut – mit Nickelbrille. Wir waren etwa 20 Prüflinge.
    „Walter komm mal vor und zeichne mir einen Hartley freischwingend und mit Quarz stabilisiert und erkläre die Funktion, wie funktioniert ein ECO, welche Gittervorspannung gilt für einen Verdoppler usw. usw. Vorher musste natürlich die Morseprüfung bestanden werden, Voraussetzung zur Zulassung zum Technikteil. Da hatte sich schon der Spreu vom Weizen getrennt und die Zahl 20 wurde auf die Hälfte reduziert. Postoberrat Ilgut hat selbst noch die Handtaste geschwungen und den Prüfungstext gegeben, den dann seine Handlanger mit Argusaugen ausgewertet haben. Höchstens 3 Fehler waren erlaubt beim Geben und Hören. So gingen die vielen Stunden der Prüfung schnell vorbei. Jeder kam mal an die Tafel.

    Als ich dann 54 die Lizenz Prüfung bestanden hatte, wurde mit Macht der Bau von Sendern betrieben. Natürlich haben wir vorher schwarz gefunkt, nur nicht mit eigenen Kisten. Schwarzfunken war prickelnd, weil die Überwachung in Itzehoe ständig mit den Peilkisten unterwegs war.
    Empfänger hatten wir schon lange vorher gebaut, denn es gab im DARC die DE-Prüfung mit Zertifikat direkt von Kiel, die nur bestanden werden konnte, wer einen Empfänger selbst gebaut hatte. Das waren OV1,1V1 u.a. bevor wir uns an den Superhet wagten. Schwieriger, denn es mussten Bandfilter gewickelt werden, ohne tiefe Kenntnisse über deren Funktion. Das Wissen der alten Ömer war dazu entscheidend und unerlässlich, denn ohne das wäre das Projekt Superhet sofort gescheitert.

    Nur, was ist heute?

    Man kauft einen Transceiver, deren Funktionen kaum noch einer versteht, man kauft einen Koppler und verlässt sich darauf, dass derjenige, der das Ding konstruiert hat Ahnung davon hatte und das das Ding auch funktioniert, man kauft eine Antenne ohne die Funktion zu verstehen und kauft eine Endstufe um mit 59+30 zu glänzen. Meine Oma sagte immer: Was man kaufen kann ist nichts Wert. Wie Recht sie hat, merkt man erst wenn SK zugeschlagen hat. Dann landen alle diese Sachen früher oder später im Müll. Während für uns die Müllhalde der Lieferant zum Bau von Sendern, Empfängern und NF-.Verstärkern war.

    Das was dem heutigen Funkamateur als Funkamateur noch bleibt ist die Antennenanlage, auf die am wenigsten Gewicht gelegt wird. Hier werden Balun u. Co eingepfriemelt, die außer Verlusten und Begrenzung der nutzbaren Funktions- Bandbreite nichts bringen.
    Balun 1 zu 49 – ohne Sinn und Verstand – 6 bis 10 dB Verlust – macht doch nichts – eine Endstufe muss her, einen Koppler mit Eingangs Balun – 6 bis 10 dB Verlust – macht nichts – eine Endstufe muss her, einen Koppler von Annecke ohne veränderliche Kopplung – 6 dB Verlust für die Sende- und Empfangsstrecke – machts nichts – eine Endstufe mit richtig Leistung aus Griechenland muss her. Mit einer Endstufe kann man ja viel besser hören, oder?
    PEP, EIRP, ERP für die meisten ein Buch mit sieben Sigeln und zugleich gesetzliche Grundlage für unser Hobby. Was man nicht versteht braucht auch nicht beachtet werden.

    Wie oft hört man: Ich bin mit meiner Anlage sehr zufrieden. Ich habe eine G5RV, ZS6BKW, W3DZZ, FD4 (oder andere Fehlentwicklungen) – einen 1 zu 9 Balun
    (mit mindesten 6 dB Verlust), eine Wireman (10 dB Verlust und mehr), eine Antenne aus NVA Material – hält ewig – 10 dB Verlust – macht doch nichts – eine Endstufe gleicht alles wieder aus.
    .
    Wie ist das möglich, dass heutige Funkamateure, die die Lizenz Prüfung ver-standen haben sollten noch solchen Unsinn verbreiten und sich nicht schämen öffentlich zu geben, dass sie keine Ahnung von HF-Technik haben.
    Klar, nicht jeder kann ein HF- Kenner sein, dafür ist ein Hobby, doch man könnte ja mal den HF-Fritzen über die Schulter schauen und deren Wissen anzapfen und vor allem umsetzen.

    Hoffen und Harren macht den Mensch zum Narren. Da schließe ich mich nicht aus.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

26. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    in einem Forum habe ich folgendes gelesen:

    Es geht um die Länge einer Antenne:

    Bei 80 m ist sie zu kurz, du kannst sie aber auf Resonanz bringen in dem du am Einspeisepunkt Spulen in Reihe schaltest.

    Bei 20 m ist sie zwar auch in Resonanz aber hochohmig, du brauchst dann eine Transformation wenn deine Quelle 50 Ohm ist.

    Bei 30 m ist sie zu lang, kannst sie aber durch
    Reihenschaltung mit Kondensatoren im Einspeisepunkt auf Resonanz bringen.

    Bei 21 m ist sie auch wieder in Resonanz und
    niederohmig.

    Danke für die Erklärung! Das ist also machbar, klingt aber aufwendig. Warum hat man diese Probleme nicht, wenn man mit einer Hühnerleiter und einem Antennentuner arbeitet?

    Es lohnt nicht den oben beschriebenen Quatsch richtig zu stellen.

    Nur, hier stellt der Frager die entscheidende Frage: Warum ist alles anders wenn man eine andere Antennenzuleitung verwendet. Das kann doch nicht sein, dass die Resonanz oder die Länge der Antenne von der Art der Speiseleitung abhängig ist?

    Ich zitiere in diesem Fall Einstein:

    Wenn die Menschen nur über das sprächen, was sie begreifen, dann würde es sehr still auf der Welt sein.

    Das Katastrophale ist nur, dass viele den o.g. Unsinn lesen und für richtig erachten.

    Für alle die sich mit Antennen befassen wollen: Man muss die Funktion einer Antenne nicht verstehen, will man damit Funkbetrieb machen.

    Eine Draht-Antenne hat als Funktion der Länge, des Drahtdurchmessers, des verwendeten Material, der Höhe über Grund, der Bodenbeschaffenheit, der kapazitiven Belastung durch die Umgebung und der Frequenz eine Impedanz Z mit Real- und Imaginärteil, wobei der Imaginärteil entweder kapazitiv, induktiv oder Null sein kann. Eine Drahtantenne hat eine natürliche Resonanz, wobei Resonanz – nur in diesem Fall – definiert ist, dass der Betrag der Impedanz als Funktion der Frequenz ein Minimum oder ein Maximum hat.
    Das Feld innerhalb und außerhalbe einer drahtgebundenen Antenne besteht aus einem reaktiven und einem strahlenden Anteil, mit total unterschiedlichen Eigenschaften, was das Verstehen der Funktion so schwer macht. Im Nahfeld der Antenne wirken beide Felder gleichzeitig, die frequenzabhängigen Feldkomponenten E, H sind vektoriell verknüpft.
    Das alles braucht man nicht zu wissen, denn man hat ja ein Stehwellenmessgerät – hoffentlich. Dann kann man an der Schnittstelle Senderausgang / Tuner immer auf VSWR = 1 abstimmen. Das gilt aber nur, wenn ein interner Tuner im Sender vor Sendebeginn auf die Quellimpedanz der Quelle eingestellt wurde. Ein VSWR Meter zeigt nur dann den richtigen Wert, wenn die Systemimpedanz des VSWR Meters mit der Quellimpedanz des Senders übereinstimmt.
    Hat man z.B. eine Röhren Endstufe, dessen Pi-Filter auf 50 Ohm Last berechnet wurde, muss diese vor Sendebeginn mit einem 50 Ohm Dummy Load auf maximale Ausgangsleistung abgestimmt werden. Diese Einstellung der PA darf dann nicht mehr verändert werden!!! (Entsprechendes gilt bei Transistor Endstufen). Hat das VSWR Meter auch eine Systemimpedanz von 50 Ohm, was meistens der Fall ist, dann zeigt das Meter den richtigen S-Wert an. Wird jetzt auf VSWR = 1 abgeglichen, dann und nur dann ist die gesamte Antennenanlage und der Sender fehlerfrei abgestimmt. Ob jetzt der größte Teil der direkt am Senderausgang gemessenen Wirkleistung auch die Antenne erreicht ist von der Dämpfung der verwendeten Systemkomponenten im System Antenne abhängig.
    Wie schon beschrieben findet auf der Zuleitung zu Antenne ein Wellenvorgang statt, ebenso auf der Antenne. Konzentrierte Bauteile wie Kondensatoren oder Induktivitäten beeinflussen zwar Strom- und Spannungsverlauf, sollten aber möglichst vermieden werden. Besonders Induktivitäten mit einer Güte von kaum höher 100 bringen nur Verluste und Verringern den Wirkungsgrad der Antennenanlage und der Antenne. Man kann leicht nachrechnen, dass 10 dB und mehr durch falsche Dimensionierung der Anlage in Wärme gewandelt werden. Eine Antennenanlage sollte daher immer berechnet und nicht durch Versuch und Irrtum hin gefummelt werden. Wie sonst kann man PEP und EIRP bestimmen???
    Wie gesagt, das braucht man alles nicht zu wissen. Wissen sollte man als interessierter Funkamateur nur welche Komponenten nicht in einer Antennenanlage verbaut werden dürfen. Wäre doch sinnvoll solche Fragen in den Fragenkatalog zur Lizenz Prüfung zu übernehmen, an Stelle der vielen wenige wichtigen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

27. Ergänzung zu meinem Beitrag vom 19. Juni d.J.

    Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Ich habe mir den Fragenkatalog zur Klasse N angesehen. Donnerwerter, was für Fragen dort im Mehrfach Auswahl Verfahren beantwortet werden sollen. Wer das zusammengestellt hat, hat viel, viel wertvolle Lebenszeit verschwendet – könnte von Brüssel sein.
    Da die Anzahl auf 4 vorgegebene Antworten begrenzt ist, kann jeder, der die Grundschule unfallfrei durchlaufen hat, die N-Lizenz wohl leicht bestehen. Nur, was hat das mit einer Prüfung zu tun, wenn man vorher weiß was gefragt wird?

    Beispiel VD113:
    Innerhalb welcher Frist MUSS der Inhaber
    einer Amateurfunkzulassung eine Änderung
    seines Namens oder seiner Anschrift bei der
    BNetzA schriftlich oder elektronisch anzeigen,
    auch wenn er KEINE Amateurfunkstelle besitzt,
    errichtet oder betreibt?
    A Unverzüglich nach der Änderung
    B Vor der Änderung
    C Innerhalb von 4 Wochen nach der Änderung
    D Spätestens 14 Tage vor der Änderung

    totale Überwachung. Wozu soll das gut sein? Das D im Rufzeichen ist doch Hinweis genug auf BRD oder auch Deutschland – die Anschriftenänderung dient wohl nur der Abzocke der Frequenz – ab – nutzungsgebühren, oder?

    Wie glücklich wären viele Prüflinge, wüssten sie vorher was genau gefragt wird. Das ging früher nur mit Bestechung – oder ist der Fragenkatalog deshalb eingeführt worden, weil die Prüfenden die Fragen selber nicht beantworten können?

    Wir wurden noch einer Amateur-Prüfung unterzogen, denn wir wurden von Prüfern ausgequetscht, die Profis waren und selber Ahnung hatten.

    Es wäre doch mal eine gelungene Neuerung für die TÜV- Prüfung: Man beantwortet im Vorfeld einen Fragenkatalog mit vorgegebenen Fragen und erhält so seine Plakette. Nur warum sind TÜV-Prüfer Meister ihres Faches mit bestandener Meister Prüfung? Selbst ein Elektrofahrzeug darf nur von einem qualifizierten Meister mit Zusatzprüfung – kostet ihm reichlich Geld – repariert werden.

    Wer sich mit einem N-Rufzeichen auf die Bänder wagt, der beweist doch nur, dass er den Fragenkatalog unfallfrei bearbeitet hat. HF-Technik und HamSpirit kann man nicht in 14 Tagen lernen. Das wären sinnvolle Aufgaben für Schule, Hochschule und die vielen Club`s.

    Das Ergebnis der Katalogauswahl ist dann der Unsinn, wie in meinem Beitrag vom 19. Juni d.J. aufgeführt oder auch der in den vielen YouTube Videos der Selbstdarsteller. Wenig bis keine Ahnung von dem sie reden – was für einen Buchautor der Untergang wäre: Ein Leuchtturm ist Arthur Kunze mit seinen Videos — klasse.

    Wozu also die N-Prüfung, als erleichterter Zugang zum Amateurfunk – wie immer schwadroniert wird? Mit ein bisschen mehr könnte man doch gleich die A-Prüfung machen, wo doch die Hürde der Morseprüfung gestrichen wurde. Auch E könnte entfallen – reine Geldmacherei.
    Mit Augenmerk auf Ft8 u. WSPR und einem 20 Watt China-SDR-Transceiver für wenig Geld würde das stundenlange Gesülze über die Ausbreitungs-Bedingungen, den Rapport und die Krankheiten entfallen. Man könnte wieder richtigen Amateurfunk machen und sich über Technik, Antennentechnik usw. austauschen und über Themen, die mathematisch auf festen Beinen stehen, bewiesen sind und keine unbewiesenen Meinungen. Meinungs-Unsinn gibt es doch schon genug, oder?

    Dr. Walter Schau

28. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Funkamateure retten das Wattenmeer – Großer Knechtsand.

    Der zwischen Elbe- und Wesermündung in der Deutschen Bucht gelegene Gr. Knechtsand mit der Insel Neuwerk war in den
    70er und 80er Jahren Begierde für einen Ölhafen. Angedacht war es in Neuwerk einen Hafen zu bauen um den großen Tankern den weiten Weg über die lange, damals flache Elbe nach Hamburg zu ersparen.

    Unter der Leitung von Prof. Hans Oelke aus Peine wurde die ornithologische Lage auf dem Gr. Knechtsand untersucht, denn der Sand – bei Ebbe eine Größe von etwa 380 Quadratkilometern – hatte inzwischen internationale Bedeutung als Massen-Mausergebiet der europäischen Brandgans Populationen erlangt und diente Millionen von ihnen als Rückzugsgebiet während der Mauser.

    Für die mehrjährige, jeweils in den Sommermonaten statt findende, telemetrische Untersuchung der Brandgans Population wurden Funkamateure gesucht und gefunden, die bereit waren auf dem Knechtsand – 20 km vor der Küste – in einem primitiven Vogelwärter Holz Turm von wenigen Quadratmetern, in 10 m über Grund und in völliger Abgeschiedenheit von Außenwelt, unter primitivsten Bedingungen einige Wochen zu verbringen.

    Unter der Leitung von Hubertus Rathke, DC1OP, Bremen und seiner Frau Barbara, wurde eine Mannschaft zusammen gefunden die, die wasserdichten, Minisender im UKW Bereich und die rauscharmen Empfänger bauen konnten. Die 10 mW Sender mit angepasster Stabantenne wurden den Brandgänsen als Rucksack auf den Rücken geschnallt und so befestigt, dass sie nach der Betriebsdauer automatisch abfielen.
    Drei Peilstationen mit je 6 Personen wurden eingerichtet: Knechtsand Vogelwärter Turm, Spika-Neufeld Hafen, Turm der BW und Sahlenburg. Durch Kreuzpeilung wurde stündlich, rund um die Uhr in der Beobachtungszeit von 6 Wochen der Standort der einzelnen Brandgans gepeilt und in eine Karte eingetragen . Repräsentativ für die große Population der Brandgänse wurden 24 von ihnen mit Sendern bestückt, stündlich angepeilt und in einer Seekarte eingetragen.
    Das Vorhaben auf dem Sand hatte zwischenzeitlich solche Wellen geschlagen, dass wir von dem Tierfilmer Heinz Sielmann mit seinem Kamera Mann Kappel besucht wurden. Heinz hat das gesamte Vorhaben dann in dem NDR Film über die Nordsee verewigt – die bärtigen Gesellen waren wir.

    Es wurde bei jedem Wetter gepeilt. Wettersituation vom 21. – 23. August 1980. Großwetterlage: „Der tropische Wirbelsturm ‚Bonnie‘ wurde am 15.8.1980 auf der Position 16,5° N /39° W (ca. 900 Seemeilen westlich der Kapverden) auf Satelliten-Photos entdeckt. Bei konstanter Wassertemperatur um 27 ° C vertiefte ‚Bonnie‘ sich zum Hurricane (Maximale Windgeschwindigkeiten 264 kn) und zog 500 Seemeilen westlich der Azoren weiter nordwärts, bis er am 19.8.1980 die nordatlantische Frontalzone auf ca. 50 ° nördlicher Breite erreichte. Hier wurde ‚Bonnie‘ letztmals als Hurrikan eingestuft (maximale Windgeschwindigkeit noch 65 kn). Auf seiner Vorderseite floß tropische Warmluft nun in breitem Strom über den östlichen Nordatlantik nach Westeuropa. So stiegen die Temperaturen in der 500 mbar-Fläche in Brest auf minus 5° C an. Da gleichzeitig ein Sturmtief mit höhenkalter Luft von Island über die norwegische See ostwärts zog, ergab sich in der Frontalzone über West- und später Mitteleuropa ein starker thermischer Gradient. ‚Bonnie‘ zog rasch (über 50 kn ) ostwärts und erreichte am 21.8.1980 Norddeutschland, am Nachmittag Polen, wo es zu schweren Sturmschäden kam. Im gesamten norddeutschen Raum kam es beim Aufgleiten der Warmluft auf die hier lagernde Kaltluft zu ergiebigen Regenfällen. Die aus dem Hurrikan ‚Bonnie‘ entstandene Welle zog hart nördlich an Hamburg vorbei.

    Inzwischen sind Jahre vergangen. Die Turminsel, der Dünenkomplex sind der See zum Opfer gefallen, außer einer kleinen Komoren Kolonie auf dem Wrack „Dunja“ und natürlich die 3 Zielschiffe bei Meyers Pril, auf die in 50er Jahren die Engländer Bomben Abwürfe geübt haben.

    Wir waren zu sechst jeweils in den Sommermonaten auf dem Knechtsand Turm. Eine ausgesuchte Mannschaft unter einer der Leitung eines ganz besonderen Menschen – Prof. Hans Oelke, ausgezeichnet mit dem Verdienstorden am Bande der BRD.

    Nicht unerwähnt bleiben darf Günter Hasshagen, Elektromeister aus Nordholz, der uns mit seinem Segelboot Dunja zum Knechtsand gebracht und nach 6 Wochen, stinkend wie Iltisse, wieder abgeholt hat.
    Zwischenzeitlich hat er uns einmal in den 6 Wochen mit Trink-Wasser, Proviant und Bier versorgt. Frische Krabben gab es immer dann wenn die Fischer von Spika-Neufeld auf der Balje vom Fang zurück kamen. Morgens um 5 Uhr, ein Wink mit der Plastik Tüte und die Jungs steuerten uns an. Im tiefen Wasser – bis zu Hals stehend – wurde die große Tüte für 5 DM gefüllt und reichte uns für 2 Tage Bratkartoffeln mit frischen Krabben und Miracel Whip, gefunden morgens am Spülsaum.
    unser Einkaufen, Hier fand man alles was das Herz begehrt, denn damals haben die großen Dampfer, bevor sie nach Bremen oder Hamburg einliefen, alle alten Bestände über Bord geworfen, alles. Bier, Schnaps, Zwiebeln, Kartoffeln, Gemüse, Obst usw. alles was in Dosen oder Gläsern als Reste über Bord gegangen ist.

    Geblieben sind Freundschaften wie mit Alvin Koggen, der Erfinder der Krabben-Puhl-Maschine – unvergessen – und die Erinnerung mit dem Bewusstsein einer guten Tat als Funkamateur. Der Ölhafen wurde bis heute nicht gebaut.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

29. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Ich bin auf das Video von DL2YMR über die Anwendung eines T-Tuners gestoßen – weil es hier auf der Seite von Conny verlinkt ist.

    Schon bei den ersten Ausführungen von Michael wusste ich. das geht in die Hose. Ich nehme normalerweise keinerlei Stellung zu solchen Unsinn-Videos, nur was Michael hier für einen Quatsch verbreitet ist nicht tragbar – denn das nehmen SWL`s und Newcomer als richtig an. .

    Hier wird ein T- Tuner mit 2 Kapazitäten im Längszweig und eine Induktivität im Querzweig von MFJ vorgestellt. Diese Variante eines Tuners ist so oder so die schlechteste Variante eines Kopplers überhaupt und sollte verboten werden. Warum MFJ überhaupt solch einen Koppler produziert hat bedeutet nur, das auch MFJ keinerlei Ahnung von Antennen Kopplern hat oder hatte. (MFJ ist ja wohl untergegangen?)

    Ein CLC-Netzwerk kann so abgestimmt werden, dass die gesamte Leistung des Senders im Koppler verbraten wird und zwar dann, wenn die Ausgangskapazität zufällig auf Min eingestellt wurde. Jeder Neuling, der sich mit HF- Technik beschäftigt weiß, dass eine kleine Koppel-Kapazität immer eine geringe Ankopplung an das dahinter liegende Netzwerk bedeutet. Und genau das passiert bei einem CLC-Anpassnetzwerk, wenn man deren Funktion nicht verstanden hat.

    Natürlich kann man mit diesem CLS Hochpass-Netzwerk eine Abstimmung erreichen, so dass der Transceiver 50 Ohm sieht und die Antenne vollständig entkoppelt ist und zwar dann, wenn das Netzwerk auf die inneren Verlustwiderstände der Blindelemente abgestimmt wurde.

    Was gilt HF technisch für das Verständnis eines CLC-Netzwerks?

    Ein Vierpol-Anpass-Netzwerk (APN) aus Blindelementen ist von 2 komplexen Impedanzen Z1 und Z2 eingebettet. Die Aufgabe des Netzwerkes ist es Z1 auf Z2, bzw. Z2 auf Z1, mit möglichst geringen Verlusten, zu transformieren und Resonanz einzustellen. Bei Resonanz
    fließen große HF-Ströme in den Blindelementen und verursachen vor allem in den Induktivitäten große, frequenzabhängige Verluste – mathematisch beschrieben durch die Güte Q. Die Güte heutiger Kondensatoren in solchen APN´s ist meist gering, weil sehr hoch, dennoch nicht vernachlässigbar. Die Leerlaufgüte von Spulen erreicht abar kaum mehr Werte oberhalb 100.

    Das APN hat also zwei Bedingungen zu erfüllen.
    1. Resonanz, 2. Transformation.

    Dazu haben wir 3 Blindelemente – also ein Element zu viel.
    Daraus resultiert: Wir haben unendlich viele Einstellmöglichkeiten die beiden Bedingungen genügen.

    Wie kann ich, wenn ich schon mal solche Fehlkonstruktion auf dem Stationstisch habe damit Abstimmung erreichen?

    A. Ich muss den ausgangsseitigen Kondensator auf Maximum (maximale Ankopplung) stellen und dann versuchen mit dem Eingangskondensator und der Spule auf dem VSWR Meter den Wert
    S = 1 zu erreichen.

    B. Schaffe ich das nicht, wird die Ausgangskapazität ein wenig verringert und der Vorgang so lange wiederholt bis VSWR = 1 einstellt ist – ohne das der ausgangsseitige Drehkondensator auf eine minimale Kapazität eingestellt wurde. Das kann man aber auch nicht bei einem geschlossenen Gehäuse sehen, es sei den der Drehko hat eine definierte Skala außerhalb.

    Das gleiche Manöver gilt übrigens auch für das PI – Filter, 3 Blindelemente, 2 Bedingungen, unendlich viele Möglichkeiten für den Abgleich. Zur Abstimmung eines PI-Filters muss der Ausgangskondensator auf Minimum gestellt werden, bevor man mit dem Abstimmvorgang mit den beiden anderen Blindelementen beginnt. Je großer der Kapazitätswert umso mehr HF wird gegen Masse abgeklatscht. CLC- und Pi-Netzwerk sind dual zueinander
    Deshalb haben – wie oft vorgeschlagen – Kapazitätswerte von 1500 pF und mehr in einem PI-Filter antennenseitig nicht zu suchen – auch nicht in Endstufen. Man könnte ja gleiche einen Kurzschlussbügel verwenden.

    HF- mäßig richtig ausgeführte Tuner haben 2 Blindelemente
    in Tiefpass Ausführung, sind eindeutig in der Abstimmung und haben immer – immer – die geringsten Verluste – egal, ob in asymmetrischer-oder symmetrischer Ausführung. (siehe Koppler von HB9AWJ).

    Die mathematischen Grundlagen sind in meinen oben aufgeführten Beiträgen ausführlich behandelt und berechnet.

    Im Netz gibt es von W9CF eine tolle Software mit Animation für ein CLC- Netzwerk mit dem man am PC die Funktion und den Wirkungsgrad des Netzwerkes spielerisch erkunden kann.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

30. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Über den Tellerrand geschaut.

    HF-Technik ist immer wieder spannend, jeden Tag gibt es was Neues. Betrachtet man nur mal die rasante Entwicklung des SDR, die relativ neuen Betriebsarten ft8, WSPR und M17 – alles mit dem PC – leise. Kein T37 dröhnt mehr im Shack und weckt das gesamte QRA auf.
    China SDR Transceiver, mit für die digitalen Betriebsarten ausreichend kleiner Leistung, gibt es für kleines Geld. Auch diese Kisten brauchen eine Antenne, eine Zuleitung und einen Koppler. Die Klasse N erlaubt
    P = 10 W EIRP, die es gilt zu berechnen. Nur wer macht das? Vor allem weil jede Antennenanlage einzig ist. Vielleicht findet sich ja eine Mannschaft von Profis, die den N-Lizenzen gerne unter die Arme greift – eine Art Rechenpool – mit HamSpirit. Das ist allerdings mit reichlich Zeit verbunden, denn nach Ermittlung der Grunddaten wie Art und Ausführung der Antenne, Art und Länge der Zuleitung, Art und Ausführung des Tuners und der Antennenfußpunktimpedanz kann man leicht die abgestrahlte Leistung EIRP bestimmen – Zeitaufwand für die Berechnung etwa 4 bis 5 Stunden – ohne Erstellung der vorgeschriebenen Unterlagen an die BNetzA.

    Nach Abschluss aller Unannehmlichkeiten kann dann gefunkt werden und man sitzt stundenlang an der Station; nur was ist mit der Gesundheit, angeblich doch unser wichtigstes Gut?
    Keine Sonne – kein Vitamin D mehr, das der OM zum überleben an seiner Station braucht, denn ohne ausreichend Sonne bildet unsere Haut nicht genug davon. Die Sonne ist unsere größte Vitamin-D-Quelle aber nur in der Zeit zwischen März und Oktober und täglich von etwa 11 bis 15 Uhr, denn nur dann durchdringen die UV-B Strahlen die Atmosphäre und treffen unsere Haut, es sei denn wir haben unserer 2 Quadratmeter Oberfläche nicht unter Kleidung oder UV Schutz versteckt.

    Da bei vielen Menschen auf der Nordhalbkugel – vor allem im Winter – ein Vitamin-D-Mangel vorhanden ist, führt das zu Knochenschäden, Knochenschwund und erhöht das Risiko auf Rachitis. Auch wird unser Immunsystem – der beste Arzt den es gibt – kostenlos – geschwächt, so dass wir anfälliger für Infektionen werden können. Mangel an Vitamin D steht im Verdacht als Ursache für chronischer Erkrankungen wie Typ 2 Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs. Lt. Prof. Jörg Spitz gibt es einen direkten Zusammenhang zwischen MS und Vitamin-D-Mangel, denn Vitamin D ist an allen Körperaktivitäten, inklusive Hirn, beteiligt und daher zwingend erforderlich. Autoimmunerkrankungen können durch Vitamin D verlangsamt werden und sich teilweise rück entwickeln – auch Krebs. Ein wenig VD kann durch unsere Nahrung wie fettiger Fisch, Pilze oder Milchprodukte aufgenommen werden.

    Ob ein Vitamin-D-Mangel besteht kann leicht mit einer Blutuntersuchung herausgefunden werden. Werte unterhalb von etwa 30 mg/ml sind bedenklich, gute liegen zwischen 40 und 60 – ältere Ömer sind besonders vom Mangel betroffen. Prof. Jörg Spitz rät die Einnahme von von Vitamin-D-Präparaten mit Dosierungen in Höhe von etwa 5000 IU/Tag um eine Überdosierung zu vermeiden. Kosten: wenige Euronen für einen Jahresbedarf – viel weniger als ein neues Mikro.

    Wer mehr wissen möchte, kann sich die YouTube Videos von Prof. Jörg Spitz reinziehen. Es lohnt sich.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

31. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Ein wenig Hintergrund-Info kann nicht schaden.

    Erst am 28. November 1923 – vor rund 100 Jahren – wurde die erste zweiseitige Funkverbindung zwischen einer amerikanischen und einer französischen Amateurfunkstation hergestellt.
    Ab Nov.1924 wurden in Deutschland die ersten Versuch-Sender-Genehmigungen nur an anerkannte Funkvereine vergeben und ab Aug.1933 gab es nur 180 Sendegenehmigungen, erteilt von der Deutschen Reichspost. Die Zahl der Amateurfunkstellen stieg bis 1939 -zu Kriegsbeginn – auf etwa 600. Danach gab es nur wenig ausgesuchte Kriegslizenzen, wie die von Günter Camps, DL1JD aus Kiel, Ringstr. 55.
    weil man den Kontakt in andere Länder als besonders wichtig erachtete.

    2006 wurden erstmals Signale der Sonde Voyager 1 aus einer Entfernung von 14,7 Mrd. km mit Hilfe der Sternwarte Bochum unter der Leitung von Heinz Kaminski empfangen. Es kamen rauscharme parametrische Systeme zum Einsatz um die Streckendämpfung von über 200 dB in Analogtechnik zu meistern.
    Heinz, ein deutscher Chemieingenieur und Weltraumforscher gründete 46 die Sternwarte und war ein glühender Funkamateur mit dem Rufzeichen DJ5YM. Bochum empfing auch 1957 die Signale des ersten künstlichen russischen Satelliten, den Sputnik 1, noch bevor wir unsere UKW Kisten auf die passende Frequenz umbauen konnten. Der persönliche Kontakt mit Heinz war immer eine Bereicherung erster Güte – unvergessen.

    Der höchste von Funkamateuren genutzte Funkmast “Gartow 2” in Höhbeck in Niedersachsen ist 344 m hoch. Der Funkmast wurde von 1977 bis 1979 erbaut. Schwindelfreie Funkamateure betreiben auf dem Mast eine Relaisstation für ATV.

    Das größte Radioteleskop der Welt ist das RATAN 600 bei Selentschukskaja in Russland.mit einen Durchmesser von 576 Metern und wird von vielen Funkamateuren betrieben.

    Die größte überbrückte Strecke unter 9 kHz beträgt 7.257 km und gelang erst 2020 den Funkamateuren Markus Vester, Tom Kölpin und Bernd Wiesgickl aus der Oberpfalz – Weltrekord.

    Die erste QSL-Karte wurde im Jan.1922 von William Edward Frederick Corsham verschickt.

    Das Durchschnittsalter der Funkamateure in der BRD liegt heute bei 60, die meisten sind zwischen 50 und 75 Jahre! Weltweit gibt es etwa
    3 Millionen, die meisten davon in den USA, gefolgt von Japan und dem Vereinigten Königreich. Gemessen an der Einwohnerzahl ist in Japan jeder 300., in den USA jeder 400. und im Vereinigten Königreich jeder 900. ein Funkamateur. In der BRD gibt es rund 72.000, gemessen an der Einwohnerzahl entspricht das nur jeder 1200. zur Gilde der FA gehört. Die meisten Funkamateure gab es 2002 mit 85.289. Seit diesem Höchststand ist die Anzahl auf rund 72.000 gesunken mit fallender Tendenz.

    Die größten Amateurfunkverbände sind der kostenpflichtige DARC und der VFDB mit 33.000 bzw. 2.000 Mitgliedern.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

    Wer mehr über Heinz wissen will;

    (1) Heinz Kaminski – Wikipedia. https://de.wikipedia.org/wiki/Heinz_Kaminski.

    (2) Sternwarte Bochum – Wikipedia. https://de.wikipedia.org/wiki/Sternwarte_Bochum.

    (3) News: Raumfahrtpionier Heinz Kaminski, DJ5YM, wäre heute 100. DARC. https://www.darc.de/nachrichten/meldungen/archiv-details/news/raumfahrtpionier-heinz-kaminski-dj5ym-waere-heute-100-jahre-alt-geworden/.

    (4) . https://bing.com/search?q=Heinz+Kaminski+Sternwarte+Bochum.

    (5) IUZ Sternwarte Bochum. https://www.sternwarte-bochum.de/.

    (6) STERNWARTE-BOCHUM | Heinz Kaminski. https://www.sternwarte-bochum.de/kaminski-sternwarte-bochum.

    (7) Heinz Kaminski – Physik-Schule. https://www.cosmos-indirekt.de/Physik-Schule/Heinz_Kaminski.

32. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Ergänzung zum meinem Beitrag vom 24. Juni. d.J.

    Den Impedanzverlauf eines beliebigen passiven Netzwerkes aus n Blindelementen L, C kann man sehr einfach übersehen, wenn man die Fosterschen Reaktanzsätze kennt. Die Sätze sind leicht zu verstehen und beantworten die Frage nach dem Impedanzverlauf eines beliebigen Netzwerkes als Funktion der Frequenz.

    Eine Impedanz Z zwischen den Klemmen A, B. besteht aus einem frequenzabhängigen Real- und Imaginärteil, Z = R + jX bzw. Z = R – jX. wenn man eine Serienschaltung betrachtet z.B. die Eingangsimpedanz eines CLC-Netzwerkes an dem ein VSRR Meter die Anpassung an den Quellwiderstand des Senders zeigen soll.
    Die mathematische Darstellung erfolgt im Widerstands Diagramm – auch als komplexe Ebene bezeichnet.. Die senkrechte Achse nach oben hat die Bezeichnung plus j, nach unten -j, am Schnittpunkt beider Achsen beginnt die reelle Achse nach rechts. Der obere Quadrant ist der induktive, während der unterhalb der reellen Achse liegende Quadrant den kapazitiven Bereich bildlich darstellt.

    Die Fosterschen Reaktanzsätze beschreiben nun den Verlauf der Impedanz einer Schaltung aus beliebig vielen Blindlementen als Funktion der Frequenz. Wenn wir beispielsweise eine Schaltung mit n Blindelementen haben, können wir mithilfe dieser Sätze die Resonanzen der Schaltung und deren Reihenfolge auf einfache Weise übersehen. Das ist besonders nützlich, um Schaltungen zu optimieren, unerwünschte Effekte zu minimieren und das komplexe Verhalten zu verstehen.

    Die wichtigsten Sätze lauten:

    1. Der Verlauf der Impedanz eines beliebigen Netzwerkes als Funktion der Frequenz ist immer positiv, d. h. der Imaginärteil als Funktion der Frequenz wird mit wachsender Frequenz immer größer bis plus unendlich und springt dann nach minus unendlich und nähert sich dann der reellen Achse von unten aus dem Kapazitiven gegen den Wert Null.

    2. Resonanzen, wie Serien- und Parallel – Resonanz wechseln sich ab. Auf eine Serienresonanz folgt mit wachsender Frequenz immer eine Parallelresonanz oder umgekehrt. Es können also niemals 2 gleiche Resonanzen aufeinander folgen.

    3. Die Anzahl der Resonanzen an den betrachteten Klemmen A, B ist immer Anzahl der Blindelemente minus 1.

    4. Ob bei ganz tiefen Frequenzen der Imaginärteil bei Null oder minus Unendlich beginnt, kann durch einfache Sichtung der Schaltung übersehen werden.

    Wir machen ein Beispiel und nehmen das CLC-Netzwerk mit
    1. induktiver
    2. kapazitiver Belastung an den Ausgangsklemmen.

    Betrachten wir die Eingangsklemmen, dann liegt ein C im Längszweig, eine Induktivität im Querzweig und wieder eine Kapazität im Längszweig, dann folgen die Ausgangsklemmen mit der Lastimpedanz – z.B. die Eingangsimpedanz einer Hühnerleiter – induktiv oder kapazitiv, hoch – oder niederohmig im Realteil.

    Wir haben also im CLC-Netzwerk allein schon mal 3 Blindelemente und daher nach Satz 3, 2 Resonanzen zu erwarten.

    Bei ganz tiefen Frequenzen ist die Querinduktivität praktisch ein Kurzschluss und es liegt an den Eingangsklemmen A, B eine Kapazität, dessen Blindwiderstand nahe minus Unendlich ist. Der Impedanzverlauf beginnt also bei minus Unendlich, wächst mit zunehmender Frequenz und erreicht die reelle Achse mit dem Imaginärteil Null, also ist die tiefste Resonanz eine Serienresonanz. Nimmt die Frequenz gedanklich weiter zu folgt nach Satz 2 eine Parallel-Resonanz mit einem sehr großen Blindwiderstand. Oberhalb dieser P-Resonanz springt der Impedanzverlauf von plus Unendlich nach minus Unendlich in den kapazitiven Bereich, so dass bei sehr hohen Frequenzen die Schaltung für sich alleine nahezu den Impedanzwert – Unendlich hat.
    Das wird verständlich, denn bei sehr hohen Frequenzen hat die quer liegende Induktivität einen Blindwert von nahe unendlich und die Kapazitäten sind praktisch ein Kurzschluss. Da keine Last vorhanden ist, sind die Eingangsklemmen praktisch offen.

    Mit Last und das ist ja der angestrebte Zustand ist die
    Eingangsimpedanz jetzt auch noch abhängig von der Lastimpedanz, die ja induktiv, kapazitiv, hoch- oder niederohmig im Realteil sein kann.

    1. Lastimpedanz ist induktiv:

    Die Gesamtschaltung hat also 4 Blindelemente und daher 3 Resonanzen. Bei hohen Frequenzen sind die Kapazitäten im Längszweig praktisch ein Kurzschluss, die Querinduktivität ist praktisch nicht vorhanden. Daher nimmt die Eingangsimpedanz in etwa den Wert der Lastimpedanz bei hohen Frequenzen an.

    2. Lastimpedanz ist kapazitiv:

    Die Gesamtschaltung hat also 4 Blindelemente und daher 3 Resonanzen. Bei tiefen Frequenzen ist das Verhalten wie oben beschrieben. Bei hohen Frequenzen sind die Kapazitäten im Längszweig praktisch ein Kurzschluss, wie auch die Lastkapazität. Die Querinduktivität hat den Wert nahe unendlich. Daher nimmt die Eingangsimpedanz der Schaltung bei hohen Frequenzen etwa den Wert des Realteiles der Last an.

    Damit kann man leicht den Impedanzverlauf der Schaltung verstehen, wenn man vom bekannten Impedanzverlauf der Lastimpedanz ausgeht. Nur diese kann kapazitiv, induktiv mit kleinem oder großem Realteil sein – abhängig von der komplexen Antennenimpedanz, transformiert über die Zuleitung an diese Schnittstelle.

    Entscheidend bei diesen Überlegungen ist die Tatsache, dass das CLC-Netzwerk alleine für sich schon mal 2 Resonanzen hat, auf die fälschlicherweise abgestimmt werden kann.

    Daher sind Anpassnetzwerke mit 3 Blindelementen möglichst zu vermeiden. APN mit 2 Blindlementen haben nur eine Resonanz, sind eindeutig in der Abstimmung und haben immer die geringsten Verluste. Hier sei auf meine Beiträge über LC-Netzwerke auf dieser Seite verwiesen.

    Die gleichen Überlegungen gelten auch für Balun u. Co. Mit Kenntnis der Sätze wird es verständlich, dass deren HF-technischen Eigenschaften maßgeblich von der äußeren Beschaltung abhängen. Nur hier kommen weitere Resonanzen durch die magnetische Kopplung k und die parasitären Kapazitäten hinzu, was das HF-Verhalten für den Amateur so unübersichtlich macht und zu heftigen Verirrungen und dubiosen Meinungen führt.

    Wer sich genauer – ausgestattet mit dem Wissen über die Reaktanzsätze – mit der Materie beschäftigen will, um Anpassnetzwerke zu verstehen, dem empfehle ich das kostenlose Programm RFsim. Man muss sich nur an die Darstellung der komplexen Ebene im Smith Diagramm gewöhnen. Die beiden senkrechten Achsen in der komplexen x,y Darstellung sind halt rund geborgen und stellen im Diagramm die äußere Berandung dar. Die beiden Unendlichen treffen sich freundlich und übersichtlich im rechten Teil des Diagramms und die Geraden sind halt Halbkreise.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

33. Hallo Freunde des Amaterufunks.

    Korrektur meines Beitrages vom 26. Juni.

    Habe gerade bei Durchsicht einen Fehler festgestellt.

    Bei kapazitiver Belastung ist die Anzahl der Resonanzen nur 2 und nicht 3, denn die Ausgangskapazität des CLC-Netzwerkes und die Kapazität der Last sind in Reihe geschaltet. Bei der Reihenschaltung zweier Kapazitäten verringert sich die Gesamtkapazität und wirkt als eine einzige.

    Das passiert wenn man C u. P nutzt.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

34. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Was ist die komplexe Ebene?

    Die komplexe Ebene, das Buschbeck- und das Smith-Diagramm, im letzten Jahrhundert von Philiph Smith entwickelt, sind bis heute die 3 wichtigsten Instrumente zur bildlichen Darstellung der Impedanzen in passiven HF-Systemen. Sie sind die wichtigsten Werkzeuge des HF-lers um die Vorgänge in passiven HF-Systemen überhaupt zu verstehen und zu durchschauen. Jeder der mal versucht hat, konjugierte Anpassung zwischen verschieden Impedanzen Z1 und Z2 – ohne Rechnung – zu verstehen, hat bestimmt schon mal an sich gezweifelt. Hat man allerdings die komplexe Ebene innerlich vor dem geistigen Auge, kann man sofort und spontan übersehen mit welchen Blindelementen L,C – ob in Serie oder parallel, konjugiert komplexe Anpassung prinzipiell zu erreichen ist. Um dann die tatsächlichen Wertepaare von Ls, Cs bzw. Lp und Cp aus der komplexen Ebenen zu ermitteln, muss das Diagramm auf einen beliebigen Widerstandswert normiert werden und man kann an der Beschriftung nach Ent-Normierung sofort den Zahlenwert bestimmen.
    Die komplexe Ebene kann man sich mit einem Zirkel selber zeichnen. Buschbeck und Smith sind für wenige Euros zu haben.

    In der Literatur sind die gesamten Vorgänge kaum besser als in den Funktechnischen Arbeitsblättern -FTA- mit vielen Beispielen dargestellt. Jeder der weiß was ein Kondensator oder Induktivität ist kann die vielen Beispiele in den FTA sofort versehen.

    Ein bisschen schwieriger ist das Smith-Diagramm, denn es ist auf den ersten Blick ein undurchdringlicher Dschungel an gekrümmten Linien. Auch hier helfen die FTA`s weiter. Exakte Erklärungen und viele, viele Beispiele aus der Praxis führen zum leichten Umgang mit den wirren Linien.

    Die FTA sind im Netz zu finden und hier ist Band Band 5 bis 7 über Induktivitäten, Gegen-Induktivitäten, Kapazitäten, Antennen und das Widerstands – Leitwert – Diagramm – die komplexe Ebene, die richtige Wahl.

    Als weiteres Hilfsmittel sei auf das kostenlose RFSim hingewiesen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

35. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Literatur zu unserem Hobby – für die, die etwa mehr wissen wollen; .

    Sehr Empfehlenswert sind:

    Funktechnische Arbeitsblätter Mth 86: Widerstandstransformation bei Leitungen, das Buschbeck-Diagramm, komplexe Ebene, Funkschau 1955/4.

    Funktechnische Arbeitsblätter Mth 87: Das Kreisdiagramm, Funkschau 1957/4.

    Funktechnische Arbeitsblätter Mth 88: Das Arbeiten mit dem Kreisdiagramm. Funkschau 1960/10, 11, 12.

    Funktechnische Arbeitsblätter Mth 89: Das Kreisdiagramm
    mit vielen Anwendungsbeispielen, Funkschau 1959/8.

    Funktechnische Arbeitsblätter Sk 81: Wellenwiderstand von Paralleldraht-und konzentrischen Leitungen. Funkschau 1961/3, 4.

    Funktechnische Arbeitsblätter Sk 86: Die Lecherleitung mit verschiedenen Abschluss-Widerständen. Funkschau 1961/4.

    Brückmann, H.: Antennen, ihre Theorie und Technik. Leipzig: Hirzel 1939

    Kammerloher Hochfrequenztechnik I; Elektromagnetische Schwingungskreise. Leipzig: C.F. Wintersche Verlagshandlung 1941

    THE ARRL ANTENNA BOOK

    Wigge, H.: Die Antenne. Funktechnischer Vorwärts 11. Jahrgang (1941) Heft 7–24; 12. Jahrgang (1942) Heft 1–22.

    Huber, Rudat: Die Goubeau-Leitung im Senderbetrieb. Eigenschaften und Betriebserfahrungen. RTM Jahrgang 3 (1959), Nr. 6, S. 277–283.

    Schweisthal, Die Reusen-Energieleitung. NWDR Technische Hausmitteilungen Jahrgang 4 (1952), Nr. 3/4, S. 45–47.

    Fricke, H,: Sendeantennen, Funktechnischer Vorwärts 14. Jahrgang (1944), Heft 3/4.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

36. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    LTspice XVI

    Ein ungeheuer wertvolle Software des ehemaligen Halbleiterherstellers Linear Technology ist das kostenlose LTspice zur Schaltungssimulation.
    Mit dem Programm können beliebig komplizierte, aktive und passive elektronischen Schaltungen mit Röhren aller Art, Dioden aller Art, Transistoren aller Art usw. unter Anwendung der dynamischen Parameter der Bauteile am Rechner simuliert werden. Durch automatische Variation aller Bauteile kann das dynamische Verhalten einer beliebigen Schaltung direkt am PC gesehen werden.

    Entwickelt wurde es von Mike Engelhardt – genial – es ist einfach und übersichtlich.Die Windows-Version wurde vom Autor auf Kompatibilität unter Wine getestet, so dass man es auch unter Linux nutzen kann. Für macOS gibt es eine eigenständige Version. 2016 wurde von Linear Technology die aktuelle Version LTspice XVII für Windows 7, 8 und 10 vorgestellt.
    Nach der Trennung Mike Engelhardts von Analog Devices findet seit 2019 im Wesentlichen nur noch eine Pflege der Bauteilbibliotheken statt, wobei viele Halbleiter Hersteller komplette Bibliotheken ihrer Produkte zur Anwendung in LTspice zur Verfügung stellen. Auch kann man selbst gemessene Daten und S-Parameter von Bauelementen in das Programm einfügen. Enthalten ist auch eine Bibliothek von diskreten Bauelementen und integrierten Schaltungen anderer Hersteller.

    Zeitverläufe – inklusive Parametervariationen – lassen sich berechnen und darstellen und vom Zeit- in den Frequenzbereich transformieren. Weiterhin kann man eine dynamische Klein- und Großsignalanalyse inklusive einer Monte-Carlo-Simulation durchführen.

    Zusätzlich zu analogen Bauteilen werden auch digitale Gatter in den Bibliotheken mitgeliefert. Durch die Kompatibilität mit SPICE können Modelle aus anderen Quellen relativ einfach übernommen und verwendet werden. LTspice ist Freeware, darf nicht verändert, jedoch von jedermann kostenfrei genutzt werden, außer von Halbleiterherstellern im Rahmen der Vermarktung ihrer Produkte.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

    Weblinks:

    Leichter Einstieg in die SPICE-Schaltungssimulation mit LTspice XVII von Gunthard Kraus, deutschsprachig. Sehr gute Erklärungen.

37. Hallo Freude des Amateurfunks.

    Wie sinnvoll oder sinnlos ist eine Leistungs – end – stufe mit eingebauten, automatischen Tuner?

    Immer mehr Endstufen mit dem Verkaufsargument, „Tuner eingebaut“, sind auf dem Amateurmarkt zu finden.
    Hurra, sagt OM Waldheini, dann kann ich mir ja den externen Koppler sparen, oder?

    Ganz so einfach ist die Sache natürlich nicht. Man muss schon genauer hinschauen.

    Eine Röhren Leistungsstufe hat im Anodenkreis immer einen Schwingkreis, der auf Resonanz abgestimmt werden muss.
    Will man unverzerrt die maximale Leistung der Endstufe entnehmen, dann gilt immer noch Innenwiderstand gleich Lastwiderstand. Ist die Röhrenstufe mit Anodenkreis oder Pi-Filter auf 50 Ohm berechnet, dann muss die Last ebenfalls 50 Ohm reell sein. Das geht nur durch Abstimmung des Anodenkreises auf ein Dummy Load. Danach darf an der Abstimmung nichts mehr verändert werden, sagt man.

    Das ist aber falsch, denn, wenn aus Unkenntnis der Zusammenhänge mit kleiner Leistung abgestimmt wurde und dann mit großer Leistung Betrieb gemacht wird, ändert sich der Innenwiderstand einer Röhrenstufe enorm, genau wie bei A, AB und C Betrieb – die Abstimmung liegt daneben.
    Eine Röhrenendstufe verzeiht meist diese Fehlabstimmung durch Erhöhung der Anodenverlustleistung, eine Transistorendstufe aber nicht, die schaltet hoffentlich schnell genug ab oder stirb, denn die bei Fehlabstimmung auftretenden hohen Spannungsspitzen vernichten meistens die Endtransistoren in Millisekunden.

    Was ist zu tun?
    Sinnvoll ist es mit kleiner Leistung abzustimmen. Dann muss man halt mit bei großer Leistung und Abstimmung auf das Leistungs-Dummy nachstimmen und diese – diese – Abstimmung darf dann nicht mehr verändert werden – und das bei jedem Frequenz – bzw. Bandwechsel. Da kommt Freude auf.

    Jetzt muss die Antenne, an Stelle des Dummy Load, an die Leistungsstufe.

    Wird noch Koaxkabel verwendet, weil als Antenne eine – Fritzels Dummy – FD4 oder eine W3DZZ o.ä. Unsinn verwendet wird, stellt sich je nach Länge und Dämpfungswert des Kabels eine frequenzabhängige Impedanz ein, die seltenst 50 Ohm ist.

    Eine Endstufe mit automatischen Tuner versucht nun auf die am Eingang des Kabels auftretende Impedanz abzustimmen. Liegt das VSWR außerhalb des Toleranzbereichs, schaltet diese ab, liegt es innerhalb, dann wird nur ein Teil der möglichen Leistung dem Antennensystem angeboten und die Endstufe arbeitet nicht im optimalen Modus, erzeugt ungewollte nichtlineare Erscheinungen und unübersichtliche Betriebsverhältnisse.

    Wird die Antennenanlage mit einer Zweidrahtleitung betrieben, dann muss immer ein Übergang von asymmetrisch zu symmetrisch vorhanden sein – meistens ein Balun.

    Da seltenst die Ausgangsimpedanz des Balun mit
    der Eingangsimpedanz der Zweidrahtleitung übereinstimmt. ist die Folge eine Fehlanpassung, die sich am VSWR Meter zwischen Balun und Endstufe mit einem VSWR ungleich 1 bemerkbar macht. Die R-Endstufe reduziert automatisch ihre abgegebene Leistung, erzeugt mehr Anodenverlustleistung und Wärme, die Transistor Stufe schaltet hoffentlich ab , bevor die Transistoren gehimmelt werden.

    Wie sinnvoll nun eine Endstufe mit eingebautem, automatischen Tuner ist kann jeder OM beantwortenk, oder?

    Die Röhren- und Transistor-Endstufe muss mit ihrem berechneten reellen Lastwiderstand betrieben werden, soll sie beste Signalqualität und geringe Verzerrungen zeigen. Das geht nur wenn die Last nahezu bei jeder Betriebsart konstant ist – daher der Abgleich auf ein Leistungs-Dummy-Load.

    Sollte eine Endstufe mit automatischen Tuner und ein externer Tuner Verwendung finden – muss die Abstimmung der Endstufe auf die 50 Ohm verriegelbar sein, damit sie immer im optimalen Betriebsbereich arbeitet. Dann und nur dann entfällt die Abstimmrei auf die optimale Last bei jedem Frequenz- bzw. Bandwechsel.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

38. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Methode Begeisterung:

    Mich, also uralter OM, hat das Video von Arthur Konze über den Besuch der HamRadio 2024 total begeistert. Vor allem sein Aufruf am Ende des Videos, mehr auf die Jugend einzugehen und ihnen in Augenhöhe zu begegnen. Nicht die außen-tailierten Besucher sichern den Amateurfunk, sondern unsere Jugend und auch nicht der DARC, der penetrant versucht, mit dem größten Stand auf der HamRadio 2024 und in den USA, zahlende Mitglieder zu rekrutieren.

    Ja, Begeisterung ist faszinierend und hat mich ein Leben lang getrieben, ohne die so manche Entwicklung nicht statt gefunden hätte, hätte ich nicht treibende Kräfte wie Prof. K. H. Löcherer, Uni Hannover und Heiner Hahn, DJ7TF, Hannover und meine verehrten Lehrmeister der Stadtwerke Heide / Holsten: Lettow Vorbeck, Bruno Gosch und Otto Dankert im Rücken gehabt. Großartige Menschen – unvergessen.

    Wie können wir uns für etwas begeistern?

    Die Formel ist einfach und lautet: Neugierde und lebenslanges Lernen, denn Begeisterung ist ein Zustand dauernder freudiger Erregung, leidenschaftlichen Eifers und eine anhaltende Hochstimmung, die uns Neues zu entdecken erlaubt. Mein OV M17, damals unter der Leitung von DJ2TU Fritz Ziesing und unserem technischen Referenten Hans Kolbe, DJ4MQ und seiner Frau Inge, DJ4MQC, war so eine Schmiede der Begeisterung.

    Wie können wir unsere Begeisterung in unserem Leben nutzen und an andere übertragen?

    Motivation kommt von motivere – bewegen – wir müssen etwas bewegen, denn Begeisterung ist ein starker Motivator. Brennen wir für ein Thema oder eine Aufgabe, setzen wir uns mit ungeheurer Energie und Ausdauer dafür ein. Denkt nur an den ersten Kontakt mit dem anderen Geschlecht. Es gab kein zu kalt, zu heiß, zu weit weg, zu alt oder zu jung ………..

    Die Begeisterung nährt unsere Kreativität und wir denken über unseren Tellerrand hinaus, probieren Neues und finden ungewöhnliche Lösungen. Nur Begeisterung macht das Lernen lebenswert und – so sagen die Gehirnforscher- bleibt das Wissen auch besser im Gedächtnis hängen.

    Die Frage ist nur wie können wir unsere Begeisterung bei unseren Jüngsten hervorrufen und fördern?

    Die angeborene Neugierde ist unsere beste Freundin und spielt die entscheidende Rolle, vor allem die persönlichen Ziele. Frage dich selbst einmal und antworte nur in einem Satz: Welches ist dein persönliches Ziel? „Wer auf nichts zielt, kann auch nichts treffen“.

    Wenn wir der Jugend begegnen können wir über unsere Leidenschaft zum Amateurfunks reden, besser es ihnen zu zeigen. Wir alten wissen wie wertvoll ein Hobby im alter ist, wenn wir von heute auf morgen den Beruf aufgeben müssen und gesagt bekommen, das wir jetzt zum alten Eisen – aus der Sicht der Jungen zum Friedhofgemüse – gehören.

    Begeisterung ist die Formel für ein langes, erfülltes Leben und nicht das Rezept des Hausarztes. Begeisterung ist der Schlüssel zu persönlichem Reichtum.

    Alles was man kaufen kann, ist nichts von Wert, landet früher oder später auf der Müllhalde. Nur das was man nicht kaufen kann hat Wert.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

    Sucht man ein wenig im Internet, dann findet man:

    Begeisterung – Die Formel für lebenslanges Lernen. https://treffpunkt-philosophie.de/begeisterung-die-formel-fuer-lebenslanges-lernen/.

39. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Erlebnis Schwingkreis.

    In den ersten Stunden über HF-Technik wird der Parallel- und der Serienschwingkreis besprochen, deren Resonanzfrequenz berechnet und auch die asymmetrische Resonanzkurve gezeichnet. Dabei wird meist vergessen, dass der Kreis ja irgendwie eine anregende HF-Quelle haben muss. Schon bei der bildlichen Darstellung des Serienkreises, also Spule und Kondensator in Reihe, hängen die Anschlussklemmen in der Luft. Wieso ist das ein Kreis?
    Bei der Parallelschaltung von Spule und Kondensator hängt kein Bein in der Luft und man vermutet schon eher einen Kreis.

    Nur. wie oder wo müssen jetzt die HF-Quellen angeschlossen werden? Beim Serienkreis bieten sich die beiden offenen Anschlüsse an und beim Parallelkreis? Die HF- Quelle einfach parallel schalten oder Spule und Kondensator auftrennen und hier die Quelle einfügen? Dann wird aus dem Parallelkreis ja ein Serienkreis.

    Nun. gibt es HF-Spannungsquellen – HF-Generatoren genannt – meist mit kleinem oder nicht definierten Innenwiderstand. HF-Stromquellen haben einen hohen Innenwiderstand. Hier stellt sich jetzt die Frage nach der richtigen Zusammenschaltung damit der Schwingkreis auch als Schwingkreis wirken kann.

    Nehmen wir ein Parallel Kreis bei tiefen Frequenzen. Induktivität und Kapazität sind parallel miteinander verbunden. Nennen wir den oben liegenden Anschluss A und den unten liegenden B und schalten einen üblichen HF-Generator mit veränderlicher Frequenz an A und B an und beobachten mit einem hochohmigen HF-Voltmeter den Spannungsverlauf zwischen den Klemmen bei veränderlicher Frequenz. Hier sollte sich ja die bekannte Resonanzkurve zeigen – nur die Anzeige am Voltmeter ist fast konstant. Wie kann das sein?

    Des Rätsels Lösung ist, dass ein Parallelkreis nur mit einer Stromquelle und ein Serienkreis nur mit einer Spannungsquelle betrieben werden darf, soll der Schwingkreis richtig funktionieren.

    Übrigens die Bandbreite eines Serienkreises ist B = R /( 2 pi L) und damit nur vom Verlustwiderstand R des Kreises und der Induktivität L abhängig, aber unabhängig von der Kreis Kapazität.

    Beim Parallelkreis wird die 3 dB Bandbreite B = G / (2 pi C) nur vom Verlustleitwert des Kreise und der Kapazität bestimmt und ist unabhängig von der Induktivität. Die Güte des Kreises ist immer der Reziprokwert der Bandbreite B= fo / Q. (siehe die Antenne macht die Musik).

    Und jetzt kommt ein spannender Versuch – nicht nur für die Kidis.

    Man nehme einen Drehkondensator mit etwa 500 pF, eine Kunststoff Felge – Hula Hopp – von 80 bis 100 cm Durchmesser und einige Meter Kupfer-Lackdraht – ein alter Trafo abwickeln o.ä. Für etwa 200 pF berechnet man dann nach meinem Artikel 62 für den Mittelwellenbereich – etwa 1500 KHz – die passende Induktivität bzw. die Anzahl der Windungen die auf die Loop gewickelt werden müssen. Es kommt nicht auf exakte Werte an. Man verlöte den Plattenkondensator mit den abisolierten Ende der Spule. Es entsteht ein Parallelkreis.

    In die Mitte der senkrechten Loop stelle man ein kleines Radio mit Stab-oder eingebauter Ferrit-Antenne, eingestellt auf Mittelwelle (MW) und auf eine Frequenz, auf der außer Störungen kein Sender zu hören ist. Jetzt dreht man den 500 pF Kondensator mal von Anfang bis Ende durch. Wie ein Wunder erscheinen fernöstliche Sender, die vorher vom Störnebel verdeckt wurden.

    Das Gleiche kann man auch für LW machen, man muss nur mehr Kupfer-Lackdraht wickeln. Der Effekt ist der gleiche. Für LW sollte man allerdings HF-Litze verwenden – wenn vorhanden. Das Abisolieren von Litze erfordert viel Fingerspitzengefühl, denn keine Ader darf abbrechen, sonst geht die Güte in den Keller. Vorsichtiges Abbrennen mit einem Feuerzeug – ohne die dünnen Kupfer Adern auszuglühen – erleichtert die Arbeit.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

40. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Wunderwelt Amateurfunk, eine Nachschau der HamRadio 2024.

    Wir gratulieren unseren Mitgliedern Maia, Monika und Christian zur erfolgreichen Prüfung in der Amateurfunk-Klasse N. Der jüngste Teilnehmer, der unfallfrei den Fragenkatalog der BNetz Agentur bearbeitet hat war 10 Jahre. Erfreulich, denn Zahlende – ob für die Prüfung, ob als Frequenzabnutzer oder Mitglied sind gerne gesehen.

    Vermutlich hätten Maia, Monika und Christian ebenso erfolgreich das Kreuzworträtzel zur Klasse A unfallfrei beantworten können, denn Betriebstechnik und Gesetzeskunde sind identisch, nur der Fragenkatalog mit vorgegebenen Fragen für die Lizenz A ist etwas umfangreicher und CW ist nicht mehr gefragt.

    Und was kommt jetzt? Anschaffen einer eigenen Station und Antennenanlage oder Verwendung der Station der Eltern? Einreihen in das Verhalten der Frontplatten Schnacker auf 10 m oder Relais Funk auf 2m und 70 cm und alles nur mit 10 Watt EIRP? Selbstbezichtigung Erklärung als Voraussetzung zur Teilnahme am Amateurfunk?

    Wir waren damals 14 Jahre, haben für die Prüfung einige Jahre gebüffelt ohne zu wissen welche Fragen der Prüfer sauber beantwortet haben wollte und mussten CW Tempo 60 beherrschen – also 100 können.

    Bedingung für die Zulassung zur Lizenz Prüfung war das Bestehen der DE-Prüfung mit Urkunde vom Club, d.h. eigenständig einen funktionierenden Empfänger für KW gebaut zu haben – immer unter Aufsicht der wachen Augen des OVV und unter Anwendung der Erfahrungen der alten Ömer. Wir waren stolz wie Bolle, wenn alles geklappt hat und haben das Lob genossen.

    Nach bestandener Prüfung bei der OPD kam die grausam lange Zeit bis zur Zuteilung des Rufzeichens, denn das Mindestalter war 16. Die Zeit wurde genutzt – wieder unten Argus Augen des OVV und der alten Ömer – um jetzt einen Sender zu bauen.

    Altbestände der Wehrmacht und die Müllkippe waren unser Lieferant. Einen stabilen VFO zu bauen war die erste Herausforderung, die nicht auf den ersten Anhieb klappte. Dann die Trennstufe und die Verdoppler mit der passenden Röhre und die PA mit der RL12 P 35 oder RL12 P 10.

    Stromversorgung für Heizung und diverse Anodenspannungen müssten genau geplant werden. Dioden gab es noch nicht für uns, daher Doppelgleichrichtung mit AZ1, Siebketten mit reparierten Elkos und Glimmstabis zur Stabilisierung der Anodenspannungen für VFO und Trennstufe. Alte Trafos zerlegen und neu bewickeln war angesagt und das alles ohne irgendwelche mathematischen Kenntnisse der wirklichen Zusammenhänge. Nur die Erfahrungen der alten Lizenzensierten waren gefragt und natürlich der technische Referent, den es in jedem OV gab.

    Besonders ergiebig waren die Distrikts Versammlungen, wo die Selbstbaukisten in Reih und Glied zur Bewunderung einsehbar waren oder auch umgebaute Geräte der deutschen, amerikanischen und italienischen Wehrmacht. Stundenlang haben die Erbauer unseren Fragenregen erdulden müssen. Es war phänomenal was wir in der Zeit zwischen bestandener Prüfung und Lizenz Zuteilung alles lernen konnten.

    Nachdem der Sender gebaut und deren einwandfreie Funktion vom OVV überprüft wurde ging es an den Antennenbau und der Planung eines eigenen Shacks im elterlichen Zuhause. Da musste man jetzt alleine ran, denn die Ömer hatten ja ihre Familien und irgendwo, meistens im Dachboden mit Leiterzugang, eine eigene Funk Bude. Jedenfalls hatten wir Vorbilder, wie sinnvoll die eine oder andere Zusatz Komponente, wie Antennenschalter wegen der Blitzgefahr, war.

    Antenne: Damals waren Langdrähte – wie bei der Wehrmacht – die erste Wahl. Dann der Dipol, nur wir anpassen und wie abstimmen und den Übergang vom Anodenkreis mittels Link Leitung zur Antenne gestalten?
    Später kamen PI-Filter zur Anwendung. Nur wie den symmetrischen Dipol an den asymmetrischen Filterausgang reflexionsfrei anschließen? Viele Fragen, die nur selten noch von den Altvorderen ausreichend beantwortet werden konnten. Versuch macht Klug und Amateurfunk ist Versuchsfunk – das haben wir ja mit der Muttermilch eingesogen.

    Abstimmung mittels Antennenstrom Beobachtung mit Fahrrad Lämpchen oder Antennenstrom Anzeiger aus den Wehrmachtskisten war die Lösung. Nachdem die Antenne gebaut und das möglichst unbemerkte Stöbern auf Nachbars Dächer und den unsichtbaren Befestigungen an Schornsteinen erledigt war, kam das erste QSO in CW, alleine, keiner dabei – ein Highlight – Rapport 438 aus Jugoslawien. Jubel, Jubel. Die Begeisterung kannte keine Grenzen und die alten Ömer am nächsten OV Abend mussten einiges über sich ergehen lassen.

    Wie oben zu lesen: Es ist doch wesentlich einfacher und kommerzieller geworden, der Amateurfunk. Ich möchte die Lernzeit zum Einstieg in die Faszination der Funktechnik nicht missen, woraus auch meine spätere Berufswahl mit einigen Entwicklungen im Bereich der HF-Technik folgten. Dennoch, es gibt täglich etwas Neues, wie die Remote Station K4 von Elecraft. Der Transceiver irgendwo auf der Welt, nur noch eine kleine Remote Konsole auf der alle Betriebsarten, Frequenzen und diverse Antennen wählbar sind. QSO von überall, beste Modulationsqualität – KI entscheidet. Großartig.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

41. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    In der Anleitung wie man Funkamateur wird ist unter Punkt 5 zu lesen:

    5. Praktische Umsetzung
    Mit der Lizenz in der Hand kann man nun aktiv am Amateurfunk teilnehmen. Hier einige erste Schritte:
    Kauf oder Bau von Funkgeräten und Antennen.
    Viele Funkamateure beginnen mit einem UKW-Handfunkgerät und erweitern ihre Ausrüstung später.
    Vereine und Gemeinschaften: Mitgliedschaft in einem Amateurfunkverein kann hilfreich sein. Vereine bieten Unterstützung, organisieren Veranstaltungen und fördern den Austausch unter Funkamateuren.
    Kontakte knüpfen: Starte mit ersten QSOs, knüpfe Kontakte zu anderen Funkamateuren – weltweit!!!!!

    Stimmt das so? Nein, das ist bewusste Irreführung, denn das ist nur die eine Hälfte der Wahrheit, während die andere immer verschwiegen oder bewusst weggelassen wird.
    Wie war das noch mit dem heißen Brei?

    Wenn eine ortsfeste Amateurfunkanlage mit einer Strahlungsleistung von 10 Watt EIRP oder mehr in der BRD betrieben werden soll, ist eine Selbsterklärung zwingend vorgeschrieben und zwar bevor der Sendebetrieb aufgenommen werden darf.
    10 Watt EIRP ist dabei die obere Grenze unter der man auf die Abgabe verzichten kann, doch schon 5 Watt Sendeleistung aus einem Handfunkgerät an einer X50 Groundplane überschreitet diesen Grenzwert. Wer also mit mehr als 10 W EIRP stationär Betrieb machen möchte, muss einen Nachweis zum Schutz von Personen und Tieren in elektromagnetischen Feldern darüber erbringen.

    Die BEMFV aus 2002 wurde im 2013 novelliert, verpflichtet aber alle Funkamateure eine Selbsterklärung über ihre Amateurfunkstelle abzugeben.
    Unbemerkt hat sich die BNetzAgentur zwar von den Herzschrittmacher Grenzwerten verabschiedet, dafür aber von der Amateurgemeinschaft unbemerkt im neuen §15a eine Bußgeldbestimmung für alle Lizenzinhaber, die ohne Standortbescheinigung ihren Sender betreiben, eingefügt.

    Die in der FTEG angedrohte Geldbuße von 50 000 Euro sollte auch die letzten Säumigen veranlassen, endlich ihre Erklärungen abzugeben, dennoch betreiben angeblich rund 2/3 aller Funkamateure in der BRD ihre Anlage ohne Erklärung.

    Fragt sich, wie lange noch?

    Ich würde es darauf nicht ankommen lassen, denn die haben die Macht und die gesamte Funkanlage wird u.U. beschlagnahmt und als Teilamortisation versteigert.

    Die abgestrahlte Leistung gilt für die gesamte Amateurfunkstelle. Wenn also mit 7 Watt EIRP über ein Relais gefunkt und gleichzeitig mit 5 Watt EIRP Packet Radio gemacht wird, dann ist die 10 W EIRP Grenze überschritten.

    Unter den Funkamateuren besteht – trotz bestandener Lizenz Prüfung – reichlich Unklarheit darüber, was Strahlungsleistung EIRP ist. Es ist die äquivalente isotrop abgestrahlte Leistung, die von einem – gedachten – isotropen Strahler abgestrahlt wird, der die HF-Energie gleichmäßig über den Raumwinkelverteilt, er hat keinen Antennengewinn. So hat auch ein ganz normaler Dipol schon einen Antennengewinn von 2,15 dB.

    Die Anzeige nach BEMFV – Selbsterklärung – muss im voraus, also vor Inbetriebnahme der Station bei der zuständigen Außenstelle der Bundesnetzagentur abgegeben werden.

    Wie man die tatsächlich abgestrahlte Leistung EIRP für jedes Band und jede Frequenz berechnet ist nur den Profis möglich.

    SE leichtgemacht oder ähnliche Ankündigungen sind völliger Unsinn. Auch die oft in diesem Zusammenhang genannten – einfachen Programme sind reine Augenwischerei und haben mit der Realität nichts gemeinsam.

    Eine Antennenanlage muss berechnet und darf nicht von mit gefährlichem Halbwissen berieselten Schlaumeiern als leichte Übung gewertet werden.

    Hier bietet sich der zukünftige Standard „Remote Betrieb“ an.
    dabei steht der Sender, der von vielen angesprochen werden kann, außerhalb des Einflussbereiches der BNetzA, die SE entfällt und evtl. auch die Frequenz – ab – nutzungsgebühren. Ob man dann noch eine Lizenz braucht wird die Zukunft zeigen, denn Internet Zugang über Satellit wird bald Standard sein.

    Das sind doch positive Aussichten für den Erhalt des Amateurfunks, oder?

    Dr. Walter Schau, DL3LH

42. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    In den News habe ich gelesen:

    Heute bin ich nochmal zum Sommerfest von K39 nach Rothselberg auf den Selberg. Dort wurde heute von Dieter DF3VN ein Vortrag gehalten über Antennen anpassen und abstimmen – sehr interessant.

    Ich weiß nicht was Dieter DF3VN den Anwesenden so erzählt hat, nur schon der Titel des so interessanten Vortrages lässt Fürchterliches Erahnen.

    Was ist abstimmen einer Antenne?

    Abstimmen auf die natürliche Serienresonanz oder der natürlichen Parallelresonanz, auf Vielfache davon durch Herumschnippeln mit dem Seitenschneider an der Länge, was ein sinnloses Unterfangen ist, denn die natürlichen Resonanzen, bei denen der Blindanteil der Fußpunkt Impedanz ein Minimum oder Maximum wird, ist von vielen Faktoren abhängig, wie Höhe der Antenne über Grund, die elektrischen Eigenschaften des Grundes – ob Nass oder Trocken, ob Wald, Wiese Wasser, des Drahtdurchmessers, des Material des Drahtes ob Kupfer, Alu oder andere Materialien, ob dessen Oberfläche trocken oder feucht ist, usw, usw.

    Wie sinnvoll ist es daher an der Antenne mit dem Seitenschneider herum zu schnippeln? Überhaupt nicht.

    Auch hat eine Antenne, sollte man die natürliche Resonanz durch Zufall finden immer einen Blindanteil, der nur bei einer einzigen Frequenz verschwindet, die nicht die natürliche Resonanz ist.

    Auf einer Antenne entsteht immer eine stehende Welle, egal welche Länge die Antenne hat. An Ende oder Anfang ist immer der Strom NULL. Irgendwo auf der Antenne ist dann ein Strommaximum, denn nur Strom erzeugt das reaktive Nahfeld und gleichzeitig das strahlende Fernfeld. Nah- und Fernfeld addieren sich immer nach Betrag und Phase als Funktion des Abstandes vom Antennendraht und sind natürlich abhängig von der Zeit.

    Die Ablösung des elektromagnetischen Feldes von der Antenne als Funktion der Zeit ist eine komplizierte Angelegenheit die man nur verstehen kann, wenn man die Mathematik zur Theorie der Antenne verstanden hat und dann verschiedene Zeit Momente nacheinander, wie Prof. Meinke in den 30 Jahren vorbildlich dargestellt hat.

    Wie die Antenne dann die Anpassung an den Wellenwiderstand des freien Raumes vollbringt ist ebenfalls sehr komplex. Hier sei auf meinen Beitrag über „Die Antenne macht die Musik“ verwiesen, wo dieser Vorgang beschrieben ist.

    Nur, das alles braucht der Amateur nicht zu wissen, einzig alleine sind von Interesse die Fußpunkt Impedanzen bei den Betriebsfrequenzen und das ebenfalls von der Frequenz abhängige räumliche Strahlungsdiagramm zur Bestimmung der Sicherheitsabstände.

    Da eine Antenne immer eine Zuleitung hat, ist die Schnittstelle Antenne/Zuleitung von besonderer Bedeutung, denn hier geschieht die Wandlung von der auf der Zuleitung fortschreitenden Welle auf die stehende Welle auf der Antenne.

    Die Zuleitung zur Antenne wird charakterisiert durch einen komplexen Wellenwiderstand mit kapazitivem Anteil und den frequenzabhängigen Verlusten.
    An der Schnittstelle Zuleitung – Antenne treffen Wellen- und Fußpunktimpedanz aufeinander, was zu einem frequenzabhängigen, komplexen Reflexionsfaktor führt, der die Verluste auf der Zuleitung vergrößert und deren elektrische Maximalbelastung stark reduziert. Will man an dieser Schnittstelle maximale HF-Leistungsübertragung gewährleisten, dann gilt immer Antennenimpedanz gleich konjugiert komplexe Kopfpunktimpedanz, d.h., die beiden Realteil müssen identisch sein und die Blindanteile sich zu Null kompensieren und das für jede Betriebsfrequenz.

    Wie ist das zu schaffen?

    Die Zuleitung hat transformatorische Eigenschaften auch als Funktion der Länge und transformiert die Kopfpunktimpedanz in eine andere Impedanz am Eingang der Leitung mit der Folge, dass hier ein um die Gesamtdämpfung der Leitung verkleinerter Reflexionsfaktor vorgetäuscht wird. Am Eingang der Zuleitung stellt sich eine von der Frequenz abgängige Impedanz ein, die nicht identisch ist mit der Innenimpedanz des Senders. Deshalb ist an dieser Schnittstelle eine Impedanz Transformation erforderlich, will man maximale Leistungsübertragung Sender/Antennenzuleitung gewährleisten, was an dieser Stelle ein Stehwellenmessgerät erforderlich macht, mit dem die Anpassung zwischen Sender und Zuleitung überwacht werden kann. Wird der Koppler so abgestimmt, das VSWR = 1 auf der Anzeige erscheint, dann gilt bis rauf zur Antenne – an jeder beliebigen Schnittstelle – immer konjugiert komplexe Anpassung, auch an dem Übergang Zuleitung – Antenne. Über die Gesamtverluste sagt diese Einstellung aber nichts aus.

    Am Ausgang des Kopplers erfolgt der Übergang HF-Schwingung zur HF-Welle. Daher zeigt das als Stehwellenmessgerät bezeichnete Gerät keine Wellen an, sondern vor- und rücklaufende Leistungen, denn an dieser Schnittstelle gibt es keine Wellen. Nur auf der Zuleitung gibt es fortschreitende und rücklaufende Wellen, sowie stehende Wellen auf der Antenne. Der Reflexionsfaktor an der Schnittstelle Zuleitung/Antenne bestimmt maßgeblich die Verluste auf der Antennenanlage. Die Verluste der eigentlichen Antenne, beschrieben durch den Antennenwirkungsgrad, werden von den Material Eigenschaften und der Umgebungsverhältnisse bestimmt.

    Das alles braucht der Amateur nicht zu wissen, es sei denn er ist in der Lage die komplexen Vorgänge mathematisch zu beschreiben um die abgestrahlte Leistung EIRP zu berechnen.

    Das Fernfeld – nur das ist von Bedeutung – beginnt in etwa von 3 bis 4 Wellenlängen von der Antenne, z.B. im 80 m Band etwa bei 240 m – nur wer hat schon eine solch große Anlage und man denke nur an 160 m.

    Rechnerisch kann der Profi das reaktive Nahfeld und das strahlende Fernfeld, die immer gleichzeitig vorhanden sind, getrennt berechnen um daraus die Sicherheitsabstände zu bestimmen. Nur kann das auch der, der eine Selbsterklärung als einfachste Sache der Welt propagiert? Ich vermute, dass alle, wirklich alle bislang bei der BNetzAgentur eingereichten Unterlagen reine – Wünsch dir was – Erklärungen sind.

    Kommen wir zurück zur Frage nach der Abstimmung einer Antenne – völliger Unsinn, getragen von der Unkenntnis der Zusammenhänge.

    Die Antennenanlage besteht aus mehreren in Reihe geschalteten Vierpolen, beginnend mit dem Koppler, evtl. Balun u. Co, dann der Zuleitung und der eigentlichen Antenne. Da alle Komponenten Verluste und einen transformatorischen Charakter haben, die von den am Eingang und Ausgang der Vierpole vorhandenen Impedanzen abhängig sind, kann man nach der optimalen Zusammenschaltung der Einzelkomponenten für minimale Verluste in der Antennenanlage fragen. Das ist rechnerisch eine einfache Sache, nur kann das nicht nach dem Motto Versuch und Irrtum geklärt werden. Daher muss eine Antennenanlage immer berechnet werden.
    Daraus ergibt sich z.B. dass eine Draht Antenne immer oberhalb ihrer natürlichen Resonanz und niemals bei Resonanz betrieben werden darf, das Koaxkabel – egal welcher Art und Ausführung – als Antennen Zuleitung unbrauchbar ist, genau wie Balun u. Co. sowie CLC-Koppler und das als Antennenzuleitung nur selbst gebaute Zweidrahtleitungen mit Wellenwiderständen nahe 500 Ohm Verwendung finden dürfen.

    Wie hat Einstein so treffend formuliert. Wenn die Leute nur über das sprächen von dem sie Ahnung haben, wäre die Welt ziemlich leise.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

43. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Frequenz- und Phasenmodulation.

    In den den Anfängen unsere aktiven Zeit haben wir gerne die Frequenz- und Phasenmodulation verwendet weil die Funkverbindung HiFi Qualität hatte,
    mit dem Nachteil auf der Empfängerseite, dass der Ratio-Detektor oder Rieger Kreis zur Demodulation des NF-Signales einen Schwellwert von rund 10 dB hatte, d.h. Signale unterhalb des Schwellwertes verschwanden im Störnebel oder im Rauschen.

    Deshalb wurden später adaptive FM Systeme mit Rückführung von Michal Hoffmann entwickelt, die bei geringem Störabstand automatisch die Bandbreite reduzierten und dadurch immer noch – trotz des Schwellwertes – eine einwandfreie Übertragung möglich machten – allerdings unter erheblichen Qualitätsverlust. Dafür wurde aber die Nachricht übertragen, was ja im Bereich der Behörden von großer Wichtigkeit ist.

    Frequenz- und die Phasenmodulation sind Arten der Winkelmodulation.

    Bei der Frequenzmodulation – FM – wird die Trägerfrequenz durch das NF – Modulationssignal verändert. Der Frequenzhub ist dabei proportional zur Amplitude des Modulationssignals und unabhängig von der NF- Signalfrequenz.

    FM hat den Vorteil, das Amplituden Störungen – wie Blitze – keine Rolle spielen und die Qualität der Übertragung störungsfrei ist und der Dynamikbereich steigt.

    FM ist heute in der rücklaufingen analogen Rundfunktechnik noch Standard. Der Nachteil des abnehmenden Phasenhubes zu höheren Modulationsfrequenzen hin wird durch eine Preemphasis – Differentiation – ausgeglichen, wodurch das FM-Signal sowohl frequenz- als auch phasenmodulierte Eigenschaften aufweist.

    Bei der Phasenmodulation – PM – wird die Phase der Trägerfrequenz entsprechend der momentanen Amplitude des Modulationssignals verändert, wobei die Frequenz und die Amplitude konstant bleiben, d.h. die Frequenz bleibt konstant.

    Insgesamt sind FM und PM ähnlich, ihre unterschiedlichen Abhängigkeiten und HF technischen Übertragungs-Eigenschaften führen allerdings zu den diversen Unterscheidungen zwischen beiden Modulationsarten.

    Bei der FM unterscheidet man noch Breitband und Schmalband FM, die im Spektralbild ähnlich aussieht wie AM, jedoch sind die auftretenden Seitenbänder in der Phase um 180 Grad verschoben.

    Bei der Breiband FM spielen die Bessel Funktion die entscheidende Rolle und können zur Identifikation ob FM oder PM verwendet wird, genutzt werden. Wird nur eine einzige Modulationsfrequenz als Testfrequenz benutzt, dann tanzen bei FM die Seitenlinien – bei Ansicht mit einem Spektrum Analyser – auf und ab, während bei PM die Amplituden der Seitenlinien unverändert bleiben. Ansonsten kann man im Spektrum nicht unterscheiden ob FM oder PM verwendet wird.

    Abgeleitete Modulationsarten von FM und PM sind QAM und Phasenwinkel Modulation, worauf die modernen digitalen Modulationsarten beruhen.

    Wer mehr wissen möchte schaue in die Funktechnischen Arbeitsblätter, in den auch die Bessel Funktionen genau erklärt und berechnet werden.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

44. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Das Ohmsche Gesetz,

    beschreibt den Zusammenhang zwischen Strom, Spannung und Widerstand in einem elektrischen Stromkreis. Es gilt für jede Art von Strömen.

    Oft wird das URI Dreieck als Merk Bild verwendet. Die banale Anweisung heißt; Wenn du eine fehlende Größe ermitteln machtest, deckst du sie gedanklich oder mit einem Finger auf dem Dreieck ab und betrachtest anschließend die beiden übrigen Größen.

    Machen wir ein Beispiel.
    Wir nehmen 1A und einen Widerstand von 1000 Ohm. Die Multiplikation ergibt ,,,,
    U = 1000 Volt. So einfach ist es doch eine Spannung von 1000 Volt zu erstellen, oder?

    Natürlich schüttelt jeder, der schon mal mit dem Ohmschen Gesetz in Berührung gekommen ist den Kopf und sagt: Was für ein Quatsch. Recht hat er.

    Hier wird nämlich Ursache und Wirkung vertauscht, Ursache für den Strom ist die Spannung und der Strom ist die Folge. Der Proportionalfaktor ist der Widerstand, der auch komplex sein kann, d.h. mit einem induktiven oder kapazitiven Imaginärteil. Dann ist der Strom nicht mehr in Phase mit der Spannung und man rechnet mit Blindstrom, Wirkstrom und Scheinstrom.

    So schön, so gut. Ganz so abwegig ist aber die oben genannte Berechnung nicht. Denn ein Blitz kennt das Ohmsche Gesetz nicht, noch hält er sich daran.

    Nehmen wir einen Blitzeinschlag in eine Antennenanlage an. Der Hauptstrom in dem Plasmakanal von 1 Millisekunde ist in etwa 70 000 bis 100000 A. Nehmen wir einen Erdwiderstand von R = 0.1 Ohm an – die Station ist ja hoffentlich geerdet, dann hebt der Blitz kurzfristig die Station auf ein Spannungspotential von 7 000 Volt, bei einem besonders guten Erdwiderstand von R= 0.01 Ohm immer noch auf 700 Volt.

    Da der OM ja spannungsfest zu sein glaubt, macht im das nichts aus, denn bei allen super Anweisungen über den Antennenbau fehlt immer der wichtigste Hinweis auf den richtigen Blitzschutz. In der BRD treiben jährlich etwa 1 Million Blitze ihr Unwesen. Beteiligte vor Ort berichten auch, dass sie durch den Knall stundenlang taub waren. Wer in meiner Heimat SH wohnt ist gut dran, dort gibt es die wenigsten Blitzeinschläge über Land.

    Für uns galt beim Antennenbau die feste Regel. Amateure erdet eure Antenne, bevor sie euch erdet.

    Da die Blitze sich nicht geändert haben, gilt diese Weisheit noch immer – wohl nur nicht für die vielen Ömer – wenn man sie so auf dem Band hört. Ist doch die Antenne geradezu eine Einladung für den Blitz mal seine Muskeln spielen zu lassen, unbehelligt von politischen Meinungen.

    Neben den ohmschen Gesetz gibt es noch das Induktionsgesetz: Wenn sich der Strom nach der Zeit ändert, entsteht eine Spannung. Der Prop. Faktor ist die Induktivität L.

    Nehmen wir an, dass der Strom von I = 70 000 A sich innerhalb von 1 Millisekunde – etwa die Blitzdauer ohne die Nachblitze – auf Null abbaut und berechnen mit einer Induktivität L = 1 mH die induzierte Spannung auf den Innenleiter eines Koaxkabels, dann trifft eine Spannungsspitze von Us = 70 000 Volt den Eingang des Kopplers, wird ein wenig durch die Kapazitäten mit Spannungs Festigkeiten von 10 KV verringert und trifft dann den Ausgang der Endstufe bzw. den Eingang des Empfängers. Was dann passiert kann man sich ja denken.

    Nicht nur der direkte Blitzeinschlag ist gefährlich, auch Einschläge in einer Entfernung von einigen hundert Metern erzeugen enorm hohe Induktionsspannungen. Hier sei auf die Blitzfibel der Firma Dehn verwiesen.

    Die allererste Überlegung vor dem Aufbau einer Antennenanlage muss dem Blitzschutz und der Verringerung von statischen Aufladungen gelten. Hier sei auf den Beitrag von HB9AWJ verwiesen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

45. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Kurz daneben ist auch vorbei.

    Ich bin Michael und mache hier regelmäßig Videos über Funktechnik, vor allem über Amateurfunk – was er vergessen hat zu sagen ist: Weil ich damit Geld verdiene. Arthur Konze mit seinen gut gemachten Inhalten hat mal gesagt, dass er von seinen Videos gut leben kann. Es spricht nichts gegen Geld verdienen, nur Videos um jeden Preis, ob der Inhalt nun richtig oder fast richtig oder dummes Zeug ist?

    Ausversehen bin ich auf ein YouTube Video über die EZNEC Simulation eines Dipols gestoßen,

    Hier wird dem unkundigen Funkamateur weiß gemacht, dass ein Dipol ein Stehwellenverhältnis hat. Nur, eine Antenne hat kein Stehwellenverhältnis. Auf einer Antenne bildet sich eine stehende Welle aus, egal wie lang die ist, denn am Anfang und Ende ist der HF- Strom NULL.

    Abgesehen davon, dass EZNEC – mit der jetzt kostenlosen Vollversion – mit mindestens 1000 Segmenten richtig rechnet, wird dann weiter simuliert wie sich das Strahlungsdiagramm als Funktion der Höhe verändert. Schön und gut, nur welcher Amateur verändert – passend zur Betriebsfrequenz – die Höhe seiner Antenne wie mit einem Fahrstuhl und was ist das mit dem Strahlungsdiagramm – etwa das reaktive Nahfeld oder das strahlenden Fernfeld?

    Dann wird wieder mal die Resonanz als wichtige Bedingung für eine gute Antenne propagiert. Völlig falsch. Ein Dipol sollte niemals in Serien Resonanz, sondern immer oberhalb betrieben werden, denn zur Antenne gehört vorläufig immer noch eine Zuleitung mit transformatorischen Eigenschaften. Kein – hoffentlich kein Funkamateur speist einen symmetrischen Dipol mit einem asymmetrischen Koaxkabel.

    Der Schwingkreis, das unbekannte Wesen. In Serienresonz sind die Spannungen an den Blindelementen Q mal größer als die treibende Spannung. Bei der Parallelresonz sind die Ströme Q mal größer als der Strom der Quelle. Verluste der Blindelemente sind immer proportional zum Strom – bzw. Spannungsquadrat.

    Und dann kein Wort über die so entscheidende Fußpunktimpedanz des Dipols, die im Verhältnis zur Wellenimpedanz der symmetrischen Doppelleitung den Reflexionsfaktor und neben deren Dämpfung maßgeblich deren Verluste bestimmt. Denn was nutzt eine teure Endstufe, wenn deren Leistung in Balun u. Co., dem Koppler, der Zuleitung und der Rest im Verlustwiderstand der Antenne verbraten wird? Die Antenne hat auch Verluste, nicht nur einen Gewinn, vor allem wenn unpassendes Antennenmaterial verwendet wird.

    Gestern habe ich wieder mal einen Funkamateur sagen hören: Einfach einen 1 : 49 Balun an den endgespeisten Draht, das passt immer und du brauchst auch keinen Tuner!!!! Was für ein dummes Zeug wird hier verbreitet – die ganze Welt hört es und prostet dem Unsinn auch noch zu, anstatt dem Schwachsinn zu begegnen. Na ja, das kennen wir ja aus der Corona Zeit und aus der Abhandlung von Klaus Schwab: The Great Resett. Wird der Enkel nicht geimpft, tötet er seine Großeltern. Wie verblödet – worden – sind wir?

    Kurz daneben ist auch vorbei.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

46. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Wünsch Dir was.

    Unter der Rubrik Balun, verstehen, bauen, prüfen – oder Balun messen, aber wie? usw. begegnet man, begleitet von zahlreichen YouTube Videos zum Thema, reichlich Unsinn.

    Abgesehen von der Tatsache, dass ein Balun im aktiven Teil einer Antenne nichts zu suchen hat, wird immer wieder und wieder die Notwendigkeit eines Balun propagiert.

    Messungen mit einem VNA sollen dem unkundigen Funkamateur vortäuschen wie einfach es doch ist, die Durchgangsdämpfung eines Balun zu bestimmen.
    Dazu werden zwei baugleiche Balune in Kette geschaltet und mit dem VNA die Durchgangsdämpfung bestimmt. Der so ermittelte Dämpfungswert wird durch 2 geteilt und schon hat man die Einfüge-Dämpfung des Balun – ja in Bezug auf die Systemimpedanz des VNA und sonst nichts. Diese von W. Wippermann und anderen Unkundigen bevorzugte Messanordnung ist völliger Unsinn. Der so ermittelte Dämpfungswert ist Augenwischerei und völlig nutzlos.

    Wo wird aus Unkenntnis HF- technischer Vorgänge immer noch ein Balun bei den Amateurfunkern eingesetzt? – am Fußpunkt der Antenne und am Eingang der Hühnerleiter – manchmal auch zwischen Sender und Koppler: Nur hier sind völlig andere Impedanz-Verhältnisse vorhanden, deshalb ist oben beschriebene Testmethode nur irreführend und zeugt von der Unkenntnis HF- technischer Grundlagen.

    Im einfachsten Fall besteht ein Balun aus einer Primär- und Sekundär
    Induktivität, die beide über ein Magnetfeld verkoppelt sind. Fließt in der Primärspule ein Strom, dann wird in der Sekundspule eine Spannung induziert, die proportional ist zur Größe der Gegeninduktiviät M. Gegen- Primär und Sekundärinduktivität bestimmen den Koppelfaktor k, der zwischen Null – keine Kopplung – und 1 – vollständige Verkopplung – liegen kann.

    Die Eingangsimpedanz des am Ausgang offenen Übertragers hat als frequenzabhängige Eingangsimpedanz nur die primäre Induktivität in Reihe mit dessen Verlustwiderstand. Der mit einer Last abgeschlossene Balun transformiert diese auf den Primärkreis, wobei die primäre Impedanz nach Real- und Imaginärteil verringert wird – der Eingangsstrom nimmt zu.
    (Lenz`sche Regel)

    Ist die Lastimpedanz kapazitiv, dann kompensiert diese ganz oder teilweise die sekundäre Induktivität des Balun und es treten zusätzliche, unerwünschte Resonanzen auf, die die Übertragungsfunktion maßgeblich bestimmen und so machen Messknecht in den Wahnsinn getrieben haben.

    Grundsätzlich hat ein HF- Übertrager eine obere und unter Grenzfrequenz, die sich aus den Induktivitäten und dem Koppelfaktor bzw. der Streuung berechnen lassen und den Übertragungsbereich einschränken. Wird magnetisches Material als Trägermaterial für die Drahtwindungen verwendet, können Nichtlinearitäten das Sendesignal erheblich „verschönern“.

    Betrachten wir nun mal einen Balun hinter einem asymmetrischen Koppler, am unteren Ende einer Zweidrahtleitung mit angeschlossener Antenne.
    Hier stellt sich, je nach verwendeter Betriebsfrequenz, eine von der Frequenz
    abhängige Impedanz Z ein, die die Lastimpedanz des Baluns ist.
    Je nach Impedanz Pegel von Z – fließen hier HF-Ströme, die in den Verlustwiderständen des Balun Verluste bewirken und u.U. Kernmaterial in die Sättigung treiben bzw. Ferrite auf Dauer himmeln.
    Die Impedanz Z wird durch den HF – Übertrager im Real- und Imaginärteil verändert und ist dann Lastimpedanz der Transformationsschaltung mit weiteren Blindelementen und Verlusten. Der asymmetrische Koppler hat nun die Aufgabe diese an die Quellimpedanz des Senders zu transformieren, so dass zwischen Sender und Koppler VSWR = 1 gilt und die Leistungsstufe optimal arbeiten kann.

    Je größer die Induktivitäten, um so größer auch die Verluste, im Balun und im Koppler. Da aber der Balun an dieser Stelle notwendig ist, um den Übergang von symmetrisch zu asymmetrisch zu gewährleisten, darf hier nur ein 1 : 1 Balun eingesetzt werden.
    Andere Balun Arten, in denen es eine galvanische Verbindung zwischen Aus- und Eingang gibt – wie beim PUT – können Verlust Vorteile bringen, wenn der Impedanzpegel von Z hochohmig ist. Dann entscheidet die Berechnung, was besser ist.

    Bei einem symmetrischen Koppler entfällt ein Balun gänzlich, obwohl diverse Fehlkonstruktionen, auch von Kommerziellen, zwischen Sender und Koppler einen Balun einfügen.

    Wenn also von einem 1: 1 Übertrager die Rede ist, heißt das nur, dass die Anzahl der Windungen auf der Primär- und Sekundärseite gleich sind — und sonst nichts. Die Behauptungen das ein Lastwiderstand von 50 Ohm auf der Primärseite ebenfalls als 50 Ohm erscheint, ist völliger Unsinn. Das Gesagte gilt um so mehr für einen 1: n, bzw. n : 1 Übertrager.

    Wird ein Balun mal für Spielzwecke rein ohmsch abgeschlossen, kann niemals ein reeller Ohmwert an den Eingangsklemmen erscheinen. Die Eingangsimpedanz hat immer induktiven Charakter.

    Auch z.B. einen 1 : 49 Übertrager mit dem 49 fachen Wert der Quellimpedanz passenden ohmschen Widerstand abzuschließen und dann die Eingangsimpedanz mit dem VNA als Funktion der Frequenz zu bestimmen ist einfach nur Blödsinn. Übertrager mit solch hohen Übersetzungsverhältnissen
    gehören in den Müll.

    Übrigens sollte der VNA niemals zur Messung von Impedanzen direkt an der Antenne – sowieso sinnlos, weil die Zuleitung immer transformiert – noch am unteren Ende der Speiseleitung benutzt werden, will man nicht seine Messkiste himmeln, weil hier ja HF Spannungen vorhanden sind, die die Antenne eingesammelt hat.

    Wie man indirekt mit dem VNA arbeitet ist in meinen Abhandlungen – hier auf Conny`s Seite – zu lesen.

    Wie sagte Einstein:

    Wenn die Menschen nur über das sprächen, was sie begreifen, dann würde es sehr still auf der Welt sein – ich ergänze und auf den Bändern.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

47. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Unun

    Was sagt Wikipedia dazu?

    Ein Unun – englisch unbalanced-unbalanced – ist in der Elektrotechnik und Hochfrequenztechnik ein Bauteil zur Impedanztransformation zwischen zwei unsymmetrischen Leitungssystemen. Unsymmetrisch bedeutet, dass gegen Massepotential zwei unterschiedlich große gegenphasige Wechselspannungen vorliegen. Die unsymmetrische Signalübertragung erfolgt im Wesentlichen über Koaxialkabel oder Streifenleitungen.
    Häufig werden Ununs etwas ungenau als Baluns bezeichnet (beispielsweise wird ein 1:9-Unun gelegentlich als „magnetic balun“ bezeichnet, da auch Baluns häufig nicht nur zur Symmetrierung, sondern zugleich zur Impedanzanpassung verwendet werden. In der Hochfrequenztechnik kommen Ununs typischerweise am Speisepunkt einer asymmetrischen Antenne zum Einsatz (z. B. endgespeiste Langdrahtantennen oder off-center-fed-Antennen (OCF) wie z. B. Windom-Antenne).

    Multi-Magnetic Balun 1: 9 , 1: 4 oder 1: 16 sind Impedanz Transformatoren für Drahtantennen auf allen Kurzwellenbändern. Hurra. Die wundersame Wirkung des MAGNETIC BALUN wurde auf dem Band heiß diskutiert. Viele haben die Bauanleitungen probiert und Ringkerne in Friedrichshafen gekauft. Die Händler hats gefreut..

    1. Der Magnetic Balun ist ein BALUN – falsch

    2. Jede beliebige Drahtlänge wird auf 50 Ohm transformiert. Keine Erdung nötig, Ringkern T130-2 Material verwenden – völliger Quatsch..

    Es fehlt noch: Die Erde ist eine Scheibe und die Menschen wachsen im Garten.

    Bei OE3MZC ist zu den Grundlagen zu lesen:

    Das Grundprinzip der Funktion dieser breitbandigen Antennenanpassung ist ein Hochfrequenztransformator mit dem Übersetzungsverhältnis von 9:1, der die hochohmigen Eingangsimpedanzen einer Drahtantenne heruntertransformiert auf ca. 50 Ohm. Eine Impedanz von 450 Ohm wird auf 50 Ohm umgesetzt und damit die ursprüngliche Fehlanpassung von 1:10 auf 1:1,1 angepasst. Blubber, Blubber Blubber. ..

    Den Rest der Abhandlung kann man sich sparen. Vielleicht erkennt ja Ki zukünftig solchen Schwachsinn und löscht ihn automatisch oder es gibt einen Knast für Amateurfunker, die solchen Unsinn verbreiten.

    Was sagt Einstein dazu?

    Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher.

    Die richtigen Zusammenhänge sind in meinen Beiträge hier auf Conny`s Seite zu lesen.

    Weder Balun noch Unun oder ähnliche magnetische Verirrungen haben im aktiven Teil der Antenne nichts zu suchen. Mit L und C kann man jede Impedanz auf 50 Ohm reell bringen.
    Hochohmige Impedanzen erfordern L in Serie und C parallel.- von der 50 Ohm Seite gesehen oder einen Fuchs Kreis.

    Dr. Walter Schau, DL3LH
    .

48. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Balun für unbekannte Impedanzen?

    Es berichtet DO7PSL – Stephan Lange / Balun 1:1 undefinierte Impedanzen (200W). Balun (Typ Sperrglied, FT 140-43) undefinierte Impedanz 1:1 für etwa 200 Watt. Einsatzbereich von 1,8 MHz bis 50 MHz.

    Ein Sperrglied sperrt Gleichtaktströme, Mantelwellen. Bei dem Balun wird eine spannungsfeste 100 Ω Leitung verwendet, mit vergrößerter Windungszahl.

    Wirkungsweise:
    Ein Balun vom Typ Sperrglied unterbricht den Gleichtaktstrom, lässt den Gegentaktstrom jedoch ungehindert hindurch. Das Sperrglied kann an jeder seiner Seiten mit einer Quelle bzw. Last beschaltet werden, die „symmetrisch“ oder „unsymmetrisch“ ist. Dieser Balun (Typ Sperrglied) für undefinierte Impedanzen macht in folgenden Anordnungen Sinn:

    1. Eine unsymmetrische Antenne (außermittig gespeister Dipol) – Balun –
    Hühnerleiter
    2. Ein unsymmetrischer Senderausgang (Koaxialbuchse) – Antennentuner –
    Balun – Hühnerleiter

    Die Wirksamkeit eines Balun – Typ Sperrglied – kann den Gleichtaktstrom unterbrechen, hängt sehr von seinem Einsatzort im System Sender – Leitung – Antenne ab. Ob dicht vor oder hinter dem Antennentuner ist fast egal. Im Strombauch der Gleichtaktströme angeordnet bringt er die besten Ergebnisse.

    Wo der Strombauch sich befindet muss man messen bzw. durch eine Simulation herausfinden. Bei Mehrbandbetrieb ist damit zu rechnen, dass der Strombauch des Gleichtaktstroms auf den unterschiedlichen Bändern sich an unterschiedlichen Stellen der Speiseleitung befindet, dann sind unter Umständen mehrere Balune (Typ Sperrglied) erforderlich.

    Befindet sich der Balun zufällig im Spannungsbauch und das auch noch bei einer tiefen Frequenz, so kann er warm werden und bei hohen Leistungen sogar platzen. Hinter dem Antennentuner eingesetzt kann bei zu kurzen Antennen (kürzer als λ/2) die Spannung zwischen den Drähten sehr hoch werden, was zu Überschlägen führen kann.

    Balune führen nur eine indirekte Abstimmfunktion aus. Ein 4:1 Balun transformiert z.B. 200 Ω zu 50 Ω, aber auch 400 Ω zu 100 Ω oder 600 Ω zu 150 Ω. Mein TRX will aber nur 50 Ω sehen.

    Also muss ich weiter transformieren, um auf 50 Ω zu kommen. Aber wie? Ein Balun bei Mehrbandantennen transformiert den Antennenfußpunktwiderstand, egal wie groß, im realisierten Verhältnis, hier 4:1. Den Rest muss ein Koppler machen. Ich komme dem Koppler mit einem Balun gewissermaßen entgegen, in dem ich ihn nicht so sehr an seinem Grenzbereich fordere. Viele Koppler haben einen eingeschränkten Transformationsbereich. Es sollen z.B. 600 Ω auf 50 Ω transformiert werden. Mein Koppler kann aber nur maximal 350 Ω verarbeiten. Ein Balun, 4:1 würde von 600 auf 150 Ω transformieren, den Rest macht mein Koppler. Denn 150 Ω kann er verarbeiten. Ein Balun kann nicht 50 Ω erzwingen!

    Es hängt von den elektrischen Merkmalen des Balun und der Fußpunktimpedanz der Antenne ab.

    Hier eine weitere praktische Anwendung.
    So wie es hier im Bild zusehen ist, werden die 50 Ω, die mein TRX sehen will an den Balun gegeben und nach 200 Ω transformiert. Die Hühnerleiter ist direkt angeschlossen.
    Zur exakten Transformation des Antennenfußpunktwiderstandes ist ein Tuner notwendig. In der Praxis kann man diese Variante verwenden, wenn die Transformationswerte der Antenne annähernd bekannt sind und dem Transformationsverhältnis des Balun annähern.
    Balun 1:4. Nach Bauart von LDG habe ich einen AMIDON FT 140-43 genommen und mit Teflon Band umwickelt. Dann CuL 1,0 mm2 mit 13 Windungen.

    Tolles Teil solch ein Balun Typ Sperrglied.
    Jedenfalls sollte man einen Ringkern nicht mit Teflon Band o.ä. bewickeln, denn dann kann Wärme nicht abgeführt werden und dem Balun platzt der Kragen – mir auch – wenn obiger Text ohne Konsequenzen im Internet veröffentlich werden darf.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

49. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Du Jane, ich Tarzan!

    oder auch „Schuster, bleib bei deinem Leisten!“ sagte meine Oma und meint, dass man über Dinge, von denen man keine Ahnung hat besser schweigen sollte oder mit Einstein, dem wohl größten Denker unserer Zeit, kurz und präzise:

    „Wenn die Menschen nur über das sprächen, was sie begreifen, dann würde es sehr still auf der Welt sein“ – ich ergänze im Internet, auf YouTube und auf den Bändern.

    Nicht mal Wikipedia kann man Glauben schenken, es ist kein Lexikon, sondern betreutes Denken.

    Selber Denken kommt nicht aus der Mode.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

50. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Die helfende Hand sitzt immer am eigenen rechten Arm.

    Nach bestandener Prüfung kommt unweigerlich die Frage nach der Antenne. Bis man alle super Empfehlungen der Ömer probiert hat ist es Zeit das Hobby aufzugeben.

    Gehen wir von KW aus, denn ohne Antenne geht es nun mal nicht. Also braucht der Newcomer eine Anleitung:

    1. Spanne einen Volldraht von 2,5 Quadrat Kupfer oder Alu mit der möglichen Länge, keine Litze, keine Lautsprecherleitung, kein Stahldraht usw. und
    verwende gute Isolatoren, denn an den Enden ist der Strom Null, dafür aber die HF- Spannung hoch.

    2. Je nach baulichen Möglichkeiten verwende eine Zweidrahtleitung mit den bekannten Tomatenspreizern von 12 cm Abstand oder eine Eindraht Leitung aus Kupfer mit mindestens 1.5 Quadrat – keine Litze, keine Lautsprecherleitung, keine Wireman usw.

    3. Speise den gespannten Draht mit der Doppelleitung entweder in der Mitte, als Dipol – wenn möglich – oder am Ende ein. Die Länge der Zuleitung bestimmt sich durch die vorhandene Geometrie. Nennen wir den unteren Punkt der Einspeisung E.

    4.
    4.1. Bei Verwendung einer Hühnerleiter – symmetrisch – und eines asymmetrischen Anpassnetzwerks muss in E. ein Balun oder die Symmetrierung nach DL3LH mit dem Einfügen eines 8 nF spannungsfesten Kondensators in die Masseleitung, verwendet werden.
    Alternativ dazu ein Variometer aus russischen Beständen vom Flohmarkt als weitere Möglichkeit die Antennenanlage zu optimieren.

    Wird einem Balun der Vorzug gegeben, ist es notwendig, dass für jedes Band ein auf geringste Verluste berechneter eingefügt wird, was für den Profi eine leichte Übung ist, denn es gibt keinen Balun, der für alle Bänder geringe Verluste hat – egal was die Ömer so erzählen. Dazu müssen allerdings die Impedanzen für alle Betriebsfrequenzen in E. bekannt sein, was ein preiswerter VNA möglich macht – siehe Bericht von HB9AWJ. Rezepte wie Primärinduktivität 4 mal Quelleimpedanz usw. sind völliger Quatsch.

    Das einfache LsCp – APN besteht aus einer veränderlichen Längsinduktivität Ls mit einem veränderlichen Kondensator Cp gegen Masse, der wahlweise vor oder hinter die Induktivität schaltbar sein muss Es ist eindeutig in der Abstimmung und verlustarm.
    An Stelle einer Rollspule kann auch hier ein Variometer verwendet werden; aus Sicht der Verluste die weit aus bessere Lösung.

    4.2. Mit dem Stehwellenmessgerät zwischen Sender und APN kann jetzt die gesamte Antennenanlage auf die Betriebsfrequenz optimal abgestimmt werden, wenn hier VSWR = 1 durch Verändern von Ls und Cp und evtl. des Variometers in E. eingestellt wird. Werkelt im Sender ein automatischer Tuner, muss dieser vorher auf 50 Ohm abgestimmt und diese Einstellung arretiert werden und das für jede Betriebsfrequenz.

    4.3. Ob der PUT direkt hinter dem Sender oder direkt hinter dem APN die bessere Lösung ist, kann durch Versuch und Irrtum bestimmt werden. Um das herausfinden gilt es den HF-Strom in der Zuleitung zur Antenne mittels HF-Strommesser zu beobachten – ein kleiner Ringkern mit einigen Windungen auf der Sekundärseite, eine Diode, ein niederohmiger Widerstand und ein mA Meter. Die Anordnung mit dem höheren HF- Strom ist die richtige.

    4.4. Wird die symmetrische Variante eines LsCp Netzwerkes verwendet, kann die Variante Doppelleitung direkt parallel angeschlossen werden und der Balun entfällt vollständig, während die Eindraht Variante am Koppler Ausgang eine gute Erde erfordert, die auch für den Blitzschutz notwendig ist.

    Automatische APN`s – meist asymmetrisch mit Koaxspeisung – können die Abstimmerei vereinfachen, gehören aber immer ins Shack und niemals oben an die Antenne.

    Andere, hin gefummelte Anpasnetzwerke mit vielen Induktivitäten und starrer Kopplung sollte nicht nur der Newcomer aus dem Gedächtnis streichen, ebenso „voll symmetrische“ Fehlversuche mit Balun auf der 50 Ohm Seite.

    Nicht zu vergessen, der Blitzschutz. Trennen der Antennenanlage von der Station in E. und verbinden der Antennenseite mit mindestens 16 Quadrat Stahl auf einen von der Installations-Erde getrennten Erder. Über den Unsinn mit den Zündkerzen freut sich nur der Händler. Die Erderei kann auch mit einem starken Schütz auf Knopfdruck realisiert werden.

    Das ist aber nur die halbe Miete, denn jetzt erfordert die Selbsterklärung unsere volle Aufmerksamkeit, denn die muss vor Inbetriebnahme der Station erstellt und bei der BNetzAgentur eingereicht worden sein.

    Hier ist ein erfahrener OM mit mathematischen Kenntnissen oder der Profi, der PEP oder EIRP berechnen kann, gefragt.

    Ist alles erledigt, kann gefunkt werden, ob mit A, E oder N.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

51. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Immer öfter lese ich in den OV Nachrichten:
    Wir treffen uns jeden letzten Freitag im Monat in der Gaststätte
    “ Bleibt mir treu“ – Gäste sind immer willkommen.
    Dann wird getrunken, gegessen und vielleicht gefachsimpelt oder QSL Karten an den QSL Manager abgegeben. Wenn der Umsatz stimmt, bleibt der Treffpunkt länger erhalten, andernfalls muss man mehrmals im Jahr wandern.
    Nur, wie wäre es mit einem eigenen OV-Heim, einer eigenen Heimat, auf die man stolz sein kann? Wo gebastelt und der Lötkolben geschwungen wird – immer unter Anleitung und direkter Hilfe der Oldtimer. Man kann seine Bastelabenteuer bis zum nächsten Treffen stehen lassen und dann weiter machen – was oftmals zu Hause als Jugendlicher nicht mehr möglich ist. Eine Heimat wie bei jedem Reitverein oder Tennis Club.

    Der DARC gliedert sich bundesweit in 45 Distrikte mit ca. 960 Ortsverbänden und etwa 33.000 Mitgliedern, die jährlich 105.- Eure zahlen. Das sind 3 Millionen 465 tausend Euro und dafür müssen sich die größte Anzahl der Mitglieder in Kneipen und Gaststätten treffen. Baunatal, dass wir als Mitglieder damals durch Umlagen finanziert haben, muss ja unterhalten werden – was das alles kostet und erst die Ehrenamtlichen mit ihren 6 stelligen Bezügen.

    Ich bin alter Herr – AH – in einer schlagenden Verbindung unter dem Dach des Kösener. Weiterhin gibt es noch eine riesige Anzahl von Burschenschaften. Doch keiner der Verbindungen noch Burschenschaften treffen sich in Gasthäusern oder Hinterzimmern. Alle haben eine Heimat in Form eines eigenen Hauses mit vielen Räumlichkeiten in den gelebt und gearbeitet wird. Wir AH`s wurden uns glücklich schätzen, ähnliche Zahlen zu haben wie der DARC und sind kein Verein mit den finanziellen Vorteilen.

    Damals im DOK M17 – Heide Holstein – hatten wir unsere grüne Baracke am Kleinbahnhof, das ehemalige Kontor von Werner Lafrenz, DJ6TM – Metallhandel. Wir hatten täglich, zum Leidwesen der Frauen der älteren Ömer, OV Abend, jedenfalls war täglich was los, Empfänger bauen, Sender bauen und Morsetraining bis die Kopfhören die Ohren platt gedrückt haben und schmerzten. Das war lernen pur und unsere Heimat mit eigener Station, Tornister Empfänger Berta, Würfelbaustein S 10 K als Sender im 80 m Band und eine Langdraht Antenne.
    Oldtimer, wie Fritz Ziesing, DJ2TU, DJ7TF, DJ4MQ, DL3VB, DJ7RG, Dj9NG uva. haben damit die ganze Welt gearbeitet und uns Grünschnäbeln gezeigt wie Amateurfunk geht und das, obwohl jeder von denen eine eigene Station zu Hause hatte. Unsere größte Strafe seitens des Elternhauses war der Stubenarrest und wir nicht zur grünen Baracke durften, die jeder in Heide kannte und mit großem Interesse von den Normalbürgern beäugt wurde.

    Die Situation erinnert mich an den Galeeren Witz: Der Schlagmann brüllt: Wir erhöhen die Schlagzahl von 15 auf 30, der Chef will Wasserski laufen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

52. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    In Ergänzung meines Beitrages vom 13. Juli 2024 ist mir noch eingefallen:

    Bei beengten Platzverhältnissen lohnt es sich mal mit der T2FD zu befassen.

    Die Gesamtlänge der Antenne ist nur 14.3 m und kann für alle Bänder verwendet werden.
    Die Ausführung ist ähnlich dem eines Faltdipols – siehe mein Beitrag dazu – mit einem Schluckwiderstand, der allerdings HF in Wärme wandelt.

    Die T2FD-Antenne wird von den vielen Könnern verachtet, dabei ist sie eine vielseitige Kurzwellenantenne, die Ende der 1940 er Jahre von der United States Navy verwendet wurde.

    Trotz des schlechten Rufes hat sie einige Vorteile:

    1. Die T2FD ist breitbandig und eignet sich für frequenzagile Systeme wie
    Frequenz Hopping, Automatic Link Establishment und Winlink Gateways, die mehrere Bänder scannen.

    2. Mit einer einer Doppelleitung von etwa 500 Ohm beliebiger Länge und einem symmetrischen Antennentuner entfällt die ständige Nachstimmerei.

    Ohne Tuner ist ein auf die Mittenfrequenz optimierter 1 : 1 Balun oder ein PUT am unteren Ende der Hühnerleiter erforderlich, den Rest macht der Automatik Tuner.

    3. Die T2FD kann horizontal oder als Invertiertet Vee aufgespannt werden.

    4. Der Schluckwiderstand von 400 Ohm mit möglichst geringer Induktivität liegt in der Mitte der Schleife gegenüber der mittigen Einspeisung und verschluckt etwa die Hälfte der HF Leistung. Dafür kann man aber ungezwungen am Amateurfunk teilnehmen.

    5. Die T2FD-Antenne ist breitbandig, für alle Bänder nutzbar, ist einfach zu konstruieren und trotz der Ablehnung für bestimmte Anwendungen super geeignet.

    Im Vergleich mit einer Antenne, die mit einem 1 : 64 Blöd Balun betrieben wird, der auch etwa 6 bis 10 dB Verlust hat, schmalbandig ist und einen Tuner erfordert, ist die T2FD bestimmt die bessere Wahl.

    Das Problem ist einen Schluckwiderstand von 400 Ohm passender Leistung zu besorgen, wenn mit Kotz Leistung gesendet wird. Nur für die neue Klasse N und die digitalen Betriebsarten FT4, 8 bestimmt eine Überlegung wert.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

53. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Ich lese:

    Antennenkabel sind ein wichtiges Element im Amateurfunksystem. Die Auswahl des richtigen Kabels und die korrekte Installation sind wichtig, um eine optimale Leistung zu gewährleisten.
    Was kann ich mit dieser lapidaren Aussage als normaler Amateurfunker anfangen? Nichts – gar nichts – überhaupt nichts.

    Im unteren KW Bereich 160 – 40 m sind Drahtantennen die bevorzugte Wahl, während in den Bändern oberhalb auch Richtantennen zum Einsatz kommen.

    Während im unteren KW Bereich Koaxkabel nur als möglichst kurzes Verbindungselement zwischen Transceiver und Tuner eingesetzt werden dürfen, sind bei Richtantennen Koaxkabel immer noch üblich.

    Vergessen wird dabei aber, dass die in den Tabellen genannten Dämpfungen nur bei totaler Anpassung, also bei einem VSWR`= 1 auf dem Kabel – gelten – was wohl niemals vorkommt, denn der Wellenwiderstand, berechnet aus dem Durchmesser von Außen- und Innenleiter hat immer einen erheblichen kapazitiven Anteil. Das Kabel wirkt wie eine Kapazität und der Wellenwiderstand ist niemals reell.

    Die in den Tabellen angegebenen Dämpfungswerte für die verschiedenen Kabelarten und Frequenzen werden als Matched Line Loss – ML – bezeichnet, während der im Betrieb vorhandene Dämpfungswert, nur dieser darf in den Berechnungen und Überlegungen berücksichtigt werden, immer großer ist und erheblich vom VSWR auf dem Kabel abhängt.

    Deshalb sind auch Touls wie von DL2YMR in seinem Video erwähnt völlig nutzlos, weil ich mit den Werten nichts anfangen kann, absolut nichts.

    Auch die in den Tabellen angegebene Belastbarkeit der Kabel gilt nur bei totaler Anpassung und wird stark reduziert, wenn auf dem Kabel stehenden Wellen vorhanden sind.

    Ich frage mich warum DL2YMR solche Zusammenhänge in seinem Video nicht mal – nur – erwähnt? Das sind doch einfachste Grundlagen der HF- Technik, so wie 1 plus 1 nicht 3 ergibt.

    Das Verwerfliche daran ist nur, dass viele Ömer sich an solchen Videos orientieren und das gefährliche Halbwissen niemals ausstirbt.

    Wer heute noch seine Drahtantenne mit Koaxkabel bedient, sollte doch mal seine Lizenz überdenken.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

54. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Gefährliche Leitungslängen – gefährliches Halbwissen

    Wir lesen:
    „Probleme außer der Mitte gespeister Antennen von Wolfgang Wippermann, DG0SA, 18. Inseltreffen in Göhren auf Rügen“
    DG0SA, s.k. sagt dazu:

    Das Einfügen eines Balun verhindert den Stromsprung im Speisepunkt, verhindert jedoch nicht, dass die Leitung strahlt, wenn sie eine gefährliche Länge hat – das ist die Länge λ/2 und Vielfache davon – und wenn sie außerhalb der neutralen Zone des Strahlers hängt. Das tritt besonders stark bei gefährlichen Längen auf. Hier helfen eingefügte Balune, die die Speiseleitung in Abschnitte aufteilt. Was für ein Unsinn.

    Was sind gefährliche Längen und gibt es die? Nein,

    denn am Ende oder Anfang einer Leitung der Länge λ/2 und Vielfache davon verhindern angefügte Vierpole, dass sich Eigenresonanzen einstellen können.

    Am Fußpunkt der Antenne tritt eine auch von der Frequenz abhängige Impedanz Z mit induktivem oder kapazitiven Imaginärteil auf, selten rein reell.
    Aus der Zusammenschaltung Zuleitung – Antenne ergibt sich rechnerisch ein komplexer Reflexionsfaktor r, der maßgeblich die Verluste auf der Zuleitung bestimmt und einen Betrag zwischen 0 und 1 hat. Null heißt totale Anpassung der Antenne an den Wellenwiderstand der Zuleitung, 1 totale Fehlanpassung und keine Leistungsübertragung in die Antenne.

    Da mit Modulo 1/2 Lambda sich die Vorgänge auf der Leitung wiederholen, gilt das Diagramm nur für diese, 1 mal 1/2 Lambda Länge und nur für eine einzige Frequenz.

    Um zu wissen welche Impedanzen auf der Zuleitung möglich sind nehmen wir als Beispiel einen Reflexionsfaktor vom Betrag r = 0,3 an – VSWR = 1.857 – und zeichnen im Smith Diagramm mit dem Radius r = 0.3 einen Vollkreis um den Mittelpunkt, dann müssen auf diesem Kreisumfang alle möglichen Impedanzen als Funktion des Ortes, die auf der Leitung auftreten können, liegen.

    Es ist daher auch sinnlos, die Zuleitung mit Balunen in Abschnitte zu unterteilen, weil je nach Frequenz λ/2 eine andere Länge ist und ein anderer Reflexionsfaktor die Vorgänge auf der Leitung bestimmt.

    Auf einer Leitung mit Verlusten verringert sich der Betrag des Reflexionsfaktors spiralförmig in Richtung Sender. Dann liegen alle möglichen Impedanzen auf der Leitung innerhalb des gezeichneten Kreises. Eine unendlich lange Leitung hat am Eingang zwar r = 0, nur kommt auch keine Leistung mehr oben an der Antenne an.

    Ich erinnere daran, dass sich auf einer Antennenzuleitung Wellenvorgänge
    abspielen mit vor- und rücklaufenden Wellen und das das Smith Diagramm nur eine bildliche Hilfsdarstellung ist um die Vorgänge auf einer Leitung anschaulich zu machen.

    Siehe mein Beitrag über die Zweidrahtleitung als Wellenleiter.

    Wer mehr wissen will sei auf die Seite von AE6TY mit dem Titel SimNec verwiesen, auf die mich HB9AWJ aufmerksam gemacht hat.

    Ausführliche mathematische Berechnungen auch im Beitrag „Die Antenne macht die Musik“.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

55. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Ende Gelände und aus.

    Sicher habt ihr gelesen, dass mein Jugendfreund aus Kindertagen in Travemünde, Eckhart Moltrecht DJ4UF mit sofortiger Wirkung am 24. Febr. 2016 seine Zusammenarbeit mit dem DARC-AJW-Referat beendet hat. Da muss schon einiges vorgefallen sein, wenn Eckhart das Handtuch schneist.

    Er engagierte sich seit Jahrzehnten ehrenamtlich im DARC, opferte Herzblut, hohen Arbeits- und Zeitaufwand um den vielen Funkamateuren zur Lizenz zu verhelfen und um zahlende Mitglieder im Club zu werden.

    Ich kenne die Hintergründe für seinen Entschluss nicht, doch es verstärkt sich der Eindruck, dass beim DARC weder selbstständig denkende, noch kritische ehrenamtliche Mitarbeiter erwünscht sind.

    Ich selbst habe vor langer Zeit mal Kontakt mit dem Club aufgenommen um einige meiner technischen Abhandlungen in der Clubzeitschrift zu veröffentlichen, dass ist wegen geforderter Änderungen über Titel und Inhalt krachend gescheitert.

    Einmal und nie wieder habe ich voller Illusion einen Beitrag in die Obhut des DARC gegeben. Der wurde dann redaktionell so verschlimmbessert, dass ich ihn nach Veröffentlichung im CQ DL kaum wieder erkannt habe und einiges dadurch absolut falsch war. Nachträgliche Korrekturen wurden ignoriert – das war noch vor Email Zeiten.

    Ich lass mir doch von diesen HF- Stümpern nicht vorschreiben wie ich etwas formuliere und darstelle.

    Damals habe ich mir ernsthaft die Frage gestellt wie sinnvoll eine Mitgliedschaft noch ist und mich gegen den DARC entschieden und es geht mir gut damit.

    Heute stell ich mir die Frage wie sinnvoll meine Kommentar hier auf Conny`s Seite sind.

    Von den etwa 400 Abhandlungen über alle Themen „Rund um die Antenne“, sind etwa 120
    hier zu lesen und ich kann am Download Zähler erkennen wie gering das Interesse ist.

    Das liegt sicherlich an mir, obwohl ich immer versucht habe die Abhandlungen so zu schreiben und viele Beispiele berechne, so dass ein Realschüler, der unfallfrei die Schule durchlaufen hat – den Inhalt im Groben verstehen kann. Nun gut, die Beiträge sind geschrieben und fressen kein Brot mehr, sie können vorerst noch bleiben.

    Bei meinen Kommentaren komme ich mir vor wie der einsame Rufer in der Wüste – keinerlei Reaktionen.

    Ich schmeiße das Handtuch und gebe die Staffel ab.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

56. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Ich kanns nicht lassen, denn

    hier auf dem Kanal wurde ein Link über Leistungen u. Co. hofiert.

    Solch einen Unsinn kann man stehen lassen, denn das sehen Newcomer und Unkundige, die dann diesen Müll für die nächsten Jahrzehnte auf den Bändern verbreiten.

    Es geht um die verfügbare Leistung einer Quelle. z.B. einer Endstufe.

    Was ist die verfügbare Leistung einer Quelle?

    Es ist die Leistung Pv, die einer Quelle maximal entnommen werden kann und eine feste Eigenschaft der Quelle, nur abhängig von der Urspannung Uo und dem reellen Anteil Ri der komplexen Innenimpedanz – wenn man das Serienersatz Bild verwendet.

    Eine HF – Leistungsstufe hat bei Resonanz des Ausgangskreises einen von der Aussteuerung abhängigen Innenwiderstand Ri, der vom Stromflusswinkel bestimmt wird. Daraus folgt, dass die verfügbare Leistung Pv der Endstufe immer von der Aussteuerung abhängig ist.

    Man kann nun, wie auf einer Leitung, einen komplexen Reflexionsfaktor definieren, der sich aus Last- und Innenimpedanz berechnet, hier aber eine völlig andere Bedeutung hat.

    Es berechnet sich die tatsächlich an den Realteil der Lastimpedanz abgegebene Wirkleistung zu P = Pv (1 – r Quadrat). Dabei gilt – wie auf einer Leitung – für die Beträge r = 0 totale Anpassung und r = 1 keine Wirkleistung an die Last.

    Bei einer bestimmten, festen Aussteuerung ist Pv eine Konstante. Variiert die Lastimpedanz, verändert sich die tatsächlich abgegebene Wirkleistung, die bei r = 0 den Höchstwert erreicht – und das hat nichts damit zu tun, das intern die Leistung – zum Schutz der Endstufe – reduziert wird, wenn ein bestimmtes VSWR überschritten wird. Dabei ist Stehwellen Verhältnis sowie Unsinn, weil es hier keine Wellen gibt.

    Die Abstimmung einer Leistungsstufe muss immer erst auf ein Dummy erfolgen – meist 50 Ohm – bevor die tatsächliche Lastimpedanz angeschlossen wird. Diese Abstimmung darf dann nicht mehr verändert werden.

    Da kaum jemand den Innenwiderstand seiner Leistungsstufe bei einer bestimmten Aussteuerung kennt, ist nicht gesagt, dass bei Abstimmung auf ein 50 Ohm Dummy die maximal mögliche Leistung Pv der Stufe entnommen wird. Man geht gedankenlos davon aus, dass der Innenwiderstand der Leistungsstufe 50 Ohm sei, was selten der Fall ist.

    In Richtung Antenne folgt einer Leistungsstufe meistens ein Koppler, der nun die Anpassung zwischen der transformierten Antennenimpedanz und der variablen Innenimpedanz der Leistungsstufe übernehmen soll. Der oft dem Koppler vorgeschaltete Balun verschlimmbessert die Sachlage.

    Besonders unübersichtlich wird die Sache, wenn zwischen Koppler und Endstufe eine Leitung – meist ein Koaxkabel – vorhanden ist, weil dann Leitungsvorgänge zwischen Endstufe und Koppler
    eine Rolle spielen und dem abgesetzten Koppler eine von der Frequenz und Länge der Leitung abhängige Eingangsimpedanz angeboten wird.
    Der unbedarfte OM wundert sich dann, dass das Anpassnetzwerk nicht richtig funktioniert, vor allem wenn noch ein Balun dem Koppler vorgeschaltet ist.
    Schlaumeier setzen den automatischen Koppler sogar in den Speisepunkt der Antenne und wundern sich dann, dass dieser den Löffel abgibt.

    Beispiel:
    Der Innenwiderstand der Endstufe sei bei Abstimmung 40 Ohm reell. Wird diese auf ein Dummy von 50 Ohm abgestimmt, dann ist die am Wattmeter angezeigte Wirkleistung nicht die verfügbare Leistung, sondern mit r Betrag = 1/9 etwa 98,76 Prozent der verfügbaren Leistung. Das ist genaugenommen ohne Bedeutung. Allerdings sind Innenwiderstand der Leistungsstufe und Systemimpedanz des Wattmeters unterschiedlich, dann ist auch die Anzeige der PEP Leistung unbrauchbar.

    Von Bedeutung ist das vorgeschaltete Koaxkabel für den abgesetzten Koppler. Angenommen es habe ebenfalls 50 Ohm, dann variiert – je nach Länge Leitung und Frequenz, die Quellimpedanz für den Koppler mit zusätzlichen Verlusten, die erheblich und schnell mal 2 bis 10 dB sein können, wenn z.B. RG 58 deshalb verwendet wird um der Zuleitung, aus Unkenntnis der Zusammenhänge, noch eine Mantelwellensperre zu verpassen.

    Mit r Betrag = 1/9 kann man im Smith Diagramm, das auf 50 Ohm normiert wurde übersehen, welche komplexen Impedanzen dem Koppler bzw. dem Balun angeboten wird, wobei die Verluste im Koppler bzw. Balun von der äußeren Beschaltung abhängig und nicht vernachlässigbar sind.

    Wer mehr wissen will, sei auf meinen Beitrag “ Die Antenne macht die Musik“ hingewiesen.

    Dr. Walter Schau

57. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Spieglein an der Wand, wer hat Ahnung in diesem Land?

    Wissen, gefährliches Halbwissen, Meinungen.

    1. Wissen basiert auf jederzeit überprüfbaren Fakten und wissenschaftlichen,
    mathematisch überprüfbaren Erkenntnissen.

    2. Meinungen sind persönliche Ansichten ohne Fundament zu einem bestimmten Thema.

    3. Gefährliches Halbwissen beschreibt die Situation von Menschen mit unvollständigem oder oberflächlichem Wissen, glauben aber, sie seien gut informiert.

    Die Durchmischung von Meinungen, Wissen und gefährlichem Halbwissen ist auch bei Amateuren zu finden. Meinungen werden als Fakten dargestellt und vagabundieren dann über Jahrzehnte in den Köpfen der Ömer.

    In Foren im Internet, auf YouTube oder den Bändern wird die Verbreitung von Meinungen und Halbwissen besonders gepflegt. Einer schreibt vom anderen ab und posaunt den Unsinn lautstark weiter – unabhängig vom Wahrheitsgehalt.

    Auf den Bändern führt das zu den bekannten Runden oder Echokammern, in denen nur gleichgesinnte Meinungen Gültigkeit haben.

    Beispiel:
    Bei der Ausführung eines Balun muss die primäre Induktivität den 4 fachen Wert der Quelleimpedanz haben. Völliger Schwachsinn der seit Jahren von Generation zu Generation immer wieder aufgewärmt wird.

    Ob eine Aussage auf Wissen oder Meinung basiert kann leicht durch Rückfragen erfahren werden: Woher weißt Du das?

    Die Antwort scheidet den Spreu vom Weizen. Kommt die Antwort „Ich weiß das von jemanden, der mir das ganz genau erzählt hat“ ist das eine Meinung.

    Der Dunning-Kruger-Effekt besagt, dass Menschen mit geringem Wissen ihre Fähigkeiten überschätzen und gleichzeitig die Kompetenz anderer unterschätzen. Das führt dazu, dass diese keine Notwendigkeit sehen ihr Wissen zu erweitern, was sie in einem Teufelskreis der Inkompetenz gefangen hält.

    Typische Antworten dann:

    „Ja, wenn Du meinst“ oder „Das glaube ich nicht“, oder „Das hab ich ganz anders gelesen“, usw.

    Beim Arzt führt gefährliches Halbwissen zum Tod, in der Technik zu unbrauchbaren Konstruktionen wie Koppler in Pi- oder T- Schaltung mit Balun am Eingang oder Balun bzw. Koppler am Fußpunkt der Antenne.

    Meinungen im Allgemeinen bereichern unsere Gesellschaft durch unterschiedliche Perspektiven und sind daher wichtig, nur in der Technik zählt nur Wissen.

    Man muss nicht alles wissen, dafür sind die Experten da, die man löchern kann. Nur, muss man denen auch mal zuhören.

    Außerdem: Selber denken kommt nicht aus der Mode.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

    • Selten so kluge und zutreffende Ausführungen zu einem übergeordneten Themenbereich gelesen.
      Ich fühle mich mit meiner Kritik an der heutigen Denk- , Handlungs- und Artikulierungsweise bestärkt.
      Ach gäbe es doch noch mehr solche Stimmen. Gerade die Verantwortlichen in Politik, Wirtschaft und Vereinigungen könnten sich sehr gerne eine dicke Scheibe abschneiden.
      Wie sonst könnten angeblich gebildete Menschen so viel Unsinn von sich geben und mit so vielen „gutgemeinten“ Handlungen so viel Schaden anrichten.
      Und dann ist da noch die Verantwortung, die keiner mehr übernehmen sondern delegieren möchte.
      Dumme, verantwortungslose Menschen und Geld regieren offensichtlich die Welt.

58. Hallo Freunde des Amateurfunks.

    Fragen zum Pi-Filter sind in meinem Beitrag; „Das Pi Filter mit Verlusten“ ausreichend beantwortet – zu
    finden im Netz – nicht hier auf der Seite von Conny.

    Eine Leistungsstufe mit Röhren verlangt immer einen Parallelkreis in der Anode, weil die Röhrenstufe einen großen Innenwiderstand hat. Anstelle des Parallelkreises mit Auskopplung über eine Linkleitung wird der Parallelkreis in Form einer Pi – Anordnung bevorzugt verwendet mit dem Nachteil, das jetzt über eine Anodendrossel die notwendige Spannungsversorgung erfolgen muss.
    Auch das Pi – Filter ist ein Parallelkreis, dabei liegen die beiden Kapazitäten zwar gegen Masse, HF- technisch aber in Reihe, parallel zur Induktivität.

    Da die beiden Kapazitäten in Reihe liegen, ist die Gesamtkapazität immer kleiner als die kleinste Einzelkapazität d.h. gegenseitig abhängig, was den Abgleich für den Normalamateur so unübersichtlich macht.

    Die Güte eines Parallelkreises ist Q = G / 2 pi C, d.h. je kleiner die Kapazität umso größer die Güte Q, bei konstantem Parallelverlustleitwert G. Die 3 dB Bandbreite des Pi-FIlters ist B = fo / Q und bei großem Q daher klein. Die Bandbreite ist nur von der Gesamtkapazität abhängig, nicht von der Induktivität.

    Oftmals wird aus Unkenntnis der Zusammenhänge das antennenseitige C mit Werten oberhalb 1000 pF empfohlen, was völliger Unsinn ist. Abgesehen davon, dass durch die Serienschaltung die Gesamtkapazität praktisch von der anodenseitigen bestimmt wird, führt eine große Kapazität am antennenseitigen Anschluss zu erheblichen Verlusten, weil die hohe Kapazität HF-Leistung gegen Masse abklatscht – was der denkende Funkamateur wohl in der Prüfung gelernt haben sollte.

    Das Pi-Filter hat 2 Aufgaben, Parallelresonanz und Transformation des hohen Innenwiderstandes auf den üblichen Lastwiderstand.

    Warum Parallelresonanz?, weil der Parallelkreis bei Resonanz einen großen Leitwert – einen kleinen reellen Widerstand hat, was sich im Anodenstrom als Dip bemerkbar macht.

    Da 3 Blindelemente zur Verfügung stehen, gibt es unendlich viele Einstellmöglichkeiten, die beide Bedingungen erfüllen. Die richtige Einstellung unter Berücksichtigung der Verluste wird gefunden, wenn man die Ausgangskapazität auf das Minimum stellt und dann versucht mit L und Canode das Maximum für die abzugebende Leistung zu finden. Ist das nicht möglich, wird langsam die Ausgangskapazität erhöht und der Abgleich erneut versucht, usw, usw.

    Die antennenseitige Kapazität sollte dabei, der Verluste im Pi- Filter wegen, nicht über 400 pF sein. Man kann hier in einfacher Weise einen Festkondensator von etwa 400 pF verwenden, mit dem Vorteil, dass nur an 2 Komponenten gespielt werden muss.

    Der Innenwiderstand der Röhrenstufe ist von der Aussteuerung abhängig und kann meinem Beitrag: „Leistungsstufen im KW Bereich“ Teil 1 entnommen werden.

    Bei Transistor Leistungsstufen sind die Verhältnisse ähnlich und abhängig von der Art der Transistoren.

    Niederohmige Außenwiderstände verlangen einen Serienkreis, ein Parallelkreis ist hier fehl am Platze, hochohmige Innenwiderstände entsprechend wie bei Röhren, wobei die Innenwiderstände auch bei
    Transistor Stufen von der Aussteuerung abhängig sind. Wird mit kleiner Leistung abgestimmt, muss bei Vollaussteuerung nachgestimmt werden.

    Damit das Pi Filter spannungsfrei bleibt ist ein Koppelkondensator Ck mit hoher Spannungsfestigkeit und großer Kapazität notwendig.

    Die an diesem Ck vorhandene Spitzenspannung ist im Minimum 2 mal Anodengleichspannung und sollte reichlich überdimensioniert werden, damit die gefährlich hohe Anodengleichspannung niemals auf der Antenne bzw. am Eingang eines Kopplers liegt.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

59. Guten Tag

    Ich hätte eine kleine Anfrage

    Ist das Herstellen von Antennen für den Handbetrieb gesetzlich geregelt ?

    Zb für solche Modelle https://m.youtube.com/watch?v=9AgFX49exO4

60. Mogelpackung N-Lizenz.

    Erstaunlich, die junge Generation, um die es geht, hat kristallklar erkannt, dass sich der Amateurfunk langsam abschafft und die neue N-Lizenz eine reine Mogelpackung ist. Seit dem Entfernen der CW-Hürde geben die 3 Lizenzklassen keinen Sinn mehr. Sie unterscheiden sich lediglich in der Beantwortung einiger, vorgegebener, technischen Fragen – mehr – aus einem öffentlich bekannten Fragenkatalog.
    Vermutlich, um den aktiven Amateuren den Wind aus den Segeln zu nehmen oder um die alten Ömer zu beruhigen oder dem Sturm einer Entrüstung vorzubeugen, wurden der N-Lizenzklasse eine Leistungsbeschränkung auf 10 Watt EIRP aufs Auge gedrückt. Was für eine Zumutung für einen Neuling, kann doch nur ein Profi EIRP berechnen – oder nur eine Handvoll A/B-Lizenzler.
    Die Beschränkung auf das tote 2m und 70 cm Band und auf 10 m sind kaum nachvollziehbar, denn der Prüfungsteil Betriebstechnik und Gesetzeskunde sind für alle Lizenzklassen gleich und damit hat der N-Lizenzler 2/3 aller möglichen Prüfungsvarianten geschafft. Nur ein paar einfache, technische Fragen mehr trennen die A, B Lizenz von der Klasse N. Rechtfertig das die einschneidenden Beschränkungen? Sicherlich nicht. Es rechtfertigt auch nicht die Unterscheidung in A und B, weil sowieso nicht überprüfbar.
    Warum nicht die Lizenzklassen abschaffen und allen, die Grundwissen in der HF-Technik nachgewiesen haben, den Zugang zu allen Frequenzen und Bändern erlauben? Die Erfahrung stellt sich von alleine ein. Auch die A-Lizenz unterscheidet sich doch von der B nur geringfügig.

    Was will ein N-Lizenzler mit 10 Watt EIRP auf dem toten 2m und 70 cm oder dem 10 m Band bewirken? Relaisfunk oder auf 10 Meter mit 10 Watt EIRP, wenn für die Königsklasse 500 Watt PEP erlaubt sind?
    Damit das Hobby überlebt, brauchen wir die junge Generation auf allen Bändern – dringend – die, bekanntlich, vielfältigen, anderen interessanten Verlockungen unterliegt. Wen will man mit der Daumenschraube „Beschränkung auf ….“ motivieren?
    Was hat uns damals in jungen Jahren für die Technik und Funkerei begeistert?

    Es war die technische Bastelei unter Anleitung der Oldtimer und deren Lob und Anerkennung und die Möglichkeit mit einer bestandenen Lizenz weltweit Funkkontakt zu haben. Auch wir hatten viele andere, sehr spannende Interessen, ich meine nicht nur die Mädels. Doch gewann die Bastelei mit dem Lötkolben und die Möglichkeit mit einer Lizenz die Welt per Funk erobern zu können langsam die Oberhand. Eine eigene Funkbunde mit selbst gebauten Geräten. Es gab nichts Größeres.
    Vermutlich liegt hierin der Schlüssel um die Jüngsten für unser Hobby zu gewinnen. Spaß, Anerkennung und etwas mit den eigenen Händen geschaffen zu haben, etwas auf das man Stolz sein kann, um auch den Eltern oder Freunden zu zeigen. dass man wer ist und nicht nur nutzloser Jugendlicher der den Eltern auf der Tasche liegt.
    Soll der Amateurfunk in Deutschland weiter bestehen, brauchen wir die Jüngsten in den jungen Jahren und deren Begeisterungsfähigkeit, bevor andere Interessen sie in Beschlag nehmen. Gerade die ersten Entwicklungsjahre prägen das ganze spätere Leben – wie wohl jeder Oldtimer bestätigen kann.
    In jede Grundschule gehört eine Funk Arbeitsgruppe mit Equipment und Antenne, besser noch ein eigenes Unterrichtsfach mit mehrjährigem Angebot und ausgebildeten Lehrpersonal. Jede Lehre dauert mindestens 3 Jahre. Auch Amateurfunk lernt man nicht in einem Crash Kurs oder übers verlängerte Wochenende. Warum nicht Technik als grundsätzliches Ausbildungsfach mit der Möglichkeit zum Erwerb der Lizenz an allen Schulen und Universitäten? Heute geht doch sowieso nichts mehr ohne Technik und KI.
    Warum muss man heute noch lernen was 500 Jahre vor unserer Zeitrechnung im Mittelalter oder im 30 Jährigen Krieg geschehen ist?
    Deutschland war einmal Spitzenreiter in der Anzahl der Nobel-Preisträger und Entwickler von bahnbrechenden Ideen. Heute liegen wir unter Fernerliefen. Andere Länder machen es uns vor und zeigen doch wie es geht. Sie verwenden 5 stellige Summen pro Schuljahr für die Ausbildung des Nachwuchses.
    Einen Vorteil hat die N-Klasse – bei stationärem Betrieb entfällt die gesetzlich vorgeschriebene Selbsterklärung, die für die hofierten Klassen sowieso ohne Bedeutung zu sein scheint.

    Weg mit den Lizenzklassen und „Hoffnungsträger ans Mikro“ bevor der Amateurfunk und wir Oldtimer nur noch Geschichte sind.

    Dr. Walter Schau, DL3LH, rund 70 Jahre Amateurfunk im Gepäck.

61. Sinn und Zweck des Amateurfunks – heute und morgen.

    Amateurfunk hat, nicht nur in Deutschland, eine lange Tradition. Einst als Hobby für technikbegeisterte Tüftler bekannt, steht der Amateurfunk heute, im digitalen Zeitalter, vor enormen Herausforderungen. Neue Technologien wie SDR und digitale Übertragungsarten ergeben ungeahnte Möglichkeiten der Kommunikation. Eine breite Palette an Technik und eine optimale Nutzung der verfügbaren Frequenzen und Bänder sind Teil dieser Neuerungen.

    Amateurfunk ist nur interessant und attraktiv für die junge Generation wenn dieser mehr bietet als Smart Phone und Computerspiele. Die Gesellschaft wird sich stark verändern, denn zukünftige Berufe sind abhängig von Ki und Digitaltechnik. Wissenschaftler gehen davon aus, dass durch die Digitalisierung etwa die Hälfte aller derzeitigen Beschäftigungsverhältnisse in den nächsten Jahren verschwinden. Das betrifft natürlich auch den einzelnen Funkamateur, der sich heute noch in seinem Beruf sicher fühlt, nur zukünftig reichlich Zeit für sein Hobby haben wird. Hier hat der Amateurfunk die Funktion eines Rettungsankers, damit der Mensch nicht ins Leere fällt und keine berufliche Zukunft vor Augen hat.

    Das Hobby Amateurfunk ist eben mehr als nur eine Freizeit Beschäftigung, es ist eine Art sozialer Klebstoff. Nichts ist schlimmer für einen Menschen wenn ihm das Gefühl vermittelt wird nicht mehr gebraucht zu werden. Das betriff vor allem junge Menschen die von Zukunftsangst belastet und getrieben sind. Es ist daher von entscheidender Bedeutung diese an den Amateurfunk heran zu führen, damit sie in diesem Hobby eine Erfüllung finden und eine Aufgabe sehen.

    Die rechtlichen Rahmenbedingungen sind zu verbessern und entscheidender Faktor für die Zukunft des Amateurfunks. Wichtig ist dabei, dass die nationale Regulierungsbehörde den Zugang zum Amateurfunk weiter erleichtert. Der Anfang ist ja durch die Streichung der CW-Hürde gemacht. Amateurfunk ist Versuchsfunk und sollte es auch wieder werden. Da heute der Bau von Sendern und Empfängern maßgeblich von den Kommerziellen bestimmt wird, bleibt als Betätigungsfeld fast nur die Antennenanlage. Hier gibt es noch sehr viel Luft und Lust nach oben für technische Aktivitäten, wenn endlich die Ömer begreifen würden, dass der teuerste Transceiver ohne Antenne nur ein nutzloser Staubfänger ist.

    Alle zwischenzeitlich von der weltfremden Politik eingeführten Leitplanken müssen verschwinden. Das alte Amateurfunkgesetz war völlig ausreichend und ermöglichte uns damals den notwendigen Freiraum fürunsere Aktivitäten um neue Technologien, wie SSB in Phasen- oder Filtertechnik, zu erforschen. War doch der Amateurfunk seit Beginn der Funktechnik immer Vorreiter für neue Ideen und technische Entwicklungen. Der zukünftige Amateurfunk braucht keine hochnäsigen Bürokraten, sondern eigen verantwortliche Ömer um auf Dauer zu bestehen.

    Um unseren Nachwuchs zu fördern sind Bildungsinitiativen und Öffentlichkeitsarbeit unerlässlich. Der Amateurfunk muss wieder den Stellenwert früherer Zeiten in der Bevölkerung erreichen. Amateurfunkvereine und Internet Seiten wie diese bieten bereits eine Vielzahl von Kursen und Informationen sowie Veranstaltungen an, um junge Menschen für das Hobby zu interessieren und zu begeistern. Das besondere am Amateurfunk im Vergleich zu vielen anderer Hobbies ist die Möglichkeit zum Gedankenaustausch und persönlichen Kontakten, denn wir sind soziale Wesen und brauchen den Kontakt zu anderen Menschen um zu überleben.

    Die Installation des Amateurfunks in Schulen und außerschulischen Bildungseinrichtungen können dazu beitragen, das Interesse an Naturwissenschaften und Technik zu wecken, denn alle zukünftigen Berufe werden mehr und mehr von der Technik bestimmt. Je früher man die Jugend an diese gewöhnt umso zufriedener wird der Nachwuchs in den noch verbleibenden oder neuen Berufen sein.

    Insgesamt steht der Amateurfunk vor einer aufregenden Zukunft. Mit der Kombination aus traditionellem Wissen der Oldtimer und modernen Technologien sowie der internationalen Vernetzung hat der Amateurfunk in den kommenden Jahrzehnten das Potenzial für die Lösung dieser Mammut Aufgabe um soziale Spannungen zu vermeiden.

    Die Herausforderungen sind groß, aber nur mit Engagement, Innovation und gegenseitiger Achtung können alle, alle Funkamateure eine glänzende Zukunft für ihr Hobby gestalten helfen.

    In der Hoffnung, dass es den aktiven Ömern endlich bewusst ist oder wird und sie aus der Tiefe der Unkenntnis aufsteigen, kann dann der Amateurfunk in eine glänzenden Zukunft sehen. Wir leben in der Zukunft und begreifen in der Vergangenheit.

    An Taten wird man uns messen, nicht an oberflächlichen Geschwätz und Schwafelleien, denn nur hohle Tonnen klingen laut und nur tote Fische schwimmen mit dem Strom.

    Dr. rer. nat. Walter F.B. Schau, DL3LH, rund 70 Jahre Amateurfunk im Gepäck.

62. Freiraumdämpfung
    .
    Die Freiraumdämpfung D beschreibt den Verlust an Signalstärke im freien Raum. Diese Dämpfung verringert die Leistung von drahtlosen Kommunikationssystemen und damit deren Reichweite. Die Dämpfung ergibt sich aus der Tatsache, dass sich die Energiedichte eines Signals S auf eine immer größer werdende Fläche verteilt je weiter sich das Signal vom Sender entfernt.
    Da die Signalstärke sich im umgekehrtem Verhältnis zum Quadrat der Entfernung zwischen Sender und Empfänger abnimmt bedeutet das, dass sich die Signalstärke bei einer Verdopplung der Entfernung um das Vierfache reduziert.

    Mathematisch lässt sich die Freiraumdämpfung nach der Beziehung

    D = 10 log [ 1 / (4 π r/ λ)2 ] dB

    berechnen. Unter Berücksichtigung der Antennengewinne von Sende- und Empfangsantenne berechnet sich die tatsächliche Streckendämpfung zu

    L = 10 log [ (G1⋅ G2 ) / (4 π r/ λ)2 ] dB,

    dabei steht L für die Dämpfung der Strecke in dB, r für die Entfernung, λ für die Wellenlänge und G für den Antennengewinn von Sender – bzw. Empfangsantenne über isotropen Strahler.

    Ingenieure und Wissenschaftler berechnen die Streckendämpfung um die rauschtechnischen Anforderungen der Empfangsanlage zu bestimmen und um die Richtwirkung – den Gewinn – von Antennen zu optimieren. Es gilt ja immer die Kommunikationsreichweite bei gegebener Leistung der Sonde zu erhöhen.

    Der Antennengewinn einer Parabol-Antenne berechnet sich zu G = ( π ⋅ D/λ )2⋅ η, wobei der Antennen-Wirkungsgrad η zwischen 0.5 und 0.7 liegt und D der Durchmesser der Antenne ist.

    Beispiele:

    Die Freiraumdämpfung des geostationären Rundfunk-Fernseh–Satelliten hat bei der Frequenz
    f = 15 GHz und einer Entfernung von r = 38 000 km eine Dämpfung von D = 208 dB. Beim Apollo Programm auf der Frequenz f = 2,1 GHz und der Entfernung Erde – Mond von
    r = 384 000 km berechnet sich eine Freiraumdämpfung von D = 211 dB und bei der Raumsonde Rosetta mit einer Entfernung von r = 500 000 000 km und f = 8,4 GHz ergibt sich eine Freiraumdämpfung von rund D = 285 dB.

    Geht man bei der Rosetta Mission von einem Antennengewinn der auf der Erde stationierten Antenne von G = 60 dBi und der Antenne der Sonde von G = 20 dBi aus, verbleibt eine Streckendämpfung von L = 205 dB, entsprechend einem Linearfaktor Llin = 3,16227766 x 10 hoch 20.

    Bei einer abgestrahlten Sender-Leistung EIRP der digitalen Endstufe der Sonde von P = 400 Watt berechnet sich die verfügbare Empfangsleistung auf der Erde zu P = 400 / 3,16227766 x 10 hoch 21 W bzw. P = 124,61 x 10 hoch -21 W = 1,2461 x10 hoch -19 W.

    Diese geringe Nutzleistung muss über der verfügbaren Rauschleistung des Quellwiderstandes der Eingangsstufe der Empfangsanlage liegen damit das Signal nicht im Rauschen verschwindet. Solch minimale Signalleistungen können nur mit gekühlten Maser Verstärkern, rauscharmen parametrischen Abwärtsmischern oder gekühlten parametrischen Verstärkern überhaupt verarbeitet werden.

    Steht die erdgebundene Parabol-Antenne in der „Opfer Stellung“, dann liegt der Innenwiderstand der Antenne auf einer Rauschtemperatur von rund T = 5O K und rauscht mit einer verfügbaren Rauschleistung Nr = k T B, mit k als Boltzmann Konstante, T der absoluten Temperatur und B der Signalbandbreite.
    Die Rauschzahl F der Empfangsanlage ist daher auf diese niedere Rauschtemperatur zu beziehen und nicht auf eine Rauschtemperatur von To = 293 K, der Umgebungstemperatur.

    Für alle weiteren Berechnungen und Überlegungen bzgl. Rauschzahl und Grenzempfindlichkeit sei auf meinen Beitrag über Rauschmessungen und des von mir entwickelten und patentierten „Parametricher Gleichlage Abwärtsmischer für Mikrowellen mit reellem Spiegelleitwert“ verwiesen.

    Jedenfalls wird an diesem einfachen Beispiel ersichtlich, welche enormen technischen Anforderungen an die heutige Nachrichtenübertragung zu Raumfahrtzeugen gestellt werden. Das geht manchmal unter, wenn über Entfernungen zu benachbarten Galaxien von Millionen Lichtjahren gesprochen wird, denn die abgestrahlte Leistung der Sonde kann nicht beliebig erhöht werden, weil die elektrische Versorgung durch die Größe der Sonnen Paneelen begrenzt wird.

    Zusätzlich muss mit der Laufzeit des Signals gerechnet werden. Das Funksignal hat im freien Raum eine Geschwindigkeit c = 300 000 km/s. Bei der Rosetta Mission ist die Laufzeit des Signale daher t = 27, 77 Minuten für eine Strecke.

    Dr. rer. nat. Walter F. B Schau, DL3LH, rund 70 Jahre Amateurfunk im Gepäck

63. Amateurfunk – mehr als ein Hobby.

    In stiller Nacht, der Funk beginnt, Ätherwellen landen sacht im Wind.
    Antennen hoch die Drähte weit gespannt, verbindet Menschen, fern und unbekannt.

    Ein Mikrofon, die Stimmen fliegen, grenzenlos,
    sie überbrücken Zeit und Raum, verbinden unsre Welt, so nah, so groß.

    Der Empfänger rauscht, die Spannung steigt, ein Funken Hoffnung, der sich zeigt.
    CQ, CQ, ein Ruf erklingt, ein ferner Freund, der Antwort bringt.

    Durch Stürme, Blitz und Regennacht, die Technik trotzt, was Wetter macht.
    Von Bergen hoch und Tälern tief, erhebt sich unser Funkerbrief.

    Signale wandern Meilen weit, von Ost nach West, von Nord nach Süd.
    Ein Netz aus Worten, klar und rein, entfacht Freundschaft über Grenzen, sein.

    Mit Morsen, Klopf und Piep und Klang, erzählt ein jeder seinen Lebensgang.
    Geschichten, die das Leben schreibt, verweben sich in Funkerzeit.

    Als Ätherwelle still und fein, zieht eine Welle seine Bahn.
    Im Herzen trägt sie ein Geheim, ein Ruf von fern, von uns daheim.

    Vom ersten „Hallo“ bis zum letzten Gruß, der Funker niemals rasten muss.
    Im Sternenmeer, im Tageslicht, der Funker stets in seiner Pflicht.

    Ob alte Röhren, modernem Chips, der Spirit bleibt, ein ewger Trip.
    Technik, die das Herz ergreift und uns in ferne Welten treibt.

    Vom Gipfel eines Berges weit, bis tief ins Tal der Einsamkeit,
    ein Morsecode, ein leises Lied, das um die halbe Welt uns zieht.

    Der Kosmos breitet seinen Raum, Amateurfunk ist mein Traum.
    Ein Brückenschlag aus CW und Klang, der Welt verbunden, ein Gesang.

    Ein Hobby, mehr als Zeitvertreib, ein Netzwerk, das viele Menschen eint.
    In jedem Funkspruch lebt der Geist von Abenteuer – das vereint.

    So senden wir in stiller Nacht, die Botschaft, die alle Grenzen bricht,
    Amateurfunk, du hast entfacht des Funkens Herz und Leidenschaft.

    So lasst uns heben unser Glas auf Funkers Freunde, welch ein Spaß!
    Ein Hoch auf diese Funkertour, der Spirit bleibt für uns das Maß.
    In jedem QSO ein Stück Genie, in jedem Signal ein Hauch Magie.

    Die Gedanken flüstern: „Bleib dabei, der Amateurfunk macht uns frei.“

    Dr. Walter Schau, DL3LH, rund 70 Jahre Amateurfunk im Gepäck

64. Rückblick auf das Jahr 1957:

    ein Jahr zuvor hatte ich meine Lizenzprüfung bei der OPD in Kiel bestanden, das Rufzeichen DL3LH wurde allerdings erst 2 Jahre später erteilt, weil damals das Mindestalter 16 war.

    Schwarz Senden war mit hohem Risiko verbunden, denn die Überwachungsstelle der Post unter Ernst Suhl, DL1FQ, in Itzehoe war ja gerade um die Ecke und wir kannten natürlich Ernst alle persönlich.

    Seit 1952/53 konnte ich mit Hilfe von unserem technischen Referenten Hans Kolbe, DJ4MQ und unserem OVV Fritz Ziesing, DJ2TU Sender und Empfänger bauen, doch war nur der Betrieb des Empfängers – nach bestandener DE-Prüfung – erlaubt.
    Senden, d.h. ein QSO fahren mit den eigenen Kisten war stark Risiko behaftet, weil damals das Mindestalter 16 war und Schwarz Senden zum Verlust der Lizenz führte.

    Am 4. Oktober 1957 stand dann die Amateurfunker Welt und die Welt Kopf.

    Sputnik 1, die erste künstliche Raumsonde der Geschichte war mit bloßem Auge über Heide/Holstein zu sehen und zog gemächlich, in der Sonne glänzend, ihre Bahnen im nahen Erdorbit und wir Amateure waren dabei um mit geschwellter Brust so taten als hätten wir einen Anteil dazu beigetragen.

    Die Sonde sendete auf den Frequenzen f = 20,005 und 40,002 MHz, 21 Tage lang, bis sie im Erdfeld verglühte.

    Aus heutiger Sicht natürlich ein bahnbrechender Moment, der das Zeitalter der Raumfahrt einläutete, was wir damals nicht so empfunden haben.
    Wir saßen staunend an unseren Selbstbaukisten und hörten im Kopfhörer das Piep, Piep der Raumsonde. Mit Ungeduld warteten wir auf den nächsten Durchgang im Erdorbit, bis nach einigen Tagen das Interesse erlahmte.

    Die Nachrichten Sendungen jedenfalls waren voll zum Thema Sputnik. Die Welt stand still vor Staunen und Ehrfurcht. Sputnik, was auf Russisch „Begleiter“ oder „Satellit“ bedeutet, war eine kleine glänzende Metallkapsel mit vier Antennen mit einem Gewicht von nur 83,6 kg war sie bescheiden in ihrer Größe, aber monumental in ihrer Bedeutung.
    Mit jedem „Beep“ das die Sonde ausstrahlte, hörte auch die Welt zu und spekulierte über die endlosen Möglichkeiten der zukünftigen Raumfahrt.

    Sputnik 1 war nicht nur ein Triumph der sowjetischen Raumfahrttechnik, sondern auch ein Weckruf für die ganze Menschheit, dass die Sterne nicht länger nur Objekte der Träumerei, sondern erreichbare Ziele waren, was natürlich nicht so stimmte.
    Sputnik 1 entfachte eine Welle von Innovationen, wissenschaftlichen Entdeckungen und internationalem Wettbewerb, das als „Weltraumrennen“ bekannt wurde und bei den Amerikanern zu ungeheuren Anstrengungen führte um wieder auf gleichem Stand mit den Russen zu sein.

    Dieser kleine metallene Begleiter hat der Welt und uns Amateure gezeigt, dass unsere Sehnsüchte Grenzen zu überschreiten und Unbekanntes zu erkunden, tief in uns verwurzelt sind.
    Sputnik 1 war mehr als nur eine Maschine – er war der Anfang einer kosmischen Reise, die unser Streben nach Wissen und Fortschritt inspirierte und zu der Entwicklung der Nachrichtenübertragung zu Raumfahrtzeugen führte.

    Lasst uns Amateure im Geist von Sputnik 1 feiern mit unerschütterlicher Neugier, ewigem Mut zur Innovation und den Glauben an unser Hobby.

    Dr. Walter Schau, DL3LH, rund 70 Jahre Amateurfunk im Gepäck

65. Wie kann ich als einzelner OM den Amateurfunk fördern?

    1.
    Bilde dich ständig auf dem Gebiet der HF- Technik weiter und spreche im QSO nur über Dinge die du selbst verstanden hast. Papageien, die nur das weiter plappern was sie mal gehört haben, gibt es schon genug. Möglichkeiten dazu gibt es genug wie hier auf der Seite von Conny unter der Rubirk: Technik/Rund um die Antenne. Der Download Zähler zeugt vom geringen Interesse an mathematisch begründeten Wissen, was nichts Neues ist und schon unseren Oldtimern bekannt war – die noch die Materie beherrschten
    2.
    Meide YouTube Videos von Möchtegern-Kennern die selbst keinerlei Ahnung von der Materie haben und nur Phrasen weiter geben ohne wirklichen einen mathematischen Hintergrund zu bemühen
    3.
    Optimiere deine eigene Antennenanlage bzgl. der Verluste. Wer heute noch Koaxkabel als Antennenzuleitung verwendet, sollte das besser im QSO nicht erwähnen, denn es zeugt von totaler Unkenntnis und Ignoranz, die dem Funkamateur fremd sein sollte
    4.
    Verwende nur Drahtantennen die bzgl. der Gesamtverluste berechnet wurden. G5RV, ZS6BKW und ähnliche Fehlentwicklungen sollten der Vergangenheit angehören
    5. Zapfe das Wissen der Oldtimer an und höre ihnen auch zu, anstatt diese zu belächeln oder lächerlich zu machen
    Frontplatten Schnacker haben wir in ausreichender Anzahl auf den Bändern
    6.
    Vermeide Ferrit Materialen in der aktiven Antennen Anlage – siehe Ausführungen von HB9AWJ im Netz. Ein Balun hat nichts in einer Antennenanlage zu suchen mit der gesendet wird. Siehe dazu: Symmetrierung nach DL3LH und der Luftbalun – Berichte von HB9AWJ im Netz
    7.
    Arbeite an innovativen Projekten mit, damit der Amateurfunk sich weiter entwickeln kann
    8. Beteilige dich an den neuen digitalen Betriebsarten anstatt diese zu ignorieren oder verbessere bestehende wie FT8,
    um effizientere und robustere Kommunikationsmethoden zu schaffen – wenn du dazu in der Lage bist
    9.
    Teile dein Wissen und deine Begeisterung für den Amateurfunk anderen mit, nicht nur in der eigenen Familie
    10. Setze Workshops, Vorträge und Online-Ressourcen an, aber nur wenn du selbst wirkliche Ahnung von der Materie hast, um junge Menschen und Neulinge für den Amateurfunk zu begeistern – wie hier sie Seite von Conny
    11. Kooperiere mit Universitäten und Forschungsinstituten um gemeinsame Projekte zu entwickeln, die sowohl wissenschaftlichen als auch praktischen Nutzen haben
    12.
    Arbeite an der Entwicklung neuer Hardware und Software für den Amateurfunk mit,
    wie tragbare SDR-Geräte oder neue, effektive Antennen Anlagen Designs
    13. Beteilige dich an zukunftsorientierten Remote Systemen. WebSdr war nur der Anfang
    14.
    Engagiere dich in Notfallkommunikationsgruppen und entwickle Systeme, die in Krisensituationen verlässliche
    Kommunikation gewährleisten
    15.
    Beteilige dich an Amateurfunk Satelliten Projekten wie CubeSats, um neue Kommunikationswege zu erforschen
    16.
    Beteilige dich aktiv an der Eroberung der Höchstfrequenzen – wenn du dazu in der Lage bist

    Diese kleine Auswahl und jeder der Schritte trägt dazu den Amateurfunk weiter zu entwickeln und zu bereichern

    Dr. Walter Schau, DL3LH, rund 70 Jahre Amateurfunk im Gepäck

66. Hüllkurven- und digitale Endstufen.

    Immer noch werden Endstufen in herkömmlicher Art als das °Non Plus Ultra° allerdings nur von Amateuren betrachtet, obwohl es wesentlich bessere Lösungen gibt um die Signalstärke zu erhöhen. Eine wesentlich bessere Lösung ist eine Hüllkurvenen- und digitale Endstufe. Mit denen können mit hohem Wirkungsgrad HF-Leistung erzeugen.

    Eine analoge Endstufe hat einen Wirkungsgrad von nur wenigen Prozent, was ja jeder Amateur bestätigen kann, wenn er ehrlich mal die Leistungsbilanz seiner Endstufe betrachtet. Allein die Heizleistung von Röhren Endstufen mit Strömen von über 100 Ampere reduziert den Gesamtwirkungsgrad auf wenige Prozent und errechnet sich aus der Multiplikation der Wirkungsgrade der Einzelkomponenten und ist verschwindet gering, unterhalb von 10 Prozent.

    Den meisten Amateuren ist zwar der Wirkungsgrad seiner Station egal, er merkt es nur im Portemonnaie, welches meist gut gefüllt ist.

    Dabei ist eine HK – Endstufe nur ein Schaltungselement der HF-Technik, das aus einem Signal die Hüllkurve extrahiert. Sie folgt den Amplitudenänderungen des Eingangssignals und erzeugt ein Ausgangssignal, das den Amplitudenschwankungen des Eingangssignals proportional ist, jedoch ohne Rücksicht auf die eigentlichen Frequenzkomponenten im Eingangssignal. Dabei wird das Eingangssignal gleichgerichtet, um alle negativen Amplituden zu entfernen. Das ursprüngliche Audiosignal wird nun wieder in die Hüllkurvenendstufe eingespeist. Ein Tiefpassfilter begrenzt und glättet das gleichgerichtete Signal, um eine kontinuierliche Hüllkurve zu erzeugen, die den Amplitudenverlauf des Original Signals entspricht. Die resultierende Hüllkurve wird an die Last gegeben und kann zur Steuerung anderer Komponenten in einer elektronischen Schaltung verwendet werden. Mit dieser Technik kann man mit nur einen schlaffen Transistor Leistungen von einigen hundert Watt erzeugen.

    Zugegeben, mit dieser Technik muss man sich beschäftigen und es erfordert einige mathematischen Grundlagen was dem Amateur oder zumindest einigen Amateuren nicht schwer fallen dürfte. Die meisten Amateure verstehen ja auch nichts von der SDR Technik und nutzen diese trotzdem, mehr oder wenige gut.

    Die Anwendung von Hüllkurvenendstufen ist heute Standard in der Satelliten Technik wegen des hohen Wirkungsgrades, da hier besonders die Effektivität an erster Stelle steht, was man an den beiden Raumsonden Voyager 1, 2 der NASA, die 1977 gestartet wurden, um das äußere Sonnensystem zu erforschen, entnehmen kann.

    Beide Sonden haben den interstellaren Raum verlassen und sind unglaublich weit von der Erde entfernt. Voyager 1 ist derzeit etwa 23 Milliarden Kilometer, Voyager 2 ist etwas näher, aber immer noch beeindruckend weit entfernt, bei etwa 19 Milliarden Kilometern. Es ist faszinierend, dass diese Sonden seit Jahrzehnten im Weltraum unterwegs sind und uns noch immer wertvolle Daten über den interstellaren Raum liefern. Siehe: Freiraumdämpfung

    Eine digitale Endstufe oder Class-D-Verstärker wandelt das analoge Audiosignal in ein pulsweiten moduliertes Signal um. Dies geschieht mittels eines schnellen AD-Wandlers, der das Signal in eine Reihe von Pulsen mit unterschiedlicher Breite – PWM – einteilt. Dadurch arbeitet der Verstärker sehr effizient und erzeugt weniger Verluste im Vergleich zum traditionellen Verstärker.

    Eine digitale Endstufe hat grundsätzlich folgenden Aufbau:

    Ein Modulator wandelt das analoge Signal in ein PWM-Signal um. Der hochfrequente Schalter zerlegt dabei das NF-Signal um das PWM-Signal zu erzeugen. Danach folgt ein Tiefpassfilter welches das PWM Signal glättet und es wieder in ein analoges Signal wandelt, das an die Last ausgegeben wird.
    Digitale Endstufen sind heute in der NF-Technik Standard und erobern die HF-Technik langsam im Zuge der Entwicklung von schnellen und kostengünstigen AD-Wandlern wie in der SDR-Technik, die es erlaubt SDR Empfänger bis hin in den GHz Bereich zu entwickeln.

    Heute sendet die einfachste Fritz Box mit hoher Leistung schon im 5,6 GHz Bereich, was vor einigen Jahren noch Utopie war. Vor allem scheint es so, dass die Natur grundsätzlich die digitale Verbreitung von Informationen bevorzugt, denn digitale Signale können jederzeit wieder in das Originalsignal durch Begrenzer zurück geführt werden um negative Beeinflussung und Störungen zu entfernen.
    Selbst das Sonnenlicht ist kein Kontinuum, sondern kommt in Paketen – Photonen – zu uns auf die Erde. Der Vorteil einer digitalen Endstufen ist die hohe Effizienz, die über 90 % liegt, was sie ideal für mobile und batteriebetriebene Geräte macht.

    Dr. Walter Schau, DL3LH, rund 70 Jahre Amateurfunk im Gepäck

67. Zufriedenheit vs. Unzufriedenheit.

    Unsere heutige Welt ist von Konsum und dem Streben nach immer mehr geprägt. Es ist daher eine Herausforderung Zufriedenheit und auch Glück in dem zu finden was wir unser eigen nennen. Darin liegt wahrlich der Schlüssel zu einem spannenden und erfüllten Leben und sich wertzuschätzen und nicht von unerfüllten Wünschen abhängig zu machen. Zufrieden sein mit dem was man hat und nicht unzufrieden was man nicht hat.

    Dankbarkeit über das was wir haben ist die bewusste Entscheidung, die positiven Aspekte unseres Lebens wahrzunehmen und ihnen Wertschätzung entgegenzubringen. Das kann das Lächeln eines Menschen sein oder der Komfort eines warmen Zuhauses oder die Freude an unserem Hobby. Was bringen mir 5 Transceiver im Shack, wenn ich nur mit einem funken kann – oder was bringt mir der das teuerste Equipment an einem Sperrkreis Dipol?

    Es wird immer Dinge geben die sich der gesunde Mensch wünscht. Statt uns auf das zu konzentrieren was fehlt, ist es sinnvoller mit den Unvollkommenheiten des Lebens umzugehen. Es bedeutet nicht unsere Träume und Ziele aufzugeben sondern wir sie im Rahmen unserer Möglichkeiten verfolgen und uns nicht diktatorisch von ihnen beherrschen lassen.

    Hilfreich ist es sich an das Konzept der Relativität zu erinnern. Unsere Probleme und Mängel werden kleiner, wenn wir sie mit denen anderer vergleichen. Doch ist es sinnvoller unseren eigenen Werdegang zu schätzen und die Fortschritte in unserem Leben anzuerkennen, die wir gemacht haben.

    Ein bewusster Lebensstil trägt dazu bei das Glück in dem zu finden, was wir besitzen. Es gilt sich Zeit für Selbstreflexion und Achtsamkeit zu nehmen, unsere Bedürfnisse und Werte klar zu erkennen und Entscheidungen zu treffen, die mit diesen Werten im Einklang stehen. Wenn wir uns auf das konzentrieren was uns wirklich wichtig ist, fällt es leicht Zufriedenheit zu finden.

    Gemeinschaft und Beziehungen wie in unserem Hobby Amateurfunk spielen darin eine zentrale Rolle. Wahres Glück kommt nicht aus materiellen Besitztümern, sondern aus den Kontakten und Verbindungen, die wir zu anderen Menschen haben. Zeit mit der Familie und Freunden zu verbringen, authentische Beziehungen zu pflegen und anderen zu helfen, sind nachhaltig und tief erfüllende Erfahrungen, die unser Wohlbefinden stärken.
    Es geht die Balance zu finden zwischen dem Streben nach immer mehr und dem Wertschätzen des gegenwärtigen Momentes. Glücklich zu sein mit dem was wir haben bedeutet, dass wir unser Leben anerkennen so wie es ist und uns an dem Reichtum freuen das bereits da ist.

    Indem wir Dankbarkeit, Akzeptanz und bewusste Lebensführung in unseren Alltag einfügen können wir lernen das Glück in dem zu finden, was wir haben und weniger von dem beeinflusst zu werden, was uns fehlt. Es ist der wahre Schlüssel zu einem erfüllten und glücklichen Leben.

    Da unsere Zellen, die ständig erneuert werden, unseren Bauplan DNS ebenso ständig neu programmieren und nicht umgekehrt, haben wir – nur wir – es in der Hand wie gesund wir sind und zukünftig bleiben – abhängig von unserer inneren Zufriedenheit.

    Der gesunde Mensch hat viele Wünsche, der kranke nur einen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH, rund 70 Jahre Amateurfunk im Gepäck

68. Wie wird KI den Amateurfunk verändern?

    Bremer Funkamateure haben sich Gedanken zu diesem Thema gemacht:

    1.
    KI wird sich entwickeln um diverse Funksignale automatisch zu erkennen und zu identifizieren. Das erleichtert uns Funkamateure die Auswahl des passenden Modus. Egal ob FT8, M17, RTTY, FM, PM, SSB, PWM, PCM, CW usw. werden automatisch erkannt und dekodiert.

    2.
    KI wird in Verbindung mit Antennentunern kann dazu verwendet werden, um die beste Einstellung für geringste Verluste automatisch zu finden. Das verbessert die Effizienz der eigenen Funkanlage, wenn überhaupt noch vorhanden.

    3.
    KI-Algorithmen werden dazu beitragen, schwache oder verrauschte Signale zu verbessern, indem sie Störungen beseitigen und die Qualität der Signale verbessern.

    4.
    KI kann verwendet werden um automatisch die Art der Modulation zu erkennen, was die Effizienz der Kommunikation erhöht.

    5.
    KI kann genutzt werden, um Vorhersagen über die besten Frequenzen und Zeiten für die Kommunikation basierend auf Wetterbedingungen, Sonnenaktivität und anderen Faktoren zu treffen.

    6.
    KI-basierte Spracherkennungssysteme können gesprochene Kommunikation in Text und in andere Sprache wandeln.

    7.
    KI kann automatische Antworten auf häufig gestellte Fragen oder Standardanforderungen liefern, was den Amateurfunkern Zeit spart.

    8.
    KI-gestützte Lernplattformen können Amateurfunkern helfen, neue Techniken zu erlernen und sich auf Prüfungen vorzubereiten.

    9.
    KI kann gesprochene Worte in diversen Sprachen erkennen und in der Originalsprache antworten bzw. in Text in meiner Sprache wandeln. Das hilft besonders Funkamateure die außer englisch keinerlei Sprachkenntnisse haben. Die Wandlung in Text hilft Funkamateure mit eingeschränkter Hörbarkeit.

    10.
    KI hilft bei der Überwachung und Verwaltung von Frequenzen, indem KI störende Signale automatisch identifiziert und durch Ergänzung des Signals mit einem um 180 Grad in der Phase verschobenen Signales.

    11.
    KI hilft bei der Logbuchführung und um diese zu automatisieren, indem alle QSO-Daten aus dem Funkverkehr extrahiert und in einem digitalen Logbuch gespeichert werden.

    12.
    Mithilfe von KI-Algorithmen werden präzise Vorhersagen zur Ausbreitung von Funkwellen getroffen was die Planung von Verbindungen erleichtert

    13.
    KI kann schon heute Morsecode automatisch erkennen und in Text bzw. Sprache wandeln. Das hilft besonders Funkamateure, die Schwierigkeiten beim Dekodieren haben. CW als spannende Betriebsart kann weiter betrieben werden.

    14.
    KI wird sich dahin entwickeln, dass wir nur noch ein Bedienkonsole mit allen Funktionen im Shack haben. Bei Frequenzwechsel wird automatisch der passenden WebSDR Server ausgewählt sowie der passende Remote Sender. Eigene Antennen und die damit verbundenen Probleme gehören damit der Vergangenheit an. Jeder von uns kann auf allen Frequenzen bis in den Mikrowellenbereich QRV sein und seine Kontakte und Verbindungen pflegen.

    15.
    KI beseitigt die Selbsterklärung und die damit verbundenen Schwierigkeiten.

    16.
    KI beseitigt endlich die Lizenz Klassen in der BRD.

    17.
    Automatische Erkennung einer bestimmte Station wenn diese sich auf dem Band meldet.

    18.
    Automatische Terminvereinbarung mit Freunden.

    Diese kleine Auswahl gibt Einblick in die enormen Möglichkeiten, um Effizienz, Genauigkeit und Spaß an unserem Hobby zu steigern

    Wichtig dabei ist jedoch, dass solche Technologien im Einklang mit den ethischen Standards und den Regeln des Amateurfunks eingesetzt werden.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

69. Koaxkabel RG213 vs. Hyperflex 10 – Wer gewinnt den Kampf?

    Ein YouTuber hat mal wieder einen Beitrag über Koaxkabel verursacht und den Vogel abgeschossen. Dabei wurden die in den Datentabellen angegebenen Dämpfungswerte der Kabel in den Vordergrund gestellt und von diesen abhängig gemacht, welches Kabel man kaufen sollte.

    Total verschwiegen wurde allerdings, dass nicht die Dämpfung bei totaler Anpassung – genannt ML – matched Line Loss – maßgeblich ist, sondern der Gesamtverlust TL – total Loss – der sich aus ML und AL – additional Loss – zusammensetzt.

    Daraus ergibt sich TL = ML plus AD in dB, dabei sind ML und AL abhängig von den mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Kabels, der Frequenz und der Länge des Kabels.

    Der ML ist abhängig von den mechanischen HF-Eigenschaften des Kabels, der AD wird verursacht durch stehenden Wellen auf dem Kabel bedingt durch eine immer vorhandene Fehlanpassung am ENDE des Kabels, beschrieben durch das VSWR am ENDE des Kabels, dass nur in ganz seltenen Fällen – etwa wie ein 6er im Lotto – den Wert VSWR=1 hat und dann nur für eine einzige Frequenz.

    In dem YouTube Video gab es nicht mal den geringsten Hinweis auf die Gesamtverluste, denn nur diese bestimmt was letztendlich von der eingespeisten HF- Leistung übrig bleibt – für den Sender und den Empfänger.

    Mit zunehmenden Gesamtverlust wird der Empfänger immer mehr zu einem Rauschgenerator der verhindert, dass nur noch starke Signale empfangen werden können. Auch fehlte der Hinweis, dass mit zunehmenden VSWR > 1 die in den Tabellen angegebene übertragbare Leistung sich erheblich verringert.
    Das gilt für Koaxkabel sowie alle anderen Antennenzuleitungen – außer der Goubau Leitung, die ab etwa 50 MHz verwendet wird.
    Werden Koaxkabel bei höheren Frequenzen verwendet, dann ist das Rauschverhalten des Kabels von entscheidender Bedeutung. Auch hier fehlte der entsprechende Hinweis – wohl aus Unkenntnis der Zusammenhänge.

    Bei der Kettenschaltung rauschender Vierpole, sind die Rauscheigenschaften des 1. Vierpols und seine verfügbare Leistungsverstärkung entscheidend für die Grenzempfindlichkeit des Gesamtsystems, denn in der zugehörigen Friischen Gleichung stehen ausschließlich verfügbare Leistungsverstärkungen Lv, die unabhängig vom jeweiligen Anpassungszustand am Ein- und Ausgang der Vierpole sind.
    Für die Kettenschaltung gilt immer: Lvges = Lv,1 mal Lv,2 mal Lv,n mal Lü,n. Nur beim letzten in der Ketten vorhandenen Vierpol muss Lü
    berücksichtigt werden – Lü ist gleich der verfügbaren Leistung Lv einer Quelle im Verhältnis zur tatsächlich an die Last abgegebene Wirkleistung.

    Die Eigenschaften eines Koaxkabels werden beschrieben durch: Wellenwiderstand, frequenzabhängige Dämpfung für eine Länge von meist l = 100 m, die spezifische Kapazität, die spezifischen Induktivität und den Verlustwiderstand, sowie die Belastbarkeit bei totaler Anpassung der Lastimpedanz an den immer komplexen Wellenwiderstand des Kabels.

    Die Dämpfung ML lässt sich sehr einfach durch Messung mit einem einfachen VSWR Meter für die Betriebsfrequenz bestimmen – die meist nicht in den Tabellen zu finden sind.

    Man schließt das Kabel am Ende kurz und bestimmt das VSWR am Eingang des Kabels. Daraus berechnet sich aus einem einfachen Zusammenhang dann der ML in dB, speziell für meine Betriebsfrequenz. Das gilt natürlich nicht nur für Koaxkabel, sondern für jede Art der Antennenzuleitung.

    Wer mehr über die tatsächlichen Zusammenhänge wissen will sei auf meinen Beitrag: Die Antenne macht die Musik,
    Rauschmessungen und Rauschen verlustbehafteter Leitungen – hier auf der Seite von Conny – hingewiesen. Dort beleuchten viele berechnete Beispiele die tatsächlichen HF-technischen Zusammenhänge auf einer Antennenzuleitung – nicht nur für Koaxkabel.

    Dr. Walter Schau, DL3LH, rund 70 Jahre Amateurfunk im Gepäck.

70. Die Antennenwirkfläche, die unbekannte Größe:

    Die Antennenwirkfläche ist der entscheidende Parameter bei der Bewertung der Leistungsfähigkeit einer Antenne, nicht nur für die Empfangseigenschaften, sondern auch für den Sende Betrieb. Die Antennenwirkfläche beschreibt die Fähigkeit der Antenne elektromagnetische Energie aus einer einfallenden Welle zu erfassen und in elektrische Energie umzuwandeln bzw. im Sende Betrieb eine optimale Abstrahlung der teuer erzeugten Leistung zu erreichen.

    Im Fernfeld stehen die Komponenten E und H senkrecht aufeinander und das Kreuzprodukt beider Vektoren ergibt den Poynting Vektor mit der Dimension: Leistung pro Fläche, mit Richtung und Betrag. Das Fernfeld einer Sende Antenne ist etwa 4 fache Wellenlänge vom Ursprung.

    Die Antennenwirkfläche kann durch folgende Beziehung berechnet werden: Antennenwirkfläche: Wellenlänge zum Quadrat mal Antennengewinn, dividiert durch 4 Pi als Oberfläche der Einheitskugel mit dem Radius 1.

    Dabei ist die Antennenwirkfläche die effektive Fläche und der Antennengewinn der Gewinn über isotropen Strahler. Da Sende- und Empfangsantennen HF- technisch gleich sind, wenn der Innenwiderstand identisch ist, gilt die Formel für den Empfangs- und Senderfall. Die Antennenwirkfläche ist also abhängig vom Quadrat der Wellenlänge, d.h. mit zunehmender Wellenlänge vergrößert sich die effektive Fläche und je größer der Antennengewinn um so größer die effektive Fläche. Daher haben Antennen mit hoher Richtwirkung immer eine größere Wirkfläche.

    Da der Poynting Vektor auch eine Phasenlage hat, beeinflusst die Polarisation der einfallenden Welle die Effizienz der Energieumwandlung.

    Die Optimierung der Antennenwirkfläche kann durch folgende Maßnahmen erreicht werden:

    1. Anpassungen im Design erhöhen den Antennengewinn
    2. Reflektoren verbessern die einfallende Strahlung durch fokussieren der elektromagnetischen Welle
    3. Eine Anpassung an die Polarisation der eingehenden Welle erhöht die Effizienz – vertikal, horizontal, zirkular.

    Einige Beispiele für Antennenwirkflächen:
    Yagi-Uda-Antennen haben typischerweise eine Wirkfläche von etwa 0,1 bis 0,5 Quadratmetern, abhängig von der Größe und Anzahl der Elemente. Eine einfache Dipolantenne hat eine Wirkfläche von etwa 0,03 Quadratmetern. Die Wirkfläche einer Parabolantenne hängt natürlich von der Größe des Reflektors ab, wobei eine kleine Satellitenantenne eine Wirkfläche von etwa 1 bis 10 Quadratmetern hat, während größere Radioteleskope Wirkflächen von über 100 Quadratmetern erreichen. Man denke nur an das Radio-Teleskop in der Eifel mit ihren 100 m Durchmesser – ein gewaltiges Teil. Log-Periodische Antennen haben eine Wirkfläche typischerweise zwischen 0,1 bis 1 Quadratmeter. Die Wirkfläche einer Stabantenne berechnet sich aus der Beziehung: Wellenlänge zum Quadrat dividiert durch 8 Pi, d.h. je größer die Wellenlänge umso höher die Antennenwirkfläche.

    Die Wirkfläche einer Antenne ist daher entscheidend für ihre Empfangs- und Sendeleistung sowie Effizienz. Sie bestimmt, wie gut die Antenne elektromagnetische Wellen aus einer bestimmten Richtung erfasst oder sendet. Die Antennenwirkfläche ist daher ein zentrales Element in der Antennentechnik und wird viel zu wenig von den Amateuren berücksichtigt. Ihre Optimierung und genaue Berechnung sind entscheidend für die Leistung und Effizienz des Antennensystems. (Siehe Beitrag von HB9AJW über die Optimierung seiner Antennenanlage – im Netz).

    Wer mehr wissen möchte sei auf meinen Beitrag: „Die Antenne macht die Musik“, unter der Rubrik „Rund um die Antenne“ verwiesen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH, rund 70 Jahre Amateurfunk im Gepäck

71. Beispiel für die Berechnung der Antennenwirkfläche einer Antenne im Kurzwellenbereich:

    Gegeben: Frequenz f = 7 MHz, Antennengewinn G: 5 dBi.

    1. Die Wellenlänge berechnet sich zu: Lampda= 42,86 m
    2. Der Antennengewinn G in dB muss in eine dimensionslose Zahl
    umgewandelt werden. Das geschieht bekanntlich aus G = 10
    hoch G(dB): 10 und ergibt einen Wert G = 3,16 227
    3. Aus der im Beitrag genannten Beziehung berechnet sich dann die
    Antennenwirkfläche Aw = 145,53 Quadratmeter.
    4. Mit einem angenommenen Betrag des Poynting Vektors von S = 5
    Mikrowatt pro Quadratmeter am Empfangsort wird die verfügbare HF-
    Leistung einer gedachten HF-Quelle zu: Pv = 5 Mikrowatt mal 145,53 =
    727,65 Mikrowatt.

    Ist der Innenwiderstand der Ersatzspannungsquelle am Empfangsort Ri = 50 Ohm, dann kann aus der bekannten Beziehung Pv = Uo zum Quadrat dividiert durch 4 Ri, deren Leerlaufspannung und dann der S Wert ermittelt werden.
    .
    Je nach Anpassungszustand der 50 Ohm Quelle geht die Leistung
    P = Pv (1 – r zum Quadrat) an die Last über, mit r als Reflexionsfaktor, der hier allerdings eine völlig andere Bedeutung hat als der Reflexionsfaktor auf einer Antennenzuleitung.

    Wer mehr wissen will, sei auf den Beitrag: „Die Antenne macht die Musik“ verwiesen. Dort gibt es zum Verständnis ausreichend viele, berechnete Beispiele.

    Dr. Walter Schau, DL3LH, rund 70 Jahre Amateurfunk im Gepäck

72. Wo bleibt und was passiert mit der von meinem Sender erzeugten Energie?

    Energie, die mein Sender erzeugt, wird durch die Verluste in der Antennenanlage bis zu etwa 15 dB reduziert. Durch Optimierung meiner Anlage können die Verluste auf wenige dB verringert werden. (Siehe Beitrag von HB9AWJ über die Optimierung – im Netz).

    Dabei sind die Verursacher der Verluste, die in Wärme gewandelt werden, das Anpassnetzwerk im Senderausgang, evtl. einem Balun mit magnetischem Material, den Koppler, die Zuleitung und die Antenne mit ihrem Wirkungsgrad, selbst. Auch das Nahfeld der Antenne – reine Blindenergie – muss vom Sender aufgebracht werden.

    Erst im Fernfeld, etwa in 4 Wellenlängen von der Antenne entfernt, wird Energie in den freien Raum in Form der elektromagnetischen Welle emittiert. Sie breitet sich dann mit Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen oder bevorzugt in eine bestimmte Richtung – beschrieben durch den Antennengewinn – aus.

    Ein Teil der Energie wird von meinen QSO Partnern und andere auf die Frequenz abgestimmten Resonanzsysteme, ein anderer Teil von Objekten wie Gebäuden, Bäumen, dem Boden bis hin zu Molekülen in der Atmosphäre aufgenommen.
    Absorbierte Energie wird in andere Energieformen gewandelt, wie Wärme und erhöht die Entropie. Die Summe aller Energien ist eine Konstante. Energie kann nur von einer Form in eine andere gewandelt werden.

    Eine in ihrer natürlichen Resonanz betriebene Empfangsantenne nimmt Energie auf und strahlt gleichzeitig immer Energie ab.

    Ein anderer Teil der Energie wird bspw. von Oberflächen reflektiert und abhängig von der Wellenlänge und den Eigenschaften der Oberfläche in diverse Richtungen reflektiert und teilweise absorbiert.

    Kleine Partikel in der Atmosphäre, wie Staub und Moleküle, streuen die abgestrahlte Energie in alle Richtungen und ist bspw. für das Blau des Himmels verantwortlich, da kürzere Wellenlängen stärker gestreut werden als längere.

    In manchen Fällen können die abgestrahlten Wellen auf andere Wellen treffen und interferieren. Dies kann entweder zu einer Verstärkung oder Schwächung der resultierenden Wellen führen, abhängig von deren Phasenlage – zueinander.

    Treffen die Wellen auf Hindernisse oder Spalte, mit vergleichbaren Abmessungen wie der Wellenlänge, werden die Wellen gebeugt. Beugung tritt immer dann auf, wenn Wellen auf Ecken und Kanten treffen, wodurch die Energie in Bereiche gelangt, die nicht im direkten Sichtfeld des Senders liegen.

    Die Richtung und der Betrag der elektrischen- und magnetischen Felder einer elektromagnetischen Welle wird durch den Poynting Vektor beschrieben, der durch bestimmte Materialien nach Betrag und Phase verändert werden kann und damit seine Schwingungsebene – Polarisation – ändert. Dieser Effekt kann in der Praxis dazu genutzt werden um bestimmte Wellenlängen oder Richtungen zu blockieren. Die Polarisation kann sein: vertikal, horizontal, zirkular oder elliptisch.

    Ein erheblicher Teil der abgestrahlten Energie reist dann weiter im freien Raum, bis sie auf etwas trifft, das sie absorbiert oder reflektiert. In den Weiten des Weltraums kann die Energie Milliarden von Jahren ungehindert reisen, bevor sie auf ein Hindernis in Form eines Himmelskörpers oder Moleküls stößt, denn der Weltraum ist nahezu leer und beinhaltet nur etwa 1 Atom pro Kubikzentimeter.

    Die von meinem Sender abgestrahlte Energie interagiert unaufhörlich mit der Umgebung, wobei sie ihre Eigenschaften in vielfältiger Weise verändert.

    Auch Licht ist, wegen der Welle/Teilchen Dualität, eine elektromagnetische Welle, die seit etwa 3,8 Milliarden Jahre unterwegs ist, bis sie vom James Webb Space Telescope – es arbeitet im Infrarot Bereich – eingefangen wurde.

    Da Licht sich mit Lichtgeschwindigkeit von rund v = 300 000 km pro Sekunde ausbreitet ist die Entfernung, die das Licht im Raum zu uns zurück gelegt hat eine Zahl mit vielen Nullen, die bei uns nur Staunen und Begeisterung hervorrufen kann. Das Licht von der Sonne braucht etwa 8 Minuten bis es zu uns auf der Erde auftrifft.

    Da wir seit etwa 100 Jahre – dank Heinrich Hertz – elektromagnetischen Wellen in den freien Raum senden, kann eine der Erde verlassene elektr. Welle nur eine Entfernung erreicht haben, die die Welle in diesen 100 Jahren mit der Lichtgeschwindigkeit durchlaufen hat – und das ist reichlich gering im Verhältnis zur Ausdehnung des gesamten Weltraumes, der sich ständig ausdehnt . Sollte es da draußen einen Amateur geben der in der Lage ist das Signal zu empfangen und darauf zu antwortet, dann dauert es erneut 100 Jahre bis seine Antwort wieder die Erde erreicht – siehe Beitrag über Freiraum Dämpfung

    Spannende Gedanken ……..

    Dr. Walter Schau, DL3LH, rund 70 Jahre Amateurfunk im Gepäck

73. Ein heißes Eisen:

    Schade ist es, dass das Bild der deutschen Funkamateure von Arroganz und Überheblichkeit geprägt wird, obwohl es viele, respektvolle und hilfsbereite Mitglieder der Amateurgemeinschaft gibt, gibt es leider auch jene, die durch ihr Verhalten negativ auffallen.
    Bekanntlich widmen Funkamateure sich einem Hobby, das technische Fertigkeiten, Kreativität und Kommunikationsfähigkeiten verlangt. Dennoch kommt es vor, dass manche Funkamateure sich über andere stellen und ihre Überlegenheit für enorm wichtig halten und in den Vordergrund stellen. Das äußert sich durch ein herablassendes Verhalten gegenüber QSO-Partnern oder durch die Abwertung anderer Interessen und Fähigkeiten.

    Ein Teil der Arroganz resultiert aus dem Pseudo Wissen, das Funkamateure sich in ihrer Zeit als OM angeeignet haben. Stolz auf das angelernte „Können“ schlägt sich es dann in Arroganz um, besonders wenn es um technische Diskussionen geht, während es wichtig wäre Fachwissen anderer zu schätzen und zu beachten, wird das angelernte Wissen als das Non Plus Ultra angesehen und bis aufs Blut verteidigt.

    Besonderen Wert hat das Streben nach Exklusivität, Beachtung und Anerkennung innerhalb der Gemeinschaft. Manche Funkamateure betrachten sich als Teil einer elitären Gruppe und schließen damit andere aus, die nicht denselben Kenntnishorizont oder dieselben Interessen teilen. Dieses Verhalten, jeden Tag auf den Bändern zu beobachten – führt dazu, dass Interessierte abgeschreckt werden und das Hobby als wenig interessant empfinden. Nur wer mit einem Rapport von 59 plus 20 aufwarten kann, wird anerkannt.

    Wie immer – nicht alle Funkamateure gehören zu diesen überheblichen Spezies, denn viele engagieren sich aktiv in der Ausbildung und teilen ihr Wissen großzügig mit anderen und pflegen damit eine Kultur der gegenseitigen Unterstützung – wie in alten Zeiten. Diese positiven Beispiele zeigen wie das Ansehen des deutschen Funkamateurs zu verbessern ist. Man sehe sich nur Bericht über Rudi Rapcke, DL1WA, an – ein Kämpfer für unser Hobby Amateurfunk und ein Vorbild auf allen Bändern oder das YouTube Video: „Das unbekannten Netz“.

    Die Amateur – Gemeinschaft muss sich täglich bemühen und ein inklusives und respektvolles Umfeld schaffen. Arroganz und Überheblichkeit schaden dem Ansehen des Hobbys. Es gilt den Austausch von Wissen und Erfahrungen in den Vordergrund zu stellen, Newcomern willkommen zu heißen und sich gegenseitig zu unterstützen.
    Bis heute haben deutsche Funkamateure noch nicht die Wichtigkeit einer verlustarmen, optimierten Antennenanlage begriffen, noch kennen sie die Vorgänge in Balun, Koppler, Zuleitung und Antenne.

    Es liegt an jedem einzelnen Old Man einen positiven Beitrag zu leisten und durch sein Verhalten ein Vorbild zu sein. Nur so kann das Hobby des Amateurfunks bestehen und wachsen. Es ist an der Zeit, die Arroganz hinter sich zu lassen und die Vielfalt und Faszination unseres Hobbys in den Vordergrund zu stellen.

    Bevor man weiß wohin man geht, muss man wissen woher man kommt.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

74. Das verschwiegene Thema.

    Einbrüche und Diebstähle bei Amateuren haben überdimensional stark zugenommen. Es ist ein wenig beachtetes Thema unter den Funkamateuren, was zu erheblichen Verlusten an wertvoller Ausrüstung führt.

    Hauptursache ist die hohe Wertigkeit der verwendeten Ausrüstung, die oft teuer und leicht im Internet, Intranet oder auf den Märkten, auch außerhalb Deutschland, veräußern werden können.

    Die zunehmende Bekanntheit und oft gewollte Sichtbarkeit, wie auf WebSDR oder QRZ.com, die es potenziellen Dieben leicht macht sich an dem reich gedeckten Tisch zu bedienen. Gerade die Bekanntheit, ergänzt mit vielen Bildern und einer genauen Beschreibung für Ort und die örtlichen Begebenheiten, sowie Zeit und wann der FA abwesend ist – ist praktisch eine Einladung für Langfinger. Objekte werden fast immer durch mehrere Personen ausgespäht um den günstigen Zeitpunkt für einen Einbruch zu bestimmen. Langfinger haben keinen Feierabend und wollen schnell und wollen unerkannt und schnell ihren Rucksack füllen.

    Die Auswirkungen von Einbrüchen und Diebstählen sind für die Betroffenen erheblich. Neben dem finanziellen Verlust und den Kosten für die Wiederbeschaffung leiden die Betroffenen unter langjährigen, emotionalem Stress und dem Gefühl der Unsicherheit.

    Viele Funkamateure investieren Jahre in den Aufbau ihrer Station und sehen diese Arbeit durch einen Einbruch vernichtet. Darüber hinaus führen Einbrüche und Diebstähle zu Betriebsunterbrechungen, manchmal zur Aufgabe des Hobbys, einem Wohnungswechsel oder dem Verkauf der Immobilie durch den Druck des Partners.

    Was ist zu tun?

    Um Einbrüche und Diebstähle zu verhindern ist eine effektive Möglichkeit die Verbesserung der physischen Sicherheit der Station durch Einbau von Sicherheitsschlössern und Alarmanlagen mit Telefonweiterleitung.

    Überwachungskameras haben wenig Sinn, da man zwar Bilder der Einbrecher hat, doch diese selten zur Aufklärung des Diebstahls führen. Zeigen Funkamateure ihre Ausrüstung irgendwie im Netz ist der erste Schritt zum Einbruch schon getan. Ein potentieller Dieb oder meiste eine Diebesbande haben freie Auswahl, der Tisch ist reichlich gedeckt.

    Nur durch den Austausch von Informationen über verdächtige Aktivitäten kann das Risiko von Einbrüchen verringert, leider nicht verhindert werden. Die Zusammenarbeit mit lokalen Behörden und Sicherheitsdiensten bringen meistens nichts, weil eine Aufschaltung nicht erlaubt ist.

    Eine Maßnahme zur Absicherung ist evtl. der Abschluss einer Versicherung, wobei die Auflagen den Abschluss verhindern und der nachträgliche Kampf mit dem Kleingedruckten mürbe macht. Darüber hinaus sollte jeder Funkamateure zumindest eine detaillierte Inventarliste seiner Ausrüstung mit Seriennummer usw. führen und diese Daten an einem Ort außerhalb des Shacks aufbewahren.
    Inzwischen gibt es Datenbanken in denen geklaute Geräte mit Serien Nummer eingetragen sind – was den Verkauf erschwert, nur nicht verhindert hat.

    Einbrüche und Diebstähle bei Funkamateuren sind ein zunehmendes Problem, das nicht nur finanzielle, sondern auch emotionale Auswirkungen hat. Letztendlich liegt es an jedem selbst und seinem Verhalten gegen diese Bedrohung vorzugehen um die Leidenschaft für den Funkbetrieb zu bewahren.

    Es gibt zwar keine offiziellen Zahlen über D. und E. bei Funkamateuren. Fachleute gehen davon aus das Einbrecher-Banden täglich WebSDR, QRZ.com u.a. belauern und daraus ihre Schlüsse ziehen.

    Laut der Kriminalstatistik gab es im Jahr 2023 im Mittel 213 Einbrüche pro Tag, je nach Landkreise mehr oder weniger. Den Langfingern ist es egal was sie klauen, Hauptsache es bringt Geld.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

75. Hochfrequente Mischung:

    Bei der Mischung in der HF-Technik werden zwei oder mehr Frequenzen addiert oder multipliziert um neue Frequenzen zu erzeugen. Dieser Prozess wird in Empfangs- und Sendesystemen verwendet um Signale von einer Frequenz auf eine andere zu verschieben. Ein Beispiel ist die Modulation, bei der ein niederfrequentes Signal mit einer hochfrequenten Trägerschwingung kombiniert wird.

    Es gibt zwei Arten der Mischung: die additive und die multiplikative. Bei der additiven Mischung werden die Signale addiert, während sie bei der multiplikativen Mischung die Signale miteinander multipliziert werden.
    In Funkempfangsanlagen erfolgt die Mischung oder auch Frequenzumsetzung, um das empfangene Signale auf eine niedrigere Zwischenfrequenz z zu wandeln, weil hier die Signalverarbeitung einfacher ist und verbessert werden kann.

    Die HF-Mischung erfordert immer ein nichtlineares Bauelemente wie Dioden oder Transistoren, früher Röhren, um neue Frequenzen zu erhalten.

    Die Art der Nichtlinearität ist entscheidend bei der Erzeugung der Mischprodukte und deren Amplitude und Phase. Als nichtlineares Elemente kommen heute Schottky- und Kapazitätsdioden zur Anwendung, wobei bei Schottky Dioden der nichtlineare Zusammenhang U/I bzw. I/U – je nachdem ob Spannungs- oder Stromsteuerung der Vorrang gegeben und zur Aussteuerung der nichtlinearen Kennlinie verwendet wird.

    Der Mischvorgang von zwei Frequenzen p+z und p führt zu Mischprodukten wie p-z und z und Vielfache davon, wobei die unerwünschten Vielfachen durch Filter oder Resonanzkreise, d.h. Ströme und Spannungen bei diesen Frequenzen unterdrückt, werden.

    Bei p+z spricht man vom oberen Seitenband, bei p-z dem unteren mit p als Oszillator- oder auch Pumpfrequenz. Die Leistungsverteilung auf die verschiedenen Frequenzen kann durch die Manley-Rowe Gleichungen leicht übersehen werden.

    Obwohl die HF-Mischung immer nichtlinear ist, kann das Superposition Prinzip auf das Mischsignal angewendet werden. Das Eingangssignal p+z ist die Summe von Oszillator- und Zwischenfrequenz.

    Durch die Mischung wird das Signal p+z auf z abgebildet und es entsteht immer das untere Seitenband p-z, das in der Phasen um 180 grad gegenüber dem Original gedreht ist, d.h. die hohen Frequenzen liegen am unteren Ende, die niederen am hohen Ende des Bandes – bekannt als USB bzw. OSB.
    Diese Phasendrehung des unteren Seitenbandes und die Rückmischung auf die z Ebene führt immer zu einer Entdämpfung des z Kanals, die beim Schottky Mischer durch den hohen reellen, nichtlinearen Widerstand meistens nicht bemerkt wird, bei parametrischen Mischern zum Mischgewinn führt, wobei die Oszillatorleistung den Mischgewinn verursacht.

    Der Mischgewinn ist das Verhältnis der verfügbaren Leistungen auf der p+z und der z – Ebene.

    In vielen Anwendungen wird das Eingangssignal auf eine Zwischenfrequenz gemischt, die unterhalb der Ausgangsfrequenz liegt und damit einfacher zu verarbeiten ist. In manchen Anwendungen wird auch eine Aufwärtsmischung, verbunden mit einer Phasendrehung von 180 Grad, bevorzugt weil auch ein Signal auf der p-z Frequenz zu einem Mischprodukt auf der z Ebenen führt. Ein Mischer ist ein 4 Tor System mit den Frequenzen p+z, p-z, p und z, wobei die Oszillatorfrequenz der Energielieferant ist und einige Mühe bei der Berechnung macht.

    Die Zwischenfrequenz z liegt immer symmetrisch zwischen Eingangs- und Spiegelfrequenz, d.h. p+z – 2 z = p-z, bzw. p-z + z = p usw.

    Im Signalzweig werden dem Mischer meistens Filter und ZF-Verstärker nachgeschaltet um unerwünschte Mischfrequenzen zu entfernen und das gewünschte Signal zu verstärken. Da Signale bei p+z und p-z durch den Mischvorgang auf die ZF- Ebenen nahezu gleichwertige Signale hervorrufen, wird die Spiegelfrequenz durch Resonanzkreise oder Vorverstärker möglichst unterdrückt.

    Schottky Mischer mit einem reellen, nichtlinearen Mischelement haben im ungekühlten Zustand einen Mischverlust von 6 dB, der identisch ist mit der auf die Normaltemperatur bezogenen Rauchzahl von ebenfalls 6 dB, unabhängig vom Anpassungszustand am Eingang des Vierpols.
    Rausch- und Leistungsanpassungen sind nicht identisch, es sei denn man verwendet besondere Schaltungstricks wie Bootstrap.

    Da die Rauschzahl das Verhältnis von S/N – der Störabstand SNR – am Ausgang eines Vierpols zum S/N am Eingangstor ist, vergrößert sich die bei Normaltemperatur gemessene Rauchzahl, wenn der Innenwiderstand der Quelle gekühlt wird oder im Falle der Satelliten Technik die Schüssel in den freien Raum „sieht“, der bei etwa 50 Kelvin liegt.

    Die Nachteile des Schottky Mischers können durch parametrische Mischer umgangen werden, weil hier Kapazitätsdioden mit hoher Grenzfrequenz im Sperrbereich betrieben werden und daher weniger rauschen.
    Bei hohem Umsetzungsverhältnissen p+z / z liegt die Spiegelfrequenz nahe der Eingangsfrequenz p+z und führt bei Satelliten zu adaptiven Systemen mit konstanter Rauschzahl, unabhängig von der Stellung der Satelliten Schüssel mit dem Nachteil, das Signale bei der Spiegelfrequenz ebenfalls zu Signalen auf der ZF-Ebene führen und sich das Eingangsrauschen nahezu verdoppelt. Das führt zur Definition der Einseitenband- und Zweiseitenband Rauschzahl, was bei der Messung der Rauschgrößen beachtet werden muss.
    Meisten wird eine höhere Frequenz in einer niedere verschoben, manchmal auch umgekehrt. Dann liegt das Oszillator Signal oberhalb der Nutzfrequenz im Abstand der ZF und hat bei Schottky Mischern einen verkleinerten Mischverlust zur Folge, was bei der Kettenschaltung rauchenden Vierpole von Vorteil ist, denn die Rauchzahl der Folgestufe nach der rauschenden Eingangsstufe wird mit dem Mischverlust vergrößert bzw. bei einem Mischgewinn verkleinert, wie beim parametrischen Mischer, wenn der Spiegel reell beschaltet wird, d.h. Ströme bei der Spiegelfrequenz zugelassen werden.

    Wer mehr wissen will, sei auf meinen Beitrag über „Rauschmessungen“ und der „Parametriche Abwärtsmischer“ verwiesen. Dort kann man die exakte Berechnung rauschender Systeme studieren, was für das Verständnis des Rauschens im UKW- Bereich und höher unerlässlich ist.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

76. Das Hyperbel Peilverfahren

    oder auch hyperbolische Peilung, ist eine Technik zur präzisen Positionsbestimmung von Sendern in der Funktechnik. Die Methode basiert auf der Messung von Zeit Differenzen, die elektromagnetischen Wellen benötigen, um verschiedene Empfangsstellen zu erreichen.

    Eine Hyperbel ist eine Kurve, die durch die Differenz der Entfernungen zu zwei festen Punkten – den Brennpunkten – definiert ist.

    Das Hyperbel Verfahren nutzt den Umstand, dass sich Funksignale mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Wenn ein Sender Signale zu mehreren Empfangsstellen sendet, entsteht eine Hyperbel auf der sich der Sender befinden muss oder mathematisch: Die Hyperbel ist der geometrische Ort der Punkte, die die gleiche Laufzeitdifferenz zu den Empfangsstellen haben.

    Für das Hyperbel Verfahren eignet sich für alle Frequenzen, besonders für die kurzen Wellen, da man die ionosphärische Reflexion nutzen kann um große Entfernungen zu überbrücken. Dadurch ist es möglich, die Position eines Senders über weite Distanzen präzise zu bestimmen, nützlich für die Positionsbestimmung von Schiffen und Flugzeugen, wird aber auch verwendet um den genauen Standort unbekannter Sender zu ermitteln.

    Systeme wie LORAN – Long Range Navigation – basieren auf diesem Prinzip.

    Besonders in der Seenotrettung hat das Verfahren seine Wichtigkeit bewiesen und den genauen Standort des Havaristen bestimmt. Es hat viele Menschen aus Seenot gerettet – siehe diverse YouTube Videos über Nord Deich Radio.

    Die Funktion ist einfach: Mehrere Empfängerstationen erfassen gleichzeitig das Signal eines unbekannten Senders und messen die Laufzeit Differenzen. Aus diesen Differenzen werden dann Hyperbeln konstruiert, deren Schnittpunkt die Position des Senders ergibt. Der Sender Standort wird sehr genau durch die Berechnung des Schnittpunkts der Hyperbeln bestimmt. Das geht in Sekunden Schnelle, weil die Ausbreitungs-Geschwindigkeit von Funkwellen bekanntlich 300 000 km/s beträgt und das Verfahren automatisch arbeitet..

    Vorteile des Hyperbel Verfahrens auf Kurzwelle ist die weitreichende Positionsbestimmung über große Entfernungen. Bei richtiger Anwendung ermöglicht das das Verfahren eine sehr präzise Positionsbestimmung, wobei die Genauigkeit nur durch atmosphärische und andere Störungen beeinträchtigt werden kann. Es erfordert für die Berechnung und Interpretation der Hyperbeln allerdings einige technische Grundlagen und Kenntnisse der Mathematik.

    Heute wird das schon im WK 2 angewandte Hyperbel Verfahren durch moderne GPS-Technologien verdrängt. bleibt dennoch das Hyperbelverfahren in bestimmten Nischenanwendungen relevant.

    Es bietet eine zusätzliche Sicherheitsebene und kann in Gebieten ohne GPS-Abdeckung oder bei GPS-Ausfällen die erforderliche Sicherheit bieten. Daher findet das Hyperbel Verfahren auch in modernen Technologien wie GPS und anderen satellitengestützten Ortungssystemen Anwendung um präzise Positionen zu bestimmen, insbesondere in Bereichen, in denen herkömmliche Methoden aufgrund von Hindernissen oder Interferenzen eingeschränkt oder nicht möglich sind.

    Das Hyperbel Verfahren ist ein Beispiel für die „Kunst“ der HF – Ingenieurs in der Funknavigation und – Kommunikation und werden daher in zukünftigen Technologien weiterhin von großer Bedeutung sein.

    Wer mehr wissen will, lese die Schriften von Fritz Trenkle, der für seine umfassenden Werke wie:
    „Handbuch der Funktechnik“, „Fortschritte der Funktechnik“ sowie, „Die deutschen Funknachrichtenanlagen bis 1945“.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

77. Ist das alles, was wir Funkamateure können? ….

    immer auf den gleichen Frequenzen Rapporte verteilen und sich langatmig über Krankheiten und andere für den Amateurfunk unwichtige Themen zu schwadronieren?

    Sicherlich, Funkamateure sind Eigenbrödler und manchmal auch seltsame Menschen mit einer ungeklärten Leidenschaft für die Funktechnik. Sie wollen vor allem vor anderen Funkamateuren glänzen, hofiert, anerkannt und bewundert werden.

    Doch ist das alles, was wir Funkamateure können? Die Antwort ist ein klares: JEIN.

    Die Welt des Amateurfunks ist sehr viel reichhaltiger und bietet weit mehr als nur die Möglichkeit ein launisches QSO zu fahren und sich über ein geschöntes 59+10 oder +20 zu freuen.

    Die meisten Funkamateure sind heute nicht mal mehr in der Lage ihre Funkgeräte selbst zu bauen, geschweige denn die gekauften zu bedienen und zu reparieren. Zwei Drittel der Lizenz-Prüfung sind Gesetze und Betriebstechnik was dafür spricht, dass wenig Wert auf das Wesentliche gelegt wird – das was den Amateurfunk ausmacht – Versuchs- und Experimentierfunk und gegenseitige Hochachtung.

    Amateure waren zu jeder Zeit Pioniere der Funktechnik. Sie experimentierten mit neuen Modulationsarten und selbstgebauten Geräten und Antennen. Viele Grundlagen der Funktechnik und technologische Durchbrüche kamen aus den Reihen der Funkamateure. In Notfällen war der Funkamateur immer ein zuverlässiger Partner in der Kommunikation mit den überforderten Sicherheits-Systemen. Sie konnten schnell ein Funk Netzwerk aufbauen um Rettungsdienste zu unterstützen und Informationen zu verbreiten. Ich denke dabei an die Flutkatastrophe 62 in meiner Heimat und was damals – rund um die Uhr – DJ7TF – Heiner Hahn und DJ4MQ – Hans Kolbe – geleistet haben. Ohne sie beide wäre Büsum abgesoffen, denn trotz aller Hilfsmaßnahmen war der Rest der Deichkrone nur noch 30 cm breit, nur ein Wellenschlag vor dem Untergang.

    Nur wenige Funkamateure engagieren sich heute noch in der Ausbildung und Förderung des Nachwuchses. Die Anzahl der OVs werden immer weniger und die Zahl der Mitglieder schwindet täglich. Nur selten werden noch Schulprojekte durchgeführt und es halten Ömer – die Ahnung von der Materie haben – Vorträge und bieten Workshops an. um junge Menschen für die Welt des der Funktechnik zu begeistern. Es fehlt dann unweigerlich die nächste Generation von Ingenieuren und Wissenschaftlern was kaum aufgeholt werden kann. Selbst in eiterführenden Schulen sind technisch-mathematische Vorlesungen schwach besucht und leichtere Fächer werden bevorzugt frequentiert. Man geht halt den Weg des geringsten Widerstandes – wie der Strom..

    Dennoch, es lässt sich zusammenfassend sagen: viele Funkamateure können weit mehr als nur miteinander zu reden und Rapporte auszutauschen. Sie sind Techniker, Innovatoren, Nothelfer, internationale Botschafter, Lehrer und gemeinnützige Akteure und werden von den ewigen Gestrigen belächelt oder sogar ausgegrenzt – wie man täglich auf den Bändern oder den Kommentaren hier auf der Seite vernehmen kann.

    Ein anonym auftretender Peter ? schreibt: „Herr DOKTOR Schlau, ich habe schon lange nicht mehr so gut gelacht. Danke dafür, you made my day. Weiter so. Besserwisser braucht das Land“.

    Wie krank muss Peter ? sein, der nicht in der Lage ist, mehr als 2 Zeilen Blähungen von sich zu geben und wer hat diesem psychokranken Typen überhaupt erlaubt einen Kommentar auf diesem hochwertigen Kanal zu schreiben?

    Mein Freund August Unterwallney – DJ3XD – hätte dazu bemerkt: „Kein Mensch ist wertlos, man kann ihn immer noch als schlechtes Beispiel verwenden“ oder er sagte auch in solchen Fällen: Du als Unbeteiligter, was sagst Du zum Thema Intelligenz?

    Zum Erhalt unseres Hobbys ist das Engagement und die Fähigkeiten der vielen redlichen Funkamateure anzuerkennen und zu fördern. Es gilt: Was kann ich für den Amateurfunk tun und nicht was kann der Amateurfunk mir bieten.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

78. Der Freiheitssender 904

    war ein Propaganda-Hörfunk-Sender, der vom 17.8.1956 bis zum
    30. September 1971 auf der Mittelwelle 904 kHz sein Programm vom Sender Burg ausstrahlte und zwar auf Reaktion des Verbotes der KPD in der BRD.

    Der als Geheimsender eingestufte Sender verbreitete die Ideologie der DDR mit propagandistischen Inhalten. Neben Radio Luxemburg mit Camillo Felgen und AFN-Bremerhaven mit Jerry Silverman, war der Sender 904 nicht nur in Amateurfunk Kreisen sehr beliebt, der sich immer mit dem Wortlaut und einer weiblichen Stimme „Hier ist der Deutsche Freiheitssender 904 – der einzige Sender der Bundesrepublik, der nicht unter Regierungskontrolle steht“ meldete.

    Der Standort war zunächst ein abgeschirmter Bereich des Funkhauses Nalepastraße in Ost-Berlin, bevor er nach Grünau und später nach Berlin-Friedrichshagen umzog und ab Mitte der 60 er in Bestensee bei Königs Wusterhausen sein QTH hatte.
    Das Programm richtete sich mit neuester, westlicher Musik vor allem an junge Menschen mit der Vermutung, dass die technischen Sendeanlagen in Westdeutschland standen und illegal von einem mobilen LKW aus betrieben wurde, die durch Peilung schnell entkräftet wurde.

    Während meiner Grundausbildung beim FmBtl 3 in Buxtehude hörten wir – als Fernmelder so oft es ging – den Soldaten-Sender 904 ab, um aktuelle Informationen über unsere Division zu erfahren. Geheime, meist nächtliche „Quick Train“ Vorhaben wurden uns rechtzeitig, mit kompletter Namensnennung und persönlichen Daten gemeldet, sowie Glückwünsche zu Geburtstagen, Beförderungen, Heiraten und andere aktuelle Anlässe. Über Fallex 62 und die sich im Herbst 62 abzeichnende Kube Krise wurden wir lange vor Befehlsausgabe darüber informiert, wann wir in die Bereitstellungs – Räume ausrücken mussten.

    Woher die so präzise und übergenaue Informationen hatten ist wohl bis heute nicht geklärt. Jedenfalls waren die Information an die Truppe absolut zuverlässig. Die immer wieder eingestreuten Geheimnachrichten an Spione in der BRD waren wohl größtenteils frei erfunden um die Glaubwürdigkeit des Senders zu steigern. Der Sender wurde erst 1971 aufgelöst.

    Das BRD Gegenstück ist der Propaganda Sender „Radio Andernach“ der BW. Er wurde als Truppenbetreuungssender ins Leben gerufen. Heutige Sendungen erfolgen von Mayen aus und bieten ein 24/7-Programm, das sowohl live als auch als Stream verfügbar ist. Die PK Andernach bestand schon im Jahre 1963, denn wir hatten auf einem Lehrgang an der HOS III in München einen Kameraden aus der PK, der nur sparsam von seiner Kompanie erzählen durfte.

    Im November 2024 hatte der Sender seinen 50. Geburtstag, der hauptsächlich über UKW, weltweit über einen Live Stream verfügbar ist, deren genaue Frequenzen je nach Einsatzort variieren und nicht öffentlich zugänglich sind. Soldaten und ihre Familien können den Live Stream über die Bundeswehr-Website oder die Radio Andernach App empfangen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

79. Wandlung von Licht in elektrische Energie?

    Der photoelektrische Effekt ist ein physikalischer Vorgang und erfordert das Verständnis zur Wechselwirkung zwischen Licht und Elektronen in der Materie.

    Dieses Phänomen wurde erstmals von Heinrich Hertz im Jahr 1887 beobachtet, als er merkte, dass kurzwelliges Licht dazu führte, das Elektronen aus einer Metalloberfläche austraten und zwar abhängig von der Frequenz und unabhängig von der Intensität. Erst Einstein konnte den Effekt genau erklären und bekam dafür 1905 den Nobelpreis für Physik.

    Der Effekt tritt auf, wenn Licht auf eine metallische Oberfläche trifft. Ist die Energie des Teilchens größer als die Austrittsarbeit Wa des Metalls werden Elektronen frei gesetzt, ist die Teilchen Energie unterhalb dieser Wa Schwelle bleiben die Teilchen im Metall gebunden.
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    Einstein konnte diesen Effekt nur dadurch erklären, in dem er das Licht als Teilchenstrom – Photonen – und nicht als Welle betrachtete. Dieser Welle/Teilchen Dualismus führte zur seiner Theorie, dass Licht aus Quanten – Stücken – besteht, die ein Energiepaket tragen.

    Die Energie eines einzelnen Photons ist proportional zur Frequenz und kann durch die Beziehung E = h mal f berechnet werden, wobei E die Energie des Photons, h das Plancksche Wirkungsquantum und f die Frequenz des Lichts sind. Photonen haben keine Masse und sind mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs.
    .
    Trifft nun ein Photon auf ein Elektron im Metall und hat dazu noch genügend Energie, kann es dieses Elektron aus seiner Bindung zum Atom lösen und als Photoelektron aus dem Material heraustreten. Dabei gilt das Gesetz der Energieerhaltung: Die Energie des Photons wird auf das Elektron übertragen und ist deren Energie größer als die Austrittsarbeit, dann wird die überschüssige Energie in kinetische Energie des Elektrons gewandelt. Nur Metalle mit geringer Austrittsarbeit eignen sich für den photoelektrischen Effekt.
    .
    Der photoelektrische Effekt und die Dualität zwischen Welle und Teilchen kann im Doppelspalt-Experiment nachgewiesen werden. Es hat die Physik revolutioniert und führte zwangsläufig zur Entwicklung der Quantenmechanik.

    Wer mehr wissen will, sei auf die YouTube Videos von Prof. Paul Wagner verwiesen. Paul erklärt in absolut verständlicher Form die Grundlagen der Quantentheorie und belegt mit Experimenten deren Richtigkeit.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

80. Funken im Orient.

    Bekannt ist, dass die NASA u.a. Raumfahrt mit enormen Aufwand betreiben. Doch weniger bekannt ist es, dass auch die Vereinigten Arabischen Emirate – VAE – , die nicht in unserem Fokus liegen und als rückständig betrachtet werden, in den letzten Jahren bemerkenswerte Fortschritte in der Weltraumforschung gemacht haben. Enorme Investitionen hat die VAE zu einem bedeutenden Akteur in der Raumfahrt gemacht und haben zielsicher erkannt, dass die Raumfahrt nicht nur wissenschaftliche und technologische Fortschritte ermöglicht, sondern auch wirtschaftliche und geopolitische Vorteile bringt.

    Ein Meilenstein der VAE war die Gründung des „Mohammad bin Rashid Space Centre“ im Jahr 2006. Das MBRSC ist für die Planung und Durchführung von Raumfahrtmissionen verantwortlich und hat bereits mehrere erfolgreiche Projekte durchgeführt wie die Marsmission „Hope Probe“, die im Juli 2020 gestartet wurde und im Februar 2021 den Mars erreichte. Sie sendet Daten über die Mars Atmosphäre und das Klima. Ergänzend dazu gibt es ein bemerkenswertes Projekt, das „Mars Science City“, ein riesiges Forschungszentrum, das die Bedingungen auf dem Mars auf der Erde simulieren kann und Wissenschaftlern und Ingenieuren die Möglichkeit gibt, Technologien und Systeme zu entwickeln und zu testen, die für zukünftige bemannte Marsmissionen erforderlich sind.

    Die Entfernung zwischen Mars und Erde variiert aufgrund seiner stark elliptischen Umlaufbahn. Die Variation der Entfernung ist etwa 54,6 zu 401 Millionen Kilometer – daraus ergibt sich eine Freiraumdämpfung von 250 bis 270.8 dB – siehe meinen Beitrag über Freiraumdämpfung – eine gewaltige Herausforderung für die HF-Ingenieure und Wissenschaftler der VAE um das extrem schwache Signal auf der Erde zu analysieren. Das ist nur möglich mit parametrischen, rauscharmen Systemen und im Satellit mit effektiven HF-Leistungsstufen.

    Im September 2019 haben die VAE eine Raumfahrtmissionen durchgeführt und dabei wurde der erste Emirati-Astronaut, Hazzaa AlMansoori zur Internationalen Raumstation geschickt – ein historischer Moment für die Emirate und ein Beweis für ihre überragenden, technischen Fähigkeiten nicht nur in dieser Sparte. Ein wichtiger Akteur der VAE ist die „United Arab Emirates Space Agency“, die 2014 gegründet wurde. Die UAESA ist für die Regulierung und Förderung der Raumfahrtechniken verantwortlich. Sie arbeitet eng mit internationalen Partnern zusammen, um den Austausch von Wissen und Technologien zu fördern und haben gewaltige Summen in den Aufbau einer eigenen Satellitenindustrie investiert. Der erste Satellit, DubaiSat-1, wurde 2009 gestartet. Seitdem wurden mehrere weitere Satelliten ins All geschickt, darunter DubaiSat-2, KhalifaSat und YahSat. Diese Satelliten dienen der Erdbeobachtung, Kommunikation und Navigation.

    Die VAE arbeiten eng mit Raumfahrtagenturen und Unternehmen aus verschiedenen Ländern zusammen, darunter die NASA, die Europäische Weltraumorganisation und die Japan Aerospace Exploration Agency. Diese Kooperationen ermöglichen den Austausch von Wissen, Technologien und Ressourcen und sind Teil einer umfassenderen, zukunftweisenden Strategie zur Diversifizierung der Wirtschaft und zur Förderung von Wissenschaft und Technologie. Die Regierung der VAE hat messerscharf erkannt, dass die Abhängigkeit von Öl und Gas langfristig nicht nachhaltig ist und investiert daher in zukunftsweisende Branchen wie die Raumfahrt.

    Bemerkenswert ist das Durchschnittsalter der Wissenschaftler und Ingenieure in den VAE, es liegt unter 30, mit einem hohen Anteil an wissenschaftlich bestens ausgebildeten Frauen, die beeindruckende Fortschritte in der Raumfahrt und sich als bedeutende Akteure auf diesem Gebiet einen Namen gemacht haben. Ihre weitsichtigen Projekte und internationalen Kooperationen zeigen, dass die VAE wild entschlossen sind eine führende Rolle in der globalen Raumfahrtgemeinschaft zu bewerkstelligen.

    Funkamateure in Saudi-Arabien sind in der „Nationale Vereinigung der Funkamateure – Saudi Amateur Radio Society (SARS)“ zusammen geschlossen. Diese Organisation wurde 2015 gegründet und hat ihren Sitz in Riad. Die SARS fördert den Amateurfunk, organisiert Wettbewerbe und bietet umfangreiche, von Wissenschaftlern unterstütze, technische Pflicht-Programme mit höchstem Stellenwert schon in den Grundschulen an. Sie ist Mitglied der International Amateur Radio Union – IARU – und vertritt die Interessen der saudi-arabischen Funkamateure auf internationaler Ebene.

    Seit kurzem haben FA Zugang zum 50 MHz Band, was ihnen neue Möglichkeiten eröffnet. Saudi-Arabien verwendet die Rufzeichen Blöcke HZA – HZZ, 7Z und 8Z und sind spezifisch für den Amateurfunk in den VAE. Mitglieder der saudischen Königsfamilie waren Funkamateure wie König Fahd von Saudi-Arabien, Rufzeichen – HZ1AA – und Prinz Talal von Saudi-Arabien unter SU1VN/P, beide in CW.

    Sämtliche in den VEA verantwortlichen Minister sind mehr als gut ausgebildet, haben akademische Abschlüsse so wie der 34 jährige Staatsminister für Technik, KI und Digitale Wirtschaft „Omar bin Sultan Al Olama“ der einen Bachelor in Betriebswirtschaftslehre von der American University in Dubai und einen Master in Projektmanagement von der University of Manchester hat.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

81. Der Verkürzungsfaktor in der HF- Technik

    beschreibt das Verhältnis der Wellenlänge eines Signals in einer Leitung im Verhältnis zur Wellenlänge desselben Signals im freien Raum und ist daher ein Maß für die Verkleinerung der Wellenlänge in der Leitung. Er ist immer kleiner 1 aufgrund der Dielektrizitätskonstanten Dk des umgebenden Materials.

    Die genaue Kenntnis des vk ist entscheidend für die Dimensionierung der Länge von Übertragungsleitungen um eine exakte Impedanz am Eingang einer Leitung zu gewährleisten, weil falsche Impedanzen zu Übertragungsverlusten nach der Beziehung P = Pv (1- r zum Quadrat) führen, mit Pv als verfügbare Leistung der Quelle – eine Eigenschaft einer Quelle – und r als Reflexionsfaktor, der hier allerdings eine völlig andere Bedeutung hat als der Reflexionsfaktor einer Leitung mit TEM Wellen.

    Da es einen einfachen Zusammenhang zwischen Lichtgeschwindigkeit c und den Konstanten MyNull und EpsilonNull gibt, kann der Verkürzungsfaktor einfach aus der Beziehung
    vk = 1 : Wurzel aus Epsilon r berechnet werden, mit Epsilon r als relative Dielektrizitätskonstante.
    Die Dk von Luft ist nahe 1 und ergibt einen vk = 0.9997, d.h. er kann in der Praxis vernachlässigt werden kann.

    Wellenleiter wie Zweidrahtleitungen und Koaxialkabel haben einen von 1 stark abweichenden Verkürzungsfaktor, weil die Materialien wie Teflon oder Polyethylen eine Dk von 2,25 haben, das ergibt einen Verkürzungsfaktor von etwa vk = 0.67.

    Der Verkürzungsfaktor vk beeinflusst auch die physikalische Länge von Antennen wie bei einem Dipol, der in Wasser betrieben wird. Seine Länge reduziert sich von 2 mal 27 m um 1/9 auf 2 mal 3 m, weil die relative Dk von Wasser 81 ist.

    Bei einer Zweidraht- oder Mehrdrahtleitung hängt der vk auch vom Abstand der Drähte und dem verwendeten Dielektrikum zwischen den Leitern ab. In vielen Anwendungen wird Luft als Dielektrikum verwendet und die Wellenlänge eines Signals in einer Zweidrahtleitung in Luft ist daher identisch mit der im freien Raum.

    Bei anderen Materialien als Dielektrikum ist der Verkürzungsfaktor dann kleiner 1. Bei speziellen Anwendungen und genaueren Berechnungen muss der exakte Wert der Dk des verwendeten Materials bekannt sein – wie bei der früher verwendeten Lambda-Halbe Umwegschleife zur Transformation von 240 auf 60 Ohm im Fernsehbereich oder heutigen Phased-Array-Technologien in der Radar Technik für die schnelle Verfolgung von Zielen ohne das die Antenne bewegt werden muss.

    Bei der Konstruktion von Filtern mit Koax-Kabeln und Resonatoren mit Stichleitungen wird der vk verwendet um die resonanten Frequenzen und die Abmessungen der Struktur zu bestimmen. Er ist dann entscheidend für die Abstimmung und Effizienz der Bauteile.

    In Frequenzweichen bei höheren Frequenzen, wie in der Satellitenkommunikation und Radartechnik, ist der Verkürzungsfaktor vk enorm wichtig, um die Phasenverschiebungen und die Frequenzantwort der Schaltkreise präzise zu steuern. Dazu gehören auch Antennenanlagen im Kurzwellen Bereich bei denen die Phasenlage wichtig ist um bestimmte Richtwirkungen zu erzielen.

    Der Verkürzungsfaktor in der Hochfrequenztechnik ist daher immer ein zu beachtender Parameter, der Einfluss auf die Länge, Impedanz und Effizienz von Übertragungsleitungen hat.
    Ein genaues Verständnis des vk ermöglicht Ingenieuren, präzise und leistungsfähige HF-Systeme zu entwerfen. Das Wissen über den Verkürzungsfaktor trägt zur Optimierung von Antennen, Filtern, Resonatoren und vielen anderen Anwendungen bei.

    Wer mehr wissen möchte sei auf meinen Beitrag über Anpassung mit Stichleitungen verwiesen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

82. Wer wenig weiß, muss viel glauben.

    Unser Amateurfunk ist ein spannendes Hobby, das Technik Begeisterte weltweit vereint. Doch gibt es auch hier Mythen und fest verwurzelte Halbwahrheiten. Der o.g. Weisheit trifft besonders im Amateurfunk zu, was täglich auf den Bändern bewiesen wird. Leider fehlen den meisten Amateuren fundierte Kenntnisse der Mathematik und der HF-Technik. Oberflächliche Kenntnisse bei den Ärzten führen zum Tod, im Amateurunk zu Mythen und Glaubensbekenntnissen.

    Die geringen, meist rudimentären Anforderungen an und Kenntnissen aus der Lizenzprüfung reichen allemal um QSO zu überstehen – zu mehr aber auch nicht. Dennoch maßen sich viele Amateure an ihr gefährliches Halbwissen in Videos und Darbietungen im Internet, sowie auf den Bändern zu verbreiten, das Neulinge inhallieren und für bare Münze halten.

    Auf diese Weise überdauert gefährliches Halbwissen Jahrzehnte – auch in der umfangreichen Amateur-Literatur – wo einer vom anderen abschreibt ohne selbst mal die einfachste Mathematik zu bemühen. So halten sich auch die Mythen wohl noch bis zum St. Nimmerleinstag. Wagt es doch mal einer einiges richtig zu stellen und zu hinterfragen, wird er als Spinner oder Besserwisser verleumdet und von der Amateurgemeinschaft ausgegrenzt und gemieden.

    Newcomer sind auf das Hörensagen angewiesen und verbreiten dann das Gehörte als ihr eigenes Wissen, was zu Fehlinformationen führt und durch ständiges Wiederholen als wahr gehalten wird. Dazu gehört der seit Jahrzehnten verbreitete Aberglaube auf ungewöhnlich geformte Antennen, die angeblich bessere Reichweiten erzielen können – sollen, und dazu noch die ohne fundierte Kenntnisse der Antennentheorie vorhandenen Veröffentlichungen. Es ist nicht möglich ohne die Kenntnisse der maxwellschen Zusammenhänge und Grundkenntnisse in höherer Mathematik zu unterscheiden, welche Konstruktionen tatsächlich besser sind und welche eher dem Reich der Phantasie angehören. Auch wenn die Praxis manchmal zu Überraschungen führt, ist nur die Physik in der Lage auf eine fundierte Aussage. Zum Glück gibt es in der Mathematik und klassischen Physik keine Meinungen zur Auswahl.

    Die heute kostenfreien zugänglichen Antennen-Berechnungs-Programme bestärken zusätzliches Pseudo Wissen und liefern in der Hand des Normal Amateurs Ergebnisse, die ihm vorgaukeln er kenne nun die Zusammenhänge. Nicht mal die einfache Frage ob diese Programme das reaktive Nahfeld oder das strahlende Fernfeld berechnen, kann von den meisten beantwortet werden. Professionelle Programme unterscheiden drei Bereiche der komplexen TEM-Felder und berechnen exakt das strahlende Fernfeld, das nur bei hohen Frequenzen im eigenen Garten vorhanden ist. Welchen Wert dann Messungen mit teuren Messkisten unterhalb der Antenne und die in YouTube Videos breit getreten werden, kann sich jeder selbst denken.

    Die Zuleitung zur Antenne transformiert die komplexe Fußpunktimpedanz der Antenne in eine andere Impedanz zum Eingang der Zuleitung hin nach Betrag und Phase, wobei sich aus dieser und dem komplexen Wellenwiderstand der Leitung dann das VSWR berechnet. Nur, welche Bedeutung hat das hier am unteren Ende der Zuleitung gemessene und durch die Verluste der Leitung geschönte VSWR? Es sagt mir nur, dass das VSWR am Fußpunkt der Antenne größer ist.
    Für die Verluste der Zuleitung ist aber nur der am Fußpunkt der Antenne vorhandene Betrag des Reflexionsfaktors und den physikalischen Eigenschaften der Leitung verantwortlich.

    HF- technisch gesehen ist eine Antennenanlage immer eine Kettenschaltung von verlustbehafteten Vierpolen, deren Verluste durch die an den Ein- und Ausgangsklemmen vorhandenen Impedanzen – neben den Parametern der Vierpole – bestimmt werden. Optimiert man die gesamte Kette durch Rechnung auf geringste Gesamtverluste zeigt sich, dass eine Antenne immer etwas oberhalb ihrer natürlichen Resonanz betrieben werden sollte.
    Der Grund ist das Zusammenspiel zwischen den an den Klemmen der Vierpole vorhandenen Impedanzen und die durch diese bedingten Verluste im Bauteil wie Koppler, Zuleitung, Balun und Mantelwellensperre. Man muss also immer das Gesamtsystem betrachten und nicht nur die Antenne alleine. Wäre die Antennen alleine auf der Welt und bräuchte keine Zuleitung, wäre der Resonanzfall anzustreben allerdings mit dem Nachteil, dass zwar dann die größten HF-Ströme fließen die für das Fernfeld verantwortlich sind, damit aber auch die größten Strom-Verluste auftreten – allerdings nur für eine einzige Frequenz.

    Weit verbreitete Missverständnisse betreffen auch die so wichtige „Signalstärke“. Viele – nicht nur Neulinge – gehen davon aus, dass eine höhere Sendeleistung immer zu einer besseren Verbindung führt, was in manchen Fällen zutreffen kann. Es ist wichtiger auf eine auf geringe Verluste optimierte Antennenanlage und saubere Modulation zu achten, anstatt auf mehr Leistung durch eine zusätzliche Leistungsstufe, die meist nur die Verluste einer wenig durchdachten Antennenanlage ausgleicht.

    Natürlich, die Lizenz Prüfung ist ein wichtiger Schritt um überhaupt am Amateurfunk teilnehmen zu dürfen. Grundwissen kann so nur in bescheidenem Maße erworben werden. Die Prüfung fragt ein überschaubares Spektrum an Themen über technische Grundlagen bis hin zu Betriebsverfahren ab. Wer jedoch glaubt nach bestandener Prüfung Funkamateur zu sein der irrt gewaltig und ist erst am Anfang seiner Laufbahn. Man hat nur bewiesen, dass man in der Lage war aus einer kleinen Auswahl – an vorher bekannten Antworten – die richtigen anzukreuzen, was heute jede Ki besser kann.

    Wer hat nur diese krude Idee über den Fragenkatalog an Stelle einer ordentlichen Prüfung ins Leben gerufen, wo neben Wissen auch Verständnis verlangt wird? Der gewaltige Zulauf an Interessenten kann es wohl nicht gewesen sein?

    Amateurfunk ist Versuchsfunk und sollte es auch wieder werden und kein papageienhaftes Nachgeplapper von auswendig gelernten Sprüchen zum Thema Technik. Nicht jeder FA kann ein HF-Fachmann werden und sein, muss es auch nicht, nur sollte er das auch für sich selbst respektieren und den Ball flach halten mit dem angelernten Halbwissen zu glänzen und dieses auch noch in YouTube Videos als sichere Erkenntnis verkaufen.

    Fachwissen bleibt den Profis überlassen, die durch intensive Beschäftigung mit der HF-Technik und unter Anwendung mathematischer Methoden aus Glauben fundiertes Wissen gemacht haben.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

83. Prädistortion

    oder Vorverzerrung bei Leistungsstufen ist eine geniale Technik zur Verbesserung der Linearität von Leistungsstufen. Diese Vorverzerrung verbessert die Signalqualität und entfernt unerwünschte Interferenzen aus dem Ausgangssignal, dem Sendesignal.

    Die Idee der Vorverzerrung besteht darin, das Eingangssignal so zu verändern, dass die immer vorhandenen Nichtlinearitäten einer Leistungsstufe kompensiert werden. Die Verzerrungen im Ausgangssignal einer Endstufe werden durch leistungsfähige Prozessoren analysiert und ein gegenphasiges Signal in Form einer Regelschleife dem Eingangssignal in Echtzeit hinzugefügt.

    Unter Linearität bei Verstärkerstufen versteht man die Eigenschaft, dass das Ausgangssignal proportional zum Eingangssignal ist, d.h. wenn das Eingangssignal eine bestimmte Änderung erfährt, das Ausgangssignal eine proportionale Änderung in der gleichen Richtung und dem gleichen Verhältnis erfährt. In der Praxis bedeutet es, dass das Verhältnis des Ausgangssignales zum Eingangssignal konstant ist und die Verstärkung über den gesamten Betriebsbereich des Verstärkers stabil bleibt. Eine lineare Verstärkung ist wichtig in Anwendungen wie der Audioverstärkung, der Hochfrequenztechnik und rauscharmen Kommunikationssystemen um nichtlineare Effekte zu vermeiden, die die Signalqualität verfälschen.

    Intermodulationsprodukte entstehen bei Leistungsstufen durch die Mischung von zwei oder mehr Signalen unterschiedlicher Frequenz. Diese Produkte sind unerwünscht weil sie zusätzliche Frequenzen erzeugen und das Ausgangssignal verfälschen. Die häufigsten Intermodulationsprodukte sind die Summe und Differenz der ursprünglichen Frequenzen, sowie deren Vielfache. Nehmen wir bzw. nur zwei Frequenzen f1 und f2 und betrachten die entstehenden Intermodulationsprodukte: f1 + f2, f1 – f2, 2f1, 2f2, 2f1 – f2, 2f2 – f1. Diese Intermodulationsprodukte verursachen Störungen und beeinflussen die Leistung eines Audio – oder Hochfrequenz Verstärkern.

    Die Technik der Vorverzerrung wird heute in modernen Mobilfunk-Basisstationen verwendet um die Effizienz und Linearität der Hochfrequenzverstärkern zu verbessern. Im NF-Bereich wird die Methode in Audioverstärkern eingesetzt, um Verzerrungen zu minimieren und die Klangqualität zu verbessern. Dabei passt sich die Prädistortion dynamisch den aktuellen Betriebsbedingungen an.

    Leistungsstufen mit Prädistortion werden zunehmend auch im Amateurbereich, im Rundfunk und in militärischen Anwendungen eingesetzt um die Effizienz und Reichweite der Übertragung erheblich zu vergrößern. Durch die Reduzierung der Verzerrungen im Ausgangssignal wird eine klarere und bessere Signalübertragung möglich.
    Durch die Verringerung unerwünschter Harmonischer werden Intermodulationsprodukte verringert. Diese Technik wird zunehmend auch von Amateurfunkern genutzt, um die Linearität und Effizienz ihrer Endstufen zu verbessern.

    Ein Beispiel sind Hüllkurven- und digitale Endstufen, um die Signalstärke zu erhöhen und Verzerrungen zu minimieren. Dazu gehören Firmen wie FlexRadio, Expert Linears mit der Expert 1K-FA, die allerdings enorme Probleme mit den Potis für die Ruhestromeinstellung hat. Weitere Firmen sind Yaesu und Elecraft.

    Wer mehr wissen will sei auf den Beitrag über die Messung an Leistungsstufen verwiesen.
    oder auch der Beitrag des DARC: „Problemzone Sender Endstufen“.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

84. Sehnsucht nach alten Zeiten?

    Manchmal sitze ich spätabends oder in der Nacht an meinem Schreibtisch, umgeben von moderner Technik.

    Dann erfasst mich ohne eigentlichen Grund eine tiefe Sehnsucht nach alten Zeiten, eine andere Zeit, eine Zeit, in der Amateurfunk mehr bedeutete als nur QSO fahren oder tippen auf der Tastatur um das WebSDR zu aktivieren.

    Damals, als die Welt noch nicht so vernetzt war, war mein Amateurfunk eine Tür zu fernen Welten und fremden Kulturen. Mit den selbst gebauten Kisten und einem einfachen Dipol konnte ich Stationen aus allen Ecken der Erde empfangen. Jedes QSO war ein kleines Erlebnis, ein kleines Abenteuer, eine Entdeckungsreise in die Welt nach da draußen. Ich fühlte mich irgendwie Teil dieses riesigen Netzwerks unbekannter Freunde, das sich über Länder und Ozeane erstreckte.

    Die riesige Weltkarte über der Station mit den Zeit Zonen, den exotischen Rufzeichen fremder Länder und den kleinen Fähnchen erreichter Verbindungen war Ansporn genug Nächte an der Station zu verbringen.

    Für mich hatte der Amateurfunk immer etwas Magisches. Wie war es möglich mit den wenigen Watt aus einer RL12P10, Anodenverlustleistung von 0,5 Watt, fremde Länder zu erreichen? Das knistern im Empfänger, der spannende Aufbau einer CW-Verbindung mit einer weit entfernten Station und die Freude, wenn mein Signal von einem weit entfernten Funkfreund erwidert wurde. Diese Momente waren kleine Triumphe, die das Herz hat höher schlagen lassen.

    Heute, im Zeitalter des Internets scheint diese Art der Verbindung aus einer anderen Welt zu stammen. Doch genau das ist es, was manchmal wohl die Sehnsucht nach den alten Zeiten so stark aufkommen lässt. Es war eine Zeit, in der Geduld, Technikverständnis und Kreativität gefragt waren. Man konnte ja nicht einfach einen Transceiver oder Antenne kaufen, alles musste in mehrjähriger Bastelarbeit entwickelt und gebaut werden. Jedes QSO war ein Erfolgserlebnis, dass man am liebsten jedem unbeteiligten Menschen auf der Straße erzählt hätte.

    Es war eine Zeit der gelebten Gemeinschaft. Nichts war wichtiger als ein wöchentlicher, später täglicher, OV Abend zum Leidwesen der Frauen der Oldtimer, die sich wöchentlich – unabhängig – von den Technik Jüngern – trafen. Eine, meine große Familie, mehr Wert als die eigene.

    Gierig lauschten wir den Worten und den Ausführungen des technischen Referenten. Lernen von CW – die Prüfung bei der OPD im Nacken – war berauschend, etwas was keiner der Normalbürger konnte.

    Egal, wann man sich an die Station im ungeheizten Dachraum setzte, man konnte sicher sein, dass es irgendwo da draußen einen Funkamateur gibt, der bereit war, ein Gespräch zu führen, Hilfe anzubieten oder einfach nur zuzuhören.

    Sah man bei unseren Radtouren durch die Lande irgendwo eine Amateur Antenne, dann hat man dort geklingelt, wurde mit offenen Armen aufgenommen und mit Stolz das Shack gezeigt. Diese menschliche Momente, die durch die Funkerei möglich wurden, hatten eine besondere Tiefe und besondere Ehrlichkeit.

    Natürlich, die Welt hat sich weiter entwickelt und die Möglichkeiten der modernen Kommunikation sind beeindruckend. Ich selber habe ja diese Entwicklung ins Moderne betrieben. Doch, trotz aller Fortschritte, bleibt die Erinnerung an die alten Zeiten lebendig. Es war eine Zeit, in der jede Verbindung ein kleines Wunder war, ein Zeugnis der technischen Meisterschaft der Selbstbaukisten und der unstillbaren Neugier an der HF- Technik.

    Verschlungen haben wir die Bücher von Diefenbach, der hervorragenden Literatur aus der DDR, Handbücher über aktuelle Rundfunktechnik und Zeitschriften wie Funkschau, Funktechnik, DL- QTC und QRV.

    Vielleicht ist es gerade diese Mischung aus Nostalgie und menschlicher Wärme, die die Sehnsucht nach den alten Zeiten manchmal aufblitzten lässt, eine Ära, in der die Welt ein wenig zufriedener war und die Entdeckungen ein wenig wie ein Wunder empfunden wurden.

    Manchmal, wenn ich so über die Frequenzen drehe, fühle ich mich wie ein Fossil einer anderen, der heutigen dynamischen Welt. Viele gute Freunde sind schon gegangen und SK – dann schweifen meine Gedanken ab und die Erinnerungen an die gemeinsamen Erlebnisse blitzen auf – ehrliche Freundschaften aus längst vergangenen Zeiten – rund 70 Jahre Amateurfunk haben doch Spuren hinterlassen.

    „Die Erinnerung ist das einzige Paradies, aus dem wir nicht vertrieben werden können“.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

85. Der Raspberry Pi

    Ist ein kompakter und kostengünstiger Ein – Platinen – Computer, ursprünglich für Bildungszwecke entwickelt, wurde schnell von Technikbegeisterten und Bastlern weltweit erobert. Mit seiner Vielseitig- und Leistungsfähigkeit hat er sich in unzähligen Projekten und Anwendungen bewährt.

    Die Idee für den Raspberry Pi entstand 2006 in Cambridge wo eine kleine Gruppe von Entwicklern um „Eben Upton“ ein kostengünstiges Gerät schaffen, das Schülern und Studenten den Zugang zu Programmierung und Computertechnik erleichtert. Im Februar 2012 wurde das erste Modell, der Raspberry Pi Model B, veröffentlicht und stieß sofort auf enormes Interesse.

    Den Raspberry Pi gibt es in verschiedenen Modellen, die sich in Leistung und Ausstattung unterscheiden. Die neuesten Modelle, wie der Raspberry Pi 4, verfügen über eine Quad-Core ARM Cortex-A72 CPU mit bis zu 1,5 GHz, 2GB, 4GB oder 8GB RAM, Gigabit-Ethernet und Dual-Band-WLAN, USB 3.0 und USB 2.0 Anschlüsse, 2 x HDMI-Ausgänge für Dual-Display-Betrieb und 40-Pin GPIO – General Purpose Input Output – Header für Erweiterungen.

    Dank seiner Vielseitigkeit und Leistungsfähigkeit ist der Raspberry Pi für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet und wird weltweit in Schulen und Universitäten eingesetzt, um Schülern und Studenten Programmierung und Elektronik näherzubringen. Mit der Software wie Kodi kann der Raspberry Pi als leistungsstarkes Mediacenter verwendet werden, das Videos, Musik abspielt und Bilder hochauflösend darstellt.

    Der Raspberry Pi findet Anwendung zur Steuerung von Smart-Home-Geräten und – Systemen, wie zur Beleuchtungssteuerung, Überwachungskameras oder Wetterstationen. Mit Sensoren, Motoren und Kameras ausgestattet, kann der Raspberry Pi als Gehirn für autonome Roboter eingesetzt werden. Mit Emulatoren wie RetroPie verwandelt sich der Raspberry Pi in eine Retro-Spielkonsole, die Klassiker aus den 80er und 90er Jahren zum Leben erwecken.

    Ein wesentlicher Faktor für den Erfolg des Raspberry Pi ist die starke und engagierte Community, die ständig neue Projekte und Anleitungen in zahlreichen Foren, Blogs und YouTube-Kanäle veröffentlicht und bieten damit Unterstützung und Inspiration für Anfänger und erfahrene Nutzer. Zusätzlich gibt es ein umfangreiches Zubehör, die den Funktionsumfang des Raspberry Pi erweitern wie Kameramodule, Touchscreens, Sensoren, HATs – Hardware Attached on Top – und vieles mehr.

    Der Raspberry Pi hat sich als revolutionäres Werkzeug für Bildung, Hobby wie den Amateurfunk und professionelle Anwendungen etabliert. Mit seiner erschwinglichen Preisgestaltung, der einfachen Handhabung und der Vielzahl an Einsatzmöglichkeiten bietet er sowohl Einsteigern als auch erfahrenen Technikern unzählige Möglichkeiten ihre kreativen Ideen zu verwirklichen.

    Die Technik hinter dem Raspberry Pi kann als SDR Projekt mit einem SDR-Dongle als USB-Gerät eingesetzt werden, das als Funkempfänger fungiert um mit Programmen wie GQRX oder CubicSDR die empfangenen analogen Funksignale in digitale wandelt.

    Die Funktion ist einfach: Der SDR-Dongle wird an einen USB-Port angeschlossen, kann durch eine geeignete Antenne ergänzt werden um die Empfangsqualität zu verbessern. Danach wird das Betriebssystem wie Raspbian und anschließend die notwendigen Softwarepakete wie – RTL-SDR – eine Bibliothek für SDR-Dongles – und dann die SDR-Software wie GQRX installiert.

    Wird die SDR-Software gestartet und so konfiguriert, dass sie den SDR-Dongle als Eingabegerät verwendet um die Erfassung und Verarbeitung der empfangenen Funksignale zu ermöglichen. Mit der SDR-Software können verschiedene Frequenzbänder abgescannt und Signale visualisiert werden. Die Software bietet Funktionen zur Demodulation und Analyse der empfangenen Signale, so dass der Nutzer verschiedene Arten von Funkkommunikation wie FM-Radio, Flugfunk, Amateurfunk usw. empfangen und abhören kann

    Der Einsatz eines Raspberry Pi mit einem SDR-Dongles ist eine kostengünstige Möglichkeit in die Welt des SDR einzutauchen und ermöglicht die Anpassung und Verarbeitung einer Vielzahl von Signalen, ohne dass Hardwareänderungen erforderlich sind. Das Projekt bietet eine spannende Gelegenheit mehr über Funktechnik, Signalverarbeitung und Softwareentwicklung zu lernen und zeigt wie die Praxis des Amateurfunks das technische Bewusstsein und die Fähigkeiten der Funkamateure erweitert und vertieft.

    In Verbindung mit KI ergeben sich ungeahnte Möglichkeiten, eine Kombination mit Potenzial wie Bild- und Objekterkennung mit Hilfe der Kameramodule. Mit KI Software kann der Raspberry Pi Objekte und Gesichter erkennen und kann in Sicherheitsanwendungen, Robotik oder Smart-Home-Systemen eingesetzt werden. Selbst Tür- Überwachungs-Systeme, das automatisch Personen erkennt und informiert, wenn jemand vor der Tür steht.

    Der Raspberry Pi kann mit Mikrofonen und KI-basierten Sprachverarbeitungs-Frameworks wie Google Assistant oder Amazon Alexa integriert werden, um Sprachbefehle zu verstehen und auszuführen. Der Sprachassistent kann Licht ein- und ausschaltet, Musik abspielen oder Wetterinformationen bereitstellen.

    Mit Python und Bibliotheken wie TensorFlow oder PyTorch können maschinelle Lernmodelle werden auf dem Raspberry Pi entwickelt und ausgeführt. Ein System, das Pflanzenwachstum überwacht und vorhersagt, wann gegossen werden muss, basierend auf Sensorinformationen und maschinellem Lernen.

    Der Raspberry Pi als Steuerzentrale für Roboter kann die KI-Algorithmen nutzen, um autonome Entscheidungen zu treffen wie Navigation, um sicher von A nach B zu gelangen. Der Raspberry Pi kann große Datenmengen sammeln und in KI-Algorithmen verwenden, um Muster zu erkennen und Vorhersagen zu treffen wie ein Überwachungssystem, das Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten analysiert, um vorherzusagen, wann ein Raum klimatisiert werden muss.

    Mit TensorFlow Lite, eine abgespeckte Version von TensorFlow, die speziell für mobile und eingebettete Geräte wie den Raspberry Pi entwickelt wurde und OpenCV ist eine Open-Source-Bibliothek für Computer Vision vorhanden, die Bildverarbeitungsfunktionen bietet und gut mit dem Raspberry Pi kompatibel ist.
    Edge Impulse ist eine Plattform die maschinelles Lernen für eingebettete Systeme zu entwickeln und zu implementieren. Die Kombination von Raspberry Pi und KI eröffnet eine neue Welt voller Möglichkeiten, ob für den Einsatz zu Hause, in Industrie oder in der Forschung bis hin zu Technologien von der Objekterkennung bis hin zur Sprachsteuerung.

    Meine größte Hochachtung für die, die diese Entwicklung möglich machten.

    Mehr Information auf Wiki.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

86. WSPR: Schwachsignal-Propagation-Reporter

    ist ein einzigartiges digitales Kommunikationssystem, das in der Amateurfunkgemeinschaft weit verbreitet ist. Entwickelt von Joe Taylor- K1JT – einem Nobelpreisträger in Physik, bietet WSPR die Möglichkeit, extrem schwache Funksignale über große Entfernungen zu empfangen und zu decodieren durch die Nutzung minimaler Sendeleistung und fortschrittlicher Signal Verarbeitungstechniken.

    WSPR arbeitet im Prinzip der Schwachsignalerkennung und -Verarbeitung. Es sendet kleine, regelmäßig wiederholte Nachrichten mit geringer Leistung über verschiedene Amateurfunkfrequenzbänder. Diese Nachrichten bestehen typischerweise aus dem Rufzeichen, dem Grid-Locator und der Sendeleistung des verwendeten Funkgerätes.

    Die gesendeten Signale werden dann von anderen WSPR-Stationen weltweit empfangen und an eine zentrale Datenbank weitergeleitet.

    Die Technologie hinter WSPR basiert auf fortschrittlicher digitaler Signalverarbeitung.

    Die Übertragungen verwenden eine schmalbandige Modulation, die äußerst robust gegen Störungen und Rauschen ist. Die genutzte Bandbreite beträgt nur 6 Hz, was eine extrem hohe Empfindlichkeit bedingt um Signale zu detektieren die bis zu 32 dB unterhalb der Rauschgrenze der Empfänger liegen.

    WSPR wird oft zur Untersuchung der Ausbreitungsbedingungen in der Ionosphäre eingesetzt. Funkamateure können mithilfe von WSPR feststellen, wie sich Funksignale über verschiedene Frequenzen und Entfernungen hinweg verhalten.

    Das ist besonders nützlich für diejenigen, die an der Verbesserung ihrer Antennensysteme und an der Erforschung der Hochfrequenzausbreitung interessiert sind.

    Die von WSPR gesammelten Daten haben einen erheblichen, wissenschaftlichen Wert. Sie bieten Einblicke in die wechselnden Bedingungen der Ionosphäre und helfen Modelle der Funkwellenausbreitung zu verfeinern. Zudem trägt die Nutzung von WSPR zur globalen Gemeinschaft der Funkamateure bei, indem sie eine Plattform für den Datenaustausch und die Forschung schafft.

    Um WSPR zu nutzen, benötigen wir Funkamateure einen geeigneten Transceiver, der mit dem Computer verbunden ist und sekundengenau mit der Gegenstation synchronisiert werden muss.

    Spezielle Software, wie WSJT-X, wird verwendet, um die Übertragungen zu kodieren und zu decodieren. Die Einrichtung ist relativ einfach und erfordert nur geringe technische Kenntnisse, wodurch WSPR für eine breite Schicht von Nutzern zugänglich ist.

    WSPR hat sich als revolutionäres Werkzeug in der Welt des Amateurfunks etabliert. Durch die Fähigkeit, schwache Signale über große Entfernungen zu detektieren, bietet es einzigartige Möglichkeiten zur Erforschung und Analyse der Ausbreitungsbedingungen.

    Die globale Zusammenarbeit und der wissenschaftliche Austausch, den WSPR ermöglicht, unterstreichen seinen unschätzbaren Beitrag zur Funkgemeinschaft und zur wissenschaftlichen Forschung.

    Wer mehr wissen möchte sei auf Wiki verwiesen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

87. Einschwingvorgänge

    in der HF-Technik beschreiben die zeitliche Änderung des Ausgangssignales eines Systems auf eine positive, sprunghafte Änderung der Eingangsgröße.

    Solche sprunghaften Änderungen treten auf durch schaltende Ereignisse, plötzliche Lastwechsel oder das Einschalten von Spannungsquellen. Das System durchläuft dabei immer eine Phase in ein neues Gleichgewicht und wird mathematisch durch eine Differentialgleichung 2. Ordnung beschrieben, die die zeitliche Entwicklung von Spannung und Strom unter Berücksichtigung der Eigenwerte zeigt.

    Eigenwerte des HF- Systems ergeben Komponenten wie Widerstand, Induktivität und Kapazität. Die sich daraus ergebenen Zeitkonstanten charakterisieren die Dauer und das dynamische Verhalten des Einschwingvorgangs, dessen Messung präzise Messtechnik mit schnellen und Hochfrequenz tauglichen Oszilloskopen und Spektrum -Analysatoren erforderlich macht. Die aus den Messungen gewonnenen Daten dienen als Grundlage für die Beurteilung und Optimierung des Systems im eingeschwungenen Zustand.

    Wird ein HF-Verstärker eingeschaltet, durchläuft dieser immer einen Einschwingvorgang bis die HF – Spannungen und Ströme sich stabilisieren und es möglichst nicht zu Überschwingen oder Verzerrungen des Ausgangssignals kommt. Selbst Modulations- und Demodulationsprozesse führen zu Einschwingvorgängen, was selten von den Amateuren berücksichtigt wird.

    Die Lösungen der DGL 2. Ordnung sind immer e-Funktionen und können in 3 Bereiche als Funktion des Verlustwiderstand von L und C und der angeschlossenen Komponenten unterteilt werden.

    Der tatsächlich wirksame Verlustwiderstand führt zu einen Energieverlust in Form von Wärme und beeinflusst die Geschwindigkeit mit der der Einschwingvorgang abklingt.

    Die Induktivität speichert Energie im Magnetfeld und wirkt einer Änderung des Stromflusses nach dem Lenzschen Gesetz entgegen, was zu einer Verzögerung und mit der im elektrischen Feld der Kapazität gespeicherten Energie zum Oszillieren im Einschwingvorgang führt.

    Nicht nur die Verlustwiderstände der Blindelemente – definiert als Güte von L und C – bestimmen den Einschwingvorgang, sondern auch die angeschlossenen reellen Komponenten von Quelle und Last, woraus sich das logarithmische Dämpfungskrement mit einem Oszi bestimmen lässt, welches die zeitliche Abnahme der Amplitude charakterisiert.

    Das Dekrement ist eine Maßzahl für das logarithmische Verhältnis der Amplituden aufeinanderfolgender Schwingungsmaxima in einem gedämpften System. Es wird verwendet, um die Dämpfungseigenschaften des Gesamt-Systems quantitativ zu erfassen, dabei bedeutet ein hohes Dämpfungskrement das das System stark gedämpft ist und die Amplituden der Schwingungen schnell abklingen. Ein kleines Dämpfungskrement deutet auf eine geringe Dämpfung und einen langen Einschwingvorgang hin.

    Aus dem Dämpfungskrement lassen sich die Dämpfungseigenschaften – Betriebsgüte – des Gesamt Systems berechnen. Ist der gesamt wirksame Verlustwiderstand unterhalb einer Grenze verläuft der Einschwingvorgang langsam ohne Oszillation als aperiodischer, schleichender Vorgang. Hat der Verlustwiderstand einen hohen Wert spricht man von einer wenig gedämpften Schwingung. Bei der kritischen Dämpfung kehrt das System am schnellsten in seinem Gleichgewichtszustand zurück, ohne zu oszillieren. In allen andere Fällen oszilliert das System mit abnehmender Amplitude bis der Gleichgewichtszustand erreicht und das System eingeschwungen ist.

    Die Induktivität und Kapazität sind verantwortlich für die Oszillationen. Die Spannung an der Kapazität und der Strom in der Induktivität ändern sich als Funktion der Zeit um ihre Gleichgewichtswerte, wobei die jeweils gespeicherte Energie im Einschwingvorgang zwischen den Speicherelementen Induktivität und Kapazität hin und her pendelt und durch den gesamt wirksamen Verlustwiderstand gedämpft wird und zwar so lange bis das System in einem stabilen Zustand verharrt. Bei geringer Dämpfung und bestimmten Eigenwerten treten auch Resonanzen auf, die den Einschwingvorgang verzögern.

    Ein ähnlicher Einschwingvorgang tritt auf bei einer Antennenzuleitung und der Antenne mit verteilten Induktivitäten und Kapazitäten. Erst durch die Total – Reflexion einer einfallenden oder gesendeten Welle am Ende der Antenne – hier muss der HF-Strom Null sein – entsteht eine stehende Welle auf der Antenne und bei Fehlanpassung zwischen Fußpunktimpedanz der Antenne und dem komplexen Wellenwiderstand der Zuleitung zusätzlich eine stehende Welle auf der Zuleitung, verantwortlich für die Zusatzverluste auf der Zuleitung und Reduzierung der übertragbaren Leistung.

    Träge Einschwingvorgänge in Hochfrequenzsystemen gilt es zu meiden um Überschwingen, Leistungsverlust, Klingeln oder Ausgleichsvorgänge zu minimieren, es sei denn Resonanzen werden bewusst zur Selektion von bestimmten Frequenzen gewünscht.

    Auch beim Ausschalten laufen ähnliche Vorgänge so lange ab, bis alle Speicher leer sind und Ströme und Spannungen den Wert Null erreicht haben.

    Bei Pulsen entstehen neue Frequenzen, die durch die Fourier Analyse berechenbar sind. Einzel Pulse lassen sich durch das Fourier Integral berechnen, wobei im Spektrum Nullstellen als Funktion der Pulsbreite auftreten.

    Das gilt übrigens auch für Schaltvorgänge in jedem beliebigen Gleich- und Wechselstrom Netz, die zu erheblichen Problemen führen können. Ein Beispiel ist das spontane Einschalten eines einfachen Netz Trafos und das Schalten einer induktiven Last mit enorm hohen Einschaltströmen während des Einschwingvorganges.

    Wer mehr wissen will sei auf den Beitrag: „Die Antenne macht die Musik“ verwiesen.
    Um Ein- und Ausschwingvorgänge zu studieren ist das kostenfreie Programm LT- Spice XVII die richtige Wahl.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

88. Das Sein bestimmt das Bewusstsein

    stammt aus der Feder von Karl Marx und meint, dass die materielle Basis und wirtschaftlichen Strukturen einer Gesellschaft das Denken und Bewusstsein der Menschen beeinflusst und formt.

    Dieser Gedanke lässt sich auch auf den heutigen Amateurfunk übertragen, denn er ist eine Form der drahtlosen Kommunikation, zu persönlichen, nicht kommerziellen Zwecken. Amateurfunk bietet eine Plattform für technische Experimente, soziale Kontakte und den Austausch von Informationen auf globaler Ebene. In einer Zeit in der europäische Politiker den Kontakt mit nicht konformen Staaten verweigern, hat der Funkamateur keinerlei Berührungsängste intensive Freundschaften mit Gleichgesinnten diese Ländern zu pflegen.

    Das Bewusstsein im Amateurfunk umfasst HamSpirit, das technische Wissen und die kulturellen Praktiken. Es geht darum, wie Amateurfunker es verstehen, welche Werte wichtig sind und wie sie sie in ihrem Leben integrieren.

    Dieses Bewusstsein wird stark von den materiellen Randbedingungen und der Verfügbarkeit von Funkgeräten und anderen technischen Ressourcen, wie das technische Wissen und unsere Fähigkeiten als Funkamateure, bestimmt.

    Die Möglichkeit über Funk global zu kommunizieren schafft eine ganz besondere Gemeinschaft, die durch den Austausch von Erfahrungen, Informationen geprägt ist. Die enormen materiellen Ressourcen bestimmen in welchem Umfang Funkamateure innovieren und experimentieren können. Es fördert eine Kultur der technischen Neugier und des Fortschritts.

    Die Beziehung zwischen dem Sein und dem Bewusstsein im Amateurfunk ist dialektischer Art und heißt, beide beeinflussen sich gegenseitig in einem fortwährenden Prozess, während die materiellen Bedingungen das Bewusstsein der deutschen Funkamateure prägen, können die kollektiven Handlungen und das Wissen der Funkamateure auch die materielle Basis des Amateurfunks verändern.

    Innovationen und neue Ideen aus der Gemeinschaft der Funkamateure führen zur Entwicklung neuer Technologien und Geräte im Bewusstsein der kollektiven Bestrebungen mit Einfluss auf gesetzliche Regelungen und Zuweisungen von Frequenzen. Dazu gehören Arduino, eine beliebte Plattform um verschiedene Projekte zu realisieren wie den Bau von Funkgeräten und automatisierten Antennensteuerungen sowie der Anwendung digitaler Signalprozessoren.

    Dazu gehören der Raspberry Pi als ein vielseitiger Mini-Computer, der in vielen Amateurfunkprojekten eingesetzt wird und die Implementierung von APRS – Automatic Packet Reporting – System – und die Steuerung von Funkstationen aus der Ferne erlaubt. Für viele Funkenthusiasten bietet er eine Plattform um mit Gleichgesinnten in Kontakt zu treten und das eigene Wissen in der Funktechnik zu erweitern.

    Die Einführung des Raspberry Pi hat eine Revolution eingeleitet, in dem Amateurfunk-Projekte durch seine geringe Größe, Flexibilität auf ein neues Level gehoben wird und Funklösungen ermöglicht, die auch die Kreativität von Funkliebhabern weltweit erweitert. Von der Realisierung einer einfachen Empfangsstation bis hin zur Entwicklung komplexer Netzwerke – die Kombination aus Amateurfunk & Raspberry Pi – eröffnet die Tür zu einer Ära der Innovation in der Heim-Elektronik.

    Das WSPR – Weak Signal Propagation Reporter – Projekt ermöglicht es schwache Signale über große Entfernungen zu senden und zu empfangen, ein Gedanke der seit bestehen des Amateurfunks in unseren Köpfen verankert ist.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

89. Der parametrische Abwärtsmischer.

    Es treten immer wieder Fragen nach der Funktion des parametrischen Mischers auf, ohne meine mathematischen Ausführungen lesen und verstehen zu müssen. Ich will mal versuchen das Prinzip in einfache Worte zu kleiden.

    Parametrische Mischer werden in Empfangs-Systemen verwendet, in denen kleinste Signale empfangen werden sollen und das Rauschen des Empfangssystems – seine Rauschzahl – die begrenzende Größe für das Signal zu Rauschabverhältnis ist

    Der parametrische Mischer nutzt den nichtlinearen Zusammenhang U(Q) bzw. Q(U) zwischen Ladung Q und Spannung U an einer Kapazitäts-Diode, die immer im Sperrbereich betrieben wird um das Rauschen des Bahnwiderstandes auf eine Minimum zu begrenzen.

    Beim Abwärtsmischer wird das hochfrequente Eingangssignal p+z mit dem Pumpsignal p, das unterhalb der Eingangsfrequenz liegt, gemischt, Es entstehen Frequenzen z und p-z, mit z als Zwischenfrequenz und p-z als Spiegelfrequenz, sowie Vielfache davon, die durch Resonanzkreise bei den Frequenzen p+z, p-z und z unterdrückt werden.

    Die Pumpe mit der Frequenz p liefert die Leistung für den Mischvorgang und wird daher als Pumpe bezeichnet. Bei Normalanwendungen heißt die Pumpe, Oszillator oder auch Lokaloszillator.

    Die Besonderheit ist nun das die Spannungen bzw. Ströme bei der Spiegelfrequenz in Kehrlage liegen, d.h. sie sind in der Phase genau um 180 Grad gegenüber der Eingangsfrequenz verschoben.

    Normalerweise werden diesen in Kehrlage liegenden Strömen und Spannungen keinerlei Beachtung geschenkt. Sie erzeugen an den zufällig bei p-z vorhanden Impedanzen Ströme und Spannungen, die durch Rückmischung an der Diode zu unerwünschten Intermodulationsprodukten im Ausgangssignal z führen.

    Wird nun bei der Spiegelfrequenz ein definierter, reeller – leider rauschender Widerstand – eingefügt, erfolgt durch die Phasendrehung und Rückmischung eine Entdämpfung bei der Zwischenfrequenz z statt, was zu einem Mischgewinn führen kann, wenn der entdämpfende Anteil den bei der ZF vorhandenen dynamischen Verlustwiderstand verringert.

    Ohne Beschaltung des Spiegels mit einem reellen Widerstand ist der Mischverlust z/(p+z) und bei großen Umsetzungsverhältnissen (p+z) /z enorm hoch, der bei der Kettenschaltung rauschenden Vierpole – nach Friis – das Rauschverhalten des Gesamtsystems für rauscharme Anwendungen wenig geeignet macht.

    Normale Abwärtsmischer haben einen Mischverlust von etwa 6 dB, identisch mit der Rauschzahl bei Umgebungstemperatur, die sich enorm erhöht, wenn solche Abwärtsmischer in Satelliten Systemen mit Parabol- oder Horn Antennen eingesetzt werden und die Antenne in den Weltraum mit einer Temperatur von wenigen Kelvin sieht.

    Bei hohen Umsetzungsverhältnissen (p+z) /z liegt die Spiegelfrequenz nahe der Eingangsfrequenz. Dieser Umstand kann dazu verwendet werden um ein adaptives System mit konstanter Rauschzahl zu erhalten, weil dann der rauschende Abschlusswiderstand beim Spiegel ebenfalls auf die niedere Temperatur des freien Raumes schaut mit den Nachteil, dass man unterscheiden muss ob das Empfangssignal von der Frequenz p+z oder p-z stammt. Außerdem bewirkt das Rauschen des Spiegelleitwertes den Unterschied zwischen der Einseiten- und der Zweiseitenband Rauschzahl, was bei Rauschzahlmessungen berücksichtig werden muss.

    Das Besondere des parametrischen Abwärtmischers mit reellem Spiegelleitwert gegenüber Mischern mit nichtlinarem Zusammenhang zwischen Strom und Spannung – wie Schottky Mischer – ist das geringe Rauschen, der Mischgewinn und bei hohen Umsetzungsverhältnissen die Konstanz der Rauschzahl F, weiter eine hohe Linearität und geringe Verzerrungsprodukte bei der Frequenzumsetzung. Das ist besonders wichtig in Kommunikationssystemen, wo Signalintegrität und – qualität entscheidend sind.

    Wer tiefer in die Materie einsteigen will sei auf meinem Beitrag über den „Parametrischen Abwärtsmischer mit reellem Spiegelleitwert“ und auf das umfangreiche Werk von Prof. Pungs: „Parametrische Systeme“ aus 1965 Verlag S. Hirzel in Stuttgart, hingewiesen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

90. Persönlichkeiten des Amateurfunks:

    G7ALW
    Victor, hat während des Hurrikans Irma 2017, der Teile der Karibik verwüstete und viele Kommunikationssysteme ausfielen, stellte er seine Funkstation zur Verfügung, um Notrufe weiterzuleiten. Dank seiner Hilfe konnten Rettungskräfte effizient arbeiten und Menschen in Not helfen.

    VE7CID
    YL Kitty, kanadische Funkamateurin hat in ihrer Lust auf Abenteuer und Reisen diese mit dem Amateurfunk verbunden und zahlreiche Expeditionen unternommen um von seltenen Standorten auf der Welt Funkverbindungen herzustellen. Es entstanden neue Freundschaften und hat damit die Wichtigkeit des Amateurfunks in prägender Weise gezeigt.

    K1JT
    Joe, Nobelpreisträger in Physik hat durch seine innovativen digitalen Betriebsarten dem AmFunk revolutioniert. Er entwickelte das Programm WSJT-X, das es Funkamateuren ermöglicht Signale die weit im Rauschen liegen zu empfangen und zu senden.

    F5LTM
    Carole, hat sich leidenschaftlich für die Förderung junger Menschen im Amateurfunk engagiert. Sie organisiert regelmäßig Veranstaltungen, um Jugendliche für die Welt des Amateurfunks zu begeistern. Durch ihre unermüdliche Arbeit hat sie viele junge Talente gefördert und hat dazu beigetragen, das Interesse an Technik und Wissenschaft zu wecken.

    IK1PMR, Andrea und IZ1GCX, Claudia
    haben ihre medizinischen Fähigkeiten genutzt, um Missionen in abgelegenen Gebieten in Afrika und Südamerika durchgeführt, bei denen sie Funkverbindungen aufgebauten um die Kommunikation zwischen medizinischen Teams und Basisstationen zu ermöglichen.

    K6TW
    Tim, hat an einer wissenschaftlichen Expedition in die Antarktis teilgenommen und hat während seines Aufenthalts Funkverbindungen zu Forschungsstationen auf der ganzen Welt gehalten.

    W1ZYK
    Bob, hat bei der Erforschung des ehemaligen Militärsenders NAA in Cutler, Maine mitgewirkt und entdeckte alte Dokumente, die wertvolle Einblicke in die Anfänge der drahtlosen Kommunikation gaben.

    K9ZW
    Dave und sein Vater, Amateure aus der Kriegszeit, schufen eine einzigartige Funkbrücke zwischen Generationen. Beide nutzten den Amateurfunk, um regelmäßig miteinander zu kommunizieren und ihre Erfahrungen und Geschichten auszutauschen.

    VU2VWN
    Satish, in Indien hat bei Erdbeben und Überschwemmungen eine wichtige Rolle gespielt und mit seinem mobilen Funkgerät die Hilfsorganisationen unterstützt und stellte sicher, dass Informationen und Hilfe schnell erfolgen konnten.

    F6FOZ
    Martine, hat den Amateurfunk mit Kunst verknüpft. Sie nutzt ihre Funkstation, um Signale in visuelle Kunstwerke umzuwandeln, die in Galerien und Museen ausgestellt werden.

    W1AW
    Hiram Percy Maxim, hat im Mai 1914 die ARRL gegründet. Er gilt als einer der bedeutendsten Persönlichkeiten in der Geschichte des Amateurfunks. Die ARRL ist die nationale Vereinigung alle Funkamateure in den USA nicht vergleichbar mit dem DARC. Hätten wir ein Verband wie die ARRL wäre die Zukunft für uns Amateure für immer gesichert.

    Heinrich Hertz – 1857-1894
    Legte den Grundstein für die Funktechnik, die später von Funkamateuren genutzt wurde.

    Abraham Esau 1884-1955
    EK4AAL, war Gründungspräsident des Deutschen Funktechnischen Verbandes und leistete bedeutende Beiträge zur Entwicklung der Funktechnik.

    Walter Dieminger 1907-2000
    DL6DS, trug maßgeblich zur Entwicklung der Hochfrequenztechnik bei und war ein Pionier auf diesem Gebiet. Gespräche mit ihm waren immer ein Erlebnis.

    Rudolf Horkheimer 1894-1982
    K4YAE und CP6XF, war ein deutscher Pionier der Funktechnik und leistete bedeutende Beiträge zur Entwicklung der Funktechnik.

    Jörg Ißler 1928-2015
    DL1CT und später DL3SA, ein Ingenieur, bekannt für seine Arbeiten im Bereich der Hochfrequenztechnik und trug maßgeblich zur Weiterentwicklung des Amateurfunks bei.iese Persönlichkeiten haben durch ihre Arbeit und ihr Engagement den Amateurfunk in Deutschland und weltweit geprägt. Ihre Beiträge zur Technik und zur Gemeinschaft der Funkamateure sind von unschätzbarem Wert.

    Wolfram Felix Körner 1920 -1998
    DL1CU, ein Autor und Verleger. Er schrieb zahlreiche Bücher und Artikel über den Amateurfunk und trug zur Verbreitung des Hobbys bei.

    Karl Hass
    DL1HA war ebenfalls ein Pionier des deutschen Amateurfunks und einer der ersten Funkamateure in Deutschland. Er gründete 1925 den DARC und setzte sich für die Anerkennung und Förderung des Amateurfunks ein.

    Eugen Reisz
    DL2YL, war ein bedeutender Funkamateur. Er war bekannt für seine experimentellen Arbeiten und trug maßgeblich zur Entwicklung der Funktechnik bei. Seine Beiträge wurden bei den Kommerziellen sehr geschätzt.

    Hans-Otto Engel
    DJ1UG, war Autor zahlreicher Bücher und Artikel über den Amateurfunk. Er war nach dem Krieg aktiv und setzte sich für die Ausbildung und Förderung neuer Funkamateure ein.

    Günter Specht
    DJ2LR, hat sich auf die Entwicklung und den Bau von Antennen spezialisiert. Seine Arbeiten und Publikationen haben vielen Funkamateuren weltweit geholfen ihre eigenen Antennensysteme zu verbessern.
    Nicht zu vergessen:

    Rudi Rapcke
    DL1WA, war Präsident des DARC und trug maßgeblich zur Förderung und Entwicklung des Amateurfunks bei.

    Hans und Lotte Hass: Hans 1919 – 2013, Lotte 1928 -2015:
    der berühmte österreichische Meeresforscher und seine Frau waren Tauchpioniere. Sie verwendete das Funkrufzeichen DI9AA, ein seltenes Rufzeichen für die Bordstation seines Expeditionsschiffs – Xarifa 2.

    Diese kleine Auswahl von unvergessenen Freunden und Persönlichkeiten haben durch ihre unermüdliche Arbeit und ihr Engagement den Amateurfunk in Deutschland und weltweit geprägt. Ihre Beiträge zur Technik und Gemeinschaft sind von unschätzbarem Wert.

    Weitere Persönlichkeiten aus Wirtschaft und Politik auf Wiki.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

91. Das Mittel Zeit.

    Zeit wird von uns als selbstverständlich und als immer verfügbar angesehen. Leider ein Irrtum. Wir leben in einer Ära der ständigen Hektik, in der Zeit – scheinbar – immer knapper wird und schneller vergeht.

    Doch was bedeutet Zeit wirklich für uns? Ist Zeit nur eine kostenlose, wenig beachtete Ressource, die wir wie selbstverständlich nutzen oder verbirgt sich dahinter noch etwas Größeres?

    Zeit ist nicht vermehrbar, allgegenwärtig und schwer zu fassen. Nach Einstein ist Zeit das was man mit der Uhr messen kann. Er revolutionierte unser Verständnis von Zeit durch seine gigantische spezielle und allgemeine Relativität Theorie. Er zeigte, dass die Zeit nicht absolut, sondern relativ ist und meint damit, dass die Geschwindigkeit mit der die Zeit vergeht, von der Geschwindigkeit abhängt mit der wir uns bewegen.

    Könnten wir uns mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, hätte die Zeit den Wert Null. Das ist natürlich nicht möglich, weil dann unsere dynamische Masse unendlich wäre.

    Einstein bestimmte, dass Raum und Zeit als immer verbundene Dimensionen betrachtet werden müssen. Die Unterscheidung zwischen Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft ist nur eine Illusion und das alle Momente der Zeit gleichzeitig existieren und die lineare Wahrnehmung der Zeit eine menschliche Einbildung ist.

    Einsteins Überlegungen haben das Verständnis von Zeit und Raum auf den Kopf gestellt und bilden heute die Grundlage für viele moderne physikalische Konzepte und Technologien, wie die Standortbestimmung per Satellit.

    Wir hetzen von einer Aufgabe zur nächsten und verlieren dabei den Blick für das Wesentliche und vergessen, dass Zeit auch eine Gelegenheit zur Entspannung, zur Pflege unserer Beziehungen und unseres Hobbys notwendig ist.
    Zeit ist neben Gesundheit das kostbarste Gut das wir haben und bestimmt, wie wir unsere Tage, Wochen, Monate und Jahre gestalten. Wir können Zeit weder anhalten noch vermehren, denn Zeit ist nicht nur ein Abarbeiten von Stunden, sondern auch das Mittel zur persönlichen Entfaltung und sich Zeit für sich selbst zu nehmen.

    Zeit ist vergänglich, jeder Moment einzigartig und unwiderruflich verloren.

    Soziale Medien, E-Mails und ständige Benachrichtigungen führen dazu, dass wir uns in einem Hamsterrad, einer Endlosschleife von Aktivität und Ablenkung befinden ohne uns regelmäßige Auszeiten zu nehmen um aus der Endlosschleife zu entkommen und sich auf wichtigere Dinge zu konzentrieren.

    Zeit ist der Kitt zur Verbindung mit anderen Menschen durch unser Hobby. Gemeinsame Erlebnisse und Gespräche sind lebensnotwendige Beziehungen, indem wir unsere Zeit bewusst mit Familie, Freunden oder Gleichgesinnten verbringen.

    Zeit ist mehr als nur eine Ressource, es ist ein kostbares Gut, das unser Leben bereichert. Jeder von uns hat ein dynamisches Kontingent von Zeit, dass durch den Inhalt der persönlichen DNA begrenzt wird und sekündlich durch unsere Zellen neu programmiert wird. Die Zellen wiederum werden durch unser Verhalten und Lebensweise ständig verändert und gesteuert. D.h. nur wir selbst haben es in der Hand das Kontingent zu vergrößern z.B. durch Freunde an einer Tätigkeit oder an unserem Hobby. Man könnte auch sagen Amateurfunk verlängert das Leben.

    Nichts ist schlimmer als die Zeit tot zu schlagen, denn die wehrt sich und schlägt erbarmungslos zurück. Wer es im Leben nicht gelernt hat einem interessanten Hobby zu frönen, der wird es kaum noch in der Rentenzeit schaffen, wenn der Mensch in ein tiefes Loch von Unzufriedenheit fällt, weil er jeden Tag gesagt bekommt das er nicht mehr gebraucht wird. „Liebe Eltern ich danke Euch, dass ihr Euch so lange um mich gekümmert habt. Jetzt seid ich alt genug um Euch selbst zu kümmern“. Kommt Dir das bekannt vor?

    Wir fassen zusammen:

    Einst war ein Augenblick so klar, Vergangenheit und Zukunft nah,
    Die Zeit, ein flücht’ger Gast im Raum, schwebt sanft dahin, wie ein Traum.

    Sekunden fliehen, Stunden gehn, wir können ihre Spur nicht sehn,
    Vergangenheit, ein Schatten nur, verblasst in der Erinnerungs Spur.

    So fliegt die Zeit in Ewigkeit, vergänglich wie ein Blütenkleid.
    Tage reihen sich an Nächte, ein steter Kreis der sanften Mächte.

    Vergänglich ist des Lebens Lauf, ein Blatt im Wind, treibt schnell hinauf.
    Doch die Zeit, die uns umhüllt gilt jeder Moment, der uns erfüllt.

    Meine Gedanken zur Fasching Zeit!

    Dr. Walter Schau, DL3LH

92. Einmal Funkamateur – immer Funkamateur?

    Wer nicht in frühester Jugend durch Eltern, Bekannte oder Freunde mit dem Amateurfunk in Kontakt gekommen ist, beginnt oftmals später mit dem Jedermann CB-Funk mit der Begrenzung auf 40 Kanäle im 27-MHz-Bereich.

    Will man mehr Freiheit in der Frequenzwahl entdeckt man sehr schnell den Amateurfunk. Jetzt beginnt eine Reise deren Ende unübersehbar ist.
    Nach einigem Büffeln, bestandener Lizenprüfung und einem einfachen Funkgerät oder wie früher mit jahrelanger Bastelei von Empfänger, Sender undAntenne begann damals der Einstieg in das Hobby und man entdeckte deren Faszination.
    Wurde man, wie früher, vom Bazillus Amateurfunk befallen, folgten die ersten Kontakte in CW mit leicht feuchten Händen und vielen Irrungen, später die ersten QSOs in Fonie mit einer einfachen Postkapsel und aufwändiger Anoden-Modulation. Unvergessen auch die Betriebsart RTTY mit den laut ratternden Maschinen T68, T37 und T 100, die sich heute, trotz der Schallschutzhauben, kaum ein Amateur in sein Shack stellen würde. Heute gestaltet sich der Einstieg wesentlich einfacher. Man kauft eine passende Funkkiste nebst Antenne und schon geht’s los.

    Neugierde, allgemein verpönt, ist wohl der Grund für den ersten Einstieg in die Welt des Amateurfunks. Erst später kommt dann die Faszination auf die Möglichkeit über unbekannte Funkwellen mit Gleichgesinnten auf der ganzen Welt in Kontakt zu treten. Ist man erst von dem Bazillus durchdrungen übt dieser eine unwiderstehliche, nicht erklärbare Anziehungskraft aus, eine Leidenschaft so dauerhaft wie die Luft zum atmen.

    Ein weiterer Aspekt der Leidenschaft ist die Gemeinschaft in der Wissen und Erfahrungen uneigennützig ausgetauscht werden. Gemeinsame Projekte, wie der Bau von Antennen oder die Teilnahme an Funkwettbewerben stärken das Gemeinschaftsgefühl, den Zusammenhalt und ehrliche Freundschaften.

    Gerade diese sozialen Bindungen, lebensnotwendig nach Maslow, sind ein Grund dafür, dass viele Funkamateure ihrem Hobby ein Leben lang treu bleiben. Dazu gehören auch gemeinsame Aktivitäten außerhalb des Club Lebens mit den YLs und XYLs nebst Angehörigen zu bestimmten Anlässen wie Vater – oder Muttertag mit gemeinsamen Grillen und einem Fass Bier auf dem Rad Anhänger. Diese Gemeinschaft – unbezahlbar.

    Technische Neugierde eröffnet unendlich viele Möglichkeiten zur persönlichen Weiterbildung und Spezialisierung. Von der Satellitenkommunikation über Wetterbeobachtung bis hin zu experimentellem Antennenbau, bietet unser Hobby eine Vielfalt an Themen und Anwendungsbereichen und hält das Interesse an der technischen Entwicklung wach. Immer wieder Neues zu entdecken verlangt Kreativität und Nutzung der grauen Zellen, in einer Zeit in der die digitale Kommunikation über das Internet dominiert.

    Der Amateurfunk ist weit mehr als ein technisches Hobby, sondern eine kulturelle Brücke zu Funkamateuren aus aller Welt und zu anderen Kulturen mit dem Austausch über ihre Lebensweise, Sprache und Traditionen. Diese interkulturellen Begegnungen bereichern das Leben und fördern das Verständnis sowie die Toleranz zwischen den Völkern und die Unabhängigkeit, die der heutige Amateurfunk noch bietet.

    Trotz aller technologischen Entwicklungen bleibt eine Konstante: Die ungezügelte Leidenschaft der Funkamateure und Freude am Experimentieren, die Begeisterung für Technik und die Lust am Entdecken neuer Möglichkeiten.

    Wer einmal in die Welt des Amateurfunks wirklich eingetaucht ist kommt von ihr nicht mehr los. Amateurfunk wird dann eine Lebens Einstellung, eine Leidenschaft und eine Gemeinschaft, die Menschen weltweit verbindet. Einmal Funkamateur – immer Funkamateur beschreibt treffend die Faszination und Beständigkeit, die der Amateurfunk mit sich bringt und ist Antrieb und Motivation zugleich.

    Amateurfunk ein Hobby, das ein Leben lang Freude bereitet und immer wieder neue Herausforderungen abverlangt und Möglichkeiten bietet, auch wenn es zwischendurch mal lange Pausen gibt in denen man das Hobby als vergessen meint, weil Beruf und Familie vorrangig sind, kommt jeder irgendwann auf den Amateurfunk zurück und schaltet den verwaisten und verstaubten RX ein – nur um mal auf dem Band zu hören. Dann brennt wieder das Fiber Amateurfunk und die Lust auf einen Kontakt zu alten Freunden, allerdings mit neuen Herausforderungen wie Verständnis für die moderne Elektronik.

    Zunehmende Störungen durch andere elektronische Geräte, wie billige Solaranlagen, machen uns das Leben schwer. Störquellen die meistens schwierig bei Nachbarn zu finden sind, verhindern manchmal den Neueinstieg. Dazu gehören auch die unnötigen Vorschriften und Frequenznutzungsregeln, die sich ständig ändern und den Amateurfunk als ursprünglichen Versuchsfunk begrenzen. Auch hat nicht jeder die Genehmigung Antennen aufzubauen.

    Trotz dieser Herausforderungen bleibt der Amateurfunk für viele ein lohnendes Hobby. Die Freude am Experimentieren und das Gefühl einer Gemeinschaft anzugehören, machen alle Mühen mehr als wett.

    Man könnte meinen Amateurfunk ist eine Droge – man kommt nicht mehr davon los.

    Dr. Walter Schau, DL3LH, rund 79 Jahre vom Amateurfunk Bazillus befallen.

93. Leistungsverstärkung.

    Amateure verwenden oft den Begriff der Leistungsverstärkung. Nur welche Leistungsverstärkung meint er damit, denn es gibt drei verschiedene Definitionen Lü, Lv und Leff an einem Vierpol mit zwei Eingangs- und zwei Ausgangsklemmen.

    Was sind nun diese verschiedenen Definitionen der Leistungsverstärkung?

    1. Lü ist das Verhältnis der an die Last gelieferten Leistung zur verfügbaren
    Leistung der Quelle des Vierpols.
    2. Lv ist das Verhältnis der verfügbaren Leistung am Ausgang des Vierpols
    zu der verfügbaren Leistung der Quelle.
    3. Leff ist das Verhältnis der an die Last gelieferten Leistung zu der in den
    Vierpol gelieferten Leistung.

    Sind Lü, Lv und Leff kleiner 1, spricht von Dämpfungen Dü, Dv und Deff. Alle 3 Leistungsverstärkungen bzw. Dämpfungen werden oftmals in dB angegeben, wobei der Logarithmus zur Basis 10 üblich ist, manchmal auch in Neper mit einer einfachen Umrechnung von: 1 Neper ≈ 8,686 Dezibel.

    Die verfügbare Leistung einer Quelle ist eine reine Eigenschaft der Quelle und berechnet sich aus dessen reellen Innenwiderstand Ri und der Leerlaufspannung Uo, wenn man das Spannungs-Ersatzbild nutzt. Bevorzugt man das Strom-Ersatzbild können beide Ersatzbilder in einfacher Weise ineinander umgerechnet werden. Beide Ersatzbilder sind absolut gleichwertig.

    Lü, Lv und Leff unterscheiden sich durch die immer vorhandenen Fehlanpassungen am Ein- und Ausgang eines Vierpols. Die Eigenschaften des Vierpols werden durch Vierpol Parameter berücksichtigt. Dazu gehören z.B. die von der Frequenz abhängigen Y, Z, H und S-Parameter, die alle untereinander kompatibel sind, aber unterschiedliche Betrachtungen erfassen.

    Die Werte von Lü, Lv und Leff sind also immer abhängig von den oben genannten Leistungs-Definitionen und den frequenzabhängigen Vierpol Parametern, die die Spannungen, Ströme oder Leistungen an den Ein- und Ausgangklemmen des VP beschreiben.

    Als Beispiel der Balun: Die elektrischen Eigenschaften sind abhängig von den Vierpol Parametern und den Impedanzen an den Ein- und Ausgangsklemmen. Es ist daher absolut sinnlos die Eigenschaften eines Balun auf dem Messtisch ermitteln zu wollen, weil zwar die Vierpol Parameter unverändert sind, nicht aber die am Ein- und Ausgang vorhandenen frequenzabhängigen Impedanzen.
    Nur eine mathematische Berechnung unter Berücksichtigung der tatsächlichen Verhältnisse erlaubt die Ermittlung der frequenzabhängigen Verluste. Ebenso sinnlos und falsch ist es, gedankenlos zwei gleiche Balune Rücken an Rücken zu schalten und dann die Verluste ermitteln zu wollen. Besser ist es, ganz auf den Unsinn Balun oder Unun zu verzichten. Hier sei nochmals auf den Beitrag von HB9AWJ verwiesen – im Netz.

    Als Beispiel für die Leistungs-Situation am Eingang eines Vierpols, der mit einer Quelle verbunden ist:
    Die verfügbare Leistung der Quelle sei Pv. Bei Fehlanpassung hier am Eingang des VP steht noch eine verminderte Wirkleistung
    Pin = Pv ( 1 – r zum Quadrat) tatsächlich dem VP zur Verfügung, die verstärkt oder gedämpft an den inneren Klemmen des VP zur Verfügung steht.
    Herrscht hier am Ausgang ebenfalls Fehlanpassung zwischen VP und Last RL, dann wird die Leistung weiter verringert und erst dann an den reellen Lastwiderstand RL abgegeben.
    Nur bei totaler Leistungsanpassung am Ein- und Ausgang des VP haben Lü, Lv und Leff den gleichen Zahlenwert.

    Der oben genannte Reflexionsfaktor r beschreibt den Zusammenhang zwischen der verfügbaren Leistung und der tatsächlich abgegebenen Wirkleistung einer Quelle, hat hier aber eine völlig andere Bedeutung als der Reflexionsfaktor auf einer Leitung mit TEM Wellen.

    Allgemein ist ein VP immer ein Teil einer Kette von Vierpolen, wie Verstärker – Anpassnetzwerk – Balun – Zuleitung und Antenne. Jeder einzelne VP hat an den jeweiligen Ein- und Ausgangsklemmen eine Fehlanpassung, die die durchgereichte Leistung – abhängig von den VP Parametern – und entsprechend der Beziehung Pin = Pv ( 1 – r zu Quadrat) verändert.
    Auf einer Leitung haben wir Leitungsvorgänge mit hin- und rücklaufenden Wellen!

    So gilt für die Kettenschaltung von drei Vierpolen: Lges = Lv1 mal Lv2 mal Lü3. Bei mehr als 3 Vierpolen in Kette entsprechend Lvges = Lv1 mal Lv2 mal Lv3 mal Lü4 usw. d.h. bei der Berechnung der Kettenschaltung von VPn ist die Unterscheidung der Leistungs-Verstärkungen von existenzieller Bedeutung will man das richtige Ergebnis erhalten, besonders bei der Berechnung der Gesamtverstärkung durch Addition der dB Werte.

    Wer mehr über Leistungs-Definitionen usw. wissen will sei auf die Beiträge „Dämpfungsglieder unter der Lupe“ und „Die Antenne macht die Musik“ hingewiesen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

94. Polarisation

    bezieht sich in der Antennentechnik auf die Orientierung der elektrischen Feldvektoren einer TEM-Welle, die eine spezielle Art einer elektromagnetischer Welle ist, bei der die elektrischen und magnetischen Feldkomponenten senkrecht zur Ausbreitungsrichtung stehen, wobei weder das elektrische noch das magnetische Feld eine Komponente in Ausbreitungsrichtung haben.
    In einem rechtsgängigen Koordinaten System x,y,z bedeutet das, dass die Welle sich entlang der z-Achse ausbreitet und das elektrische und magnetische Feld entlang der x,y-Achse orientiert.

    Die Lösung der Wellengleichung berechnet drei unterschiedliche Polarisationen: Bei der linearen Polarisation sind die elektrischen Feldvektoren in einer geraden Linie ausgerichtet sind, entweder vertikal oder horizontal, während bei der kreisförmigen Polarisation sich die elektrischen Feldvektoren spiralförmigen bewegen, entweder rechts- oder linksdrehend.

    Kreisförmige (polare) Polarisation, wie bei Wendelantennen im UKW Bereich, sind besonders nützlich in Umgebungen mit vielen Hindernissen und Reflexionen, da sie weniger anfällig für Polarisationsdreheffekte sind. Elliptische Polarisation wird im militärischen Bereich eingesetzt.

    Eine unterschiedliche Polarisationsebene zwischen Sender und Empfänger führt zu erheblichen Signalverlusten auf der Empfangsseite. So kann ein vertikal polarisiertes Signal von einer Antenne mit anderer Polarisation, im Idealfall, nicht aufgenommen werden, wären da nicht Reflexionen an Hindernissen die trotzdem eine Kommunikation möglich machen.

    Je nach Umgebung, wie in städtischer mit vielen Gebäuden und anderen Hindernissen ist die kreisförmige von Vorteil weil Reflektionen und Streuungen die Polarisation des Signals weniger in der Phase drehen. Die Wahl der Polarisationsebene ist daher entscheidend für die Maximierung der Signalstärke und – qualität. In Umgebungen mit freier Sicht, wie ländliche Gebiete oder offene Felder, ist die Polarisation relativ stabil.

    In städtischen Gebieten mit Gebäuden, Fahrzeugen und anderen Strukturen die die Ausbreitung der Signale beeinflussen, kann die Polarisationsebene durch Reflexionen und Streuungen stark verändert werden und führt zu Signalverlusten. Kreisförmige oder elliptische Polarisationen sind in solchen Umgebungen vorteilhafter, da sie weniger anfällig für Veränderungen durch Reflexionen sind.

    Besonders in Innenräumen sind Signale stark von den Reflexionen und Streuungen betroffen. Die Polarisation kann sich bei jeder Reflexion ändern, was zu einer erheblichen Dämpfung des Signals führt.
    Über Wasserflächen kann sich die Polarisationsebene stark verändern was zu Interferenzen führt. Hier ist dann die kreisförmige Polarisation von Vorteil um die Signalqualität zu verbessern. In waldreichen oder stark bewachsenen Gebieten führt der Bewuchs zu einer Drehung der Polarisation. Auch hier führt die kreisförmige oder elliptische Polarisation zur Verbesserung der Signalstabilität wie bei dem Richtfunk System FM12/800 mit den Doppelwendeln.

    Die Polarisation von Antennen ist mathematisch ein komplexes Thema und wird in Satellitenkommunikation, Mobilfunknetzen oder Radarsystemen bewusst eingesetzt um die Leistung von Antennensystemen zu optimieren.
    Im Bereich der Kurzwellen, besonders bei der Ausbreitung der Wellen durch die Ionosphäre kann eine falsche Polarisation zu erheblichen Signalverlusten führen.
    Antennen wie Slooper haben immer auch vertikale Pol Anteile und sind nachteilig für die Signalübertragung und für Amateurfunker selten ein Thema.
    Bei einem horizontal montierten Dipol ist die Polarisation horizontal, anders bei mobilen Anwendungen und Antennen von Fahrzeugen. Ohne Reflexionen ist im Idealfall mit diesen Antennen keine Kommunikation mit horizontal polarisierten Antennen möglich.
    Eine Loop-Antenne hat verschiedene Arten der Polarisation, abhängig von ihrer Konstruktion und Montage. Magnetische Schleifenantennen reagieren auf das magnetische Feld und sind hauptsächlich horizontal polarisiert, wenn sie parallel zum Boden montiert sind.
    TEM-Wellen sind die dominierende Wellenform in Koaxialkabeln und in der HF-Technik, was daran liegt, dass die geometrische Struktur das elektrische und magnetische Feld nur diese Wellenform TEM zulässt und die transversale Natur der Welle erhalten bleibt.
    In selten Fällen können auch andere Moden auf einem Kabel existieren, was zu weiteren Verlusten durch Stehwellen führt, wenn z.B. ein Balun am Fußpunkt der Antenne oder in die Leitung eingefügt wird.

    Wer mehr wissen will, sei auf den Beitrag: „Die Zweidrahtleitung als Wellenleiter“ verwiesen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

95. Hohlleiter

    in der Höchstfrequenz-, Mikrowellen-Technik sind spezielle Arten von Wellenleitern, die aus einem runden, elliptischen oder rechteckigen Metallrohr bestehen und im Vergleich zu koaxialen Kabeln enorme Vorteile im GHz-Bereich haben.

    Ein Hohlleiter besteht aus einem metallischen Hohlraum, der im Inneren eine elektromagnetische Welle führt, die durch die metallischen Wände zickzack förmig reflektiert wird, d.h. die Wellenausbreitung erfolgt im Hohlraum, wobei das elektromagnetische Feld orthogonal zur Längsachse des Hohlleiters schwingt.

    Arten von Hohlleitern sind: rechteckig, zylindrisch und elliptisch. Rechteckige Hohlleiter sind die am häufigsten verwendeten Typen mit hervorragenden elektromagnetische Eigenschaften. Zylindrische Hohlleiter werden dort eingesetzt bei denen eine kreisförmige Polarisation der Welle benötigt wird.

    Hohlleiter haben im Vergleich zu koaxialen Kabeln wesentlich geringere Verluste. Das liegt daran, dass der Hauptteil des elektromagnetischen Feldes im Hohlraum und nicht in einem dielektrischen Medium geführt wird und erlaubt es große Leistungen zu übertragen, ohne dass es zu nennenswerten Verlusten oder Spannungsdurchbrüchen kommt.

    Ein Rechteck Hohlleiter mit dem Wellenwiderstand von 50 Ohm hat bei 10 GHz einen Verlustfaktor von 0.0035 dB/m, aus dem sich mit der Länge des Hohlleiters die effektive Rauschtemperatur Te berechnet und pro Meter bei etwa Te = 0, 47 K liegt. Aus Te berechnet sich dann die Rauschzahl zu NF = 1,00162069.

    Der Frequenzbereich eines Hohlleiters erstreckt sich von der „Cutoff-Frequenz“ bis zu einer Frequenz, bei der die Verluste oder unerwünschten Moden auftreten, dass der Betrieb ineffizient wird. Typischerweise liegt der nutzbare Frequenzbereich oberhalb der „Cutoff-Frequenz“ und kann mehrere GHz umfassen, abhängig von den Abmessungen. Ein rechteckiger Hohlleiter mit der Breite a hat die „Cutoff-Frequenz“ für den TE10 Mode
    fc = c /2a. Unterhalb dieser Frequenz wird die Welle stark gedämpft.

    Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle ist die der Lichtgeschwindigkeit c, wobei die Phasengeschwindigkeit immer größer als c ist. Ein rechteckiger Hohlleiter mit einer Breite von 0,9 Zoll und einer Höhe von 0,4 Zoll hat eine Cutoff-Frequenz von etwa 6,56 GHz für den TE10-Mode und kann in einem Frequenzbereich von etwa 8 bis 12 GHz betrieben werden.

    Zylindrische Hohlleiter werden in speziellen Anwendungen, wie umlaufende Radarantennen, eingesetzt und bei denen eine kreisförmige Polarisation der Welle benötigt wird. Sie haben eine höhere mechanische Stabilität und sind in der Lage größere Leistungen zu übertragen.

    Elliptische Hohlleiter bieten einzigartige Vorteile wie in der Satellitenkommunikation, wo spezielle Polarisationsanforderungen zu erfüllen sind. Die Eigenschaften werden durch die Bessel Funktionen beschrieben, so ist die „Cutoff Frequenz“ die erste Nullstelle der ersten Ableitung der Bessel-Funktion erster Art und hat für einen zylindrischen Hohlleiter mit dem Radius 1 cm den Wert von etwa 2,93 GHz. Der Frequenzbereich variiert von etwa 1 GHz bis 500 GHz.

    Wer mehr wissen will sei auf „Dezimeterwellentechnik, Theorie und Technik der Dezimeterschaltungen“ von Gerhard Megla und auf den Beitrag über Rauschen hingewiesen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

96. S-Parameter
    in der Hochfrequenztechnik sind eine Möglichkeit um das Verhalten von Leistungsflüssen zu untersuchen und eine Methode zur Beschreibung des Verhaltens linearer elektrischer Netzwerke, wobei die Reflexions- und Übertragungseigenschaften betrachtet werden.

    Das was der Amateur wissen sollte, wenn er einen VNA sein eigen nennt, ist der Zusammenhang zwischen dem Reflexionskoeffizient S11 und dem Stehwellen Verhältnis SWR, der sich direkt aus der Definition des Reflexionsfaktors und des SWR = (1 + |S11|) / (1 – |S11|) berechnet, dabei ist |S11| der Betrag des S11-Parameters.

    Ein hoher Wert des |S11| deutet auf eine große Fehlanpassung hin, was folglich zu einem hohen SWR und hohen Anpassungsverlusten entsprechend P = Pv (1 – r zum Quadrat), f+
    führt. Angenommen der Betrag des S11-Parameters eines Netzwerks ist 0,2, dann ist das SWR = 1,5 aber nur bezogen auf die Systemimpedanz von 50 Ohm. Wird z.B. eine 600 Ohm Leitung verwendet muss das SWR auf diese Impedanz umgerechnet werden.

    Stehwellen treten in Wellenleitern und Übertragungsleitungen auf, wenn es zu Reflexionen aufgrund von Fehlanpassungen kommt.
    S-Parameter hingegen beschreiben die Reflexions- und Übertragungseigenschaften von Netzwerken.

    Amateure haben Netzwerk Analysatoren für sich entdeckt, weil diese sehr preiswert geworden sind. Nur, was kann der Amateur mit einem Vektoriellen Netzwerk Analysator wirklich anfangen? Genau genommen: Nichts, was nicht auch eine einfache Stehwellen – Messbrücke kann, die auch das SWR bei der tatsächlichen Leistung ermittelt und nicht wie bei der geringen Leistung eines VNA.

    Es können natürlich die S-Parameter von 2 Toren bestimmt werden, bezogen auf einen Impedanz Pegel von 50 Ohm.
    Nicht mal die Eigenschaften, eines immer noch gern verwenden Balun, können mit den Netzwerk Kisten bestimmt werden, weil dessen Eigenschaften maßgeblich von den Impedanzen am Ein- und Ausgang verantwortlich sind und keinesfalls 50 Ohm betragen.

    Auch die im Netz vorgeschlagene „Rücken an Rücken“ Methode ist sinnlos und falsch, weil die Abschluss Impedanzen im praktischen Einsatz unbekannt sind. Auch sind die elektrischen Vierpol Parameter eines Balun von der verwendeten Leistung abhängig, wenn im Balun magnetisches Material – Ringkerne – verwendet wird.
    Ringkern Übertrager sind nichtlineare Systeme, deren Werte von der verwendeten Leistung abhängen!

    Der ahnungslose Amateur kauft einen Balun von 50 auf 200 Ohm – den es nur in der Phantasie des Verkäufers gibt – und wundert sich dann das der Balun in seiner Antennenanlage nicht – wie propagiert – funktioniert, weil in seiner Antennenanlage völlig andere Impedanzen maßgeblich sind.
    Auch die im Netz und auf YouTube Videos gezeigten Kochrezepte für Wickeltechniken sind absolut unbrauchbar, weil die Abschluss Impedanzen in jeder Antennenanlage – millionenfasch – anders sind. Hier hilft nur eine Berechnung und kein YouTube Video.

    Manchmal frage ich mich: Wie lange diese Irrungen in den Kreisen der Amateure noch vagabundieren, denn die Zusammenhänge sind doch seit über 100 Jahren bekannt?

    In der Hand des Profis allerdings sind Vektorielle Netzwerk Analysatoren ein wertvolles Hilfsmittel um Bausteine im 50 Ohm System zu optimieren. Mit einer ausziehbaren Leitung kann man die Impedanzen an Orten bestimmen, die der direkten Messung verborgen bleiben.

    S-Parameter sind ein leistungsstarkes Werkzeug zur Analyse und Beschreibung von 2 oder Mehrtoren. Sie bieten eine präzise Möglichkeit, die Reflexions- und Übertragungseigenschaften von Netzwerken und Komponenten zu charakterisieren und sind in der Hochfrequenztechnik unerlässlich.
    Durch die einfache Messung und breite Anwendbarkeit sind sie ein unverzichtbares Werkzeug für Ingenieure und Wissenschaftler. Die Wobbel -Technik erlaubt es die S-Parameter über einen weiten Frequenzbereich zu bestimmen und sogar im Smith Diagramm sichtbar zu machen.

    Wer sich dennoch mit S-Parametern beschäftigen will sei auf Gunthard Kraus: „Eine kurze Einführung in die S-Parameter“ die die Grundlagen und mathematische Darstellungen der S-Parameter erklärt, hingewiesen.

    Weiter führende Literatur findet man in dem Buch „Hochfrequenztechnik: Ein systemtheoretischer Zugang“ von Michael H.W. Hoffmann. Dieses Lehrbuch führt in die Hochfrequenztechnik mit systemtheoretischen Methoden ein und ist besonders für Studenten geeignet, da es auf die Darstellung der oft als schwierig empfundenen feldtheoretischen Grundlagen verzichtet.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

97. Stehwellen

    entstehen durch die Überlagerung zweier gegenläufiger Wellen gleicher Frequenz z.B. auf einer Antennenzuleitung.

    Durch die Überlagerung der Wellen entsteht ein Maximum und ein Minimum in der Amplitude der Spannungen auf, während sich die Wellen hin und her bewegen, den Leistungstransport bewerkstelligen und nicht an bestimmten Ort stehen. Genau genommen ist der Begriff Stehwellen daher irre führend und falsch.

    Die transportierte Leistung ist daher P = Phin – Prück, die dann der Antenne zur Verfügung steht und durch den Antennenwirkungsgrad verringert und den Gewinn der Antenne vergrößert wird, dabei gilt Prück = Phin mal Reflexionsfaktor r zum Quadrat.

    Reale Leitungs-Systeme haben dielektrische Verluste, wodurch die hinlaufende Welle durch die Leitungsdämpfung in der Amplitude verringert wird. Je nach Abschlussimpedanz – beschrieben durch den komplexen Reflexionsfaktor – ist die rücklaufende Welle in Phase oder in der Phase verschoben. Die rücklaufende Welle wird ebenfalls durch die Dämpfung der Leitung verringert mit der Folge, dass sich der Reflexionsfaktor zum Einspeisepunkt hin kontinuierlich verringert, d.h. das VSWR sich verbessert..

    Bei hoher Dämpfung – langen Leitungen – ist der Reflexionsfaktor am Eingang nahe Null, obwohl am Ende der Leitung eine erhebliche Fehlanpassung vorhanden sein kann. Eine – theoretisch – unendlich lange Leitung ist am Einspeisepunkt immer angepasst wie ein Dummy Load.

    Der Reflexionsfaktor am Ende der Leitung berechnet sich nach Betrag und Phase aus der vorhandenen Abschlusssimpedanz und dem komplexen Wellenwiderstand der Leitung während die Phase des Reflexionsfaktors sich entlang der Leitung kontinuierlich, wie auf der Oberfläche eines spiralförmigen sich verjüngender Schlauchs bewegt, mit der Folge, dass die Phase alle ½ Lambda den gleichen Wert aber einen anderen Betrag hat.

    Elektromagnetischen Wellen auf Leitungen werden hauptsächlich durch Verluste im Dielektrikum verursacht. Mathematisch wird die Dämpfung durch einen frequenzabhängigen Dämpfungskoeffizienten beschrieben, der aus Tabellen ersichtlich ist, nur für totale Anpassung, eine einzige Frequenz gilt und typisch in dB/100 m angegeben wird.

    Die Kontrolle der Stehwellen erfolgt – bekanntlich – mit einer Stehwellen Messbrücke, die auch das Stehwellen-Verhältnis zeigt. Das VSWR ist das Verhältnis der Spannungs – Amplituden von Maximum und Minimum und wird mathematisch durch das Spannungsverhältnis VSWR = Umax / Umin bestimmt.

    Ein hohes VSWR zeigt an, dass ein erheblicher Teil der Energie zurück zur Quelle reflektiert und gedämpft am Einspeisepunkt erscheint und je nach vorhandener Impedanz hier am Eingang wieder auf die Reise in Richtung Last geschickt, hier reflektiert und wieder gedämpft am Eingang der Leitung erscheint, usw. Aus dem Hin und Her der Wellen auf der Leitung berechnet sich die Gesamtdämpfung – Total Loss – TL, der sich mathematisch aus dem – Matched Line Loss – ML und dem – Additional Loss – AD zusammensetzt. ML ist der frequenzabhängige Verlust bei – gedachter totaler Anpassung – während der AL durch die stehenden Wellen verursacht wird, also <
    TL = ML + AL in dB.
    ML kann den Tabellen der Hersteller entnommen werden und gilt nur für totale Anpassung – keine Stehwellen – und nur für eine Frequenz.

    Der Matched Line Loss – ML – für eine bestimmte Betriebsfrequenz kann mit dem Stehwellen Messgerät einfachst ermittelt werden, wenn das VSWR am Eingang der Leitung, bei kurzgeschlossener Leitung bestimmt und aus eine einfachen Beziehung berechnet wird.

    Amateure messen das Stehwellen Verhältnis meistens direkt hinter dem Senderausgang. Was sagt uns dieser Wert? Genau genommen nicht viel, nur das ein hoher Wert dazu führt, dass die Endstufe die Ausgangsleistung reduziert um Schäden zu vermeiden. Bei kurzen Antennenzuleitungen und einem VSWR = 1:1 kann davon ausgegangen werden, dass bis rauf zur Antenne an jeder beliebigen Stelle auf der Leitung konjugiert komplexe Anpassung herrscht.

    Ergänzend sei erwähnt, dass die in den Hersteller-Tabellen angegebene Belastbarkeit durch Stehwellen stark reduziert wird und nur für totale Anpassung gilt, die in der Praxis nie vorhanden ist. Für die Berechnung gilt immer das größte, vorhandene VSWR.

    Wer mehr wissen will sei auf „Theorie der Leitungen“ von H.G. Unger und auf meinen Beitrag: „Die Antenne macht die Musik“, hingewiesen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

98. Stehwellen Nr. 2.

    Wir berechnen als Beispiel die totalen Verluste einer 30 m langen 50-Ω-Leitung bei der Frequenz fo = 3,6 MHz. Der Matched-Line-Loss – entnommen einer Tabelle – ist ML = 3 dB/100 m. Das VSWR an der Antenne sei S = 6.
    Der Verlust bei vollständiger Anpassung ist also ML = 3 dB * 30/100 m = 0,9 dB oder der lineare Wert a = 10 hoch ML/10 = 10 hoch 0.09 = 1,2302.
    Der Betrag des antennenseitigen Reflexionsfaktors zu |r| = (6-1) / (6+1) = 0.7142 bzw. |r| 2 = 0.5102. Der totale Verlust berechnet sich mit dem Stehwellen Verhältnis S = 6 zu
    TL = 10 log (a mal a – |r| mal |r| ) / a (1 – |r| mal |r|) = 10 log (1.5134 – 0.5102) / 1.2302 (1 – 0.5102)] = 2,21 dB und der zusätzliche Verlust durch die Stehwellen AL = 2,21 dB – 0,9 dB = 1,31 dB.

    Der Verlust durch Stehwellen ist also erheblich. Bei einer angenommenen Leistung von 500 W am Eingang der Leitung gelangen also nur noch P = 500 W / 2.21 dB = 500 / 1.663 = 300,66 W tatsächlich an den Realteil der Abschluss Impedanz. Die Differenz wird entlang der Leitung in Wärme gewandelt.

    Ist a = 1 – keine Verluste – folgt aus o.g. Beziehung TL = 10 log (1 – |r| mal |r| ) / (1 – |r| mal |r| ) = 10 log 1 = 0. Dann wird bei einer Transceiver Leistung von 100 W die rücklaufende Leistung
    Pr = Phin r mal r = 100 W mal 0.5102 = 51,02 Watt, entsprechend 51 Prozent.
    In diesem theoretischen Fall – keine Verluste – ist der Betrag des Reflexionsfaktors auf der gesamten Leitung gleich dem Reflexionsfaktor am Ende der Leitung, also auch am Einspeisepunkt. Aus der einfachen Beziehung VSWR = (1 + r) / (1 – r ) kann das VSWR bestimmt werden.

    Ist der Betrag des Reflexionsfaktor r = 0 – totale Anpassung über alle Frequenzen – folgt aus o.g. Beziehung TL = 10 log (a mal a ) / a = 10 log a und mit a = 10 hoch ML/10 = 10 hoch 0.09 = 1,2302, TL = 10 log 1,2302 = 0, 8997 dB und die reflektierte Leistung Pr = 0.

    In diesem Fall geht von der Transceiver Leistung von 100 W/ 0,8997 dB = 100 W / 1,2302 = 81,29 W an den Realteil der Abschlussimpedanz, d.h. 81,29 Prozent.

    Im allgemeinen Fall einer verlustbehafteten Leitung und eines Reflexionsfaktors ungleich Null, Null kann man leicht rückrechnen welche Bereiche für a und r zulässig sind, bevor die Endstufe die Leistung reduziert. Normale Endstufen in Amateurhand können ein VSWR
    bis etwa 3 verkraften, bevor Schäden, ungewollte Nichtlinearitäten auftreten oder die
    Leistung reduziert wird.

    Man kann die gleiche Rechnung natürlich auch für eine Zweidrahtleitung durchführen, dessen Dämpfungsfaktor a wesentlich kleiner ist, als der von Koaxkabeln. Daher ist eine Zweidrahtleitung immer von Vorteil, wenn man die Effektivität seiner Antennenanlage als wichtig erachtet! Die ewig Gestrigen bleiben natürlich bei Koax Speisung und brauchen
    auch kein SDR.

    Bei der Berechnung o.g. Beziehungen ist immer die Kenntnis des VSWR bzw. des Reflexionsfaktors am Ende der Leitung notwendig und nicht das geschönte VSWR direkt hinter dem Transceiver, welches aber aus einem einfachen Zusammenhang aus dem Dämpfungswert der verwendeten Leitung berechnet werden kann.

    Jedenfalls sind die Zusammenhänge doch etwa komplexer, als in den YouTube Videos über das VSWR leichtfüßig dargestellt wird. Auch wenn die tatsächlichen Vorgänge auf einer Leitung kaum in einem Video darstellbar sind, erwarte ich doch wenigsten einen Hinweis auf die Auswirkungen der Verluste und wo man die genauen Zusammenhänge nachlesen kann, bevor wieder falsche Informationen über Jahrzehnte in den Köpfen der Amateure überdauern.

    Wer mehr wissen will, sei auf den Beitrag: „Die Antenne macht die Musik“ verwiesen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

99. Koaxkabel

    war in den frühen Tagen des Amateurfunks – im Bereich der Kurzwellen als Antennenzuleitung – die erste Wahl, weil das Augenmerk auf resonante Antennen lag, deren niederen Impedanz bei der Serienresonanz in der Nähe des Wellenwiderstandes der verwenden Kabel liegt. Antennen wie W3DZZ, G5RV, ZS6BKW, FD4, der Langdraht usw. waren die bevorzugten Antennenformen, die teilweise mit aller Gewalt – durch Einfügen von konzentrierten Elementen in die Antenne – auf Resonanz gequält wurden, wie die W3DZZ.

    Amateure – ganz allgemein – haben dann entdeckt, dass bei Fehlanapassungen zusätzliche Verluste durch Stehwellen entstehen und es wurden immer verlustärmere Koaxkabel favorisiert.

    Erst relativ spät entdeckten dann die Amateure die Vorteile der Zweidrahtleitung und ersetzten die klobigen Koaxialkabel. Eine 600 Ohm ZDL hat bei 3 MHz etwa 0,1 dB/100 m, bei 10 MHz etwa 0,2 dB/100 m und bei 30 MHz etwa 0,4 dB/100 m Dämpfung. Im Vergleich haben Koaxkabel bei 50 MHz etwa 2-3 dB/100 m, bei 100 MHz etwa 3-5 dB/100 m, bei 400 MHz etwa 7-9 dB/100 m, bei 1 GHz etwa 12-15 dB/100 m und 2 GHz etwa 18-22 dB/100 m.

    Hauptvorteil des Koaxialkabels ist die höhere Störfestigkeit, während eine ZDL anfälliger ist für Störungen, weil die parallelen Drähte als Antenne wirken können.
    Koaxialkabel bieten außerdem eine größere Frequenz-Bandbreite, sind mechanisch robuster dafür aber relativ schwer, was bei einem Dipol zu erheblichen Kräften in den Abspann Seilen sorgt.

    Koaxkabel sind einfacher zu verlegen und es gibt eine Vielzahl von Steckern und Verbindungen, während jeder Amateur seine eigene Lösung für den Anschluss der ZDL finden muss. Koaxkabel sind anfällig gegen Feuchtigkeit bis hin zur Unbrauchbarkeit.

    Die Nutzung von Koaxialkabeln als Antennenzuleitung auf den kurzen Wellen hat im Amateurfunk wenig Vorteile, während im Profi Bereich bei den Rundfunk- und Fernseh-Sendern immer noch Koaxkabel – Gas gefüllt – vorrangig sind um die großen Leistungen zu übertragen, dennoch werden in Hochleistungs – Sende-Anlagen in zunehmenden Maße Reusen Leitungen für Leistungen im Mega Watt Bereich und bei großer Entfernung zwischen Sender Einheit und Antenne, eingesetzt.

    Koaxkabel sind asymmetrisch gegen Masse, während eine ZDL symmetrisch gegen Masse betrieben wird. Um störende Mantelwellen zu vermeiden ist dem Übergang von asymmetrisch zu symmetrisch besondere Aufmerksamkeit zu widmen.
    Im Amateurbereich werden gerne Ringkerne mit ihren nichtlinearen Eigenschaften und den für den Amateur unübersichtlichen Impedanz Verhältnissen favorisiert, obwohl es weit aus bessere Möglichkeiten gibt.
    Diese Balune mit Ringkernen funktionieren in einer Antennenanlage gut, während sie in einer anderen total versagen, weil deren elektrische Eigenschaften maßgeblich von den Impedanzen an den Ein- und Ausgangsklemmen abhängen. Deshalb funktionieren auch keine Kochrezepte über eine angeblich überragende Wickeltechnik oder gekaufte mit Angaben wie: 50 auf 200 Ohm, usw.
    Es geht auch ohne Balun – besser – durch die Wahl einer geeigneten Schaltungsanordnung, weil jeder Balun im aktiven Teil einer Antennenanlage deren Funktion katastrophal einschränkt.

    Wer mehr wissen will sei auf den Beitrag über symmetrische Antennenkoppler von HB9AWJ verwiesen.

    Dr. Walter Schau, DL3LH

100. Der Antennen Gewinn

     ist ein Maß wie gut die Antenne Energie in eine bestimmte Richtung abstrahlt, im Vergleich zu einer idealen – isotropen – Antenne, die Energie gleichmäßig in alle Richtungen abstrahlt.

     Der Antennengewinn bezieht sich immer auf das Fernfeld, also auf den Bereich, in dem die elektromagnetischen Wellen ebene Wellen sind, also weit genug von der Antenne. Das Fernfeld beginnt ab einer Entfernung von etwa 3 bis 4 Lambda und nicht im eigenen Garten, wie oft von YouTubern propagiert oder von den kostenlosen Antennen Berechnungs-Programmen berechnet wird.

     Antennen mit Gewinn übertragen Signale über größere Entfernungen ohne die Signalqualität zu verringern oder die Sendeleistung zu erhöhen und helfen Störungen zu minimieren, weil die empfangene Signalstärke erhöht wird.
     Der absolute Gewinn in dBi wird im Vergleich zu einer isotropen Antenne berechnet, während der relative Gewinn – dBd – im Vergleich zu einer Dipolantenne erfolgt. Der Unterschied ist 2,15 dB und zugleich der Unterschied zwischen EIRP und ERP.

     Das Nahfeld einer Antenne ist stark inhomogen und der Antennengewinn in diesem Bereich sinnlos. Statt dessen wird die Nahfeldkopplung betrachtet wie bei einem Bandfilter mit kapazitiver Kopplung. Daher sind auch Messungen in geringem Abstand von der Antenne für die SE Nonsens.

     Der Wirkungsgrad einer Antenne bestimmt wie gut die Antenne die zugeführte elektrische Leistung in elektromagnetische Energie wandelt. Er wird als Verhältnis der abgestrahlten zur zugeführten Leistung definiert und berechnet sich aus dem Realteil des Strahlungswiderstandes Rs und dem Verlustwiderstand Rv und ist unabhängig davon, wo die Antenne eingespeist wird. Er liegt in der Größenordnung von 70 bis 90 %, es sei denn es wird den Empfehlungen der YouTube Jünger vertraut, die Feldkabel und Stahldraht als das Non Plus Ultra bezeichnen. Ein hoher Wirkungsgrad bedeutet, dass die Antenne einen Großteil der zugeführten Wirkleistung abstrahlt und nur wenig Energie in Form von Wärme gewandelt wird.

     Beispiel: Die zugeführte Leistung sei 100 Watt und strahlt davon EIRP 80 Watt ab. Der Wirkungsgrad ist 80 %. Ist der Strahlungs-Widerstand bekannt kann daraus der Verlustwiderstand – bezogen auf den Strahlungs-Widerstand im Speisepunkt – berechnet werden. Ist bei einem endgespeisten Langdraht Rs = 1000 Ohm, dann ist der Verlustwiderstand Rv = 250 Ohm und bei einem Dipol mit einem Rs = 60 Ohm der Rv = 15 Ohm – berechnet mit 80 Prozent..
     Der Wirkungsgrad wird durch Verluste im Antennen Material, der Bodenbeschaffenheit und auch den Skin Effekt verursacht, der den Stromfluss in einem Leiter so verteilt, dass die Stromdichte an der Oberfläche des Leiters am größten ist und mit zunehmender Tiefe im Leiter exponentiell abnimmt und so mit zunehmender Frequenz der effektive Querschnitt des Leiters reduziert wird und sich auch der Wirkwiderstand des Leiters erhöht.

     Die Verwendung von HF-Litzen aus vielen dünnen von einander isolierten Drähten ist nur sinnvoll bei tiefen Frequenzen um die Spulengüte zu erhöhen. Die obere Frequenzgrenze liegt in etwa im Bereich der Mittelwellen. Versilberung von massiven Kupferdrähten/Rohren erhöht die Leitfähigkeit und verringert die Rauheit und Beschaffenheit der Oberfläche mit der Folge einer verbesserten Spulengüte.

     Nicht nur bei Hochfrequenz, sondern schon bei Haushalts Wechselstrom tritt der Skin Effekt auf, daher werden hohle Leiter oder rechteckige Stromschienen eingesetzt, die 10 % weniger Verluste haben und in diesem Bereich von besonderer Bedeutung sind, wie auch bei Rollspulen in Anpassnetzwerken für größere Leistungen.

     Wer mehr wissen will sei auf den Beitrag: „Hauteffekt“ und „Alu im Antennenbau° hingewiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

101. Code 403 ?

102. Ist SSB noch zeitgemäß?

     Auf der Kurzwelle ist die Sprachübertragung SSB vorherrschend, das gleiche im See-, und Flugfunk, in militärischen Anwendungen und im Amateurfunk. Mit der Entwicklung von SDR wurden die früheren Empfänger-Konzepte unbrauchbar. Dabei wird das analoge SSB in eine digitales Signal gewandelt und mit mathematischen Methoden weiter verarbeitet. Die Wandlung eines analogen Signals in eine digitales hat so seine Tücken und Nachteile. Warum nicht gleich ein digitales Signal senden und den DA-Wandler sparen. Daher haben sich vorerst auf den höheren Amateurfrequenzen die digitale Revolution mit D-STAR u.a. etabliert.

     DMR – Digital Mobile Radio – ist ein Standard, der ursprünglich für kommerzielle Anwendungen entwickelt wurde, aber auch im Amateurfunkbereich populär ist, eine gute Sprachqualität und effiziente Nutzung der Frequenzen bietet.

     System Fusion – C4FM – unterstützt sowohl digitale als auch analoge Sprachübertragung, Integrierte digitale und analoge Repeater für nahtlose Kommunikation. Vorteile sind – bessere Sprachqualität durch fortschrittliche Sprachkodierung AMBE+2 – ein von Yaesu entwickelter Standard. Das System bietet eine einfache Bedienung und gute Sprachqualität.

     D-STAR – Digital Smart Technologies for Amateur Radio – DV-Modus – Digital Voice Kombination von digitalisierter Sprache und Datenübertragung für zusätzliche Informationen. Wird hauptsächlich im 23-cm-Band verwendet für Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen. Wurde von Icom entwickelt.

     NXDN ist ein weiterer, digitaler Sprachübertragungsstandard, der hauptsächlich in kommerziellen Anwendungen verwendet wird, aber auch im Amateurfunk sich langsam durchsetzt. FDMA – Frequency Division Multiple Accesse, wird hauptsächlich in kommerziellen Anwendungen verwendet, aber auch im Amateurfunkbereich, robust und effizient mit guter Sprachqualität und Störfestigkeit.

     M17 verwendet eine 4-Level-Frequenzumtastung. M17 ermöglicht die Übertragung von Niedriggeschwindigkeitsdaten zusammen mit Sprache, wie GNSS-Positionsdaten und ist ein Open-Source-Protokoll und eine flexible Alternative für die digitale Sprachkommunikation im Amateurfunk.

     Die Vorteile der digitalen Sprachübertragung im Amateurfunk sind: Verbesserte Sprachqualität und klarere und verständlichere Sprache als analoge Übertragungen wie SSB. Die bessere Spektrum-Effizienz nutzt das verfügbare Frequenzspektrum effizienter aus und ermöglicht es mehren Nutzern auf demselben Kanal zu arbeiten nebst Datenübertragungsmöglichkeiten, die im Bereich der Kurzwellen noch durch gesetzliche Regelungen ausgebremst werden

     Amateurfunk ist Versuchsfunk – es war einmal.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

103. Desinteresse

     oder das schwindende Interesse an der HF-Technik und einer optimalen Antennenanlage ist offensichtlich. Funkamateure waren einst Pioniere, die sich mit Leidenschaft ihrer Ausrüstung widmenden, wobei die Antennenanlage als das Herzstück galt.

     Die Zeiten haben sich geändert. Heute steht der Transceiver im Mittelpunkt und die Antenne ist Nebensache. Ganz langsam hat sich Desinteresse an der Optimierung der Antennenanlagen eingeschlichen. Man braucht ja nur mal einem QSO lauschen. Da wird über ein tolles Signal, das Mikrofon, die Audi Qualität, die richtige Einstellung des Equalizers, die Bilder bei QRZ.com, der IMD 3 und das was man im Wasserfall sieht, schwadroniert.

     Gründe für das Desinteresse könnte der technologische Fortschritt sein. Mit der Entwicklung von SDR richtete sich das Interesse auf die vielen Möglichkeiten die die Software bietet. Dabei wird vergessen, dass der beste Transceiver nichts ist ohne eine gut funktionierende Antennenanlage.

     Das Internet und der Mobilfunk machen uns abhängig und unabhängig vom eigenen Antennensystem. Auch WebSDR hat sicherlich dazu beigetragen geringes Gewicht auf die eigene Antennenanlage zu legen. Vorgefertigte Antennenlösungen diverser Hersteller verzichten auf individuelle Lösungen und den Selbstbau.

     Das Hobby selbst hat sich stark verändert – während früher der Fokus auf der technischen Innovation lag, steht heute der soziale Aspekt im Vordergrund, denn viele Funkamateure wollen nur quatschen, ohne sich tiefgehend mit der HF-Technik dahinter zu beschäftigen. Der Trend geht dahin, Antennen aus der Schachtel zu verwenden, anstatt Zeit und Mühe in die Optimierung der Antennenanlage zu investieren. Die geringen Anforderungen zum Erwerb einer Lizenz weisen den falschen Weg.

     Ein Grund für das schleichende Desinteresse an der HF-Technik ist vermutlich der allgemeine Zeitmangel. In unserer hektischen Welt fällt es vielen schwer, neben Beruf, Familie und anderen Verpflichtungen noch die Muße zu finden, sich intensiv mit komplexen technischen Aspekten wie der Antennenoptimierung zu befassen. Das Hobby wird auf die reine Nutzung reduziert, anstatt sich mit dem Hobby zu beschäftigen.

     Viele Funkamateure leben in städtischen Gebieten, wo Platzmangel und baurechtliche Vorschriften es uns schwer machen umfangreiche Antennenanlagen zu installieren und führt zu Notlösungen mit weniger leistungsfähigen Antennenanlagen, die kaum Raum für Optimierung bieten.

     Gleichzeitig hat der Austausch von Wissen unter Funkamateuren stark nachgelassen. Einst war es üblich, Erfahrungen und Tipps zur Antennenoptimierung innerhalb der Gemeinschaft zu teilen, was heutzutage zunehmend verloren gegangen scheint. Selten hört man noch technische Gespräche auf den Bändern was die Bereitschaft zur Verbesserung der eigenen Antennen Anlage weiter verringert.

     Das Desinteresse an einer optimalen Antennenanlage führt zu einem allgemeinen Rückgang der Innovation in der Amateurfunktechnik. Ohne den Antrieb zur Optimierung drohen wichtige technische Kenntnisse und Fertigkeiten verloren zu gehen, die in der Vergangenheit die Grundlage für den Fortschritte im Bereich des Amateurfunks waren.

     Bleibt die Frage wie man diesem Trend entgegenwirken kann. Ich war mal überzeugt, dass meine technischen Beiträge etwas ändern würden, weit gefehlt. Die werden zwar reichlich per Download frequentiert, nur haben sie in den letzten 30 Jahren nichts oder fast nichts bewirkt.

     Auch Gemeinschaftsprojekte seitens der Vereine mit ihren Workshops und Veranstaltungen haben – so habe ich den Eindruck – wenig bis gar nichts erreicht. Veranstaltungen wie Weinheim und Treffen am Bodensee mit einer Masse an Menschen, die sich angeblich für Amateurfunk interessieren, bringen letztendlich wenig. Ebenso die Vorträge erfahrener Funkamateure und Kenner der Materie werden gerne in Anspruch genommen, nur es fehlt dann an der Umsetzung der gewonnenen Erkenntnisse. Dabei ist es doch wichtig Informationen an jüngere Generationen weiterzugeben, um das Interesse an der HF-Technik wieder zu beleben oder wach zu halten.

     Vielleicht spielt auch die öffentliche Wahrnehmung des Amateurfunks eine Rolle, weil es nicht mehr gelingt die Faszination und Bedeutung des Amateurfunks dem Normalbürger darzustellen. Einst konnten Interessierte motiviert werden sich tiefergehend mit den technischen Aspekten, insbesondere der Antennenoptimierung, zu beschäftigen. Das war eine spannende Zeit, wir haben viel über HF gelernt und manche haben es zu ihrem Beruf gemacht.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

104. Eine unheilvolle Allianz

     sind YouTube und der Amateurfunk in den letzten Jahren eingegangen. Die Plattform hat sich entwickelt um Anleitungen rund um den Amateurfunk zu bieten. Die Videos versuchen mit Tutori für Anfänger bis hin zu Software, Eigenbau-Projekten sowie Tutorials zu Funkgeräten zu erklären und wollen Anfängern eine gewisse Einstiegshilfe – sollte man vermuten – geben.

     Doch der Lerneffekt für Anfänger und erfahrene Ömer ist gleichermaßen schauderhaft schlecht, weil Könner sich nicht auf diesem Niveau platzieren, sondern nur Amateure, die wenig oder keinen technischen Sachverstand haben.
     In einem halbherzigen Film, mit eindrucksvoller Musik unterlegt, versuchen sie etwas zu zeigen was tiefe Kenntnis der Materie erfordert, nur nicht vorhanden ist.
     Professionelle Videos erfordern einen erheblichen technischen Aufwand und eine genau überlegte Vorbereitung vieler Akteure. Nur mal so ein Video hochladen um dummes Zeug zu labern ist zwar einfach, dient aber nicht dem Wesen des Amateurfunks.
     Würde man versuchen auch noch die mathematischen Hintergründe zu den Themen erläutern zu wollen, wäre das Video viel zu lang und für die meisten ohne Interesse mit der Folge, dass kein Geld verdient wird. Da ist schon mal die Richtigkeit des Inhaltes Nebensache. Genau wie beim Einkauf von Lebensmitteln: „Die Moral stirbt am Regal“, stirbt mit diesen Videos der Anspruch auf Richtigkeit. Es werden Phrasen und gefährliches Halbwissen verbreitet mit der Folge, dass die Nutzer den Inhalt als richtig ansehen.

     Meistens kann man schon an der Formulierung der ersten Sätze erkennen, dass nicht mal das richtige Vokabular vorhanden ist. Solche Projekte scheinen kreativ zu sein, scheitern jedoch an der physikalischen Realität und der Funktionalität. Sie sind zwar unterhaltsam aber fern der Wirklichkeit und haben keinen echten Mehrwert für die Amateurfunk Gemeinschaft.

     Mangelhafte Vorbereitung oder technischer Unverstand führen zu Problemen in der Praxis und zu falscher Betrachtung von Antennen oder zu Kochrezepten für Balun und Co. die niemals funktionieren können.

     Trotz dieser Missgeschicke zeigt die YouTube-Community eine bemerkenswerte Solidarität, was an den Kommentare ablesbar ist. Ratschläge, Kritik und Verbesserungsvorschläge, die sowohl dem Videomacher als auch anderen Zuschauern helfen würden, werden gelöscht oder mit Häme überzogen und das bei einem Hobby, dass von Wissensaustausch und gegenseitiger Unterstützung lebt.

     Perfektion ist im Amateurfunk nicht notwendig um Freude zu haben, aber auf den Film Kanälen, die von vielen als Bare Münze angesehen werden – muss die physikalische Realität Vorrang haben und nicht nur ungefähr stimmen.

     YouTube könnte eine ideale Plattform sein um den Amateurfunk einem breiteren Publikum zugänglich zu machen. Ein Film inspiriert, motiviert und lehrt, nur wenn Sachverstand vermittelt wird um Neues zu wagen.

     Es bleibt spannend für mich zu sehen, ob sich die vielen YouTuber weiter entwickeln, sich technisches Know Hoff auf dem Boden der Realität aneignen und erst dann vermitteln – ich vermute es ändert sich nichts.

     Ein Bild sagt mehr als tausend Worte.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

105. In eigener Sache.

     Tom, DO8AIL, ist SK. Auf seiner Seite waren etwa 100 meiner technischen Beiträge jahrelang herunter ladbar. Ich habe damals Tom die Genehmigung gegeben sie zu veröffentlichen, weil die Seite Ham-On-Air Offline ging. Es wird eine neue Seite der Freunde 3666 KHz geben allerdings ohne meine Beiträge, weil diese – meiner Aufmerksamkeit nach – viel per Download frequentiert wurden, aber nichts in der Amateurgemeinschaft bewirkt haben.

     Auf der Seite von df1bt – Ludger – sind vorerst etwa 100 meiner Beiträge über einen Stick abrufbar. Ludger macht sich dann – kostenfrei – die Mühe um meine Artikel auf diese Art noch weiter zur Verfügung zu stellen. Nach seinen Angaben haben einige FA diese Möglichkeit genutzt. Was dann die Beiträge bewirkt haben ist unbekannt, weil auch hier keinerlei Reaktionen erfolgten. Es ist nur eine Frage der Zeit bis Ludger seinen Service einstellt.

     So hatte ich auch über mehrere Jahre auf meiner eigenen Seite alle meine Beiträge veröffentlicht und dann insgesamt gelöscht, weil auch hier keinerlei Reaktion erfolgte – höchsten dumme Sprüche und unpassende Bemerkungen.

     Hier auf der Seite von Conny sind vorerst noch etwa 130 meiner Beiträge und über 100 – teils technische Kommentare – verfügbar. Auch hier das gleiche Bild. 36000 Downloads seit 10.02.2024 – keinerlei Reaktion und Wirkung in der Amateurgemeinschaft.
     Alle Mühe, die Beiträge zu schreiben, für die Katz. Solch ein Desinteresse an der HF-Technik heutiger Ömer habe ich nicht erwartet. Sicherlich, es war meine freie Entscheidung, eine Illusion und meine Zeit, die ich den Amateuren kostenfrei zur Verfügung gestellt habe und wie ich heute feststellen muss, reine Zeitverschwendung, denn die Beiträge wurden nicht in einem Wochenende verfasst.

     Wer zukünftig wirklich Interesse an der HF-Themen kann ja in einen Bücherläden gehen und sich dort die passende Fachliteratur besorgen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

106. IMD3

     ist die Intermodulationsverzerrung dritter Ordnung und ein Kriterium zur Beurteilung der Linearität von Verstärkerstufen bei Großsignal Aussteuerung.
     Linear-Endstufen, die es nur in der Theorie gibt, werden in der HF- und NF-Technik eingesetzt.
     Mathematisch gesehen entstehen diese Verzerrungen durch den nichtlinearen Charakter der aktiven Bauelemente der dazu führt, dass neue Frequenzkomponenten entstehen die nicht im ursprünglichen Eingangssignal vorhanden waren.

     Werden zwei Sinussignale mit den Frequenzen f1 und f2 in einen Verstärker eingespeist, erzeugen die nichtlinearen Kennlinien der Bauteile zusätzliche Frequenzkomponenten nach einer Taylor-Reihenentwicklung:
     Uout = a1 Uin + a2 Uin ^2 + a3 Uin^3 + usw.

     Für den kubischen Term ergibt sich nach Einsetzen von Uin und entsprechender trigonometrischer Zerlegung die Intermodulationsprodukte:
     2f1 – f2 und 2f2 – f1, die aufgrund der kubischen Nichtlinearität dominieren und spektral nahe den Eingangsfrequenzen f1, f2, liegen, besonders stören und nicht durch Filter zu beseitigen sind.

     Der IMD3 ist abhängig von der Aussteuerung der nichtlinearen Kennlinie wie auch der dynamische Innenwiderstand vom Stromflusswinkel abhängig ist und keine konstante Größe, was besonders bei einer Leistungs-Reduzierung beachtet werden muss. Wird die Ansteuerung reduziert ändern sich sämtliche HF-Parameter der Endstufe incl. der notwendigen Arbeitspunkt Anpassung, der auch noch von der Temperatur der Bauteile abhängig ist.

     Zur Verringerung des IMD3 wurden Gegentakt-Stufen, die durch ihre symmetrische Betriebsweise einige nichtlineare Verzerrungen vermindern, da sich die ungeradzahligen Terme der Taylor-Reihe gegenseitig aufheben.
     Dazu gehören auch die Verwendung von Si -Transistoren, GaAs- oder auch GaN-Bauelemente in Parallelschaltung mit ausgesuchten, gleichen Kennlinien.

     Heute werden digitale Techniken – Predistortion – eingesetzt. Dabei wird das Ausgangssignal analysiert und dem Eingangssignal ein inverses Verzerrungsmuster hinzugefügt und so die spektrale Reinheit des Signals erheblich verbessert.

     Zur Bewertung von IMD3 wird der „Third-Order-Intercept Point“ verwendet. Dies ist ein theoretischer Punkt, der aus der Schnittstelle der Extrapolation der Verstärkungsgerade des gewünschten Signals und der Intermodulationsprodukte berechnet wird. Der TOI gibt Auskunft darüber, wie ein System starke Signalen verarbeitet, und wird in dBm angegeben.

     Zur Bestimmung der IMD3 werden zwei unkorrelierte Sinussignale über einen Power Splitter in die Endstufe eingespeist und das Ausgangssignal als Funktion der Aussteuerung mit einem Spektrum Analysator untersucht. Der IMD3 ist dann der 10er Logarithmus der Leistungen des IMD3 Produktes zur Leistung des eingespeisten Signals. Gemessen wird an einer genau definierten reellen Last und ist dann nicht identisch mit dem IMD3 im aktiven Betrieb mit frequenzabhängigen Lasten. Hier hilft nur die moderne digitale Technik mit der Predistortion.

     Wer mehr wissen will, sei auf die Beiträge: „Messungen an Leistungsstufen“ und „Leistungsstufen im KW Bereich“ verwiesen.
     IMD3 Erkenntnisse können leicht mit dem Programm LTspice erworben werden.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

107. PLL,

     der oder die Phase-Locked Loop besteht aus mehreren Komponenten, deren Optimierung für die Funktion entscheidend ist. Der Phase Detector – PD – erzeugt ein Signal, das proportional zur Phasendifferenz zwischen dem Eingangssignal und dem Rückkopplungssignal ist. Das folgende Loop Filter entscheidet über die Schleifenbandbreite und beeinflusst die Stabilität des Gesamtsystems. Der Spannung gesteuerte Oszillator – VCO – bestimmt wie stark die Frequenzänderung auf Spannungsschwankungen reagiert.

     Wird der PLL als Regelkreis dargestellt, ähnelt das Blockschaltbild einem linearen System mit Rückkopplung. Die Laplace-Darstellung ergibt dann die Gesamtübertragungsfunktion, wobei die Stabilität der Schleife durch die Position der Pole in der Übertragungsfunktion bestimmt wird. Zum Verhalten der Pole ist das Wurzelortskurven Verfahren üblich.

     Ein einfaches PI-Loop-Filter erhöht die Stabilität, wobei die Zeitkonstante in der Übertragungsfunktion die Geschwindigkeit beschreibt, mit der der PLL sich einlockt. Eine kleine Zeitkonstante führt zwar zu schnellerem Einlocken, erhöht jedoch das Rauschen und die Rauschempfindlichkeit, wobei ein schmales Loop-Bandfilter das Phasenrauschen reduziert, aber zu einer schmale Bandbreite führt und die Lock-In-Zeit verlängert.
     Der Pull-In-Bereich ist der Bereich der die maximal erlaubte Frequenzdifferenz beschreibt, die das System korrigieren kann. Der Hold-In-Bereich gibt an, in welchem Bereich der PLL bei Störungen stabil bleibt, nachdem er verriegelt ist.
     Das Phasenrauschen ist ein Grundproblem beim PLL- es zu minimieren ist Aufgabe der Dimensionierung von VCO, Schleifenfilter und Optimierung der Gesamt Übertragungsfunktion im Laplace Bereich.

     Moderne Systeme wie ADPLLs – All-Digital Phase-Locked Loops – ersetzen zunehmend die analogen Komponenten durch Algorithmen, um Flexibilität und Präzision zu steigern.
     PLLs werden in Mobilfunkbasisstationen verwendet, um Frequenzen im GHz-Bereich stabil zu halten. Sie synchronisieren Sender und Empfänger und verhindern Phasen-Drifts, die in Satellitensystemen auftreten können.

     In SDR Anwendungen werden digitale PLLs verwendet um Basisbandsignale zu erzeugen und flexibel auf verschiedene Frequenzbänder zuzugreifen zu können.

     Wer mehr wissen möchte sei auf das Buch von Michael H.W. Hoffmann und das von Pestel/Kollmann: Grundlagen der Regelungstechnk, hingewiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

108. Laplace-Transformation

     ist ein einfaches mathematisches Werkzeug, dass eine Differentialgleichung in eine algebraische Gleichung überführt und so die Analyse und Lösung komplexer Systeme erlaubt. Die LT wandelt eine Zeit Funktion f(t) in eine Funktion F(s) im Bildbereich um, dabei ist s eine komplexe Variable.

     In der Physik treten immer Differentialgleichungen auf, wie bei der Analyse elektrischer Schaltkreise oder mechanischer Systeme. Die Laplace-Transformation vereinfacht diese, indem sie sie in lineare Gleichungen wandelt.

     In der Signalverarbeitung wird die LT verwendet um Signale und Systeme zu analysieren und zu modellieren, insbesondere in Kombination mit der Rücktransformation in den Zeit Bereich.

     Die LT-Transformation ist Grundlage der SDR Technik und aus der modernen Wissenschaft nicht mehr wegzudenken. Die Fähigkeit, Zeit- und Bildbereiche zu verknüpfen hat revolutionäre Fortschritte in der Ingenieurwissenschaft, Signalverarbeitung und der Mathematik ermöglicht, in dem sie scheinbar unlösbare Gleichungen in einfache algebraische Ausdrücke wandelt.

     So wird die Ableitung einer Zeit Funktion im Bildbereich zu der einfachen Funktion sF(s) – f(0) und vereinfacht die Lösung von Differentialgleichungen, da aus der Differentiation eine algebraische Beziehung entsteht, die leicht lösbar ist.
     Wird eine Funktion im Zeit Bereich verschoben ergibt das im Bildbereich eine einfache Multiplikation mit der e-Funktion. Auch die Faltung zweier Zeit Funktionen f(t) * g(t) erzeugt im Bildbereich nur eine einfache Multiplikation.

     Die Inverse Laplace-Transformation erfordert entweder das Anwenden des Residuen Satzes, der einfachen Partialbruchzerlegung oder Tabellen um zur ursprünglichen Funktion f(t) zurückzukehren.

     Praktische Beispiele sind die Untersuchung von Dämpfung und Resonanz in Schwingungssystemen, das Design von Filtern und Modellen zur Übertragung von Signalen sowie der Entwurf stabiler Regelsysteme.

     Die Laplace-Transformation ist das Bindeglied zwischen Theorie und Praxis, deren Mächtigkeit in der Fähigkeit liegt, komplexe Probleme auf elegante Weise zu vereinfachen – von der Differentialgleichung bis hin zu mechanischen Schwingungen von Lüfterschaufeln und Turbinen.

     Literatur:
     1. Laplace-, Fourier- und z-Transformation von Hubert Weber und Helmut Ulrich.
     2. Einführung in Theorie und Anwendung der LT von Gustav Doetsch. Ein Klassiker, der die
     Grundlagen und Anwendungen der Laplace-Transformation detailliert erklärt.
     3. Holbrook: Laplace-Transformationen. Ein Lehrbuch für Elektroniker ist Teil der Uni-Texte-

     Reihe und bietet eine Einführung in die Theorie und Anwendungen der LT, insbesondere für Studierende der Elektrotechnik und kann von jedem Funkamateur mit Grundkenntnissen in der Mathematik verstanden werden. Meiner Meinung nach die beste Literatur unter den 3 Hinweisen.

     Natürlich kommt der Normal Amateur auch ohne diese Grundkenntnisse aus, er kauft den fertigen SDR Transceiver und hat keine Ahnung was hinter der Frontplatte so alles abläuft. Die Einstellungen der SDR Parameter kann dem Netz entnommen werden und ähnelt mehr einem Blindflug ohne Instrumente. Das ist moderner Amateurfunk und kein Versuchsfunk mehr.
     Wie sagte DJ9LZ, Klaus aus Stade: „Nur noch Frontplatten Snacker“.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

109. Die Maxwellschen Gleichungen

     beschreiben elektrische und magnetische Felder und zeigen wie elektrische Ladungen und Ströme Felder erzeugen. In dem klassischen Differentialoperator-Format werden die elektromagnetischen Felder präzise beschreiben.

     Das Gaußsche Gesetz der Elektrizität besagt, dass die Divergenz des elektrischen Feldes durch die Ladungsdichte bestimmt wird und elektrische Ladungen die Quelle des elektrischen Feldes sind. Das Gaußsche Gesetz für Magnetfelder zeigt, dass die Divergenz des magnetischen Feldes immer null ist und bedeutet, dass es keine magnetischen Monopole gibt und daher Magnetfeld-Linien immer geschlossen sind, egal welche Entfernungen dabei überbrückt werden müssen.

     Das Faradaysche Induktionsgesetz besagt nun, dass ein zeitlich veränderliches magnetisches Feld, ein elektrisches Wirbelfeld erzeugt und erklärt damit die elektromagnetische Induktion.

     Das Ampèresche Gesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen elektrischen Strömen und magnetischen Feldern. In seiner ursprünglichen Form besagt, dass ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld ein magnetisches Feld hervorruft und mit der Maxwelleschen – Korrektur auch für elektromagnetische Wellen gültig ist.

     Auf atomarer und subatomarer Ebene reicht diese klassische Beschreibung nicht mehr aus. Hier beginnt die Quantenmechanik die zeigt, dass Energie und Materie nicht kontinuierlich, sondern in diskreten Paketen existiert. Das elektromagnetische Feld wird in der Quantenmechanik quantisiert. Licht und andere elektromagnetische Wellen bestehen aus Photonen, den Bausteinen des Feldes mit dem Wellen-Teilchen-Dualismus. Photonen, die immer mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind, zeigen sowohl Wellen – als auch Teilchen Eigenschaften, was durch die Quantenmechanik beschrieben wird, nur in den Maxwellschen Gleichungen keine Berücksichtigung findet.

     Die Quantenelektrodynamik – QED – ist daher eine Erweiterung der klassischen Elektrodynamik auf Quantenebene. Sie kombiniert die Maxwellschen Gleichungen mit den Prinzipien der Quantenmechanik und der speziellen Relativitätstheorie. In der QED interagieren geladene Teilchen – wie Elektronen – durch den Austausch von Photonen. Diese Austauschprozesse werden durch Feynman-Diagramme beschrieben und erhöhen das Verständnis dieser doch komplexen Vorgänge.

     Als Beispiel sei das Coulomb-Kraft Gesetz genannt, das die elektrische Anziehung oder Abstoßung geladener Teilchen beschreibt. Es wird als kontinuierliches Feld in den Maxwellschen Gleichungen dargestellt, in der QED jedoch durch den Austausch virtueller Photonen erklärt.

     Die Maxwellschen Gleichungen bleiben als makroskopische Näherung gültig, werden jedoch durch die Quantenfeldtheorie erweitert die elektromagnetische Felder als quantisierte Operatoren Felder beschreibt.

     Phänomene wie der Photoelektrische Effekt, bei dem Licht höherer Frequenz Elektronen aus einer Metalloberfläche schlägt, werden durch die quantisierte Natur von Licht-Teilchen – den Photonen – erklärt. Auch der Compton-Effekt, bei dem Photonen mit Elektronen kollidieren und dabei Energie austauschen, ist ein weiteres Beispiel für die Verbindung zwischen klassischer und quantenmechanischer Beschreibung.

     Die Maxwellschen Gleichungen gelten als Näherung, wenn Quantenphänomene vernachlässigbar sind und in der mikroskopischen Welt die klassische Feldbeschreibung durch die quantisierte Beschreibung ersetzt wird.
     Makroskopische Felder, wie elektromagnetische Felder von Antennen, können durch die Maxwellschen Gleichungen modelliert werden, während mikroskopische Prozesse – wie die Licht-Materie-Wechselwirkung auf atomarer Ebene – die Quantenmechanik – und speziell die Quantenelektrodynamik als Erklärung erfordern.

     Die Verbindung der Maxwellschen Gleichungen mit der Quantenmechanik wird in vielen modernen Technologien und Forschungsfeldern genutzt. Dazu gehört die Laser Physik mit der Interaktion von Photonen mit Materie die auf quantisierten elektromagnetischen Feldern basiert und die Quantenoptik mit der Erforschung von Phänomenen wie verschränkten Photonen und Quanten Kryptographie.

     Was kann nun der interessierte Amateur aus diesem kleinen Ausflug in die elektrotechnischen und quantentheoretischen Grundlagen mitnehmen?

     Sicher das die magnetischen Linien immer geschlossen sind, d.h. weder Anfang noch Ende haben und das ein hochfrequenter Strom ein Magnetfeld erzeugt und umgekehrt. Das würde jedenfalls Themen wie Balun, Antennen, Leitungen und Koppler auf eine technische Basis bringen und alle Spekulationen über deren Funktion verstummen lassen.

     Wer mehr wissen möchte sei auf den Beitrag: „Die Antenne macht die Musik“ u.a. verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

110. MIMO-Antennen

     Technik ist eine neue Technologie, die die drahtlose Kommunikation revolutioniert hat. MIMO ist eine Abkürzung für „Multiple Input, Multiple Output“ und ist eine bahnbrechende Technologie in der drahtlosen Kommunikation, die die Effizienz und Kapazität von Netzwerken erhöht. MIMO nutzt mehrere Sende- und Empfangsantennen, um gleichzeitig verschiedene Datenströme zu übertragen und ist eine Schlüsselelement moderner Kommunikationssysteme wie WLAN, 4G, 5G und 6G.

     MIMO basiert auf dem Prinzip, mehrere Antennen sowohl auf der Sender- als auch auf der Empfängerseite zu verwenden. Durch den Einsatz von parallelen Kanälen wird die verfügbare Bandbreite optimal genutzt und durch ausgeklügelte Algorithmen zur Signalkodierung und – Dekodierung, um die einzelnen Datenströme voneinander zu unterscheiden und die Leistung zu maximieren, unterstützt.
     Ein wesentlicher Vorteil von MIMO ist mit dem Mehrwegeeffekts umzugehen, denn es werden Funksignale von Hindernissen wie Gebäuden, Bäumen und Wänden reflektiert, wodurch Interferenzen und Datenverluste entstehen können. MIMO-Technologie nutzt gerade diese Reflexionen aktiv, um zusätzliche Datenströme zu übertragen.
     Die Arten von MIMO-Systemen sind – SISO – Single Input, Single Output – traditionelle Kommunikation mit nur einer Antenne auf beiden Seiten wie im Amateurfunk, MISO – Multiple Input, Single Output – mehrere Senderantennen und eine Empfängerantenne, SIMO – Single Input, Multiple Output – eine Senderantenne und mehrere Empfängerantennen, MIMO – mehrere Antennen auf beiden Seiten, was die höchste Effizienz und Leistung bietet. MIMO in Mobilfunknetzwerken wie 4G- und 5G-Systemen erhöhen die Netzkapazität und bieten schnellere Datenübertragungs-Geschwindigkeiten. Massive MIMO, eine Weiterentwicklung, nutzt Hunderte von Antennen, um mehrere Benutzer gleichzeitig zu bedienen.
     Vorteile sind die parallele Datenübertragung mit einer besseren Nutzung der Bandbreite, eine verbesserte Zuverlässigkeit durch die Mehrwegeverarbeitung und eine robuste Signalübertragung – auch in schwierigen Umgebungen und eine größere Kapazität der Netzwerke können mehrere Benutzer gleichzeitig bedienen und das ohne Qualitätsverlust.

     Mit dem Aufkommen der 6G-Technologie wurde MIMO weiter entwickelt um noch höhere Frequenzbänder zu nutzen und ultradichte Netzwerke zu unterstützen.
     Massive-MIMO-Systeme werden durch KI und maschinelles Lernen ergänzt, um die Effizienz weiter zu steigern. Die Technologie wird auch für die Kommunikation in Smart Cities, autonomes Fahren und die Industrie 4.0 entscheidend sein.

     MIMO-Antennen sind mehr als nur ein technischer Fortschritt – sie sind Grundlage für die drahtlose Kommunikation der Zukunft. Mit dem Verständnis ihrer physikalischen Prinzipien, mathematischen Modellen und praktischen Anwendungen wird deutlich, dass diese Technologie unverzichtbar ist.
     MIMO bleibt ein Kernstück der Entwicklung bis hin zu einer vollständig vernetzten Welt. Die MIMO Technik wird auch den Amateurfunk revolutionieren, weil tausende Stationen und Antennen bei den Ömern auf eine effektivere Nutzung warten mit der Folge, dass Endstufen verschrottet werden können und die T2FD Antenne in der Kurz- oder Lang-Form zur Anwendung kommt.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

111. T2FD II.
     In Ergänzung meines Beitrages vom 14. Juli 2024:

     Die T2FD gibt es in Kurz – und Lang – form. Die KF ist die platzsparende Version und für höhere Frequenzen geeignet, weil die Länge proportional zur Wellenlänge der tiefsten, genutzten Frequenz und deren Länge typischerweise 0,2 bis 0,3 der Wellenlänge der niedrigsten Betriebsfrequenz ist.
     Sie eignet sich daher primär für mittlere bis hohe Frequenzen
     – 7 MHz und höher und kann in geringer Höhe über Grund mit einem Neigungswinkel von 20 – 40 Grad zur Horizontalen installiert werden, der Abstand der Drähte liegt zwischen 1 und 2 % der Gesamtlänge mit einem Drahtdurchmesser von etwa 2 mm Volldraht Kupfer oder Alu – keine Litze.

     Die Lang form ist die leistungsstärkere Variante, die eine größere Bandbreite abdeckt und auch für tiefere Frequenzen nutzbar ist. Die Länge liegt bei 0,3 bis 0,5 der Wellenlänge der niedrigsten Betriebsfrequenz, etwa ab 3,5 MHz und erfordert eine größere Höhe über Grund für optimale Strahlungseigenschaften. Der Schluckwiderstand liegt bei 300 – 800 Ohm.
     Die Lang form ist ideal für NVIS Anwendungen und Nahbereichs Kommunikation auf niedrigen Frequenzen, hat die höhere Effizienz und ist die bessere Lösung bei der Langstrecken Kommunikation.

     Die Strahlungsverhältnisse hängen in ihrer Funktion und Vielseitigkeit von der Bauweise, den Betriebsfrequenzen und der Installationshöhe ab. Die Strahlungscharakteristik wird durch ihre Neigung und Länge beeinflusst.

     Im niedrigen Frequenzbereich – ab 3,5 MHz – neigt die Antenne zur Steilstrahlung, ideal für kurze Strecken über Reflexionen in der Ionosphäre. Im höheren Frequenzbereich zeigt die Antenne eine horizontale Strahlung, wodurch sie besser für DX-Verbindungen geeignet ist.

     Die Strahlungseffizienz ist aufgrund des Schluckwiderstandes geringer als bei resonanten Antennen. Etwa die Hälfte der Energie wird in Wärme umgewandelt, wodurch die nutzbare abgestrahlte Leistung reduziert wird, dafür ist die Antenne breitbandig, zuverlässig und für NVIS Anwendungen hervorragend geeignet.

     Trotz Effizienzverlust geeignet sie sich für DX-Kommunikation auf höheren Frequenzen. Die Installationshöhe 5 – 10 m über Grund verstärkt die NVIS-Strahlung und ist ideal für lokale und regionale Kommunikation. Eine Höhe über 10 m fördert die richtungsabhängige DX-Strahlung, besonders bei höheren Frequenzen.

     Der Schluckwiderstand ist entscheidend für die Funktion und Effizienz der Antenne und dient dazu reflektierte Stehwellen auf der Antenne zu absorbieren und das Stehwellenverhältnis in Bezug auf die Speiseleitung über einen breiten Frequenzbereich gering zu halten. Eine direkte Berechnung erfolgt auf Grundlage der Impedanz Verhältnisse der gewünschten Frequenzbänder. Da die Impedanz der Antenne eine komplexe Funktion, die von Frequenz, Länge der Antenne, des Material, des Bodens und der Geometrie abhängt, liegt dieser etwa zwischen 300 und 800 Ohm. Ein optimaler Wert für viele Anwendungen berechnet mein eigenes Antennenprogramm zu 390 Ohm.

     Der Widerstand kann mit jedem guten Antennen Berechnungs- Programm auf den verwendeten Frequenzbereich optimiert werden. Eine Näherung basiert auf der effektiven Impedanz der Antenne
     R = (Zmax + Zmin) / 2, wobei höchster und niedrigster Impedanzwert der Antenne im verwendeten Frequenzbereich berücksichtigt wird. Diese Näherung stellt sicher, dass der Schluckwiderstand einen Mittelwert darstellt, der über die gesamte Bandbreite akzeptable Werte liefert.
     Kürzere Antennen erfordern einen Widerstand im Bereich von 400 – 600 Ohm, ideal für längere Antennen ist ein Widerstand von 300 – 450 Ohm. Der Widerstand sollte induktionsarm sein, um nicht die Impedanz-Verhältnisse zu verfälschen. Häufig verwendete Materialien sind Kohleschicht- und Metallfilm-Widerstände. Bei größeren Leistungen können mehrere Widerstände parallel oder in Reihe geschaltet werden, um den gewünschten Widerstandswert und die nötige Belastbarkeit zu erreichen.

     Die Effektivität der T2FD-Antenne ist bescheiden gering und liegt insbesondere am Abschlusswiderstand, der etwa die Hälfte der HF- Energie in Wärme wandelt. Bei niederen Frequenzen – 3,5 MHz – ist der Gewinn bei – 3 bis – 6 dB im Vergleich zu einem resonanten Dipol. Bei mittleren Frequenz – 7 MHz – ist der Gewinn etwas höher und liegt typischerweise bei – 2 bis – 4 dB. Bei hohen Frequenzen – 14 MHz und höher – nähert sich der Gewinn dem eines Dipols an, liegt aber immer noch darunter, etwa bei – 1 bis – 3 dB.
     Einfluss auf den Gewinn haben die Installationshöhe, der Neigungswinkel und der Schluckwiderstand. Eine größere Höhe über Grund verbessert die Effizienz und den Gewinn, insbesondere bei höheren Frequenzen. Der Winkel der Antenne gegen die Horizontale beeinflusst das Strahlungsdiagramm und damit auch den Gewinn in bestimmten Richtungen.

     Die Speisung erfolgt sinnvoller Weise mit einer verlustarmen 500 bis 600 Ohm Zweidrahtleitung. Zur Symmetrierung kann die Methode nach dl3lh oder ein PUT aus verzwirbelten Kupferlackdrähten Anwendung finden – siehe Beitrag von HB9AWJ.

     Die T2FD-Antenne ist keine Hochgewinn-Antenne, sondern eine breitbandige und vielseitige Lösung, die für Anwendungen wie Notfunk, MIMO, Amateurfunk, militärische Kommunikation und moderne Digitaltechnik geeignet ist. Der Vorteil liegt in der Breitbandigkeit, der einfachen Anpassung und nicht im maximalen Gewinn.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

112. Magnetische Kopplung.

     Magnetisch gekoppelte Induktivitäten oder Spulen sind elektrische Komponenten, die elektrische Energie durch magnetische Felder von einer Primär- in eine Sekundärspule oder mehrere Spulen überträgt. In solchen Systemen treten immer Verluste auf, die durch physikalische Prinzipien und geometrische Umstände verursacht werden.
     Hauptverlustbringer sind die Kupferverluste, die Wirbelstromverluste, die Hystereverluste, die dielektrischen Verluste und die Verluste durch mangelhafte Kopplung der Spulen. Während die ersten 4 reale Verluste sind, sind Koppelverluste keine Verluste die in Wärme gewandelt werden.

     Ein Magnetfeld entsteht nur durch einen Stromfluss. Ohne Strom gibt es keine Energieübertragung. Kupferverluste entstehen durch den elektrischen Widerstand der Wicklungen, wenn Strom durch die Spulen fließt. Werden Drähte auf magnetischem Kernmaterial gewickelt entstehen Wirbelstromverluste durch wechselnde magnetische Felder. Daher ist die Wahl des richtigen Kernmaterial von großer Wichtigkeit. Ein unbekannter Kern aus der Bastelkiste sollte in der Bastelkiste bleiben. Alle Kernverluste sind abhängig von der Frequenz, dem Maximalwert der magnetischen Induktion, der Temperatur, des Materials und des Volumen. Es ist daher völlig unsinnig mehrere Kerne aufeinander zu kleben, weil damit das Volumen und die Verluste steigen.

     Koppelverluste sind keine Verluste im eigentlichen Sinne und beschreiben die Energie, die nicht perfekt zwischen den Spulen gekoppelt wird. Dieser Kopplungsverlust bezeichnet den Teil des magnetischen Flusses, der nicht zur Kopplung zwischen Primär- und Sekundärspule/n führt, wenn das magnetische Feld außerhalb des beabsichtigten Pfads entweicht, weil die magnetische Kopplung zwischen Primär- und Sekundärwicklung nie perfekt ist. Ein Teil des Magnetflusses entweicht als Streufluss und ist besonders relevant in Anwendungen mit hoher Leistungsdichte und wird durch Optimierung des Wicklungsdesigns und die Verringerung des Abstandes zwischen den Wicklungen minimiert.

     Bei Wechselstrom konzentriert sich mit wachsender Frequenz der Stromfluss auf die Oberfläche der Leiter, was den effektiven Widerstand erhöht und als Skin Effekt bezeichnet wird. Benachbarte Leiter, wie bei einer Wicklung, beeinflussen einander und es kommt zu einer Verschiebung der Stromdichte, wodurch der Widerstand und die Verluste steigen – bekannt als Proximity-Effekt.

     Um die Verluste in Antennenanlagen zu minimieren kann zur Symmetrierung ein 1:1 oder ein 1:4 PUT- Luft Transformator eingesetzt werden mit der Folge, dass nur Kupfer-, Koppel- und Haut- und Proximity Verluste verbleiben und dem Vorteil, dass beide Arten die gleichen Leerlaufgüten aufweisen.

     Die Gegeninduktiviät M ist ein Maß dafür welche Spannung in dem Sekundärkreis induziert wird, wenn sich im Primärkreis der Strom nach der Zeit ändert. Die Änderung verringert immer die Ursache – Lenzsche Regel – die besagt, dass der durch elektromagnetische Induktion hervorgerufene Strom stets so gerichtet ist, dass er die Ursache seiner Entstehung verringert.
     M hängt von der räumlichen Anordnung der Spulen im Magnetkreis ab. Enge Wicklungen sind wesentliche Maßnahmen zur Minimierung dieses Effekts. Eine Einkoppel-Spule außen auf einer Spule anzuordnen – wie bei bekannten Antennen Kopplern – zeugt nur von der Unkenntnis der magnetischen Zusammenhänge, denn 95 Prozent des Magnetfeldes einer Spule befindet sich im Innern der Spule.

     Kupferverluste entstehen durch den Ohmschen Widerstand der Spulendrähte, der vom Material und der geometrischen Struktur der Leiter abhängt. Die Verlustleistung ist P = I^2 mal R, mit R als der effektive Widerstand. Längere Wicklungen führen zu höheren Widerständen und zu höheren Verlusten, während ein größerer Querschnitt die Verluste reduziert. Kupfer mit hoher Reinheit minimiert den spezifischen Widerstand und die Verluste.
     Die Leelaufgüte einer Spule ist abhängig von der Frequenz und dem ebenfalls frequenzabhängigen Verlustwiderstand und erreicht selten Werte Q > 100.

     Alle Verlustarten, außer den Koppelverlusten, führen letztlich zur Wärmeentwicklung, was die thermische Belastung erhöht. Daher ist eine effektive Wärmeableitung entscheidend für die Stabilität und Langlebigkeit der Komponenten. So sollte ein Ringkern niemals mit Teflon Band bewickelt werden, bevor die Wicklung aufgebracht wird, weil dann die Wärme nicht abfließen kann und evtl. zur Zerstörung des Kernes führt. Werden Kerne dabei in die Sättigung getrieben verliert der Trafo alle normalen Eigenschaften.

     Verluste in magnetisch gekoppelten Spulen sind ein komplexes Zusammenspiel verschiedener physikalischer Phänomene. Das Verständnis und die gezielte Minimierung dieser Verluste sind Ziel jeder Berechnung, insbesondere in Transformatoren, Motoren und anderen elektromagnetischen Anwendungen wie Balun und Co. Ein Balun muss – auch ein Luftbalun immer berechnet werden – weil die Verluste auch immer noch von den äußeren frequenzabhängigen Lastimpedanzen abhängen und bei der Optimierung berücksichtigt werden müssen.
     Daher Finger weg von Kochrezepten. Hier hilft auch kein VNA, weil alle Messungen von S21, S12 wertlos sind, da immer in einem 50 Ohm System gemessen wird, das nichts mit der technischen Wirklichkeit zu tun hat,

     Wer mehr wissen will sei auf die diversen Beiträge von mir zu diesem Thema verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

113. Das BrandMeister

     Netz ist ein Meilenstein in der Entwicklung und in der Welt des Amateurfunks. Es bietet eine vielseitige Plattform für die weltweite digitale Kommunikation und wurde 2015 ins Leben gerufen, um ein offenes und modernes DMR-Netzwerk speziell für Funkamateure zu schaffen. Als Alternative zu kommerziellen DMR-Netzwerken zeichnet sich BrandMeister durch seinen nicht kommerziellen Ansatz aus und ist von Ham-Spirit geprägt. Es ermöglicht Funkamateuren den weltweiten Austausch von Nachrichten, unabhängig von kommerziellen oder geografischen Einschränkungen.

     Das Netzwerk basiert auf dem ETSI-DMR-Standard, der digitalen Kommunikation mit hoher Effizienz und Klarheit. Kernstück des sind die Master-Server, die Repeater, die Hotspots, die andere Endgeräte miteinander verbinden. Diese Server sind weltweit verteilt und ermöglichen eine robuste und belastbare Kommunikation.
     DMR verwendet bekanntlich zwei Zeitschlitze, die gleichzeitig auf einer einzigen Frequenz arbeiten. Diese Technologie maximiert die Effizienz im Frequenzspektrum und Benutzer können ihre DMR-Geräte anpassen, indem sie spezielle Code-Plugs programmieren um Talk Groups oder Reflektoren zu nutzen.

     Virtuelle Kommunikationskanäle, die global, regional oder themenspezifisch genutzt werden können, wie bspw. die weltweite Talk Group 91 und nationale Gruppen wie 262 für Deutschland verwendet werden.
     Reflektoren fungieren als Brücke zwischen Talk Groups und erlauben flexible Kommunikation über verschiedene Netzbereiche hinweg. Das BrandMeister-Dashboard bietet Funkamateuren die Möglichkeit Verbindungen in Echtzeit zu überwachen, Statistiken einzusehen und die Einstellungen anzupassen.
     Entwickler können eigene Anwendungen und Erweiterungen erstellen wie für GPS-Tracking oder die Integration von IoT-Geräten mit Funktionen wie Last-Heard, bei den Nutzer sehen können welche Stationen aktiv sind und welche Gespräche stattgefunden haben.

     Das BrandMeister-Netz hat den Amateurfunk durch die digitale Vernetzung der Funkamateure revolutioniert, die jetzt weltweit kommunizieren können. Die Nutzung des Netzwerks ist kostenfrei. Funkamateure können neue Technologien testen und integrieren, von digitaler Signalverarbeitung bis hin zu IoT-Anwendungen. Die offene Struktur fördert den Wissenstransfer innerhalb der Amateurfunk-Gemeinschaft.

     Durch die offene Struktur gibt es natürlich ein potenzielles Risiko für unerwünschte Verhaltensweisen oder Störungen. Eine stabile Internetverbindung ist für den Betrieb von Hotspots und Master-Server notwendig.
     Das BrandMeister-Team arbeitet kontinuierlich an der Verbesserung des Netzwerks, von der Benutzerfreundlichkeit bis hin zur Einführung neuer Sicherheitsmechanismen. Die Freiheit und Offenheit des Netzwerks kann potenziellen Missbrauch hervorrufen. Um das zu verhindern, sind Sicherheitsmechanismen, wie automatische Authentifizierung und Moderation im Einsatz.
     Die Zukunft des Netzes ist vielversprechend durch KI oder fortschrittliche Verschlüsselungs-Methoden um das Netzwerk noch sicherer und vielseitiger zu gestalten. Zudem könnten neue Dienste, wie globale Notfallkommunikation oder automatisierte Netzwerkanalysen den Funkamateuren zusätzliche Möglichkeiten bieten.
     Das Netz ist mehr als ein technisches Netzwerk – es ist eine Plattform, die Technologie und Gemeinschaft vereint und die globale Amateurfunk-Gemeinschaft bereichert. Es ermöglicht Kommunikation und auch kreatives Experimentieren und eine gedeihliche Zusammenarbeit.

     Das BrandMeister-Netz steht für die Zukunft des Amateurfunks und vereint Technik, Gemeinschaft, weltweite Kommunikation und bietet eine Plattform, die nicht nur bestehende Möglichkeiten erweitert, sondern auch neue Anwendungsfelder erschließt. Das BrandMeister-Netz ist eine innovative Plattform, die Technologie, Gemeinschaft und globale Kommunikation vereint. Sie ermöglicht Funkamateuren den Austausch und die Entwicklung neuer Ideen und Technologien.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

114. Das Variometer

     als Balun ist eine interessante Anwendung, dessen Kopplung durch Variation der Gegeninduktivität kontinuierlich verändert werden kann. Es besteht aus zwei oder mehr Spulen die magnetisch gekoppelt sind und in der einfachen Ausführung eine feststehenden Primärspule und eine drehbare Sekundärspule hat. Durch das Verdrehen der Sekundärspule, relativ zur Primärspule, wird ist der Koppelgrad von 0 bis 1 möglich.

     Ein Variometer eignet sich hervorragend als Balun zur Symmetrierung in KW-Antennenanlagen. Anders als ein gewickelter Luft-Balun erlaubt das Variometer eine feinstufige Veränderung des Koppelgrades, was besonders bei wechselnden Frequenzen oder unterschiedlichen Impedanzen von Vorteil ist.

     Das Variometer hat Verluste, die durch die Güte der Induktivitäten beschrieben wird, es kann nicht in Sättigung gehen und hat einen brauchbaren Wirkungsgrad, weil immer beide Induktivitäten – unabhängig von der Gesamtinduktivität – im Eingriff sind.

     In der Amateurfunktechnik findet das Variometer Anwendung als veränderliche Induktivität in Anpassnetzwerken und als Balun, wobei die Nutzung als Balun eine stabile mechanische Konstruktion erfordert, insbesondere der drehbare Teil muss robust und präzise und mit guten Schleifkontakten ausgerüstet sein, um eine gleichmäßige Funktion zu gewährleisten und um die HF-Ströme über die Schleifer zu leiten.
     Besonders geeignet sind die Variometer aus russischer Fertigung, die oft auf den Flohmärkten angeboten werden und einen Koppelgrad von k = O,94 erreichen.

     Die optimale Antennenanlage besteht aus: Transceiver, asymmetrisches LC- Anpassnetzwerk, Variometer als Balun, Hühnerleiter und Antenne, wobei der Balun galvanisch getrennt oder als PUT mit galvanischer Verbindung zwischen Antennen Zuleitung und Anpassnetzwerk möglich ist.
     Natürlich kann ein Variometer auch als veränderliche Induktivität mit diversen Möglichkeiten der Zusammenschaltung von primärer und sekundärer Induktivität in Reihe und beide parallel eingesetzt werden.

     Die o.g. Variometer aus russischen Beständen sind für größere Leistungen ausgelegt und haben etwa die Dimension eines Würfels von 10 cm Kantenlänge, was im Shack sicherlich kein Hindernis darstellt.

     Ein Variometer als Balun ist eine gute Symbiose von elektromagnetischer Theorie und praktischer Ingenieurskunst. Es verbindet die Notwendigkeit einer präzisen Impedanz Anpassung mit den Vorteil der vielseitigen Anwendungen.

     Der Einsatz in der Hochfrequenztechnik und der Funkkommunikation unterstreicht den Wert als unverzichtbare Komponente – auch in heutigen Antennensystemen. Variometer wurden schon im 2. WK in den Würfelbausteinen E10k, S10k, E10 k3, usw. und im Sender Lo40k39 u.a. zur Anpassung einer Langdrahtantenne verwendet – es ist also nichts Neues.

     Wer mehr wissen will sei auf meinen Beitrag über Variometer hingewiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

115. HB9CV

     Einige technische Ergänzungen zum Beitrag von Conny:

     Die HB9CV ist ein Meisterwerk der Funktechnik und bietet eine erstaunliche Effizienz durch die clevere Konstruktion und eine hervorragende Richtantenne, deren herausragendes Merkmal die phasenverschobene Speisung und die hohe Effizienz bei kompakter Bauweise und optimalen Antennen Design.

     Die Antenne verfügt über zwei aktive Strahler Elemente, einen Reflektor und einen Direktor um eine gezielte Richtwirkung zu erzeugen. Der Reflektor ist etwa 5 % länger als der Direktor, der als Rückseite der Antenne wirkt, in dem Strahlung in rückwärtiger Richtung unterdrückt wird. Der Direktor ist minimal kürzer als die halbe Wellenlänge und lenkt die Energie in die gewünschte Hauptstrahlrichtung und maximiert den Gewinn, wobei die Länge und Position exakt auf die Nutz-Frequenz abgestimmt sind. Die korrekte Dimensionierung ist entscheidend für die Funktion der Antenne.
     Die Phasendrehschaltung ist das Herzstück und unterscheidet sich durch ihre clevere Phasendreher-Schaltung von anderen Antennentypen. Diese Schaltung erzeugt eine gezielte Phasenverschiebung von exakt 135 Grad zwischen den beiden Elementen,
     Der Reflektor ist minimal länger als die halbe Wellenlänge der verwendeten Frequenz und hat die Aufgabe rückwärtige Strahlung zu reduzieren und das Signal nach vorne zu lenken. Der Direktor ist kürzer als der Reflektor und auf die Hauptstrahlrichtung optimiert.

     Der Phasendreher besteht aus Kapazitäten und/oder angepassten Leitungslängen. Diese Komponente sorgt dafür, dass die elektromagnetischen Wellen der beiden Elemente sich in der Hauptstrahlrichtung konstruktiv überlagern. Das Resultat ist eine optimierte Richtwirkung und eine hohe Rückwärtsdämpfung, wodurch Störungen aus entgegengesetzten Richtungen stark abgeschwächt werden.
     Das Gamma-Match ist das entscheidendes Bauteil, dass die Impedanz der Antenne – meist 50 Ohm – an das angeschlossene Koaxialkabel anpasst. Die Justierung erfolgt durch die Änderung der Länge des Gamma-Arms und Variation der kapazitiven Kopplung.
     Das zentrale Element ist das Gamma-Match, das für die Impedanz Anpassung zwischen Antenne und Zuleitung sorgt und kann durch eine einfache mechanische Anpassung auf einen niedrigen VSWR-Wert abgestimmt werden.

     Durch die präzise Phasendrehung und die geometrische Abstimmung erreicht die HB9CV eine beeindruckende Richtwirkung und bietet daher eine hohe Rückwärtsdämpfung. Der Gamma-Match-Bügel wird manuell justiert um das VSWR auf ein Minimum von VSWR < 1,2 einzustellen. Der Schlüssel zur Funktion ist die präzise Phasenverschiebung zwischen den beiden Elementen.

     Der Strahler ist 0,475 mal der Wellenlänge, der Reflektor 0,495. Der Abstand zwischen Strahler und Reflektor ist d = 0,12 und der Durchmesser der Elemente liegt zwischen 0,01 und 0,02 lambda.
     Die HB9CV verbindet technologische Raffinesse mit praktischer Vielseitigkeit und ist eine herausragende Wahl für Funkamateure, die eine effiziente, kompakte Richtantenne suchen.
     Ob für stationäre Anwendungen oder für portable Einsätze, die HB9CV glänzt durch ihre Anpassungsfähigkeit und ist ideal für Funkamateure und wissenschaftliche Anwendungen.

     Der Gewinn erreicht Werte von 4 – 5 dBd mit einer Rückwärtsdämpfung von 20 – 30 dB, ein außergewöhnlich hoher Wert für so eine kompakte Antenne.

     Für die genaue Berechnung aller Maße steht hier auf der Seite ein Antennen-Rechner für HB9CV in deutscher Sprache zur Verfügung.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

116. Mantelwellen Sperre.

     Ein Koaxkabel über leitender Erde ist ein 3 Leiter System auf dem elektromagnetische Wellen auch entlang der Außenoberfläche des Kabels gegen Erde auftreten können. Diese Mantelwellen umfassen elektrische und magnetische Felder, die unerwünschte Effekte verursachen. Die Mantelwellen-Sperre – MWS – soll nun diese Wellen und ihre Wechselwirkungen verringern.

     Mantelwellen entstehen immer dann, wenn ein Koaxialkabel nicht vollständig asymmetrisch betrieben wird, der Mantel nicht geerdet oder eine ungleichmäßige Leistungsverteilung am Ende des Kabels vorhanden ist und bestehen aus einem elektrischen und einem magnetischen Feld.
     Das elektrische Feld liegt parallel zum Kabelmantel und bewirkt eine Kopplung mit externen Systemen und Geräten, während das magnetische Feld um das Kabel zirkuliert und mit anderen leitenden Objekten in der Nähe des Kabels koppelt. Die MWS soll nun die elektromagnetischen Wellen und die durch diese Wellen verursachten Ströme gegen Erde reduzieren. Dazu werden Ferrite mit hoher magnetischer Permeabilität auf dem Kabelmantel angebracht und die Energie durch magnetische Absorption und Wirbelstromverluste in Wärme umgesetzt.

     Als Materialen eignen sich NiZn-Ferrite für hohe Frequenzen f >10 MHz und MnZn-Ferrite für niedrigere Frequenzen f < 10 MHz. Entscheidend ist die Positionierung der Ferrite, die in der Nähe von Ein- und Austrittspunkten des Kabels verankert werden sollten und durch den Reflexionskoeffizient beschrieben wird, der besagt wie viel Energie durch Impedanz Fehlanpassungen zurück auf dem Außenmantel gegen Erde reflektiert wird. Dieser Reflexionskoeffizient ist nicht identisch dem auf dem Kabel.

     Die Energieabsorption im Ferrit lässt sich durch die magnetische Verlustleistung berechnen, ist vom Material, der Frequenz und dem Quadrat der magnetischen Feldstärke H abhängig. Die Anzahl der Windungen des Kabels durch den Ferritkern erhöht die Dämpfung mit zunehmender Windungszahl, weil sich die Impedanz gegen Masse erhöht, verändert aber auch die Impedanz Verhältnisse zum Nachteil der Funktion.

     Der Ferrit der MWS absorbiert die Energie der Mantelwellen durch zwei Hauptmechanismen. Das magnetische Feld der Mantelwellen bewirkt zyklische Magnetisierungsprozesse im Ferrit und erzeugt Wärmeverluste, die proportional zur magnetischen Feldstärke H Quadrat sind, sowie Wirbelstromverluste, die zirkulierende Ströme im Ferrit bewirken.
     Die absorbierte Energie dieser Wirbelströme wird ebenfalls in Wärme gewandelt und ist proportional zum Quadrat der elektrischen Feldstärke E.
     Die effektive Impedanz des Kabelmantels gegen Erde wird durch die MWS erheblich vergrößert, weil die höhere Impedanz zu einer Verringerung der Stromamplitude gegen Masse führt. Die Dämpfung ist abhängig von der Frequenz, wobei bei tiefen Frequenzen der kapazitiven Effekt dominiert und die Sperre weniger Wirkung hat, während bei der Resonanzfrequenz des Ferrit Materials die Dämpfung maximal wird. Bei tiefen Frequenzen sind die magnetischen Verluste bestimmend und die Sperre optimal.

     Die effektive Permeabilität des Ferrits hängt von der Frequenz ab und kann Tabellen der Hersteller entnommen werden, ebenso die Resonanzfrequenz des Materials. Die Dämpfungskonstante des Ferrit ist alpha = wurzel aus (R/L) und die Dämpfung der Mantelwellenleistung proportional zur Dämpfungskonstanten des Ferrits.
     Die Kopplung des magnetische Feldes der Mantelwellen im Ferrit bewirkt, dass das magnetische Feld innerhalb des Kerns verstärkt wird und erhöht somit die induktive Reaktanz und blockiert den Energiefluss.
     Das elektrische Feld der Mantelwelle beeinflusst sekundär die Oberflächeneffekte auf dem Kabel unter Berücksichtigung des Skin Effektes und führt zur Erwärmung des Außenleiters des Kabels und ist daher weniger dominant als das magnetische Feld, weil hier Wärme leichter an die Umgebung abgegeben werden kann.

     Wir rechnen noch ein Beispiel um etwas Licht in das Dunkel um die MWS zu bringe:
     f = 10 MHz, Kabel RG 213 mit einem Wellenwiderstand von 50 Ohm und berechnen die Impedanz des Kabels gegen Erde für eine Länge von 15 m. Dazu benötigen wir die spezifischen Parameter des Kabels. Der Außendurchmesser des Mantels ist 10,3 mm, die Kapazität pro Meter C' = 101 pF/m, die Induktivität pro Meter ist L' = 0,25 mH/m, der Ohmsche Widerstand des Mantels R' = 0,017 Ohm/m für Kupfer. Die Gesamtkapazität des Kabels gegen Erde ergibt sich aus der Kapazität pro Meter multipliziert mit der Länge des Kabels, ebenso die Gesamtinduktivität und der gesamt wirksame Ohmsche Widerstand.
     Die Impedanz des Kabels gegen Erde ist frequenzabhängig und berechnet sich aus o.g. Werten zu Z = R + jX – j 1 durch Omega C zu: Z = (0,255 + j 235,5 – j 1049,3) Ohm oder auch Z = (0,255 – j 813,8) Ohm – kapazitiv. Aus o.g. Werten berechnet sich Resonanzfrequenz des Kabels gegen Erde zu f = 665 kHz. Daraus die Kapazität gegen Erde C = 1,515nF, Induktivität gegen Erde L = 3,75mH und Z ungefähr 813,8 Ohm – kapazitiv, verteilt über die Länge der Leitung.

     Die MWS muss nun die Werte der Leitung gegen Erden nicht nur kompensieren, sondern so weit vergrößern, dass der HF- Strom möglichst stark verringert wird. Null wird der Strom niemals. Ein beliebiger Kern aus der Bastelkiste mit unbekannten Werten sollte dort auch bleiben. Man kann eine MWS sehr leicht berechnen und nicht nach dem Motto Versuch und Irrtum auswählen.

     Auch Messungen mit dem VNA – nur am Kabel – sind völliger Unsinn, wie dem o.g. Beispiel entnommen werden kann. Die Dämpfungsvorgänge spielen sich zwischen Kabel und Erde ab.

     Auch kann man durch Messung der Erhöhung der Temperatur des Kern Materials Rückschlüsse auf die richtige Positionierung der MWS finden.

     Wer mehr über die richtige Wahl der Magnet-Kerne wissen will, sei auf meine Beiträge zu diesem Thema verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

117. Verlustleistungen

     erhöhen die Temperatur einer Masse, abhängig von Masse, der spezifischen Wärme Kapazität und der Erhöhung der Temperatur. Q = m c Delta T. Die Zeit t über der die Temperaturerhöhung stattfindet, führt direkt zur Leistung, weil Leistung Energie pro Zeiteinheit ist.

     Diese Energie entspricht der gesamten Energie, die von der Materie aufgenommen wird, wenn keine Wärmeverluste durch Abgabe an die Umgebung auftreten. Das ist die theoretische Verlustleistung, die erforderlich ist, um die Temperatur über einen bestimmten Zeitraum zu erhöhen.

     Falls Wärme an die Umgebung abgegeben wird, muss man diese zusätzlich berücksichtigen oder das Testobjekt gut dämmen. Die tatsächliche Verlustleistung ist daher immer höher, als durch die obige Formel berechnet.

     Beispiel: Wir messen die Erhöhung der Temperatur eines Ferrit Kernes zu 50 Grad innerhalb einer Zeit von 3 Minuten. Welche Leistung erwärmt den Ringkern?

     Mit der spezifische Wärmekapazität des Ferrit typischerweise bei etwa 0,5 bis 0,9 J/(g K) und für dieses Beispiel c = 0,7 J/(g K) und einer angenommenen Masse des Ferrit von m = 100 g wird die Wärme Energie dann Q = 3500 J. Die Verlustleistung berechnet sich daraus zu
     P = 19,44 W, wenn keine Wärme durch Wärme Leitung und Konvektion abgegeben wird, was meist nicht vermieden werden kann. Die tatsächliche Verlustleistung ist daher immer höher als die berechnete.
     Ist die Leistung bekannt und wird diese über einen Zeitraum t der Masse zugeführt erhöht sich die Temperatur kontinuierlich nach einer e-Funktion bis zu einem Maximalwert, der immer unterhalb der Curie Temperatur liegen muss, bei dem magnetisches Material seine Eigenschaften total verliert.

     Bei Pulsbetrieb erfolgt die Berechnung in einfacher Weise mit der Laplace Transformation. Im Zeit Bereich hat die Leistung P(t) im Idealfall eine rechteckige Form mit einer Amplitude, einer Pulsdauer und einer Ruhezeit. Der Signalverlauf im Zeit Bereich kann als periodische Funktion dargestellt werden, die sich durch eine Kombination aus Rechteckimpulsen ergibt. Für den periodischen Betrieb Puls + Pause wird die Transformation in den Laplace Bereich über eine Summe der periodischen Komponenten definiert. Die mittlere Leistung kann mithilfe der Laplace-Darstellung und der spektralen Eigenschaften des Pulsbetriebes analysiert werden, insbesondere die Energieverteilung im Frequenzbereich.

     Da nicht jede die Laplac -Transformation beherrscht, hier ein Beispiel für die Berechnung eines Signals im Zeit Bereich mit einer Pulsbreite von t = 10ms, einer Impulshöhe von U = 1 Volt an einem Widerstand von 1 Ohm und einer Gesamtanzahl von Pulsen N = 30, einer Pausenzeit von 10ms. Jeder Impuls hat eine Rechteckform mit der Höhe 1 Volt der Dauer 10ms. Es handelt sich hierbei hier um eine periodische Folge von 30 Pulsen.

     Die mittlere Leistung des Signals berechnet sich indem die Energie pro Puls über die Zeit verteilt wird. P = Energie pro Puls mal N mal Gesamtdauer.
     Mit der Impulshöhe 1 Volt an einem Widerstand von 1 Ohm, der Pulsbreite 10ms, Anzahl der Pulse N = 30 und der Pausenzeit von 10ms ist die Energie pro Puls ist E = P mal t Puls, E = 1 W mal 0,01s = 0,01 Joule und die Gesamtenergie für 30 Pulse dann
     Eges = N mal E Puls = 30 mal 0,01 Joule = 0,3 Joule. Die Gesamtdauer umfasst alle Pulse und die dazwischenliegenden Pausen zu Tges = N mal t Puls + (N – 1) mal t Pause. Mit der Pausenzeit von 10ms berechnet sich Tges = 30 mal 0,01 s + 29 mal 0,01 s = 0,59 s. Die mittlere Leistung berechnet sich aus der gesamten Energie über die Gesamtdauer zu Pmittel = Eges / Tges und mit den Werten wird die mittlere Leistung des Signals etwa Pmittel = 0,51 Watt. Rechnet man mit einem Widerstand von 50 Ohm ergibt die Berechnung Pmitt = 10,2 Milliwatt.

     Wer mehr wissen will sei auf meinen Beitrag: „Die Antenne macht die Musik“ verwiesen und in Bezug auf die Laplace Transformation das Buch von Holbrook.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

118. Was wirklich zählt,

     Ist nicht käuflich auf dieser Welt. Dieser Satz regt an zum Nachdenken über Werte und Ziele. Doch wie kommt es, dass Millionen und Milliarden im Leben so erstrebenswert sind. In der heutigen Zeit jagen die Menschen dem Traum des Wohlstands und Reichtums hinterher. Luxusgüter, Eigentum und Statussymbole sind für viele ein Ziel und zur Definition von Erfolg geworden.

     Dabei wird vergessen, dass materieller Besitz im Leben zwar eine komfortable Existenz ermöglicht, aber keine Garantie für Erfüllung oder Glück darstellt. Vor der Endgültigkeit sind alle Menschen gleich und erinnert uns daran, dass der Fokus auf materiellem Reichtum eine Illusion ist und dass wir unsere Energie besser auf Dinge richten sollten, die über das Leben hinaus Bestand haben.

     Unsere Konsumgesellschaft neigt dazu, den Wert eines Menschen anhand seines materiellen Besitzes zu messen. Doch diese Denkweise ist fragwürdig und führt zu einer Lebensführung, die langfristig wenig erfüllt. Es ist sinnvoll, wenn wir uns als Gesellschaft mehr darauf konzentrieren würden, Werte wie Gemeinschaft, Solidarität zu fördern. Denn am Ende des Lebens wird nicht der materielle Reichtum zählen, sondern die Erinnerungen die wir schafften und es sind nicht die Millionen, die uns unsterblich machen, sondern die Geschichten, die von uns erzählt werden und die wir in die Welt getragen haben.
     In der Welt von Konsum und materiellen Wünschen vergessen wir was wirklich zählt. Geld kann Vieles kaufen: Häuser, Autos, Luxusgüter und Komfort, doch die wertvollsten Dinge sind nicht käuflich. Sie existieren außerhalb der Reichweite von Kreditkarten und Bankkonten.

     Achtung und Zuneigung eines Freundes aus den Reihen der Amateurfunker, die echte Liebe eines Familienmitglieds oder die tiefgründige Verbindung zwischen Partnern – diese Gefühle sind mit keinem Geld der Welt bezahlbar.
     Beziehungen brauchen Zeit, Hingabe und gegenseitigen Respekt um wachsen und gedeihen, durch gemeinsame Erlebnisse, Unterstützung und Vertrauen, zu können. Wenn wir uns am Ende des Tages die Frage stellen: Was hat mich heute glücklich und zufrieden gemacht, sind es oft die Menschen um uns herum, die uns wertvolle Momente schenkten.

     Gesundheit ist eines der größten Geschenke des Lebens. Medizinische Versorgung kostet Geld, dabei ist es die physische und mentale Fitness, die uns Energie und Lebensfreude schenkt. Eine Stunde in der Natur oder das Lächeln eines Menschen – diese Dinge fördern unser Wohlbefinden und sind nicht käuflich.

     Zeit ist flüchtig, unwiederbringlich und damit eines der wertvollsten Güter. Geld kann Freiheit schaffen, aber keine Zeit zurück kaufen. Momente, die wir mit unseren Freunden verbringen, Augenblicke der Freude oder der Stille – das sind die Erinnerungen, die uns für immer bleiben. Zeit bewusst zu nutzen, anstatt sie für den ständigen Erwerb von Reichtümern zu opfern, ist eine Kunst, die jeder von uns beherrschen sollte.

     Echte Freude, die wir durch unsere Leidenschaften, unser Hobby oder durch ein Lächeln eines Kindes erfahren, hat nichts mit materiellen Besitztümern zu tun. Es sind die kleinen Dinge, wie ein Sonnenaufgang, ein tolles Buch, das gemeinsame Erleben, die unser Leben bereichern. Erfüllung kommt von innen und entsteht durch das Streben nach dem Sinn des Lebens und nicht nach Status und Luxus.

     Was uns wichtig ist und anderen in Erinnerung bleibt sind Werte wie: Ehrlichkeit, Verlässlichkeit, Loyalität. Diese Eigenschaften machen uns zum Menschen und beeinflussen die Welt um uns herum – positiv. Niemand wird für sein Bankkonto in Erinnerung bleien, sondern nur für seine Taten. Die Friedhöfe sind voll von Millionären an die sich keiner mehr erinnert.

     Der Sinn des Lebens, ein ewiges Rätsel,
     manchmal klar, manchmal ein Scherzl.
     Doch in jedem Moment, in jedem Sein,
     liegt ein Stück des Sinnes, ganz allein.

     Der Sinn des Lebens, so individuell,
     für jeden anders, das ist das Modell.
     Was für den einen der Sinn mag sein,
     ist für den anderen vielleicht nur Schein.

     So suchen wir weiter, unser ganzes Leben,
     nach dem Sinn und dem Streben.
     Und vielleicht, am Ende des Tages oder der Nacht,
     haben wir den Sinn des Lebens erkannt und sind erwacht.

     Obwohl wir ihn suchen, nah und fern,
     liegt der Sinn des Lebens in uns selbst und nicht bei den Stern.
     Der Sinn des Lebens, so einfach und rein,
     kann nur das Leben selber sein.

     So liegt der Sinn des Lebens, so tief und so weit,
     in jedem Lachen, in jedem Streit.
     Der Sinn des Lebens, so unergründlich und weit,
     nur ein Moment, der ewig bleibt.

     Leben ist die einzige Währung die zählt.

     Dr. Walter Schau, DL3H

119. Mantelwellen Sperre II.

     Ein Koaxkabel über leitender Erde ist ein 3 Leiter System – Innenleiter gegen Kabelmantel und Kabelmantel gegen Erde.

     Um ein solches System zu messen, bieten sich die Streu – Parametern an. Dabei wird jedes Port durch eine Kombination von einfallenden und reflektierten Wellen erfasst.

     Die mathematische Behandlung für ein Netzwerk mit 3 Ports erfordert 9 S-Parameter, die mit Zusatzzahlen gekennzeichnet werden.
     So geben die komplexen Parameter S11, S22, S33 an, welcher Anteil der einfallenden Welle am Port i,i reflektiert wird – z.B. ist S11 der Reflexionsfaktor am Port 1, wenn alle Anschlüsse mit der System Impedanz abgeschlossen sind.

     Die komplexen Übertragungskoeffizienten S12, S13, S21 beschreiben die Leistung, die von einem Port zu einem anderen übertragen wird, so ist S12 die Leistung die von Port 2 zu Port 1 läuft.

     Die S-Parameter werden mit einem VNA nach Betrag und Phase als Funktion der Frequenz, gemessen. Dabei wird eine Leistungs-Welle bekannter Größe in das System eingespeist und die reflektierten sowie übertragenen Signale an allen Ports analysiert.

     Sind alle S-Parameter gemessen und bekannt, können alle interessanten HF-technischen Größen wie Dämpfung, Sperrinduktivität als Funktion der Frequenz, die Veränderung der Impedanz Pegel, sowie Dv und Deff berechnet werden.

     Die genaue Vorgehensweise zur Messung aller
     S-Parameter kann der umfangreichen Fachliteratur, wie dem Electronics Designer’s Handbook von L. J. Giacoletto, entnommen werden. Dort sind die Mess-Methoden für S-Parameter in n Leiter Systemen zu finden. Der Inhalt des Handbuchs von Giacoletto ist, als Zusammenfassung in einem Handbuch, ist Grundlagen-Wissen für das Verständnis von HF-Systemen – ohne Antennen – für jeden Interessierten leicht zu lesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

120. Heinrich Hertz

     verstarb mit 37 Jahren am 1. Jan. 1894 in Bonn und hat trotz seines kurzen Lebens ein gewaltiges, wissenschaftliches Vermächtnis hinterlassen.

     Seine Entdeckungen und der Nachweis von elektromagnetischen Wellen war eine Revolution in der damaligen Wissenschaft. Er bewies nicht nur die Existenz dieser Wellen, sondern legte damit auch den Grundstein für Radio, Fernsehen, die drahtlose Kommunikation. Hertz bewies, dass sich elektromagnetische Wellen Stofflos im Vakuum ausbreiten können.
     Auf Basis der Arbeiten von Maxwell hatte Hertz schon in den 1860er Jahren eine gigantische und vollständig neue Theorie entwickelt. Seine Gleichungen zeigten, dass elektrische und magnetische Felder sich gegenseitig erzeugen und als Welle mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum eilen.

     Hertz bestimmte damals auch den Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Frequenz und zeigte, dass sich die Lichtgeschwindigkeit aus den bekannten Konstanten Epsilon-Null und Mü-Null berechnen lässt. Er bewies auch, dass TEM Wellen ähnliche Eigenschaften wie Lichtwellen haben.

     Für seine Versuche verwendete er einen einfachen Funkeninduktor, der hochfrequente elektrische Schwingungen erzeugte und einen Resonator mit einem einfachen Drahtkreis mit einer kleinen Lücke, der elektromagnetische Wellen detektieren konnte. Dabei platzierte er den Resonator in verschiedenen Positionen und zeigte, dass die Funkenintensität von der Position abhängt, was auf Interferenz hinwies und war der erste direkte Nachweis der Wellennatur der elektromagnetischer Strahlung.
     Seine Experimente hatten später auch großen Einfluss auf die Quantenphysik von Albert Einstein.

     TEM Wellen sind sinusförmig und haben ein Spektrum von niederfrequenten Radiowellen bis hin zu hochfrequenten Gammastrahlen. TEM Wellen haben auch das Verständnis des Universums revolutioniert.
     Elektromagnetische Wellen interagieren mit der Materie auf vielfältige Weise durch Absorption, durch Reflexion, durch Brechung und Interferenz und Beugung. Während viele elektromagnetische Wellen für den Menschen ungefährlich sind, verursachen hochenergetische Strahlen wie UV, Röntgen- und Gammastrahlen Schäden an lebenden Geweben.

     TEM Wellen sind nicht nur ein physikalisches Phänomen, sondern auch die Triebkraft für Fortschritt, Innovation und das Verständnis für neue Technologien. Es erweitert unser Wissen über die Natur und prägt unseren Alltag. Von der einfachen Kommunikation bis zur Erforschung des Kosmos sind die Entdeckungen von Heinrich Hertz bahnbrechend.

     Ich kann nur mit Bewunderung über seine Leistung sprechen. Heute plappern wir – auch ich – eigentlich nur noch das nach was Heinrich Hertz damals berechnete und bewiesen hat und bis heute einige weder verstanden noch begriffen haben.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

121. Der Boden

     unter einer Antenne verhält sich im elektromagnetischen Feld wie ein komplexes Medium. Die zwei zentralen Größen sind die spezifische Leitfähigkeit sigma und die relative Permittivität epsilon r. Die spezifische Leitfähigkeit sigma ist abhängig von der Ionenkonzentration – Salze – , der Feuchtigkeit und der Temperatur. So hat salzwasserhaltiger Boden ein sigma von 1 S/m, feuchte Erde 0,01 S /m und trockener Sand 10^-6 Siemens pro Meter. Die relative Permittivität beeinflusst, wie elektromagnetische Wellen abgelenkt, reflektiert oder absorbiert werden. Ein feuchter Boden hat Werte von 15 – 25, während trockener Sand oder Fels den Wert 3 – 5 aufweist.
     Die Wechselwirkung des Bodens mit elektromagnetischen Wellen lässt sich leicht durch die Maxwell-Gleichungen berechnen. Reflexionen und Brechungen bestimmt das Snelliussche Gesetz, dabei sind die Wellenwiderstände von Luft und Boden die wichtigen Größen der Berechnung.

     Bodenverluste entstehen durch Absorption elektromagnetischer Wellen. Dieser Verlust ist besonders groß bei vertikal polarisierten Antennen, da sich die Ströme des Nahfeldes direkt im Boden verteilen. Der Verlustwiderstand ist Rv = rho / (2 pi le), dabei ist rho der spezifische Widerstand des Bodens in Ohm-Meter und le die Länge der Radiale. Je kleiner R desto effizienter strahlt die Antenne Energie ab. Radialnetzwerke bestehen aus einer symmetrischen Anordnung von Drähten um die Basis der Antenne und für optimale Ergebnisse eine Länge von 0,25 mal lambda mit mindestens 16 Radiale für moderate Böden, 32 oder mehr bei schlechtem Boden haben sollten.

     Die Höhe h einer Antenne über leitenden Erde beeinflusst die Interferenz zwischen direkten und reflektierten Wellen und wird durch die Fresnel-Zonen beschrieben. Die erste Fresnel-Zone ist r = Wurzel aus lambda mal 1/2 d mit d als Entfernung zwischen TX und RX. Eine zu niedrige Antennenhöhe h < 0,25 lambda führt zu Energieverlusten, während die optimale Höhe h = 0,5 lambda und Vielfache davon notwendig ist um maximale Energie in Richtung des gewünschten Abstrahlwinkels zu bündeln.

     Die Verlustleistung Pv beschreibt die Energie, die in einem elektrischen System in Form von Wärme verloren geht. Bei sinusförmigen Strömen ist bekanntlich Pv = Ieff ^2 mal R, mit dem Effektivwert des Stromes, der aus dem quadratischen zeitlichen Mittelwert durch ein einfaches Integral berechnet wird und den Faktor Wurzel 2 hat.

     In einem reaktiven Stromkreis mit Induktivität L oder Kapazität C treten Blindwiderstände auf, die geringe – entsprechend ihrer Güte – Verlustleistungen erzeugen, dabei wird die Energie periodisch von den Blindelementen gespeichert. Die Verlustleistung ist nur mit dem Ohmschen Gesamt-Widerstand verbunden.
     Die Gesamtleistung ist Wirkleistung plus Blindleistung, geometrisch addiert, wobei die Blindleistung zwischen Quelle und den reaktiven Komponenten hin- und her pendelt. Für die Verluste ist nur die Wirkleistung relevant, während die Gesamtleistung die Leitung belastet.

     Die Verlustleistung in einem reaktiven System kann über den Verlustfaktor tan delta bzw. die Güte berechnet werden. Bei einem reaktiven System gilt: Pv = tan delta mal omega mal W gespeichert – mit omega als Kreisfrequenz und W als die Energie, die in der Induktivität oder der Kapazität gespeichert ist. Dabei ist delta, in einen rechtwinkligen Dreieck, der Ergänzungswinkel zum bekannten Winkel Phi, d.h. 90 Grad – Phi = delta und der tan delta = omega L / Rv bei einem induktiven System, entsprechend bei einem kapazitiven System tan delta = omega C / G, mit G als Verlustleitwert parallel zum Kondensator.

     Der tan delta ist bei kleinen Winkeln identisch dem Zahlenwert von delta, woraus sich die Leerlauf-Güte Q = 1 /delta berechnet, die bei Spulen etwa 100, bei Kondensatoren etwa 500 erreicht.

     Beispiel:
     Ein Widerstand R = 10 Ohm wird von einem sinusförmigen Strom von Ieff = 5 A durchflossen. Die Verlustleistung ist Pv = 250 W.
     In einem Hochfrequenzkreis mit einer Induktivität und einem Verlustfaktor von tan delta = 0,02, einer gespeicherten Energie von W= 0,5 Joule und einer Frequenz von f = 1 MHz wird die Verlustleistung Pv = 62,8 W.

     Wer mehr wissen will sei auf die diversen Beiträge zu diesem Thema hier auf der Seite unter der Rubrik „Rund um die Antenne“ verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

122. Fresnel-Zonen

     sind Rotations-Ellipsoide entlang der Sichtlinie zwischen Sender und Empfänger und Grundlage der Theorie der Beugung und Interferenz von Wellen.
     Sie gelten für elektromagnetische Wellen ebenso wie für akustische oder Wasserwellen und entstehen durch die unterschiedliche Weglänge der Wellenfronten, die von einem Hindernis reflektiert oder gebeugt werden kann.

     Fresnel-Zonen werden durch Vielfache der halben Wellenlänge definiert. Die erste Fresnel-Zone umfasst den Bereich, in dem die Weglängen Differenz weniger als eine halbe Wellenlänge ist.
     Jede nachfolgende Zone hat eine Weglängen Differenz, die ein Vielfaches der halben Wellenlänge darstellt.
     Fresnel-Zonen zeigen wie Hindernisse entlang der Sichtlinie zwischen RX und TX das Signal beeinflussen.

     Wenn die reflektierten Wellen in Phase mit der Hauptwelle sind, verstärket sich das Signal, wenn die reflektierten Wellen aus Phase mit der Hauptwelle sind, schwächen sie das Signal.
     Die erste Fresnel-Zone ist die wichtigste, da sie den stärksten Einfluss auf die Signalstärke hat. Ist diese Zone frei von Hindernissen, sind das die Bedingungen für eine gute Signalübertragung.

     Die Geometrie der Fresnel-Zonen basiert auf der Annahme, dass Sender und Empfänger durch eine gedachte, direkte Sichtlinie verbunden sind, wobei Sender bzw. Empfänger in den Brennpunkten verankert sind.

     Der Radius der n-ten Fresnel-Zone, am Punkt eines Hindernisses, lässt sich berechnen und ist abhängig von der Quadrat-Wurzel der Wellenlänge, den Abstand zwischen Sender und Empfänger und der Entfernung vom Hindernis zum Empfänger.
     Höhere Fresnel-Zonen beeinflussen die Signalqualität durch Interferenz. Der Radius der Fresnel-Zone berechnet den Bereich um eine direkte Sichtlinie zwischen Sender und Empfänger, in dem elektromagnetische Wellen ungestört verlaufen können, weil Hindernisse in dieser Zone zu Signalstörungen oder einer Verschlechterung der Signalqualität führen.

     Die Energie, die in höheren Fresnel-Zonen enthalten ist, nimmt mit der Entfernung von der Sichtlinie ab und konzentriert sich am stärksten innerhalb der ersten Zone.
     In der Funkplanung ist es wichtig, die erste Fresnel-Zonen möglichst frei von Hindernissen zu halten. Dennoch werden höhere Zonen berücksichtigt um Reflexionen und Interferenzen zu vermeiden, wobei auch kleine Hindernisse in höheren Zonen das Signal dämpfen.

     Fresnel-Zonen sind entscheidend für die Planung von Richtfunk Verbindungen um die Signalqualität und Zuverlässigkeit wenig zu beeinflussen.

     Die Freihaltung der ersten Fresnel-Zone ist von besonderer Bedeutung, da sie den Großteil der Signalenergie enthält. Hindernisse wie Gebäude, Bäume oder Gelände, die in diese Zone hineinragen, dämpfen die Signalübertragung.

     Beispiel WLAN:
     Die Wellenlänge bei 2,4 GHz beträgt etwa 0,125 m. Für eine Entfernung von 1 km zwischen Sender und Empfänger berechnet sich der Radius der ersten Fresnel-Zone mit einem Hindernis in der Mitte zu
     r1 = 8,84 m, das bedeutet, dass im Radius von 8,84 m um die Sichtlinie keine Hindernisse vorhanden sein sollten.

     Beispiel:
     Bei 7,1 MHz ist die Wellenlänge etwa 42,25 m. Sender und Empfänger seien 5 km voneinander entfernt und das Hindernis liegt genau in der Mitte. Dann berechnet sich die erste Fresnel Zone zu
     r1 = 230,45 m.
     Ist im 40-Meter-Band die Entfernung zwischen Sender und Empfänger 200 km und das Hindernis genau in der Mitte, dann ist der Radius der ersten Fresnel Zone r1 = 1414,2 m, d.h. damit die Signalübertragung störungsfrei bleibt, muss der Bereich mit einem Radius von ungefähr 1,4 Kilometern um die direkte Sichtlinie frei von Hindernissen sein.

     Wer mehr wissen will, sei auf das „Das Taschenbuch der HF-Technik“ von Meinke, Gundlach, Löcherer und Lange hingewiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

123. Rund um die Antenne.

     Der Funkamateur braucht eine Antenne, die für den Kurzwellenbereich meistens ein Draht aus Kupfer ist. Kaum jemand fragt nach der mechanischen Belastung bevor der Draht reißt und der elektrischen Belastung, die den Wirkungsgrad der Antenne bestimmt.

     Wir berechnen zunächst die Zugkraft in einem Kupferdraht mit einem Durchmesser von d = 1,5 mm mit der Bruchlast Fmax = sigma mal A, mit A als Querschnitt.
     Die Bruchlast für Kupfer ist sigma = 250 MPa = 250 10^6 Pa – 1 Pa = 1 N/m zum Quadrat. Daraus die maximale Zugkraft F = 441,750 N, d.h. ein Kupferdraht mit einem Durchmesser von d = 1,5 mm erlaubt eine maximale Zugkraft von 441,750 Newton, bevor er reißt.
     Der Durchhang in der Mitte des Drahtes – ohne zusätzliche Belastung – und der Spannkraft von T = 442 N und dem Gewicht des Kupferdrahtes w = 1 N/m sowie der Länge L = 54 m (Dipol 2 mal 27 m) ist h = 0,825 Meter. Ist der Durchhang bekannt, kann daraus natürlich auch die Spannkraft berechnet werden.

     Der Ohmsche Widerstand des gleichen Kupferdrahts bei einer Frequenz von
     f = 7,1 MHz unter Berücksichtigung des Skin-Effekts und dem spezifischen Widerstand von Kupfer rho = 1,68 10^-8 Ohm mal m und der Skin Tiefe von 24 Mikrometer berechnet sich zu R = 80,3 Ohm und ist daher deutlich höher als der Widerstand bei Gleichstrom, der sich mit rho = 1,68 10^-8 Ohm mal Meter zu R = 0,513 Ohm berechnet.

     Für den Wirkungsgrad dieser Antenne ist der frequenzabhängige Ohmsche Skin-Widerstand von R = 80,3 Ohm zu berücksichtigen, der mit dem ebenfalls frequenzabhängigen Strahlungswiderstand, bezogen auf den jeweiligen Speisepunkt, den Wirkungsgrad der Antenne ergibt und Grundlage für die Berechnung der Leistung EIRP der N-Lizenz ist. Angenommen der Strahlungs-Widerstand sei 70 Ohm, dann ist der Wirkungsgrad dieser Antenne 46,6 Prozent.

     Wie dem Beispiel zu entnehmen ist, ist ein Drahtdurchmesser d =1,5 mm Kupfer kaum für eine effektive Antennen Anlage im KW Bereich geeignet, ganz abgesehen von Empfehlungen für Stahl oder Feldkabel als Draht. Man kann ja auch noch – in bekannter Weise – mal die Leistung berechnen, die in dem vergrößerten Skin-Widerstand in Wärme gewandelt wird und welche zusätzliche Induktivität sich durch den Skin Effekt einstellt.

     Eine einfache Optimierung einer Draht Antennen Anlage bezieht sich auf den Zusammenhang zwischen Drahtdurchmesser als Funktion der maximal zulässigen Zugkraft unter Berücksichtigung von Wind und Wetter oder evtl. Bewegung von Bäumen oder Masten mit einem Sicherheitsfaktor von 4 bis 5.

     Daher kann es sinnvoll sein die Abspannung über Blöcke aus der Segelei laufen zu lassen, wobei am Seilende niemals ein Gewicht – wie empfohlen – angebracht werden darf, sondern immer nur passende Federn, denn bei einem Gewicht gilt: Kraft ist Masse mal Beschleunigung und bei einem Ruck ist die Beschleunigung enorm hoch.

     Wer mehr wissen will sei auf meinen Beitrag über den Skin-Effekt oder auf den Beitrag „Alu oder Kupfer“ oder Zugkräfte im Antennenbau verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

124. Mini Whip.

     Die kleinste Antenne der Welt ist von Philips entwickelt worden und besteht aus Keramik mit den Abmessungen 10 x 5 x 4 Millimeter. Sie wurde speziell für Mobilfunk Anwendungen entworfen. Der physikalische Hintergrund für die Kleinheit ist die Tatsache, dass die Wellenläng in einem Medium von der relativen Permittivität εᵣ und der relativen Permeabilität μᵣ des Materials abhängig ist.

     Das gleiche Prinzip wurde in der Mini Whip verwirklicht, die als eine kompakte Aktiv – Empfangsantenne von den Langwellen bis in den UKW Bereich Anwendung findet und aus einer kleinen Leiterplatte besteht, die als Empfangselement elektromagnetische Wellen über ein breites Frequenzspektrum möglich macht.
     Ein integrierter rauscharmer Verstärker verarbeitet selbst schwache Signale, bevor diese an den Empfänger weiter geleitet werden. Die Maße der Mini Whip betragen in der Regel nur wenige Zentimeter.

     Die Antenne funktioniert am besten, wenn sie sich weit entfernt von Störquellen und elektrischen Geräten befindet. Ein Mast oder ein Dach ist ideal wobei die Spannungsversorgung über ein Bias-Tee über das verwendete Koaxkabel erfolgt. Je höher die Antenne angebracht wird, desto besser kann sie schwache Signale empfangen.
     Die Mini Whip nutzt das Konzept einer Aktiv-Antenne die das elektrische Feld der elektromagnetischen Welle erfasst und durch den integrierten Verstärker rauscharm verstärkt und dafür sorgt, dass selbst schwache oder gestörte Signale sauber übertragen werden.
     Aufgrund des Designs kann die Mini Whip Signale aus verschiedenen Richtungen und Frequenzbereichen empfangen, ohne eine physische Richtungsänderung vornehmen zu müssen. Die Vorteile sind die kompakte Größe und die breite Frequenzabdeckung von den Langwellen bis in den UKW-Bereich.

     Die Mini Whip ist besonders für Funkamateure eine attraktive Wahl für den Breitband Empfang mit einem SDR Empfänger und ideal für jene, die nach einer platzsparenden und effizienten Lösung für den Empfang suchen.

     Die Mini Whip ist eine technische Meisterleistung, die durch die kompakte Bauweise und Empfangsqualität überzeugt. Sie kann heute für kleines Geld bei den bekannten Vertrieben, wie Amazon usw, erworben werden.

     Als Beispiel sei WebSDR Twente genannt, wo die Mini Whip ihre Qualität beweist.

     Wer mehr wissen sei auf Wiki hingewiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

125. Verluste 2.

     Bei der Dimensionierung eines HF-Übertragers ist die Auswahl des richtigen Drahtquerschnitts sowie des Materials entscheidend für seine Funktion, denn der Wechselstrom-Widerstand steht in direktem Zusammenhang mit dem Querschnitt. Ein zu kleiner Querschnitt erhöht den Widerstand und die Verluste, während ein großer Querschnitt diese reduziert. Daher muss die Art des Drahtes sorgfältig gewählt werden, so dass er den maximalen Betriebsstrom unter Berücksichtigung des Skin- und Proximity-Effektes ertragen kann und die Strombelastbarkeit nicht überschritten wird.

     Was Funkamateure meist unberücksichtigt lassen ist der Einfluss des Skin Effektes, der mit zunehmender Frequenz dazu führt, dass sich der Stromfluss praktisch nur auf der Oberfläche des Leiters befindet und den Querschnitt des Drahtes auf einen kleinen Kreisring beschränkt, mit der Folge eines erhöhten Ohmschen Wechselstrom-Widerstandes, der auch zu thermischen Effekten, wie der der Curie –Temperatur, führt.

     HF-Übertrager müssen so konstruiert werden, dass Wärme wirksam abgeleitet werden kann und der Draht die Verlustleistung übersteht. Die Auswahl des Draht-Materials, meist Kupfer, hat wesentlichen Einfluss auf die Effizienz des HF-Übertragers und ist wegen der elektrischen Leitfähigkeit vorrangig, alternativ dazu sind Aluminiumdrähte, aufgrund ihres geringeren Gewichts, jedoch mit geringen Einschränkungen in der elektrischen Leitfähigkeit eine Alternative.

     Jeder Funkamateur kennt den Begriff des Skin-Effektes, wohl aber nicht deren Auswirkungen auf Balun, Hühnerleiter und Koppler, die eine Leistung bis zu 500 Watt verarbeiten müssen.

     Welcher Durchmesse und Material ist also zu wählen?

     Vernünftig ist Kupfer mit einem Durchmesser von mindestens 2,5 mm, denn dieser hat bei f = 7,1 MHz nur eine Skin -Tiefe von 24 µm und bei 30 MHz 12 µm was bedeutet, dass der hochfrequente Strom nur in den äußeren 12 bzw. 24 Mikrometern fließt mit der Wirkung, dass der Wechselstromwiderstand bei 7,1 MHz 104-mal größer als der Gleichstromwiderstand und bei 30 MHz 208-mal größer ist und die Güte der Spule, die in direktem Zusammenhang mit den Verlusten steht, enorm verringert.
     Die Erhöhung des Widerstandes ist signifikant und zeigt, wie stark der Skin-Effekt den Widerstand bei höheren Frequenzen beeinflusst. Der Gleichstromwiderstand eines Kupferdrahtes mit dem Durchmesser von 2,5 mm Durchmesser ist nur R = 0,0035 Ohm/m bei Umgebungs Temperatur.

     Die Verluste in einer Spule sind Ohmsche Verluste, die direkt proportional zum Widerstand und Quadratisch vom Strom im Draht abhängen und bei HF um ein Vielfaches ansteigen.
     Die Leerlauf-Güte einer Spule hängt direkt vom Verhältnis Blindwiderstand zum wirksamen Wirkwiderstand ab und bestimmt die Effizienz eines HF-Übertragers und sich zu
     Q = omega L / R berechnet. Der Proximity-Effekt führt zusätzlich zu Stromverdrängungen durch die Magnetfelder benachbarter Leiter und ist besonders in dicht gepackten Wicklungen wirksam.

     Die Wahl des Drahtquerschnitts ist daher ein komplexer Prozess, der sowohl elektrische als auch mechanische und thermische Anforderungen berücksichtigen muss. Eine sorgfältige Berechnung und die Verwendung hochwertiger Materialien stellen sicher, dass ein HF-Übertrager – wie ein Balun oder eine Hühnerleiter – effizient arbeitet. Einfach mal einen Übertrager mit einem Draht aus der Bastelkiste wickeln, wie in den vielen YouTube Videos dargestellt, ist daher keine gute Empfehlung.
     Ein HF-Übertrager, ein Balun, ein Koppler, eine Zweidrahtleitung oder, oder müssen berechnet werden, sollen sie den Anforderungen auf geringe Verluste genügen. Da die Verluste eines Leiters proportional zum Quadrat des HF-Stromes sind, ist es nicht egal an welcher Stelle z.B. ein Balun angeordnet wird. Im niederohmigen Bereich ist der Strom hoch, in hochohmigen niedrig, gültig auch für die Verluste. Einen Balun direkt hinter einem Transceiver – mit 50 Ohm – anzuordnen ist daher – aus der Sicht der Verluste – völliger Unsinn und wird trotzdem in vielen Kopplern, wohl aus Unkenntnis der oben dargestellten Zusammenhänge, verwendet.

     Besser ist ein symmetrischer Koppler ohne Balun mit symmetrischer Zweidrahtleitung ausreichenden Drahtquerschnitts, zur symmetrischen Antenne. Asymmetrisch gespeiste Antennen erfordern eine Mantelwellen Sperre direkt am Ausgang des Senders. Ein von Hause aus symmetrischer Koppler braucht keinen Balun am Sender Ausgang. Asymmetrische Koppler verwenden die Symmetrierung nach DL3LH und eine Mantelwellensperre am Sender Ausgang. Ein weiterer Vorteil eines fehlenden Balun ist das Fehlen von Verlusten im magnetischen Material, vor allem bei hohen Strömen im niederohmigen Bereich. Asymmetrische Koppler verwenden einen Luft-Übertrager nach DL3LH mit verzwirbelten Drähten, geschaltet als 1 : 1 Übertrager oder 1 : 4 als PUT am Ausgang.

     Auf jeder Zuleitung zur Antenne treten Maxima und Minima von Spannung und Strom auf, wobei die spezifische Durchbruchspannung nicht erreicht werden darf. Berechnet man mal den maximalen Strom im Leiter nur mit einer Leistung von 500 Watt, dann ist dieser in den reellen niederohmigen Orten auf der Leitung schnell mal 70 A und mehr, die in dem oben beschriebenen Kreisring von 12 bzw. 24 µm fließen – zum Glück nicht dauernd. Wer nun seine Zweidrahtleitung mit 1,5 Quadrat Kupfer beleidigt, muss sich nicht wundern wenn der Draht schmilzt. Gleiche Überlegungen gelten natürlich auch für Leiter-Querschnitte koaxialer Leitungen.
     Maxima und Minima treten immer dann auf, wenn es einen Unterschied zwischen Fußpunkt-Impedanz der Antenne und dem komplexen Wellenwiderstand der Zuleitung gibt, beschrieben durch den komplexen Reflexionsfaktor bzw. das VSWR.

     Wer mehr wissen will sei auf meine vielen Beiträge zu diesem Thema – hier auf Conny`s Seite – unter Technik / Antennen / Rund um die Antenne und auf die Beiträge von HB9AWJ, verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

126. Verluste 3:

     Kabelverluste bei einer Eingangsleistung von 500 W u. VSWR = 2, als Funktion der Frequenz und der Länge:

     2m RG-213:
     Verlust bei 7,1 MHz von 10 Watt.

     10 m RG-213:
     Verlust bei 7,1 MHz von 58,9 Watt.

     2 m RG-213:
     Verlust bei 30 MHz von 17,2 Watt.

     10 m RG-213:
     Verlust bei 30 MHz von 58,9 Watt.

     2 m RG-58:
     Verlust bei 7,1 MHz von 19,3 Watt.

     10 m RG-58:
     Verlust bei 7,1 MHz 70,5 Watt.

     2 m RG-58:
     Verlust bei 30 MHz 38,6 Watt.

     10 m RG-58:
     Verlust bei 30 MHz 155,6 Watt.

     Der Verlust wird in Wärme gewandelt und belastet das Kabel thermisch.

     Die Schlussfolgerung aus den Daten überlasse ich dem Amateur – Leser.

     Wer mehr über die Berechnung wissen will sei auf den Beitrag von mir: „Die Antenne macht die Musik“ verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

127. Verluste 4.

     Die thermische Belastung von Koaxialkabeln entsteht durch den Stromfluss innerhalb des Kabels. Daher sind die Materialien sorgfältig zu wählen. Hohe Temperaturen führen zu Isolationsschäden, Leitfähigkeitsverlusten und mechanischen Schäden. Im Profi Bereich bieten Internationale Normen, wie die IEC und IEEE, Richtlinien zur Bewertung und zum Umgang mit thermischen Belastungen.

     Zusätzliche Verluste erzeugt, neben der in den Tabellen angegebenen frequenzabhängigen Dämpfung, ein erhöhtes VSWR, dabei ist nur das VSWR am Kopfpunkt des Kabels für die Verluste verantwortlich.
     Da wir es auf dem Kabel mit Wellen zu tun haben kann es zu Überhitzungen an Orten hoher Stromdichte kommen und an Stellen hoher Spannung zum elektrischen Durchschlag der Isolation mit der Folge, dass das Kabel unbrauchbar wird. Die in den Tabellen angegebene maximal übertragbare Leistung reduziert sich um den Faktor S des VSWR.

     Der Gesamtverlust eines Koaxialkabels ist die Summe aus den dielektrischen-, Ohmschen-Verlusten und den Verlusten durch ein erhöhtes SWR. Die Reflexionsverluste sind L = 10 log (1 – Gamma^2) dB durch Stehwellen, wobei Gamma der Betrag des Reflexionsfaktors zwischen Antenne und Kabel ist, der mit der Beziehung VSWR = (1 + Gamma) / (1 – Gamma) in das VSWR umgerechnet werden.

     Stehwellen-Messgeräten zur kontinuierlichen Überwachung direkt am Sender sind sinnvoll, nicht aber geeignet für eine Aussage über die Qualität der Anpassung zwischen Kabel und Antenne und schon gar nicht auf die Resonanz der Antenne – wie immer wieder behauptet wird. Sollte das VSWR Meter im Sende-Betrieb rucken oder zucken oder sich ändern, ist das ein Hinweis über ein defektes Kabel durch einen Spannungsdurchbruch, ist defekt und muss ausgetauscht werden.

     Koaxialkabel mit Teflon-Isolierung – PTFE – bieten hervorragende elektrische Eigenschaften und sind besonders temperaturbeständig bis etwa 250 Grad Celsius, dazu gehören RG-142 und RG-178 B/U.

     Beispiele:
     Die maximale Spannung auf einem 50 Ohm Koaxialkabel bei einer Leistung von 500 Watt und einem VSWR von 2 berechnet sich mit
     Pmax = P gesamt (1+VSWR)^2 / 4 und daraus Umax = Wurzel aus Pmax mal Zo. Mit Pmax = 1125 W ist dann die Spitzenspannung 236 V.

     Die maximal übertragbare Leistung eines 50 Ohm Kabels nach Tabelle sei 3 KW. Bei einem VSWR am Kopfpunkt des Kabels von S = 3 verringert sich die maximal übertragbare Leistung zu Pmax = 3KW/3 = 1 KW.

     Mit dem Abstand der Leiter einer 600 Ohm Zweidrahtleitung von d = 92,4 mm und Luft als Dielektrikum, beträgt mit der typischen Durchbruch Feldstärke in trockener Luft von 3 KV/mm U = E mal d U = 3 kV/mm mal 92,4 mm = 277,2 kV. Im Vergleich dazu hat RG 213 mit Polyethylen als Dielektrikum eine Betriebsspitzenspannung von etwa 5 kV unter normalen Betriebsbedingungen.

     Die Frage nach dem noch erlaubten VSWR kann daher nicht nur mit der rücklaufenden Leistung, die zur Reduzierung der Sender-Leistung der Endstufe führt, beantwortet werden, sondern es muss auch die maximale Spannung auf der Leitung überprüft werden – entgegen der Darstellung in einigen YouTube Videos. Die maximale Spannung muss immer unterhalb der Durchbruchspannung der Leitung liegen.

     Einige Verlust – Beispiele sind in dem Beitrag Verluste 3 berechnet. Die frequenzabhängigen Dämpfungen aller bekannter Kabel kann dem ARRL Handbuch oder den Tabellen der Hersteller entnommen werden.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

128. Güte einer Spule

     ist das Verhältnis von Blindwiderstand zum wirksamen Ohmschen Widerstand.

     Beispiel:

     Frequenz f = 7,1 MHz, Induktivität L = 3 Mikro Henry und einem angenommenen Ohmschen Widerstand von R = 0.05 Ω ist die Güte = 2672 ohne Berücksichtigung des Skin Effektes.

     Mit der Skin-Tiefe von 24 Mikro Meter bei 7,1 MHz wird der wirksame Ohmsche Widerstand für Kupfer R = 0,781 Ω und die Leerlaufgüte Q = 171. Wird magnetischen Material verwendet, verringert sich Güte auf einen Wert von ca. Q = 100.

     Die Leerlaufgüte der gleichen Spule bei f = 30 MHz und sonst gleichen Parametern, der Skin-Tiefe von 12 Mikro Metern berechnet sich zu Q = 362. Die Leerlaufgüte steigt bei höheren Frequenzen ungefähr mit dem Faktor Wurzel (f2/f1).
     Ist die Güte und der Induktivitätswert bekannt, kann durch Umstellung der Definitionsgleichung der wirksame Ohmsche Widerstand und mit dem Strom durch die Spule die Verlustleistung in der Induktivität berechnet werden.

     In Resonanzkreisen bestimmt die Güte der Spule und die Güte des Kondensators die Kreisgüte. Der Verlust im Kondensator ist proportional zum Quadrat der anliegenden Spannung, dem Leitwert und dem Verlustwinkel tan Delta und meist vernachlässigbar.
     In einem Serienkreis ist – bei Resonanz – der Strom im Kreis Q mal größer, als der Strom außerhalb der Resonanz, beim Parallelkreis die Resonanzspannung Q mal größer als die Spannung weit ab der Resonanz mit der Folge, dass in beiden Kreisen die Verluste im Resonanzfall ein Maximum erreichen.
     Dabei ist das Q in diesem Fall das Betriebs QB, dass von der äußeren Beschaltung abhängt und immer kleiner ist als das Kreis Q. Damit die Betriebsgüte möglichst hoch bleibt, wird die Quelle und die Last beim Parallelkreis an einer Anzapfung oder mittels Koppelspulen geringen Koppelgrades zugeführt.

     Beispiel ist der Fuchskreis zur Anpassung von Langdrähten, der bei hoher Resonanzschärfe auch hohe Verluste aufweist und daher nur für den Portabel Betrieb geeignet ist. Die Verluste im Resonanzfall sind proportional zum Quadrat der Betriebsgüte. Besser ist daher eine einfache Ls Cp-Anpassung (Serien L, parallel C) zur Transformation der Impedanz des Senders in die Impedanz der Antenne.
     Ein Parallelkreis muss mit Konstant-Strom, der Reihenkreis mit Konstant-Spannung betrieben werden, damit die zueinander dualen Eigenheiten beider Kreise erhalten bleiben.

     Wer mehr wissen will sei auf das „Electronics Designers‘ Handbook“ von Lawrence Joseph Giacoletto hingewiesen. Dort sind ausführliche Berechnungen zum Thema Güte vorhanden.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

129. Kühlung 1.

     Verlustleistung wird in Wärme gewandelt. Während im Amateurbereich Kabel nicht gekühlt werden, muss die Wärme aktiver Bauteile durch Kühlkörper oder einen kühlenden Luftstrom abgeführt werden.

     1.Statische Berechnung.
     Die Berechnung des Wärmewiderstands Rth hilft sicherzustellen, dass ein Bauteil – wie ein Transistor – unterhalb sicherer Betriebstemperaturen bleibt. Der grundsätzliche Zusammenhang zur Berechnung des Wärmewiderstands ähnelt dem des Ohmschen Gesetzes und ist definiert als Temperatur Differenz zwischen Bauteil und Umgebung bezogen auf die abgegeben Verlustleistung des Bauteils.

     Beispiel:
     Ein Bauteil mit einer Versorgungsspannung U = 12 V und einem Strom I = 5 A gibt ein Leistung von P = 60 Watt ab. Angenommen aus dem Datenblatt ist eine maximale Temperatur von t = 125 °C erlaubt und die höchst zu erwartende Umgebungstemperatur sei 40 °C, dann berechnet sich daraus der thermische Widerstand Rth,max = 85 °C / 60 W = 1,416 K/W. Bei der Auswahl eines geeigneten Kühlkörpers muss Rth,max des im Datenblatt angegebenen Rth des Kühlkörpers geringer oder gleich dem berechneten sein, um eine sichere Wärmeableitung zu gewährleisten. Die Wärmeleitfähigkeit für Aluminium ist λ = 205 W/mK und Kupfer λ = 390 W/mK und sind typische Materialien für Kühlkörper. Kupfer hat also die bessere Wärmeleitfähigkeit, ist allerdings schwerer.

     2. Dynamische Berechnung.
     Die Berechnung des Wärmewiderstands im Pulsbetrieb ist ein wenig komplexer. Sie erfordert eine zeitabhängige Analyse der Wärmeübertragung und die Berücksichtigung der thermischen Masse sowie der Zeitkonstante des Systems.

     Da bei der dynamischen Betrachtung der Wärmewiderstand dynamisch auf kurzfristige Temperaturanstiege reagieren muss und die Wärmekapazität des Bauteils und des Kühlkörpers berücksichtigt werden muss. Im Pulsbetrieb wird Wärme nicht kontinuierlich, sondern in Pulsen dem Bauteil zugeführt. Die thermischen Eigenschaften werden durch die thermische Zeitkonstante τ bestimmt, die angibt wie schnell sich die Temperatur eines Systems bei einer Wärmeeinwirkung verändert. Die Funktion ist eine abfallende e-Funktion mit dem Argument – t/τ.

     Die Wärmekapazität c eines Materials ist ein Maß für die Fähigkeit Wärme zu speichern. Die Temperaturänderung kann nicht allein über den statischen Wärmewiderstand beschrieben werden, sondern erfordert eine dynamische Betrachtung. Der dynamische Wärmewiderstand Rth, dyn ist eine zeitabhängige Funktion der Wärmeentwicklung. Mit T(t) = Rth,dyn ⋅ Pimpuls ⋅ (1− e hoch-t/τ) berechnet sich die Temperatur zum Zeitpunkt t, mit P als Impulsleistung während des Pulses, τ der Zeitkonstante, abhängig von der Masse und der Wärmekapazität des Kühlkörpers und des Bauteils.
     Die Pulsleistung hängt ab von der Energie E des Pulses und seiner Dauer t und ist Pimpuls = E / t mit t als das Impulsintervall falls die Leistung nicht kontinuierlich ist und der Arbeitszyklus des Pulsbetriebs berücksichtigt werden muss. Der mittlere Wert wird über das Ein-/Aus-Verhältnisse – Duty Cycle – berücksichtigt, Peff = P Impuls mal D.

     Beispiel:
     Für den Pulsbetrieb mit einer Einschaltzeit von t = 0,1 s und einer Gesamtzyklusdauer von t ges= 1 s ergibt sich D = ton/tges = 0,1 / 1 = 0,1.

     Die thermische Zeitkonstante τ des Kühlkörpers wird durch seine Masse, seine spezifische Wärmekapazität c und den Wärmewiderstand Rth bestimmt und ist τ = Rth mal m mal c.

     Beispiel:
     Ein Kühlkörper aus Aluminium mit c = 900 J/kgK und einer Masse von m = 0,5 kg und einem statischen Wärmewiderstand von Rth = 10 K/W} verwendet wird die thermische Zeitkonstante τ = 10 mal 0,5 mal 900 = 4500 s. Eine größere Masse führt zu einer größeren Zeitkonstanten und zu einer größeren Wärmeträgheit.

     Die Temperatur des Bauteils während eines Pulses setzt sich aus dem sofortigen Temperaturanstieg durch den Impuls und der Abkühlung zwischen den Pulsen zusammen. Die Wärme verteilt sich im Kühlkörper und wird an die Umgebung abgegeben. Die maximale Temperatur wird durch Überlagerung der Puls- und Pausenphasen berechnet: Tmax = Rth mal Peff + Ta, um eine effiziente Wärmeableitung zu gewährleisten. Eine größere Masse führt zu höherer Wärmekapazität und längeren Zeitkonstanten. Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit sind Kupfer und Alu, deren Oberfläche durch Kühlrippen zur besseren Wärmeabgabe vergrößert wird. Ta ist die Anfangstemperatur.

     Wer mehr wissen will sei auf die Berechnung von Kühlkörpern im statischen und dynamischen Betrieb in den Funktechnischen Arbeitsblättern und auf das „Taschenbuch der Hochfrequenztechnik“, Meinke, Gundlach, Löcherer, Lange, verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

130. Abzocke.

     Die steigenden Frequenznutzungsgebühren für Funkamateure sind reine Abzocke. Wir experimentieren mit neuen Technologien, helfen kostenlos in Notfällen und tragen zur wissenschaftlichen Forschung bei.

     Während kommerzielle Anbieter für Frequenzrechte Millionen zahlen und damit auch Millionen verdienen, müssen Funkamateure regelmäßig Nutzungsgebühren entrichten ohne damit Geld zu verdienen. Die BNetz- Agentur, eine Organisation oder ein Unternehmen das Dienstleistungen anbietet, begründet das mit einem Verwaltungsaufwand und der Notwendigkeit einer teuren Frequenzüberwachung, was bei Amateuren überhaupt nicht notwendig ist und eine versteckte Steuer, ohne echten Mehrwert für die Gemeinschaft darstellt.

     In der Vergangenheit gab es keine Gebühren für die angebliche Abnutzung der Frequenzen. Doch mittlerweile hat die BRD die Amateurgemeinschaft als Zahlmeister erkannt und eine weitere Möglichkeit entdeckt um die Kassen zu füllen und das, obwohl Funkamateure weder massive Datenmengen übertragen noch kommerzielle Interessen verfolgen dürfen und mit der Nutzung kein Geld verdienen.

     Amateure bekommen auch keinen direkten Nutzen-Ausgleich und keine verbesserten Leistungen. Das ist eine ungleiche Behandlung im Verhältnis zu Großunternehmen mit Einnahmen in Millionen Höhe. Trotzdem müssen Funkamateure für ihren nicht-profitorientierten Betrieb zahlen. Das Hobby, das heute immer leichter zugänglich gemacht wurde füllt die Kassen, auch von Ömern die schon lange ihr Hobby aufgegeben haben. Dennoch sind selbst ehrenamtliche Funkgruppen mit Gebühren belastet, obwohl ihre Tätigkeit für das Gemeinwohl von hoher Bedeutung ist.

     Die Abzocker der Gebühren argumentieren mit der notwendigen Regulierung des Frequenzspektrums? Funkamateure stellen jedoch berechtigt die Frage, ob ihre Aktivitäten tatsächlich einen finanziellen Verwaltungsaufwand rechtfertigen, denn Prüfungen und Lizenz Zuweisungen sind mit eigenen Kosten beaufschlagt.

     Staatliche Funküberwachung existiert unabhängig vom Amateurfunkdienst, und es gibt kaum Störungen durch Funkamateure und wenn, wird deren Beseitigung gesondert in Rechnung gestellt, vor allem wenn keine Selbstbezichtigungs Erklärung vorliegt.
     Die technische Entwicklung profitiert kostenlos von den Experimenten der FA und daher sind faire Bedingungen angebracht und eine klare Transparenz über die Verwendung der Gebühren notwendig – so transparent wie die Beiträge beim DARC ?.
     Bei etwas 70.119 Rufzeichenzuteilungen beläuft sich derzeit die Summe auf etwa 2,1 Millionen Euro pro Jahr zzgl. der Gebühren für Prüfung, Rufzeichen Erteilung und kostenpflichtigen Aktivitäten.

     Die nachträgliche Einführung von Gebühren für alte Lizenzen ist fragwürdig. Die Betonung liegt auf nachträglich, was gesetzlich nicht möglich ist, denn in der BRD gibt es das Rückwirkungsverbot, das aus dem Rechtsstaatsprinzip abgeleitet wird und Bürger vor nachträglichen Gesetzesänderungen schützt. Eine Gesetzesänderung, die nachträglich in bereits abgeschlossene Sachverhalte eingreift ist grundsätzlich verfassungswidrig, da sie das Vertrauen der Bürger in die bestehende Rechtslage untergräbt. Das Bundesverfassungsgericht hat mehrfach entschieden, dass rückwirkende Gesetzesänderungen nur in Ausnahmefällen erlaubt sind, etwa wenn eine frühere Regelung unklar war oder eine Gesetzeslücke geschlossen werden muss.

     Die aktuelle Gebührenpraxis für Funkamateure ist eine reine Abzocke. Während Behörden die Notwendigkeit einer Regulierung betonen, fühlen sich viele Hobby-Funker finanziell benachteiligt. Wenn Funkamateure weiterhin kostenlos technische Innovationen vorantreiben und gemeinnützig tätig sein sollen, müssen diese Gebühren überdacht werden.
     Leider sind die meisten Funkamateure so eingenordet und verängstigt, dass sie alles erdulden was ihnen vorgesetzt wird.

     Wer mehr wissen will sei auf die Rubrik Allgemein/Gebühren hier auf Conny`s Seite verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

131. Kühlung 2.

     Die Abführung von Wärme ist für den Betrieb vieler technischer Systeme von enormer Wichtigkeit. Reicht ein Kühlkörper nicht aus oder erforderte die Geometrie einen kühlenden Luftstrom, muss ein Lüfter diese Aufgabe übernehmen.

     1. Die Dimensionierung eines Axial-Lüfters basiert auf rein physikalischen Prinzipien, die sicherstellen, dass die Temperaturerhöhung in bestimmten Grenzen bleibt. Der erforderlich Luftstrom ist Q = P / (ΔT× cp × ρ), P die abzuführende Leistung, ΔT der erlaubte Temperaturanstieg und cp die spezifische Wärmekapazität der Luft – 1005 J/kgK – und ρ die Dichte der Luft – ca.1,2 kg/m³.

     Beispiel:
     Die abzuführende Wärmeleistung sei 100 W bei einem erlaubten Temperaturanstieg von 10 K. Mit der Luftdichte von 1,2 kg/m³ und der spezifische Wärmekapazität cp = 1005 J/kgK berechnet sich der erforderliche Luftstrom zu 30 m³/h Luftdurchsatz.

     Grundlage für die passende Auswahl des Lüfters ist die Berechnung. Ein größerer Lüfter kann bei niedriger Drehzahl diese Leistung erzielen und ist leiser. Hindernisse im Luftweg erhöhen den Luft-Widerstand, was eine größere Lüfter-Leistung erforderlich macht.
     Bei der Dimensionierung eines Lüfters muss auch der Druckverlust durch Hindernisse berücksichtigt werden. Lüfter müssen nicht nur das Volumen fördern, sondern auch den Druckverlust überwinden, der Widerstand durch Kühlkörper, Filter und Gehäuse Öffnungen führt zu einem Druckabfall. Dieser wird durch die Bernoulli-Gleichung und empirische Werte bestimmt.
     Die Berechnung des Druckverlusts eines Lüfters ist ziemlich komplex und kann mit der Darcy-Weisbach-Gleichung berechnet werden und ist abhängig von Rohrreibungsbeiwert, abhängig von Reynoldszahl, der Rohrrauheit, der Rohrlänge, dem Rohrdurchmesser, der Luftdichte und der Strömungsgeschwindigkeit, dabei führen Bögen und Formstücken zu Druckverlusten, die durch den Widerstandsbeiwert berücksichtigt wird.

     Typischer Druckverlust: Lüftungsgitter 5 – 15 Pa, Kühlkörper 20 – 50 Pa und Staubfilter 30 – 100 Pa. Lüfter müssen also einen entsprechenden höheren statischen Druck liefern und werden anhand ihrer Kennlinie ausgewählt, die das Verhältnis von Volumenstrom zur Druckerhöhung beschreibt. Größere Lüfter haben eine höhere Effizienz, höhere Drehzahlen erzeugen mehr Luftdurchsatz. Lüfter sollten im optimalen Arbeitsbereich betrieben werden.
     | 80 mm | 3000 RPM | 50 m³/h | 35 dBa |
     | 120 mm | 1500 RPM | 75 m³/h | 28 dBa |
     | 140 mm | 1000 RPM | 90 m³/h | 22 dBa |

     Ein 140-mm-Lüfter wäre für leise Kühlung und hohen Luftstrom optimal. Falls der Platz begrenzt ist, wäre ein 80-mm-Lüfter mit höherer Drehzahl eine Alternative, allerdings wesentlich lauter.

     Beispiel:
     Für eine Anodenverlustleistung 500 W ist ein Luftdurchsatz von 149 m³/h nötig. Arbeitet der Lüfter gegen ein Lüftungsgitter mit einem Druckverlust von 5 – 15 Pa, ist ein 120-mm – oder 140-mm-Lüfter optimal.

     2. Die Berechnung eines Radiallüfters ist abhängig vom Volumenstrom, dem Druckverlust, der Drehzahl und dem Wirkungsgrad. Der Volumenstrom gibt an, wie viel Luft der Lüfter in einer bestimmten Zeit bewegt Q = A mal v mit A = Querschnittsfläche des Kanals und
     v =Strömungsgeschwindigkeit. Die Druckdifferenz zwischen Ein- und Auslass bestimmt die Leistung des Lüfters und ist ΔP = ρ × v^2 /2 mit rho als Luftdichte und v als Strömungsgeschwindigkeit. Die benötigte mechanische Leistung des Lüfters ist dann P = Q ×ΔP / η mit η als Wirkungsgrad des Lüfters, typisch 0,6 – 0,8. Die Drehzahl des Lüfters hängt ab von der Umfangsgeschwindigkeit n = v / (π × d) mit d als Durchmesser des Laufrades.

     Beispiel:
     Luftgeschwindigkeit sei = 10 m/s, die Querschnittsfläche des Kanals = 0,2 m², Luftdichte 1,2 kg/m³, Wirkungsgrad 0,7 und der Laufrad Durchmesser 0,5 m. Dann berechnet sich der Volumenstrom zu 2 Kubikmeter pro Sekunde, die Druckerhöhung 60 Pa bei einer Leistungsaufnahme von 171,43 Watt und der Drehzahl von n = 382 U/min.

     Die Berechnung eines Lüfters zur Wärmeabfuhr erfordert also eine genaue Analyse der thermischen Leistung, der Umgebungsbedingungen und des Luftwiderstands. Durch optimierte Luftführung und Auswahl eines geeigneten Lüfters kann eine effiziente Kühlung gewährleistet werden. Die Temperaturerhöhung kann sehr einfach mit einem berührungslosen Thermometer gemessen werden.

     Wer mehr wissen will sei auf die umfangreichen Rechen Beispiele in den Funktechnischen Arbeitsblättern vom Franzis Verlag verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

132. S – Meter.

     Wenn der Funkamateur kein S-Meter hätte:

     Ein Funker saß, die Nacht war kalt,
     sein Sender war ihm teurer Halt.

     Der Transceiver lief, die Wellen sangen,
     kein Signal war zu empfangen.

     Die Frequenz, sie rauscht, sie lebt,
     doch ohne Pegel, wer versteht?

     Ohne Meter, das ist fatal,
     der Empfang nur eine Qual.

     Ein Piepsen hier, ein Knacken dort,
     ist es nah, oder schon fort?

     Zwanzig Jahr, Tag und Nacht,
     hat er seinen Draht bewacht.

     Doch blieb sein Signal stets allein,
     ohne Skala – wer wird’s schon sein?

     Er hörte Rauschen, hörte Knistern,
     vernahm das stete Weltgeflister.

     War es DX? War es lokal?
     ohne Anzeige – ein Fanal!

     Ohne Skala, ohne Rat,
     wird jeder Ruf zur letzten Tat.

     Ohne Meter, das war klar,
     bleibt jeder Ruf ein Spiel, nicht wahr.

     Er wollte doch nur wissen schlicht,
     war ich laut oder war ich nicht?

     Die Wellen flüstern, doch sie schweigen,
     kein Pegel, der ihm könnt was zeigen.

     „CQ, CQ!“ rief er ins All,
     War’s ein Freund, war’s ein Ton?
     keine Skala, nur Illusion.

     Kein Gesprächsstoff weit und breit
     ist jetzt des Funkers Leid.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

133. Kurze Spule.

     Die Induktivität einer Spule mit nur einer einzelnen Windung zu berechnen erfordert etwas Gehirnschmalz. Die Induktivität ist
     L = μo ⋅ μr⋅ r ( ln 8r/d −2 + K ), mit μo als magnetische Feldkonstante – 4π × 10⁻⁷ H/m, μr = relative Permeabilität des Mediums – für Luft = 1, r Radius der Leiterschleife, d Durchmesser des Leiters, K Korrekturfaktor, abhängig von der exakten Form und dem Frequenzbereich – in etwa 0,5 bis 1.

     Beispiel:
     Radius der Schleife r = 0.5 m, d = 10 mm Kupferrohr, μo = 4 pi 10^-7 H/m, μr = 1, ohne Korrekturfaktor. Die Induktivität beträgt 2,5 µH und der Ohmsche Widerstand der Schleife R = 0.69 mΩ, ohne Berücksichtigung des Skin Effektes.
     Wird dieser Berücksichtigt dann steigt der Ohmsche Widerstand bei 7,1 MHz der Kupfer-Spule von 0,69 mΩ auf 19,6 mΩ und für die Dimensionierung eines passenden Anpassnetzwerkes die Impedanz der Leiterschleife Z = ( 0,0196 + j 111,6 ) Ω.

     Wer mehr wissen will sei auf das „Electronics Designers‘ Handbook“ von Lawrence Joseph Giacoletto hingewiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

134. Kurze Spule 2.

     Die Induktivität einer quadratischen Schleife ist L ≈ μo ⋅ l ⋅ ( ln ( 2 l / d) + c ) mit c einer empirischen Konstanten, die zwischen 1 und 2 liegt. Die empirische Konstante c hängt von der Stromverteilung ab. Für eine quadratische Schleife liegt c typischerweise zwischen 1 und 2.

     Beispiel:
     Quadratische Schleife l = 1m, d = 10 mm Kupferrohr, 7,1 MHz. Die Induktivität berechnet sich zu L ≈ 10 μH und die Impedanz der quadratischen Schleife bei 7,1 MHz wird, unter Berücksichtigung des Skin-Effekts von Rac = 0,91 Ω, Z ≈ ( 0,91 + j 445 ) Ω – ohne Strahlungswiderstand.
     Der Strahlungswiderstand einer quadratischen Schleife beschreibt, wie effektiv die Schleife elektromagnetische Energie abstrahlt und ist Rs ≈ 20 π^2 ( A / λ^2)^2, mit A als Fläche der Schleife.

     Beispiel:
     Quadratische Schleife 1m × 1mm, 7,1 MHz, der Strahlungswiderstand berechnet sich zu Rs ≈ 0,27 Ω. Große Schleifen oder höhere Frequenzen verbessern die Strahlungsleistung. Aus Strahlungswiderstand und Verlustwiderstand berechnet sich der Wirkungsgrad zu η = 0,27 / (0,27 + 0,91 ) = 22,8 Prozent.

     Eine quadratische Schleife ist daher die bessere Lösung für eine Loop, was die Ingenieure der DDR schon damals erkannt, wohl besser berechnet, haben und für das KSG 1300 System ein automatisches CC – Anpassnetzwerk für quadratische Loop`s von 2 mal 2 und 4 mal 4 Metern entwickelten, dessen Wirkungsgrad den Wert von η = 99,8 % erreicht.

     Wer mehr wissen will sei auf das „Handbuch der Hochfrequenztechnik“, Meinke, Gundlach, Löchere, Lange verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

135. Kurze Spule 3.

     Die Induktivität einer quadratischen Schleife ist L ≈ μo ⋅ l ⋅ ( ln( 2 l / d) + c ) mit c einer empirischen Konstanten, die zwischen 1 und 2 liegt. Die empirische Konstante c hängt von der Stromverteilung ab. Für eine quadratische Schleife liegt c typischerweise zwischen 1 und 2.

     Beispiel:
     Quadratische Schleife l = 1m, d = 10 mm Kupferrohr, 7,1 MHz. Die Induktivität berechnet sich zu L ≈ 10 μH und die Impedanz der quadratischen Schleife bei 7,1 MHz wird, unter Berücksichtigung des Skin-Effekts von Rac = 0,91 Ω, Z ≈ ( 0,91 + j 445 ) Ω – ohne Strahlungswiderstand.
     Der Strahlungswiderstand einer quadratischen Schleife beschreibt, wie effektiv die Schleife elektromagnetische Energie abstrahlt und ist Rs ≈ 20 π^2 ( A / λ^2)^2, mit A als Fläche der Schleife.

     Beispiel:
     Quadratische Schleife 1m × 1m, 7,1 MHz, der Strahlungswiderstand berechnet sich zu Rs ≈ 0,27 Ω. Große Schleifen oder höhere Frequenzen verbessern die Strahlungsleistung. Aus Strahlungswiderstand und Verlustwiderstand berechnet sich der Wirkungsgrad zu η = 0,27 / (0,27 + 0,91 ) = 22,8 Prozent.

     Eine quadratische Schleife ist daher die bessere Lösung für eine Loop, was die Ingenieure der DDR schon damals erkannt, wohl besser berechnet, haben und im KSG 1300 System ein automatisches CC – Anpassnetzwerk für quadratische Loop`s von 2 mal 2 und 4 mal 4 Metern entwickelten, dessen Wirkungsgrad den Wert von η = 99,8 % erreicht.

     Das magnetische Feld einer quadratischen Schleife kann mit den Gesetzen der Elektrodynamik berechnet werden. Die grundlegende Methode ist das Biot-Savart-Gesetz.
     Eine quadratische Schleife erzeugt ein Magnetfeld ähnlich einer kreisförmigen Schleife, aber mit komplexeren Feldlinien aufgrund der Ecken. Das Feld ist besonders stark in der Mitte der Schleife und fällt außerhalb schnell ab.
     Das Magnetfeld an einem beliebigen Punkt wird durch die Summe der Beiträge der vier Seiten der Quadratschleife bestimmt wobei jede Seite der quadratischen Schleife einen Anteil zum Magnetfeld beiträgt. Das resultierende Feld kann durch Integration über alle Seiten bestimmt werden. Im Zentrum der quadratischen Schleife ist das Magnetfeld am Stärksten.
     Für eine quadratische Schleife der Seitenlänge a mit Strom I ergibt sich für das Feld im Mittelpunkt Bcenter ≈ 2 mal Wurzel 2 μo I / π a. Das Ergebnis zeigt, dass das Feld direkt von der Stromstärke und der Schleifengröße abhängt.

     Beispiel:
     100 Watt, Impedanz aus oben berechneten Werten Z = (1,18 + j 445) Ω. Daraus ergibt sich die Stromstärke Ieff = P / ∣Z∣ = 0,22 A und die magnetische Induktion Bcenter ≈ 0,176 µT.
     Das Magnetfeld von 0,176 µT ist extrem schwach und stellt keinerlei Gefahr für Menschen oder elektronische Geräte dar. Zum Vergleich: Das Erdmagnetfeld hat typischerweise 25 – 65 µT und MRI Scanner arbeiten mit Magnetfeldern im Bereich von 1 – 7 Tesla, also Millionen Mal stärker als das berechnete Feld. Magnetfelder dieser Größenordnung haben keine nachgewiesenen gesundheitsschädliche Wirkung auf den Menschen.

     Wer mehr wissen will sei auf das „Taschenbuch der Hochfrequenztechnik“, Meinke, Gundlach, Löchere, Lange und auf meinen Artikel „Die Antenne macht die Musik“ verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

136. urze Spule 3.

     Die Induktivität einer quadratischen Schleife ist L ≈ μo ⋅ l ⋅ ( ln( 2 l / d) + c ) mit c einer empirischen Konstanten, die zwischen 1 und 2 liegt. Die empirische Konstante c hängt von der Stromverteilung ab. Für eine quadratische Schleife liegt c typischerweise zwischen 1 und 2.

     Beispiel:
     Quadratische Schleife l = 1m, d = 10 mm Kupferrohr, 7,1 MHz. Die Induktivität berechnet sich zu L ≈ 10 μH und die Impedanz der quadratischen Schleife bei 7,1 MHz wird, unter Berücksichtigung des Skin-Effekts von Rac = 0,91 Ω, Z ≈ ( 0,91 + j 445 ) Ω – ohne Strahlungswiderstand.
     Der Strahlungswiderstand einer quadratischen Schleife beschreibt, wie effektiv die Schleife elektromagnetische Energie abstrahlt und ist Rs ≈ 20 π^2 ( A / λ^2)^2, mit A als Fläche der Schleife.

     Beispiel:
     Quadratische Schleife 1m × 1m, 7,1 MHz, der Strahlungswiderstand berechnet sich zu Rs ≈ 0,27 Ω. Große Schleifen oder höhere Frequenzen verbessern die Strahlungsleistung. Aus Strahlungswiderstand und Verlustwiderstand berechnet sich der Wirkungsgrad zu η = 0,27 / (0,27 + 0,91 ) = 22,8 Prozent.

     Eine quadratische Schleife ist daher die bessere Lösung für eine Loop, was die Ingenieure der DDR schon damals erkannt, wohl besser berechnet, haben und im KSG 1300 System ein automatisches CC – Anpassnetzwerk für quadratische Loop`s von 2 mal 2 und 4 mal 4 Metern entwickelten, dessen Wirkungsgrad den Wert von η = 99,8 % erreicht.

     Das magnetische Feld einer quadratischen Schleife kann mit den Gesetzen der Elektrodynamik berechnet werden. Die grundlegende Methode ist das Biot-Savart-Gesetz.
     Eine quadratische Schleife erzeugt ein Magnetfeld ähnlich einer kreisförmigen Schleife, aber mit komplexeren Feldlinien aufgrund der Ecken. Das Feld ist besonders stark in der Mitte der Schleife und fällt außerhalb schnell ab.
     Das Magnetfeld an einem beliebigen Punkt wird durch die Summe der Beiträge der vier Seiten der Quadratschleife bestimmt wobei jede Seite der quadratischen Schleife einen Anteil zum Magnetfeld beiträgt. Das resultierende Feld kann durch Integration über alle Seiten bestimmt werden. Im Zentrum der quadratischen Schleife ist das Magnetfeld am Stärksten.
     Für eine quadratische Schleife der Seitenlänge a mit Strom I ergibt sich für das Feld im Mittelpunkt Bcenter ≈ 2 mal Wurzel 2 μo I / π a. Das Ergebnis zeigt, dass das Feld direkt von der Stromstärke und der Schleifengröße abhängt.

     Beispiel:
     100 Watt, Impedanz aus oben berechneten Werten Z = (1,18 + j 445) Ω. Daraus ergibt sich die Stromstärke Ieff = P / ∣Z∣ = 0,22 A und die magnetische Induktion Bcenter ≈ 0,176 µT.
     Das Magnetfeld von 0,176 µT ist extrem schwach und stellt keinerlei Gefahr für Menschen oder elektronische Geräte dar. Zum Vergleich: Das Erdmagnetfeld hat typischerweise 25 – 65 µT und MRI Scanner arbeiten mit Magnetfeldern im Bereich von 1 – 7 Tesla, also Millionen Mal stärker als das berechnete Feld. Magnetfelder dieser Größenordnung haben keine nachgewiesenen gesundheitsschädliche Wirkung auf den Menschen.

     Wer mehr wissen will sei auf das „Taschenbuch der Hochfrequenztechnik“, Meinke, Gundlach, Löchere, Lange und auf meinen Artikel „Die Antenne macht die Musik“ verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

137. Lange Spule.

     Die Induktivität einer langen Spule hängt von ihrer Geometrie und den physikalischen Eigenschaften des Mediums ab. Sie kann durch folgende Formel berechnet werden mit L = μo μr N^2 A / l. Innerhalb der Spule ist das magnetische Feld homogen. wenn die Randbedingungen vernachlässigt werden.

     Beispiel:
     Durchmesser 50 mm, Länge 100 mm, Windungszahl 5, berechnet sich zu
     L = 0,616 µH und mit der Drahtlänge von 0,785 m und Drahtdurchmesser
     2 mm wird der Ohmsche Widerstand mit Skin-Effekt bei 7,1 MHz, Rac = 0,856 Ω und die Leerlaufgüte Q ≈ 32,1.

     Das Magnetfeld innerhalb der Spule kann durch das Ampèresche Gesetz berechnet werden. Es gilt Binnen = μo μr N l / L. Für eine idealisierte Spule mit Strom 1 A wird B = 62,8 µT. Das Feld außerhalb einer langen Spule ist wesentlich schwächer als im Inneren, da sich die Feldlinien innerhalb der Spule konzentrieren.
     Für eine ideale lange Spule ist das Feld nicht mehr homogen, sondern nimmt stark ab. Es ähnelt dem Magnetfeld eines magnetischen Dipols, wobei die Feldlinien außerhalb der Spule eher einem Ringmagneten ähneln.
     Das Feld außerhalb der Spule entsteht durch die Überlagerung der Felder der einzelnen Windungen. In größerer Entfernung kann man das Magnetfeld durch eine Dipol-Näherung annähern:
     Baußerhalb ≈ μo μr / (4π m r hoch 3) mit m = N I A als das magnetische Moment der Spule und r die Entfernung von der Hauptspule. Es gilt auch Baußen ≈ Binnen ⋅ e−r/l. Das Magnetfeld fällt also mit der dritten Potenz der Entfernung ab, was bedeutet, dass es schnell schwächer wird. In der Nähe der Spule sind die Feldlinien komplizierter und hängen stark von der Windungsform ab.

     Beispiel:
     Spulenabstand der Koppelspule 2 mm, dann wird das äußere Feld B ≈ 61,6 µT und der Ohmsche Widerstand unter Berücksichtigung des Skin-Effektes ist Rac ≈ 0,856 Ω und der Verlust Pv ≈ 0,856 W.

     Der Koppelgrad mit einem Abstand von 2 mm ist mit
     kgeom = r^3 / (r^3 + d^3) und d = 50 mm kgeom = 0,9995 und bedeutet, dass die beiden Spulen stark gekoppelt sind. Mit kgeom kann der Wert der Gegeninduktivität zu M ≈ kgeom mal Wurzel L1 L2 berechnet werden.

     Die Eigenkapazität einer langen Spule beschreibt die parasitäre Kapazität zwischen benachbarten Windungen. Diese beeinflusst das Resonanzverhalten und kann eine Eigenresonanz verursachen. Näherungsweise gilt für die Eigenkapazität einer zylindrischen Spule
     C ≈ εo εr A / d, alternativ dazu gibt es eine Formel nach Medhurst mit etwa 0,5 – 2 pF pro cm Durchmesser und ergibt näherungsweise für oben berechnete Spule C ≈ 7,5 pF. Manchmal wird die Eigenkapazität mit dem Durchmesser in cm der Spule etwa gleich der Eigenkapazität abgeschätzt.

     Die Eigenresonanz berechnet sich in bekannte Weise mit L = 0,616 µH und der Eigenkapazität von 7,5 pF zu 7,4 MHz. Oberhalb dieser Frequenz verhält sich die Spule wie eine Kapazität und verliert die Eigenschaften als Spule. Die Betriebsfrequenz muss immer unterhalb der Eigenresonanz betrieben werden.

     Wer mehr wissen will sei auf meinen Beitrag: „Induktivitäten in der täglichen
     Praxis“ verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

138. Zugfestigkeit:

     Die Zugfestigkeit eines Drahtes ist σ = F / A. Für Kupfer und Aluminium ist diese zwischen 200 bis 400 MPa und reines Aluminium bei etwa 90 MPa, während Aluminiumlegierungen deutlich höhere Werte erreichen und zwischen 200 und 600 MPa liegt. Die tatsächlichen Werte können den Tabellen der Hersteller entnommen werden.
     Jedenfalls muss die berechnete Zugspannung immer unterhalb der zulässigen liegen, damit der Draht nicht reißt, wobei die Windlast zu berücksichtigen ist. Viele rechnen noch mit kp = 9,81 N.

     Beispiel:
     Zugkraft 50 kp – 7,1 MHz:

     Kupferdraht 1,5 Quadrat σ = 327,0 MPa, Rac ≈ 3,42 Ω / 10 m
     Kupferdraht 2,5 Quadrat σ= 196,2 MPa, Rac ≈ 2,63 Ω / 10 m
     Kupferdraht 4,0 Quadrat σ= 122,6 MPa, Rac ≈ 2,11 Ω / 10 m

     Aludraht 1,5 Quadrat σ = 327 MPa, Rac ≈ 0,71 Ω / 10 m
     Aludraht 2,5 Quadrat σ = 196,2 MPa, Rac ≈ 0,42 Ω / 10 m
     Aludraht 4,0 Quadrat σ = 122,6 MPa, Rac ≈ 0,26 Ω / 10 m

     Im Vergleich Alu: (7,1 MHz):

     Querschnitt Rdc Rac
     1,5 mm² 0,177 Ω 0,71 Ω / 10 m
     2,5 mm² 0,106 Ω 0,42 Ω / 10 m
     4,0 mm² 0,066 Ω 0,26 Ω / 10 m

     Rac ist der Wechselstromwiderstand unter Berücksichtigung des Skin-Effektes bei der Frequenz 7,1 MHz, verantwortlich für die Verluste und Rdc der Ohmsche Widerstand bei Gleichstrom.

     Die Windlast auf Draht- Antennen berechnet sich zu Fw = cw ⋅ A⋅ p mit cw = 1,2 Beiwert für runde Drähte, A die Fläche gleich Durchmesser × Länge für zylindrische Objekte und p = Winddruck, der sich berechnet zu p = ½ ⋅ ρ ⋅ v^2 wobei ρ = Luftdichte mit ca.1,225 kg/m³ bei Normalbedingungen ist und v als Windgeschwindigkeit.

     Beispiel:
     Dipol 2 x 27 m, 2,5 Quadrat, Die Windlast ist Fw = 28,6 N oder ≈ 2,91 kp, bei 4 Quadrat Fw = 36,6 N oder ≈ 3,73 kp.

     Zur Berechnung der Zugkräfte verweise ich auf meinen technischen Kommentar „Rund um die Antenne“ vom 10. April d.J.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

139. Unsinn.

     Seit langer Zeit habe ich mal wieder im 40 Meter Band zugehört. Es ging um Antennen mit 1: 49 und 1: 64 Balun. Der Quatsch wird im quätscher, oder je größer der Unsinn desto leichter glauben Amateure daran. Wie kann ein aus Induktivitäten bestehendes HF-Bauteil einen reellen Widerstand in einen reellen Widerstand transformieren? Wo lernt man das? Mir kommt es vor als würde es eine Regel der Dummheit geben: Je absurder die Behauptung, desto leidenschaftlicher verteidigen ihre Anhänger sie.

     Ob in sozialen Medien, pseudowissenschaftlichen YouTube-Kanälen oder auf dem Band ist die Wahrheit unbequem. Knackige Schlagworte, simple Weltbilder die die „Echte Wahrheit“ nicht kennt. Wer sich mit der HF-Technik schwertut, greift lieber zum ersten besten Unsinn, der bequem ins eigene Weltbild passt.

     Eine Halbwahrheit, oft genug wiederholt, wird zur vermeintlichen Wahrheit. Wer tagein, tagaus denselben hanebüchenen Unsinn liest und hört, beginnt ihn irgendwann für plausibel zu halten. Mit jeder Wiederholung wird aus eine falschen Behauptung „Offensichtliches Wissen“.

     In Online-Foren und YouTube Kanälen rotten sich Gleichgesinnte zusammen, die sich gegenseitig in ihrem Irrglauben bestärken. Wer einmal in einer solchen Echokammer sitzt, bekommt nur noch das serviert, was zur eigenen Überzeugung passt. Amateure glauben nicht nur an den Unsinn, sie halten sich oft für Experten darin. Wer ein paar fragwürdige Internetartikel oder YouTube Videos über Antennen gelesen oder gesichtet hat, fühlt sich plötzlich weiser als jeder Wissenschaftler. Komplexe Zusammenhänge werden auf Banalitäten reduziert, und jeder, der widerspricht, wird zum „Schlafschaf“ und zum Spinner degradiert.

     Man könnte meinen, dass der Zugang zu Wissen in der heutigen Zeit die Menschheit klüger macht. Das Gegenteil ist der Fall. Stattdessen scheint es eine umgekehrte Dynamik zu geben: Je einfacher, lächerlicher und faktenferner eine Behauptung, desto eifriger stürzt sich die Amateur Meute darauf, als wäre sie die Offenbarung höchster Weisheit.

     Selbst Denken? Eigenständige Recherche? Viel zu anstrengend. Warum sich mit der Materie abmühen, wenn man stattdessen eine einfache Erklärung serviert bekommt, die alle Probleme löst? Wer Unsinn verbreitet, muss sich nicht mit nervigen Dingen wie Logik oder Mathematik herumplagen – einfach laut genug brüllen, dann wird’s schon stimmen.

     Amateure lieben es, sich als Experten auszugeben. Sie haben einige YouTube-Videos gesehen und halten sich nun für die Speerspitze der Wissenschaft. Dabei ist ihr gefährliches Halbwissen meist nicht nur falsch, sondern eine groteske Verzerrung realer Fakten.

     Wo Wahrheit stört, schafft man sich eben seine eigene. In den endlosen Weiten des Internets rotten sich Gleichgesinnte zusammen, um sich gegenseitig zu bestätigen und verlieren dabei jegliche Realität. Wer widerspricht, wird verteufelt. Hier zählt nur, wer am lautesten „Ich wusste das schon immer!“ brüllt. Die größten Ahnungslosen treten mit der Überzeugung auf, alles durchschaut zu haben. Während echte Experten ihre Aussagen sorgfältig abwägen, haut der Amateur mit voller Wucht seine grotesken Unwissenheiten heraus – und bekommt dafür noch den Beifall der Amateurgemeinschaft.

     Wer sich die Welt einfach zurechtbiegt, erspart sich mühsame Denkprozesse.
     Wahre Erkenntnis erfordert harte Arbeit, Zweifel und Selbstkritik. Unsinn hingegen kommt in hübschen Verpackungen daher und verspricht einfache Lösungen für komplizierte Probleme. Kein Wunder, dass so viele lieber den bequemen Unsinn wählen, statt sich der harten Realität zu stellen.

     In den endlosen Weiten des Internets rotten sich Gleichgesinnte zusammen, um sich gegenseitig zu bestätigen und dabei jegliche Vernunft auszuknipsen.

     Widersprüche aufdecken und nicht jeden Unsinn glauben, denn Wahrheit ist das einzige Gegenmittel gegen die Epidemie des Unsinns.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

140. Grenzempfindlichkeit

     eines Empfängers ist die Fähigkeit, schwache Signale gerade noch verarbeiten zu können. Es ist der niedrigste Pegel eines Eingangssignals, den der Empfänger zuverlässig detektieren kann, ohne dass es durch das thermische Rauschen überdeckt wird.
     Diese Empfindlichkeit wird in Bezug auf das Signal-Rausch-Verhältnis – SNR – und des Eingangsspannungspegels definiert und berechnet sich zu
     Pmin = 10 ⋅ log10 (kTB) + NF + SNRmin.
     Dabei ist kTB die thermische Rauschleistung, die sich aus der Boltzmann-Konstante k = 1,38 10^-23 J/K, der Temperatur T in K und der Bandbreite B berechnet.

     Beispiel:
     Bandbreite 3 KHz, T = 290 K, die Rauschleistung des Generatorwiderstandes ist -139,2 dBm und mit einer Rauschzahl von von 5 dB, einem minimalen SNR von 10 dB wird die Grenzempfindlichkeit Pmin = -139,2 + 5 + 10 = -124,2 dBm.

     Beispiel:
     Bandbreite 8 Hz, T = 290 K, SNR = 0 dB, 50 Ohm wird die Grenzempfindlichkeit des Empfängers Pmin = −161,97 dBm.
     Aus der Beziehung U = Wurzel (P ⋅ R) wird die Grenzempfindlichkeit in Volt
     U = 5,63 Nanovolt unter idealen Bedingungen.

     Das Beispiel zeigt die Vorteile von FT 8 und die Überlegungen hinter der Entwicklung digitaler Betriebsarten.

     Die Rauschzahl F beschreibt das Verhältnis des Signal-Rausch-Verhältnisses – SNR – am Eingang eines Systems zu dem am Ausgang. Eine kleine Rauschzahl des System fügt dem System weniger Rauschen hinzu. Wird die Rauschzahl in dB angegeben, gilt: FdB = 10 ⋅ log10 (F) und hängt von der Frequenz ab, für die sie gemessen wird, und wird bei der Standard-Rauschtemperatur von 290 K angegeben – der Raumtemperatur.

     Die Rauschzahl und die Rauschtemperatur eines Vierpols sind eng miteinander verbunden
     Rauschtemperatur Te ist eine effektive Temperatur, die den Rauschbeitrag eines Vierpols charakterisiert. Sie wird berechnet aus der Rauschzahl:
     Te = (F – 1) To mit To als Standard Rauschzahl, F – 1 wird als zusätzliche Fz bezeichnet.

     Wer mehr wissen will sei auf meinen Beitrag „Rauschmessungen“ verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

141. DJ3KJ

     Ich verweise auf den YouTube Kanal von DJ3KJ: „Schau mal einer an“
     der eine Fundgrube an wichtigen Informationen für Funkamateure und Technik Begeisterte ist.
     Die Sammlung an nützlichen Videos zeigt das Interesse des Erstellers am Amateurfunk. Die einfachen, klaren Erklärungen und die mit viel Liebe erstellten Videos heben die Seite positiv, im Verhältnis zu einigen Polter Seiten, die nur gefährliches Halbwissen verbreiten, hervor.

     Es wird deutlich, dass hier mit Sachverstand und Engagement gearbeitet wurde, um die vielen Fragen, auch gedienter Funkamateure, zu beantworten.

     Eine Seite, die zeigt, wie viel Begeisterung und Leidenschaft im Amateurfunk stecken kann!

     Die Seite kann leicht über eine Suchmaschine im Netz gefunden werden.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

142. VSWR 2.

     Der Amateur misst sein VSWR am Eingang der Antennenzuleitung. Interessant ist aber nur das VSWR am Fußpunkt der Antenne um eine Aussage über den Anpassungszustand zwischen Antenne und Zuleitung zu ermöglichen.

     Die Bestimmung der Verluste der verwendeten Zuleitung kann in einfacher Weise durch Messung des VSWR am Eingang bei Kurzschluss am Ende der Leitung ermittelt werden.

     Beispiel:
     Reflexionsfaktor am Eingang der Leitung sei
     Γ = 0, 7, (VSWR = 1,857), Dämpfung der Leitung 3 dB.

     Reflektierte Leistung am Eingang (Pr/Phin) dB = 10 log10 Γ^2 dB = 10 log10 (0,7^2) dB = −3,1 dB.

     Die Leitung hat eine Dämpfung von 3 dB pro Weg, d.h. die reflektierte Leistung wurde zweimal gedämpft und zwar auf dem Hin- und Rückweg, daher ist die Gesamtdämpfung der Leitung 6dB.

     Die reflektierten Leistung am Fußpunkt der Antenne wird dann P = – 3,1 dB – 6 dB = – 9,1 dB und der Reflexionsfaktor am Fußpunkt der Antenne
     Γ^2 = 10 hoch Reflektierte Leistung /10 = 10 hoch
     (- 9,11/10) = 0,123 und daraus der Betrag des Reflexionsfaktors am Fußpunkt der Antenne
     Γ = Wurzel 0,123 = 0,35 bzw. das VSWR = 2,077.

     Das VSWR am Fußpunkt der Antenne ist größer als am Eingang der Leitung, weil die Dämpfung der Leitung das VSWR zum Eingang der Leitung hin verbessert hat.
     Aus diesem Reflexionsfaktor kann der Betrag des Antennenimpedanz berechnet werden und gibt einen Hinweis auf den Anpassungszustand zwischen Antenne und Zuleitung – nur für die eine Betriebsfrequenz.

     Der Wellenwiderstand der Zweidrahtung sei 600 Ohm, mit der bekannten Beziehung Z Antenne = Zo (1 + |Gamma| / (1 – |Gamma|) wird der Betrag der Antennenimpedanz Z = 1246 Ω. Wird ein Koaxkabel verwendet kann mit der oben beschriebenen Berechnung nur der Betrag der Eingangsimpedanz des verwendeten Balun bestimmt und nicht der Betrag der Antennenimpedanz.

     Manche Stehwellen Messgeräte zeigen nicht nur das VSWR an, sondern auch den Real- und Imaginärteil einer Impedanz, dann kann mit diesen Werten die Impedanz der Antenne bestimmt werden, wenn deren Länge und der Verkürzungsfaktor bekannt sind. Die Kontrolle kann mit oben angeführter Rechnung überprüft werden, denn das Ergebnis muss den oben berechneten Betrag der Antennenimpedanz ergeben.

     Der Total Loss berechnet sich zu TL = 10 log (a^2 – Γ^2 ) / a (1 – Γ^2) = 10 log (4 – 0.1225) / 2 (1 – 0,1225 ) = 3,44 dB. Bei einer Eingangsleistung von 500 W verbleiben für die Antenne Pout ≈ 227 W.

     Wer mehr wissen will sei auf den Beitrag: „Die Antenne macht die Musik“ verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

143. April, April,

     und wieder so ein YouTube Video von einem Thomas mit dem Märchen von der resonanten Antenne.

     Damit die am Ende der Antennenzuleitung anstehende Leistung der Antenne zur Verfügung steht, muss konjugiert komplexe Anpassung herrschen und keinesfalls Resonanz. Hat die Antennen z.B. die Impedanz. Z = RA + jXA, dann muss am Ende der Zuleitung die konjugiert komplexe Anpassung Z = RA – jXA herrschen, um die maximale Leistungsübertragung sicherzustellen, d.h. die Antenne muss nicht in Resonanz sein.
     Die natürliche Resonanz ist eher von Nachteil, weil sich der Blindanteil als Funktion der Frequenz in der Umgebung der Resonanz stark ändert und sich die Verluste des Gesamtsystems, Antenne, Zuleitung, Koppler und Balun vergrößern.
     Bedingt durch die konjugiert komplexe Impedanz am Ende der Leitung berechnet sich ein Reflexionsfaktor ungleich Null, mit der Folge einer reflektierten Leistung, die der Antenne nicht zu Verfügung steht.
     Diese ist Prück = Pe (1 – |Gamma|^2), mit Gamma als Reflexionsfaktor am Ende der Leitung. Pe ist die Eingangsleistung abzüglich der Verluste durch die frequenzabhängige Dämpfung der Leitung und die Zusatzverluste durch Stehwellen und evtl. Balun.
     Nehmen wir den Ort der Antenne als Bezugspunkt, dann ist die Impedanz entlang einer verlustlosen Leitung
     Z(z) = Zo ⋅ { ZL + j Zo tan(βz)} / { Zo + j ZLtan(βz)} mit beta = 2pi/Lambda als Phasenkonstante.

     Am Ende der Leitung, z = 0. wird Z(0) = ZL. Entlang der Leitung z > 0 wird die Impedanz in Abhängigkeit von der Leitungslänge und der Lastimpedanz transformiert. Die Wellen entlang der Leitung verändern die Impedanz, die sich an jedem Ort von z unterschiedlich ist. Bei einer Leitungslänge von Lambda/4 wird die Impedanz Z = ( Zo^2 / ZL ) und bei z = Lambda/2 wird Z = ZL – aber nur bei einer verlustlosen Leitung.
     Je nach Länge der Antennenzuleitung stellt sich eine Impedanz am Eingang der Leitung ein, die vom Koppler auf die üblichen 50 Ohm transformiert werden muss. Auch hier, am Ausgang des Kopplers, gilt wieder konjugiert komplexe Anpassung für maximale Leistungsübertragung, wobei die Impedanzen und die Güte der verwendeten Bauteile die Verluste im Anpassnetzwerk bestimmen. Verluste durch Balun und Mantelwellensperre/n sind nicht berücksichtigt.

     Aus dem hier am Eingang der Leitung vorhandene Reflexionsfaktor und der reflektierten Leistung kann durch Berechnung der Betrag der Antennenimpedanz bestimmt werden. Bei Verwendung einer Zweidrahtleitung misst man die Antennenströme – Vor und Rück – und bestimmt daraus das VSWR.
     Wer mehr wissen will sei auf den Beitrag: „Die Antenne macht die Musik“ verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

144. Profi und Amateur

     Der Profi blickt bedenklich drein,
     Der Amateur will nur einfach sein.
     Der eine feilt und misst und plant,
     der andre stolpert, unbekannt.

     Der Profi weiß, er steht ganz oben,
     Der Amateur bleibt stets verschroben.
     Er träumt von Ruhm, von Glanz und Licht,
     Doch reicht sein Werk dem Meister nicht.

     Der Profi sieht den Dummkopf scheitern,
     Der Amateur kann nichts erweitern.
     Er schwätzt von Nichts mit Leidenschaft,
     Doch fehlt ihm Können, fehlt ihm Kraft.

     Am Ende zählt nicht Spott und Hohn,
     Nur Können hebt mich auf den Thron.
     Der Amateur mag heute lachen,
     Doch morgen wird er’s besser machen.

     Der Profi wacht siegt und strebt,
     der Amateur hofft, dass er noch lebt.
     Er kämpft sich durch mit leerer Kraft,
     der Profi hat das längst gerafft.

     Der Meister kennt den rechten Weg,
     der Amateur bleibt nur bestrebt.
     Er glaubt, Talent sei alles wert,
     nur Wissen ist, was wirklich zählt.

     Der Profi plant Stück für Stück,
     der Amateur hofft auf sein Glück.
     Er meint, dass Geist allein genügt,
     vergisst, dass man sich Träumen fügt.

     Der Profi sieht das grobe Ziel,
     der Amateur spielt Kinderspiel.
     Er glaubt, er könne mit hohlen Werten
     die Regeln der Physik verderben.

     Ein Meister übt, forscht und schafft,
     der Amateur hofft auf Gottes Kraft.
     Doch während einer Wissen häuft,
     der andre nur sein Schwachsinn säuft.

     Der Profi grinst, doch nur verhalten,
     der Amateur will sich stets entfalten.
     Doch Wollen ist nicht gleich Erfolg,
     denn Träume machen aus Mist kein Gold.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

145. BEMFV

     Die BEMFV – Verordnung über das Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder – betrifft insbesondere Funkamateure mit ortsfesten Funkanlagen. Sie regelt die Anzeige- und Nachweispflichten zur Einhaltung der Grenzwerte elektromagnetischer Felder.
     Die Selbsterklärung, die Funkamateure abgeben müssen, wenn ihre Anlage eine äquivalente isotrope Strahlungsleistung von 10 Watt EIRP oder mehr erreicht. Diese Anzeige erfolgt bei der Bundesnetzagentur und dient dem Schutz der Bevölkerung vor möglichen gesundheitlichen Auswirkungen elektromagnetischer Felder.
     In Deutschland werden die Grenzwerte für elektromagnetische Felder durch die 26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes – 26. BImSchV – geregelt. Diese Verordnung basiert auf Empfehlungen der Internationalen Kommission zum Schutz vor nicht ionisierender Strahlung – ICNIRP- und der Strahlenschutzkommission.

     Einige Grenzwerte für hochfrequente elektromagnetische Felder von ortsfesten Anlagen nach Frequenzbereich, elektrische Feldstärke, magnetische Feldstärke

     0,1 – 1 MHz 87 V/m 0,73 / f A/m
     1 – 10 MHz 87 / f¹/² V/m 0,73 / f A/m
     10 – 400 MHz 28 V/m 0,073 A/m
     400 – 2000 MHz 1,375 f¹/² V/m 0,0037 f¹/² A/m

     Diese Grenzwerte sollen sicherstellen, dass keine gesundheitlich relevanten Wärmebelastungen des Körpers durch elektromagnetische Felder entstehen.
     Sie gelten für Mobilfunk-Basisstationen, Rundfunksender, zivile und militärische Radaranlagen sowie Amateurfunkanlagen.

     Verstöße gegen diese Vorschriften werden als Ordnungs -Widrigkeit geahndet.

     Laut § 15a der BEMFV können Bußgelder verhängt werden, wenn eine erforderliche Anzeige der Funkanlage nicht oder nicht rechtzeitig erfolgt. Die festgelegten Grenzwerte für elektromagnetische Felder überschritten werden. Die Standortbescheinigung nicht eingeholt oder nicht eingehalten wird.
     Die genaue Höhe der Bußgelder hängt von der Schwere des Verstoßes ab und wird von der Bundesnetzagentur festgelegt.

     § 15a Ordnungswidrigkeiten

     Ordnungswidrig im Sinne des § 37 Absatz 1 Nummer 14 des Gesetzes über die Bereitstellung von Funkanlagen auf dem Markt handelt, wer vorsätzlich oder fahrlässig entgegen § 4 Absatz 1 Satz 1, auch in Verbindung mit Satz 2, entgegen § 5 Absatz 2 Satz 2 oder entgegen § 5 Absatz 3 Satz 5 eine ortsfeste Funkanlage betreibt.

     Wer mehr wissen will beschäftige sich mit dem Bußgeld Katalog!

     Dr. Walter Schau, DL3LH

146. LC -Verhältnis

     ein Mythos unter den Funkamateuren. Ein hohes LC-Verhältnis, empfohlen bei Sperrkreisen der W3DZZ, gilt als erstrebenswert. Stimmt das was der Rothammel sagt?

     Wir reden nicht lange, sondern berechnen:

     Beispiel 1:
     Resonanzkreis für die Frequenz 7,1 MHz, L = 20 Mikro Henry unter Berücksichtigung des Skin-Effektes. Für f = 7,1 MHz und Kupfer berechnet sich eine Skin-Tiefe zu 24 µm und bei einem angenommenen Gleichstromwiderstand der Spule von 0,5 Ω wird der effektive Widerstand Reff = 20,8 kΩ. Der erforderliche Kondensator für Resonanz ist C = 25,3 nF und daraus die Güte des Kreises Q =1/ Reff mal Wurzel L/C = 0,0013 und das LC – Verhältnis = 790.

     Beispiel 2:
     Für eine Induktivität von 100 µH und einem Gleichstromwiderstand von 1 Ω wird der effektive Widerstand Reff = 41,7 kΩ und die Kapazität C = 5,06 nF. Daraus die Leerlauf Güte des Resonanzkreises Q = 0,0034 und das LC-Verhältnis in diesem Fall 19,760.
     Der Resonanzwiderstand eines Serienkreises, auch als charakteristische Impedanz bezeichnet, ergibt sich aus Induktivität und Kapazität. Mit L = 100 µH, C = 5,06 nF wird dieser aus Wurzel aus 19.760 berechnet und ist daher R = 140,5 Ω. Dies ist der reelle Widerstand, die der Serien-Schwingkreis im Resonanzfall besitzt – ohne Berücksichtigung angeschlossener Komponenten.

     Der Resonanzwiderstand eines gleichwertigen Parallelkreises unterscheidet sich grundlegend von dem des Serienkreises. Während beim Serienschwingkreis die Impedanz bei Resonanz minimal ist, erreicht sie im Parallelschwingkreis ihren maximalen Wert. Dieser berechnet sich aus Z = L / (C⋅R) und wird in diesem Fall rund 19,76 kΩ und unter Berücksichtigung des Skin-Effektes nur noch Z ≈ 474 Ω – immer ohne angeschlossenen Komponenten. Bei einem angenommen HF-Strom von 0,5 A ist der Verlust im Kreis P = I mal I, mal R = 0,25 x 474 Ω = 118,5 Watt.

     Wie sinnlos oder sinnvoll daher ein Sperrkreis-Dipol, bei dem der Kreis auf 7,05 MHz in Resonanz sein soll, ist, überlasse ich dem Leser und sollte er denkender Funkamateur sein, kann er selbst seine Schlussfolgerungen aus den Beispielen ziehen. Eine einfache Berechnung der Antenne bzw. der Antennenanlage bringt Licht ins Dunkel und ist Grundlage für die BEMFV.

     Wer mehr wissen will sei auf das „Taschenbuch der HF-Technik“ Meinke, Gundlach, Löcherer, Lange verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

147. Effizienz
     einer Draht-Antenne ist von deren effektiven Länge abhängig. Der HF-Strom entlang der Antenne ist keine Konstante, sondern sinusförmig verteilt und kann durch Integration des sinusförmig über die Antenne verteilten Stromes in ein flächengleiches Rechteck der Länge Leff mit als konstant angenommenen Strom berechnet werden um die Verluste berechnen zu können.
     Durch den Skin-Effekt fließt der HF-Strom nur in einer kleinen Oberflächenringschicht mit der Folge, dass durch diese Reduzierung des Querschnittes der Ohmschen Widerstand gegenüber dem Gleichstromwiderstand erheblich erhöht wird und für die Verluste verantwortlich zeichnet.
     Da eine Draht-Antenne meist aus dünnen Drähten besteht, stellt sich die Frage: Welcher Drahtdurchmesser muss verwendet werden und welche Verluste stellen sich bei den verschiedenen Durchmessern unter Berücksichtigung des Skin-Effektes ein?.
     Als Antennen-Material kommt, wegen der besseren, elektrischen Leitfähigkeit, nur Kupfer, Alu oder Bronze in Frage.

     Um die Frage nach dem Durchmesser des Drahtes einer Antenne, unter Berücksichtigung des Skin-Effektes zu beantworten, berechnen wir eine Antenne der normierten Länge von 10 m für die Frequenz 7,1 MHz. Die effektiven Widerstände anderen Längen können dann durch eine einfache Multiplikation berechnet werden. Die effektive Länge eines Dipols hängt von der Stromverteilung auf der Antenne ab und ist leff = 0,64 L, d.h. das nicht die gesamte physische Länge des Dipols zur Strahlung beiträgt, sondern nur etwa 64 % der tatsächlichen Länge.

     Die Skin-Tiefe bei 7,1 MHz ist 24 µm, d.h. der HF-Strom fließt überwiegend in einer etwa 24 µm dünnen Ringschicht in der Oberfläche des Kupferdrahtes. Mit der Leitfähigkeit von Kupfer ρ = 1.68 × 10−8 Ω⋅m ist der Gleichstromwiderstand eines 1 mm starken Drahtes der Länge 10 m, RDC ≈ 0.214 Ω und der Wechselstromwiderstand RAC ≈ 4,46 Ω.

     Ergebnisse für verschiedene Durchmesser eines 10 m langen Kupfer-Drahtes:
     Durchmesser RDC RAC
     1.0 mm 0.214 Ω 4.46 Ω
     1.5 mm 0.095 Ω 3.13 Ω
     2.0 mm 0.054 Ω 2.25 Ω
     2.5 mm 0.034 Ω 1.86 Ω
     3.0 mm 0.024 Ω 1.49 Ω
     3.5 mm 0.017 Ω 1.30 Ω
     4.0 mm 0.013 Ω 1.12 Ω

     Beispiel:
     Antenne 2 x 27 m, CuL, Durchmesser 1 mm. Der Wechselstromwiderstand, verantwortlich für die Verluste, berechnet sich zu RAC = 5.4 x 4.46 Ω = 5.4 × 4.46 = 24,084 Ω, der in etwa dem halben Strahlungswiderstand bei Resonanz entsprich und den Wirkungsgrad der Antenne stark reduziert.

     Aus dem Bsp. wird ersichtlich, dass sich Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1 mm verbietet. Die Verluste berechnen sich zu Pv = Ieff ⋅ Ieff ⋅ RAC und können erheblich sein.

     Damit kann die Frage nach dem richtigen Durchmesser des Antennen Drahtes beantwortet werden: Ein möglichst großer Durchmesser verringert die Verluste der Antenne. Zu berücksichtigen ist, dass mit wachsendem Durchmesser sich auch das Gewicht vergrößert und der Durchhang sowie die Kräfte an den Abspannpunkten wachsen. Eine Verringerung des Gewichtes kann durch Verwendung von Alu erreicht werden.
     Bei dünnen Drähten ist die erlaubte Stromdichte zu berücksichtigen, die im Fall von Kupfer Leitungen in Luft Seff = 3 − 6 A/mm² beträgt. Die Verluste im HF-Bereich werden stark von der Qualität der Leiter-Oberfläche bestimmt, die durch Versilberung verbessert werden kann.

     Angenommen, ein Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1 mm führt einen Strom von 5 A was zu einer Stromdichte von 6,37 A/mm² und unter Berücksichtigung des Skin-Effektes zu Seff = 66,3 A/mm² führt. Das ist mehr als das 10-Fache der zulässigen Stromdichte und verringert damit die übertragbare HF-Leistung in die Antenne, außerdem wird der Ohmsche Widerstand zusätzlich durch die Stromwärme weiter erhöht. Auch aus diesem Grunde sind Drahtdurchmesser von mindesten 2,5 mm für den Antennenbau im Bereich der Kurzwellen erforderlich.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

148. Effizienz 2

     Die wenigsten Amateur habe begriffen, dass der Skin-Effekt in der gesamten Funkanlage gilt. Angefangen in der Verdrahtung der Leistungsstufe, dem Koppler, dem Balun, der Zuleitung, der Mantelwellensperre, der Antenne.

     In dem Beitrag über Effizienz einer Dipol Antenne ist ersichtlich, dass Drahtdurchmesser von mindestens 2 – 2.5 mm erforderlich sind, egal an welcher Stelle der Antennenanlage.
     Da werden Balun und Mantelwellensperren wie wild mit dünnen Koaxkabeln bewickelt und dann behauptet, dass diese ausreichend für 1 KW und mehr geeignet sind. Wer das glaubt, der glaubt auch noch immer an den Klapperstorch.
     Hier die ungefähren Skin-Tiefen für einen Kupferdraht:
     3,6 MHz ca. 37 µm
     7,1 MHz ca. 24 µm
     14,2 MHz ca. 18 µm
     28,5 MHz ca. 13 µm

     d.h. mit steigender Frequenz wird der Stromfluss zunehmend auf die äußeren Schichten des Leiters verdrängt, was den Widerstand erhöht und verantwortlich für die Verluste des Leiters ist.

     In einem Beitrag habe ich mal gelesen: DL3LH spricht in einem seiner Beiträge man sollte doch Variometer aus russischen Beständen als Balun verwenden. „Sowas verwenden wir doch gar nicht“ sagte der Kommentator. Man sollte doch, denn diese Variometer sind optimal bezgl. der Kopplung, der massiven Schleifer und des Drahtdurchmessers von 2,0 mm optimal ausgelegt, denn die russischen Konstrukteure hatten Ahnung von HF.

     Für Amateure gibt es den Skin-Effekt nicht, denn sonst würden die Querschnitte der verwendeten Leiter in der Antennenanlage kaum diese „Schmunzel-Drähte“ für Koppler, Balun und Co. Zuleitung und Antenne verwenden. Man braucht sich doch nur die YouTube Beiträge über die Bewicklung von Balun u. Co. ansehen, die mit geringen Querschnitten für den KW Bereich geeignet sein sollen. Auch auf die Angaben des SA Wolfgang W. sind viele hereingefallen und trotz meiner Hinweise an ihn, damals, hat er seine wertlosen Basteleien unverändert an Amateure verkauft.
     Das 500 W schon eine beachtliche HF-Leistung ist, soll im folgenden Beispiel näher beleuchtet werden.

     Beispiel:
     Das HF-Wattmeter hinter der Endstufe zeigt 500 Watt effektive Leistung. Diese Leistung geht in einen symmetrischen LC-Koppler und dann in eine 600 Ohm Zweidrahtleitung, an dessen Ende ein symmetrischer Dipol angeschlossen ist.

     Wir berechnen über den Total Loss und die Verluste in der LC-Kombination die verbleibende Leistung an der Antenne zu 400 W, die sich aus der vorlaufenden Leistung von 450 Watt und der rücklaufende von 50 W zusammensetzt..
     Daraus berechnet sich das VSWR am Fußpunkt der Antenne zu VSWR = 2,0 und der Betrag des Reflexionsfaktors Gamma = 0,333 bzw. 1/3. Aus dem Reflexionsfaktor berechnet sich der reelle Widerstand der die Leistung von 400 W aufnimmt und aus Strahlungswiderstand und Verlustwiderstand besteht.
     Der HF-Strom ist bei 400 W Wirkleistung 577 mA. Der Dipol hat 2 mal 50 m Länge, bei einem Durchmesser des Kupfer-Drahtes von 2 mm. Bei der Frequenz 7,1 MHz ist der Verlustwiderstand unter Berücksichtigung des Skin-Effektes Rv = 10,55 Ω. Daraus der Strahlungswiderstand Rs = 1200 Ohm – 10,55 Ohm und der Wirkungsgrad zu rund η = 0,98 oder 98 Prozent.

     Laut Simulationen kann ein Dipol dieser Länge bei 7,1 MHz in 10 m Höhe einen Gewinn von etwa 9,95 dBi erreichen und daraus EIRP mit den Werten des Dipols EIRP ≈ 3964 W. Die Stromdichte in dem Kupferleiter der Antenne bei 7,1 MHz ist J ≈ 3,54 A/mm2 und liegt dabei im zulässigen Bereich für Kupfer.

     Man könnte jetzt noch die mechanische Belastung, die Kräfte in den Abspannungen und den Durchhang berechnen, was in einem anderen Beitrag schon beleuchtet wurde und hier nicht wiederholt werden soll.

     Immer noch der Meinung, dass eine Antennenanlage hin gefummelt anstatt berechnet werden sollte?

     Dr. Walter Schau, DL3LH

149. Koaxkabel 2.

     Ein Kupferleiter von 0,6 mm, der Länge 10 m, HF- Strom bei 7,1 MHz von 1 A ist die Stromdichte J = 22,2 A/mm² bei Umgebungstemperatur.
     Erlaubt sind maximal 6 A/mm².

     Wenn die Stromdichte über dem zulässigen Wert liegt, führt das zur Überhitzung des Leiters durch eine erhöhte Wärmeentwicklung durch Joule’sche Verluste, die schließlich das Dielektrikum und die Isolation des Kabels beschädigen, bis hin zum Kurzschluss. Da wundert sich dann der Amateur, wenn er ohne Sinn und Verstand einen Balun mit RG 58 bewickelt, dieser heiß wird und seine Funktion einstellt.

     Innendurchmesser gängiger
     Koaxialkabeltypen:

     RG 6 A/U: 1 x 0,7 mm
     RG 11 A/U: 1 x 0,6 mm
     RG 58 C/U: 19 x 0,2 mm
     RG 59 B/U: 1 x 0,6 mm
     RG 62 A/U: 1 x 0,6 mm
     RG 174: ca. 0,5 mm
     RG 178: ca. 0,3 mm
     RG 179: ca. 0,3 mm
     RG 188: ca. 0,3 mm
     RG 213: ca. 2,25 mm
     Aircell 5: ca. 1,05 mm
     Aircell 7: ca. 1,85 mm.

     Die Konsequenzen überlasse ich den Amateuren und hoffe, dass die YouTube Videos zum Bewickeln von Ringkernen endlich wieder in der Versenkung – auf Dauer – verschwinden.

     Stellt sich die Frage womit bewickle ich nun meinen Ringkern zur Anwendung als stromkompensierte Drossel beim Übergang einer asymmetrischen Antenne auf eine symmetrische Zweidrahtleitung?

     Wer mehr darüber wissen will, sei auf den Beitrag: „Die Antenne macht die Musik“ verwiesen.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

150. In Ergänzung des Beitrages über Drähte hier nach amerikanischen Normen:

     | AWG | Durchmesser (mm) | Querschnitt (mm²) |
     | 1 | 7,35 | 42,40 |
     | 2 | 6,54 | 33,62 |
     | 4 | 5,19 | 21,15 |
     | 6 | 4,11 | 13,30 |
     | 8 | 3,26 | 8,37 |
     | 10 | 2,59 | 5,26 |
     | 12 | 2,05 | 3,31 |
     | 14 | 1,63 | 2,08 |
     | 16 | 1,29 | 1,31 |
     | 18 | 1,02 | 0,823 |
     | 20 | 0,812 | 0,518 |
     | 22 | 0,644 | 0,326 |
     | 24 | 0,511 | 0,205 |
     | 26 | 0,405 | 0,129 |
     | 28 | 0,321 | 0,081 |
     | 30 | 0,255 | 0,051 |

     Den Gleichstromwiderstand des Drahtes berechnet sich mit RDC = rho ( l / A) mit RDC als Widerstand bei Gleichstrom, rho der spezifische Widerstand des Materials,
     z. B. Kupfer: ca. 0,0172 mm^2/m, l Länge des Drahtes und A der Querschnitt.

     Auch bei diesen Drähten erhöht sich der Widerstand durch den Skin-Effekt, so dass für die Bewicklung von Balun und Co. nur mit AWG kleiner 12 einen Sinn macht.

     Beispiel:
     Draht 12 AWG Kupfer der Länge 10 m hat bei der Frequenz 7.1 MHz einen Wechselstromwiderstand von RAC ≈ 2,22 Ω. Mit der Querschnittsfläche Aeff≈ 0,142 mm2 wird die Stromdichte J = 70,4 A/mm2, erlaubt sind 6.

     Beispiel:
     Ein Balun mit vielen in Serie geschalteten Ferrit-Kernen wird mit RG 58 ausgeführt. Der Innenleiter hat 19 Kupferdrähte a 0,2 mm Durchmesser. Das ergibt eine Gesamtfläche von A ≈ 0,596 mm2 und daraus der Durchmesser bei 100 Prozent Packungsdichte: D ≈ 0,87 mm.
     Bei Berücksichtigung der Skin-Tiefe wird bei 7,1 MHz Aeff = 0,061 mm2 und die Stromdichte bei 1 Ampere J ≈16, 4 A/mm2, erlaubt sind 6.

     Die Leistung bei 1 A und 50 Ohm (VSWR = 1, da dieser Balun nur hinter dem Sender betrieben werden darf) ist 50 W, d.h. dieser oft hofierte Balun ist schon mit 50 W überlastet. Die Leistung muss, um den Faktor 16,4 : 6 reduziert werden damit die Stromdichte im Leiter nicht überschritten wird, d.h. die maximal zulässige Leistung ist P ≈18,29 W und nicht mehr.

     Wie heißt noch dieser von vielen Amateuren hochgelobte und vielfach nachgebaute Balun?

     Dr. Walter Schau, DL3LH

151. FT8 vs. Voice Cloning.

     FT 8 hat sich bei den Amateuren bewährt. Der Rechner übernimmt das gesamte QSO. Der nächste Schritt wird wohl das Voice Cloning sein.
     Diese beiden Technologien haben sich hervorgetan: FT8, ein digitales Funkprotokoll für schwache Signale, und Voice Cloning, die KI-gesteuerte Nachbildung der menschlichen Stimme, die von der natürlichen Stimme nicht mehr zu unterscheiden ist. Der Clone führt das QSO und es kann nicht mehr unterschieden werden, wer hinter dem Mikrofon sitzt.

     FT8, entwickelt vom Nobel Preisträger Joe Taylor – K1JT – ist ein modernes digitales Funkprotokoll, das sich besonders für die Kommunikation unter schwierigen Bedingungen eignet.
     Es nutzt eine extrem kleine Bandbreite und automatisierte Abläufe, die es ermöglichen, Signale in starkem Rauschen und bei schwachen Übertragungen noch verständlich zu dekodieren.

     Die Vorteile von FT8 sind: Effizient bei schwachen Signalen und ideal für DX-Verbindungen mit kleiner Sendeleistung und schlechten Antennen, automatisierter Ablauf für schnelle und präzise Kommunikation ohne langwierige manuelle Eingaben, sowie enorme Reichweiten, selbst bei schlechten Bedingungen.
     Die Einschränkungen wie begrenzte Kommunikation läuft nach vordefinierten Mustern ab, persönliche Gespräche sind nicht möglich, es werden nur digitale Daten übermittelt. Analysiert man heutige QSOs werden praktisch auch nur Name, Rufzeichen, Standort und Rapport ausgetauscht und sich darüber stundenlang unterhalten, bis die Lady im Hintergrund angeblich, ungeduldig zum Kaffee geläutet hat oder man hat noch was ganz wichtiges anderes zu tun.

     Voice Cloning nutzt KI-Technologien, um menschliche Stimmen realistisch nachzubilden. Durch neuronale Netzwerke können bereits wenige Sprachsamples ausreichen, um eine täuschend echte Kopie einer Stimme zu erzeugen. Die Vorteile sind: Authentische Sprachwiedergabe inklusive Tonfall und Emotionen, nebst individueller Stimmen. Die Nachteile von Voice Cloning sind wohl nur rein ethischer Art weil man mit Fake-Stimmen viel Unsinn treiben kann. Je mehr Sprachmaterial vorhanden ist, desto realistischer die Rekonstruktion. Dazu braucht die KI nur wenige Sätze aus einem normalen QSO.

     Obwohl FT8 und Voice Cloning zwei völlig unterschiedliche Prinzipien sind, verbinden sie doch die modernen Fortschritte in der digitalen Kommunikation. Während FT8 Effizienz und technische Präzision bietet, revolutioniert Voice Cloning die Art und Weise, wie wir mit Computern, Maschinen und anderen Menschen interagieren.
     Erste Versuche auf dem 40 m Band haben reichlich Verwirrung gestiftet.

     Die Zukunft wird Voice Cloning weiter entwickeln und sich dann mit FT8 sogar verbinden.

     Eine neue Ära der Funkkommunikation im Amateurfunk?

     Dr. Walter Schau, DL3LH

152. Koaxkabel 3

     Was können Amateure mit der Leistungsangabe bei Koaxkabeln anfangen? Genau genommen nichts, denn die Leistungsangabe berechnet sich aus der Durchbruchfeldstärke und dem Abstand zwischen Innen- und Außenleiter, berücksichtigt aber nicht die Stromdichte im Innenleiter.

     Die Feldstärke im Dielektrikum berechnet zu E(r) = U / (r ln(Ra/Ri)) mit r als laufender Abstand im Dielektrikum mit U = angelegte Spannung, r der aktueller Radius innerhalb des Dielektrikums und R die Radien von Innen- und Außenleiter. Die Durchschlagfestigkeit verschiedener Materialien: Luft: ca. 3 kV/mm, PTFE (Teflon): ca. 60 kV/mm und Polyethylen: ca. 20 – 30 kV/mm ist die eine Grenze, die andere weit aus begrenzende ist die Stromdichte im Innenleiter, die besonders vom Skin-Effekt beeinflusst wird und in den meisten Fällen nicht berücksichtigt wird.

     Der Amateur übernimmt die Leistungsangabe ohne Sinn und Verstand und vertraut auf die Angaben der Hersteller.

     Hier einige Leistungsangaben bekannter Koaxialkabeltypen:
     RG 58 C/U: maximale Belastbarkeit 330 W, RG 213/U: maximale Belastbarkeit 1,86 kW, Aircell 7: maximale Belastbarkeit 620 W, Ecoflex 15: maximale Belastbarkeit 1,97 kW, ohne Berücksichtigung der Stromdichte im Innenleiter.

     Als Beispiel: Belastbarkeiten für das teure HyperFlex-Kabel 5 bei verschiedenen Frequenzen:

     HyperFlex 5:
     10 MHz 710 W,
     14 MHz 620 W,
     21 MHz 510 W,
     28 MHz 450 W,
     50 MHz 330 W,
     100 MHz 235 W,
     144 MHz 195 W,
     400 MHz 115 W,
     1000 MHz 71 W,
     2000 MHz 44 W,
     3000 MHz 39 W,
     4000 MHz 33 W.
     Die Werte gelten für S=1 und ohne Berücksichtigung des frequenzabhängigen Skin-Effektes.

     Beispiel:
     Der Hyperflex Kabel hat Kupferlitzen als Innenleiter, 19 x Drähte, Ø 1,4 mm. Dass ergibt eine Fläche pro Draht A ≈ 1,54 mm2 und die Gesamtfläche: 29,26 mm2. Bei 7.1 MHz reduziert sich die Fläche durch den Skin-Effekt auf 2,0 mm2.

     Bei 500 W Sender Leistung an 5O Ohm fließt ein Strom von: I = 3,16 Aeff und die Stromdichte J = 1,58 A/mm, erlaubt sind maximale 6, d.h. das Kabel kann bei 7,1 MHz verwendet werden, allerdings für ein S = 1, denn ein erhöhtes VSWR reduziert die maximal zulässige Spannung zwischen Innen – und Außenleiter.

     Bei höheren Frequenzen reduziert sich der effektive Leiterquerschnitt durch den zunehmenden Skin-Effekt. Das kann der interessierte Amateur dann selber mal ausrechnen. Der Wert ist: J ≈ 3,13 A/mm2 und bei 50 MHz J ≈ 4,27 A/mm2, erlaubt sind bei Normal Temperatur 6 A/mm2, immer unter der Voraussetzung eines S = 1.
     Wir vergleichen noch mit dem bekannten RG 213. Bei gleichen Werten wird die Stromdichte bei 7,1 MHz und 500 W J ≈ 18,6 A/mm2 und ist dreimal so hoch wie die maximal zulässige Stromdichte, d.h. das Kabel ist für 500 W nicht geeignet.

     Wer Spaß haben will berechne mal die Stromdichte eines RG 58 Kabels, das auf einem Ringkern als Mantelwellensperre gewickelt wurde. Stellt sich die Frage: Wer wärmt wen?, die Verluste im Kern das Kabel oder das Kabel den Kern?

     Wer mehr wissen will und ob es nicht besser ist eine Zweidrahtleitung als Zuleitung zur Antenne zu verwenden, lese den Beitrag „Die Antenne macht die Musik“:

     Immer noch der Meinung, dass eine Antennenanlage hin gefummelt oder berechnet werden sollte?

     Dr. Walter Schau, DL3LH

153. RG 213/U

     ist ein Koaxialkabel mit 50 Ohm Wellenwiderstand, das häufig in Antennenanlagen bei Amateuren eingesetzt wird. Der Innenleiter ist Kupferlitze mit Ø 2,25 mm mit einer Kapazität von 100 pF/m. Nach Hersteller Angaben gilt eine maximale Spannung von 3,5 kV, woraus sich eine maximal übertragbare Leistung von P = U mal U / 50 Ohm von maximal 245 kW ergibt.

     Nur, was welche Leistung kann das von vielen Amateuren hoch geschätzte Kabel wirklich, unter Berücksichtigung des Skin-Effektes als Funktion der Frequenz?

     Der Skin-Effekt beschreibt die Verdrängung des elektrischen Stroms an die Oberfläche eines Leiters bei steigender Frequenz.

     Für Kupfer ergeben sich folgende Skin-Tiefen:
     Frequenz MHz, Skin-Tiefe µm

     | 3.7 | 34.1 |
     | 7.1 | 24.0 |
     | 14.2 | 17.6 |
     | 21.5 | 14.1 |
     | 29.5 | 12.1 |

     Stromdichte bei 1 A entsprechend 50 Watt:
     | Frequenz MHz | Skin-Tiefe µm| Effektive Fläche mm²| Stromdichte A/mm²

     | 3.7 | 34.1 | 0.24 | 4.17 |
     | 7.1 | 24.0 | 0.18 | 5.56 |
     | 14.2 | 17.6 | 0.12 | 8.33 |
     | 21.5 | 14.1 | 0.10 | 10.61 |
     | 29.5 | 12.1 | 0.086 | 11.63 |

     Die Berechnung der Stromdichte erfolgte für 1 A, d.h. bei einem VSWR = 1 ist die Wirkleistung an 50 Ohm, 50 W. Da die maximal zulässige Stromdichte für Kupfer J = 3 – 6 A/mm² beträgt, darf das RG 213 nur im 80 m Band mit etwa 50 W belastet werden. Bei einem von 1 abweichenden VSWR liegt die maximal mögllche Leistung Pmög = P / S entsprechend niedriger. Da der Wellenwiderstand des Kabels niemals 50 Ohm rein reell ist, ist 50 W als oberen Grenze anzusehen.

     Konsequenz aus den Berechnungen: Da RG 213 kann nur für Leistungen unterhalb von 50 W angewendet werden – wie sieht die Wirklichkeit bei den Amateuren aus? Da wird sogar RG 58 zur Bewicklung von Ringkernen verwendet.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

     • Lieber Walter
       wie berechnet man die effektive Querschnittsfläche (aufgrund des Skineffektes), z.B. eines Kupferdrahtes bei gegebener Querschnittsfläche, um dann die Stromdichte ausrechnen zu können?
       Im Beispiel oben wie kommst Du auf die effektive Fläche von 0.18 mm2 bei 7.1 MHz und der Eindringtiefe von 24 micrometer ?
       Die Eindringtiefen bei gegebener Frequenz und Material kann man ja gut in vorhandenen Tabellen finden.

       • Hallo Jürg,

         große Freunde von Dir zu hören. Zu Deiner Frage.

         RG 213 gilt: 7.1 MHz, Skin Tiefe ca. 24.0 mikro meter
         effektive Fläche 0.18 mm Quadrat, Stromdichte 5.56 bei 1 A
         Die Kreisringfläche eines Leiters mit dem Radius R ist Aeff = π (R quadrat − (R − δ) Quadrat). Ausmultiplizieren bringt: Aeff = pi (R^2 – (R^2 – 2R delta + delta^2) mit r = 1.25 mm und delta 24 mikro Meter ist die Fläche 0.18 mm Quadrat.

         Die Eindringtiefe kannst einfach aus der zugeschnittenen Größengleichung für Kupfer: 66.2 durch Wurzel aus f in MHz berechnen. Der Wert ist 24,86 mikro meter für Reinkupfer, beim RG213 gilt bei 7.1 MHz delta = 24 mikro Meter.

         Die Stromdichte im Innenleiter bei 1 A ist dann J = 1 A / 0.18 mm Quadrat, gleich 5.56 A / mm Quadrat.

         Sei herzlich gegrüßt, Walter DL3LH.

154. Ringkern ?

     Wieder mal so ein Nonsens Video über die Bewicklung eines Ringkernes – ohne Sinn und Verstand.

     Beispiel:
     Ringkern FT240 – 43, Windungszahl primär 10, Leistung 500 Watt an 50 Ω ergibt einen Strom von Ieff = 3.16 A. Mit der mittleren Kernlänge von l = 14.5 cm und einem Leiterquerschnitt von 1.5 mm² Kupfer, Frequenz 7.1 und der Skin-Tiefe 24 miko Meter wird die Stromdichte im Kupfer Leiter Jeff ≈ 1760 A/mm2, erlaubt sind 6.

     Die magnetische Feldstärke im Ringkern ist H = N I / mittlere Länge der Feldlinien und daher H = 218 A/m. Daraus die magnetische Flussdichte mit μr = 800 für das Ferrit-Material B = 0.22 T und liegt nahe an der Sättigungsgrenze von 0.25 T für dieses FT240 – 43 Ferrit-Material.
     Die Induktivität berechnet sich mit dem AL-Wert bei 10 Wdg. zu L = 107,5 µH. Dieser Wert ist wichtig zur Berechnung der unteren Grenzfrequenz, die sich aus der Beziehung fu = R / 2πL1 berechnet und in diesem Fall 74 kHz beträgt.

     Für das 160 m Band ergibt sich dann eine Induktivität von L ≈ 4,42 µH oder XL≈197.2 Ohm oder kleiner. Die obere Grenzfrequenz hängt von der Streuung und der frequenzabhängigen komplexen Lastimpedanz ab. Generell hängen die Kernverluste von der magnetischen Flussdichte ab. Für Material 43 gilt bei 7,1 MHz etwa 250 mW/cm³. Da der Kern ein Volumen ≈ 10,5 cm³ hat, ergeben sich Kernverluste von Pkern ≈ 2,63 W. Also einfach Kerne aufeinander kleben erhöhen die Kernverluste und ist keine gute Idee, zudem werden durch die längeren Drähte die Ohmschen Verluste weiter erhöht. Zu beachten ist auch die Curie Temperatur bei der das Material auf Dauer seine Eigenschaften verliert.

     Die Verluste nur in der Primär Wicklung mit der Länge des Drahtes Lgesamt =1,51 m wird der Verlust unter Berücksichtigung des Skin-Effektes P ≈17,7 W und die Verluste bedingt durch die Durchflutung des Kernes durch den Primärstrom 2.63 W + 17.7 W. Die Verluste in der Sekundärwicklung hängen ab von der äußeren Beschaltung, dem Übersetzungsverhältnis, dem Koppelgrad.
     Alle Übertragungseigenschaften eines HF-Übertragers hängen ab von der äußeren Beschaltung, d.h. sie können nicht mit einem VNA bestimmt werden, weil deren Systemimpedanz immer 50 Ohm ist.

     Immer noch der Meinung, dass ein Ringkern nicht berechnet werden muss?

     Also, was sollen Spekulationen über die Eignung bis in den Kilowatt Bereich und über geringe Einfüge-Verluste. Leute redet doch nur von dem ihr Ahnung habt und überlasst alles andere den Profis. Auch die viel geliebten Würth Kerne ändern nichts an der einfachen Berechnung eines Ringkernes. Das ist doch kein Hexenwerk. Die Daten diverser Kerne können dem Mini Ringkern Rechner von DL5SWB bzw. der aktuellen Version auf DL0HST entnommen werden.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

155. Wirkungsgrad

     Die tatsächlich von einer Antenne abgestrahlte Leistung ist EIRP = Po ⋅ η ⋅ 10 hoch GdBi/10 mit GdBi als der Gewinn über isotropen Strahler. Durch Umstellen der Gleichung ergibt sich der Wirkungsgrad.

     Die tatsächlich zugeführte Leistung setzt sich aus einen Leistungsanteil der die abgestrahlte Leistung und einem Leistungsanteil der die Verluste repräsentiert zusammen, dabei ist der Strahlungswiderstand entscheidend für den Wirkungsgrad der Antenne. Die Leistung EIRP berücksichtigt den Wirkungsgrad richtig, wobei der Strahlungswiderstand Rrad entscheidend für den Wirkungsgrad ist.

     Wirkungsgrade einiger Antennen im KW Bereich:

     Antennentyp Strahlungswiderstand Verlustwiderstand Typischer Wirkungsgrad η
     Halbwellen-Dipol ca. 73 Ω 1 – 5 Ω 90 – 98 %
     Vertikalantenne 30 – 50 Ω 10 – 30 Ω 60 – 85 %
     Magnetic Loop 1 – 10 Ω 5 – 50 Ω 30 – 80 %
     Verkürzte Antenne <10 Ω 10 – 100 Ω 10 – 50 %

     Nur Strom strahlt.
     Da aber bei einer Antenne am Ende und am Anfang immer der Storm Null ist und sich auf der Antenne eines stehende Welle ausbreitet, ist die Stromverteilung sinusförmig. Für die Abstrahlung ist ein durch das Integral bestimmter Stromanteil wirksam. Die Stromverteilung über die Länge der Antenne ist I(z) = Io ⋅ sin (k (λ/2−∣z∣)). Die Lösung des Integrals über die Stromverteilung ist Iwirksam = Io ⋅ 2k (1−cos(π/2) mit k als Wellenzahl k = 2π / λ. Da cos (π/2) = 0 ist verbleibt Iwirksam = Io ⋅ 2k. Setzen wir k ein, verbleibt für das Integral über den Gesamtstrom Iwirksam = Io λ / π.

     Das bedeutet: Längere Wellenlänge größere Gesamtladung über die Antenne, kürzere Wellenlänge kleinere Gesamtladung. Das hängt mit der Ausbreitung der Welle auf der Antenne zusammen. Bei größeren Wellenlängen erstreckt sich die Stromverteilung über eine größere physikalische Länge, wodurch die Gesamtladung über die Antenne zunimmt.
     Ist die Länge einer Antenne l = λ / 2, dann ist der Gesamtstrom Iwirksam = Io λ / π = Io 2 Länge / π und daraus die effektive Länge Leff = 2/π mal Länge, d.h. nur etwa 63 Prozent eines λ/2 Dipols strahlt die Leistung ab, d.h. der wirksame Strom ist nur 63 Prozent des der Antennen zugeführten Stroms.

     Beispiel:
     Antenne 2 mal 27 m, Speisung mit 600 Ohm Doppelleitung, Kupferdraht 1 mm Durchmesser, 7.1 MHz hat einen Verlustwiderstand von Rskin ≈ 12,34 Ω. Das VSWR am Fußpunkt der Antenne ist – bei Resonanz – 7,03 und der Reflexionsfaktor ∣Γ∣ = 0,751. Daraus die rücklaufende Leistung Pref ≈ 282 W. Es verbleibt die Differenz P = 500 W – 282 W = 218 W.
     Bei einem angenommenen Strahlungswiderstand nach Tabelle 73 Ω und dem Verlustwiderstand ist der Strom Ioeff ≈1.60 A und die abgestrahlte Leistung, ohne den Antennengewinn, P ≈ 186,9 W und ca. 31 W als Verlustleistung und der Wirkungsgrad wird η = 85,8 %. Die abgestrahlte Leistung EIRP ist mit dem Gewinn eines Dipols von 2.15 dBi dann 306 W und Grundlage für die SE.

     Wir berechnen noch die Stromdichte bei 7.1 MHz. Diese beträgt J ≈ 21.2 A/mm2, erlaubt sind 6. Diese Antenne darf nicht mit den berechneten Leistungen betrieben werden.

     Man könnte noch sehr einfach die Verluste auf der Zweidrahtleitung berechnen, sowie das VSWR am Koppler Ausgang, was aber in einem anderen Beitrag ausführlich behandelt worden ist und hier nicht wiederholt werden soll.

     Immer noch der Meinung das eine Antenne hin gefummelt anstatt berechnet werden muss?

     Dr. Walter Schau, DL3LH

156. Sicherheitsabstände nach BEMFV:

     Die Verordnung über das Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder regelt die Sicherheitsabstände von Funkanlagen, um die Einhaltung der Grenzwerte für elektromagnetische Felder sicherzustellen. Die Bundesnetzagentur ist für die Ermittlung und Überprüfung dieser Abstände verantwortlich. Sicherheitsabstände dienen dem Schutz von Personen vor elektromagnetischer Strahlung. Sie werden entweder rechnerisch oder messtechnisch ermittelt und berücksichtigen die Feldstärken umliegender Funkanlagen.
     Die Berechnung erfolgt nach der Norm DIN EN 50413, die Methoden zur Bewertung elektromagnetischer Felder festlegt. Die Bundesnetzagentur stellt eine Standortbescheinigung aus, wenn der Sicherheitsabstand innerhalb des kontrollierbaren Bereichs liegt. Funkanlagen dürfen nur betrieben werden, wenn sich innerhalb dieses Bereichs keine Personen aufhalten, es sei denn, dies ist aus betriebstechnischen Gründen erforderlich.
     Die Bundesnetzagentur überprüft regelmäßig die Einhaltung der Sicherheitsabstände. Betreiber sind verpflichtet, die Grenzen des Ergänzungsbereichs zu kennzeichnen und sicherzustellen, dass sich dort keine Personen aufhalten können.

     Funkamateure müssen eine Selbsterklärung über ihre Amateurfunkstelle abgeben bevor diese in Betrieb genommen wird. Diese Anzeige nach § 9 BEMFV ersetzt die Standortbescheinigung für Anlagen mit einer äquivalenten isotropen Strahlungsleistung über 10 Watt EIRP.

     Die Berechnung der Sicherheitsabstände nach BEMFV basiert auf der Bewertung elektromagnetischer Felder und deren Grenzwerte. Hier einige mathematische Grundlagen:
     Im Fernfeld einer Antenne gilt die Formel für die elektrische Feldstärke E = Wurzel (P / 4πr2⋅ Zo), dabei ist P die tatsächlich abgestrahlte Leistung, r der Abstand zur Antenne und Zo der Wellenwiderstand des freien Raums 120 pi Ohm.
     Die Grenze zwischen Nah- und Fernfeld wird durch die Wellenlänge lambda und die Antennengröße D bestimmt R > 2⋅ D^2 / λ. Für Dipolantennen bildet sich das Fernfeld typischerweise ab einem Abstand von etwa 4 lambda aus. Der Sicherheitsabstand kann mit der maximal zulässigen Feldstärke Emax berechnet werden. Es gilt: r = Wurzel aus 30 mal P (EIRP) / Emax mal Emax.

     Beispiel:
     Berechnung des Sicherheitsabstands nach BEMFV für eine Leistung von 100 W und einer Frequenz von 7,1 MHz. Im Fernfeld wird bei P EIRP = 100 W und der maximal zulässigen Feldstärke von E = 28 V/m – für Frequenzen 1 bis 10 MHz – ein Sicherheitsabstand r =1,96 m erhalten.

     Beispiel:
     Äquivalente isotrope Strahlungsleistung EIRP 1 kW. Der Sicherheitsabstand ist ≈ 6,19 m.

     Berechnet man das Nahfeld einer Antenne bei 7.1 MHz und einem Strom Io = 1A, dann treten hier erhebliche Feldstärken auf. So ist im Abstand von 10 m das elektrische Feld etwa 0,82 V/m und im Abstand von 0,5 m über 3300 V/m!.
     Das zeigt wie stark das Feld mit zunehmendem Abstand abnimmt. Im Nahfeld sind Terme mit 1/ r hoch 3 und 1/ r hoch 2 dominant – sie sind phasengleich mit dem Strom und speichern Energie, anstatt sie abzustrahlen. Erst der 1/ r Term trägt zur Fernfeldstrahlung bei. Daher sind Feldstärke Messungen unterhalb der Antenne wenig sinnvoll, sondern erst im strahlenden Fernfeld, etwa 4 Lambda von der Antenne entfernt.

     Hier einige Sicherheitsabstände bei Emax 28 V/m:
     EIRP, Sicherheitsabstand r
     10 W Abstand ca. 0,62 m
     25 W Abstand ca. 0,98 m
     50 W Abstand ca. 1,38 m
     100 W Abstand ca. 1,96 m
     250 W Abstand ca. 3,10 m
     500 W Abstand ca. 4,38 m
     1000 W Abstand ca. 6,19 m
     1500 W Abstand ca. 7,59 m

     Diese Werte gelten für kontinuierliche Aussendung, d.h. 100 % Tastverhältnis.
     Wird mit SSB gearbeitet ist dieses 50 % oder CW mit 40 %, dann reduziert sich der Abstand entsprechend.

     Diese einfache Berechnung ist doch kein Hexenwerk. Deshalb frage ich mich warum der Großteil der Funkamateure noch keine SE abgegeben hat. Fragt sich doch wie lange die BNetzA sich das noch gefallen lässt. Bislang profitiert diese noch von den Einnahmen in Millionen Höhe, wird also kaum die Kuh schlachten, die ständig Milch gibt.
     Unschön wäre es, wenn uns Funkamateure das Privileg zur SE entzogen werden würde und die Berechnung kostenpflichtig von privaten Instituten übernommen werden müssen. Rechne mit min 350 Euro pro Frequenzband und einer festen Grundgebühr von etwa 400 Euro, denn es muss ja die gesamte Antennenanlage als Funktion der Frequenzen berechnet werden um die abgestrahlter Leistung EIRP zu ermitteln.

     Dr. Walter Schau, DL3LH

157. Litze oder Volldraht?

     Normale Litze, wie Haushaltslitze oder Lautsprecherkabel, bestehen aus Einzeldrähte die elektrisch miteinander verbunden sind, d.h. es gibt an jeder Stelle unkontrollierte Kontaktstellen zwischen den Drähten. Das hat bei HF große Nachteile: Die wirksame Oberfläche wird nicht erhöht, da der Skin-Effekt nur den äußeren Bereich des gesamten Bündels nutzt – und nicht die Oberflächen der Einzeldrähte. Es entstehen Wirbelströme und unkontrollierte Verluste, weil sich HF-Ströme ungleichmäßig verteilen und kreuzen können.

     Deshalb ist nur echte HF-Litze – auch Litzendraht oder Rundlitze genannt – brauchbar. Hier sind die Einzeldrähte einzeln von einander isoliert und sorgfältig verseilt, sodass sie nicht galvanisch verbunden sind und der Skin-Effekt jede Einzelleitung nutzen kann.
     Ergebnis: niedrigerer Verlustwiderstand und höhere Güte. Bei sehr hochwertigen HF-Litzen sind die Einzeldrähte versilbert, weil Silber bei HF die geringste Oberflächenimpedanz hat – das ist Skin-Effekt-Optimierung auf High-End-Niveau.
     HF Litzen mit vielen von einander isolierten Drähten werden hauptsächlich im Bereich der Langwellen eingesetzt. Jede einzelne Ader muss sorgfältig am Ende abisoliert werden, bevor man diese miteinander verlötet. Wird nur eine einzige der dünnen Adern verletzt oder nicht richtig abisoliert geht die Güte in den Keller und der Vorteil der HF-Litze geht verloren.

     Die Verwendung normaler Litze im Antennenbau verbietet sich von selbst.
     Auch die Kombination von Litze und Stahl ist für die Anwendung im Bereich der Kurzwellen, wegen der hohen Verluste, nicht geeignet. Nur Draht Durchmesser von 2 und mehr mm sollten in KW-Antennenanlagen die Regel sein.

     Beispiel:
     Wir vergleichen die Verluste einer 2 mal 20 m langen Antenne mit Kupferdraht bei 7.1 MHz einmal mit einem Drahtdurchmesser von 1 mm und einem Draht vom Durchmesser 2.5 mm.

     Bei einem Strom von 3 A, Drahtdurchmesser 1 mm sind die Ohmschen Verluste 108,27 W. Im Vergleich dazu der Verlust des Drahtes mit 2.5 mm Durchmesser von 43,4 W.

     Das sind aber nur die Verluste der Antenne. Gleiches gilt für die Verluste in der Zuleitung, im Balun, im Anpassnetzwerk, in der dünnen Verdrahtung in der Leistungsstufe. Der Amateur sollte endlich begreifen, dass der Skin-Effekt für die gesamte Antennenanlage gilt.

     Wir rechnen noch die Stromdichte im Draht bei 7.1 MHz, 1 mm Draht: JAC = 39 A/mm2, 2.5 mm Draht: JAC = 15,5 A/mm2, erlaubt sind maximal 6 mm2.

     Verhältnis der AC-Stromdichten bei 7.1 MHz und 3 A und verschieden Durchmesser an und 3 A:
     1,0 mm, 39,0 Verhältnis 1,00
     2,0 mm, 19,5 Verhältnis 0,50
     2,5 mm, 15,5 Verhältnis 0,40 bzw. 2.5.

     Wenn wir den Durchmesser des Drahtes verdoppeln von 1 mm auf 2 mm
     halbiert sich die Stromdichte – logisch, denn die wirksame Oberfläche verdoppelt sich durch den größeren Umfang. Noch stärker wird die Entlastung bei 2,5 mm.

     Listen wir mal die Verluste auf:
     Verlust im FT 240 – 43 ca. 40 W, Christian, Bemmerer usw.
     Verlust im Koppler als Pi ca. 50 W bei richtigem Abgleich
     Verlust der 25 m langen Wireman CQ553 ca. 80 W
     Verlust Mantelwellensperre ca. 40 W
     Verlust der Antenne – s.o. – ca. 100 W.

     Das sind zusammen ca. 310 W – nicht wenig, in vielen Fällen die Leistung einer Endstufe mit einem Wirkungsgrad von etwa 15 bis 20 Prozent.

     Verluste die nicht sein müssten und das Rx und das Tx Signal schwächen und im Empfänger das Rauschen erhöhen.
     Wir haben mit 3 A gerechnet, dass sind an 50 Ohm Pin = 450 W, verbleiben für die Abstrahlung Pdelta = 140 W.

     Die Konsequenzen: 80 Prozent der Amateure interessiert nicht was ich schreibe und berechne, die anderen lachen darüber. Anfangs in Diskussionen auf dem Band – völlig sinnlos – später in meinen Beiträgen mit mathematischer Begleitmusik, denn an dieser kommt auch der ewig Gestige nicht vorbei – nur der kann keine Mathe. Was ich da beleuchte ist seit Heinrich Hertz bekannt. Man sollte alles von mir löschen und auf die richtige Fachliteratur verweisen, nicht auf die, die nur abgeschrieben haben. Wenn ich mir allerdings die technischen Fragen der Lizenz Prüfung ansehe, habe ich meine Zweifel das sich was ändert.

     Dr. Walter Schau, DL3LH. Von den Spöttern mit dem Namen: „Walter Wirkungsgrad“, lächerlich gemacht.

158. Rauschen

     Die Rauschzahl moderner SDR-Empfänger hängt stark vom verwendeten Modell und der Architektur ab, liegt typischerweise im Bereich von 4 bis 10 dB.`Der bekannte RTL-SDR-Stick mit dem R820T-Tuner hat eine gemessene Rauschzahl von etwa 5 entspricht ca. 7 dB bei einer Bandbreite von 500 Hz und einer Frequenz von 145 MHz. Hochwertigere SDRs wie der Airspy oder SDRplay erreichen oft niedrigere Rauschzahlen, da sie bessere Vorverstärker und Filter verwenden.

     Die Rauschzahl ist entscheidend für die Empfindlichkeit eines Empfängers – je niedriger, desto besser kann er schwache Signale vom Rauschen unterscheiden. Besonders bei schwachen Signalen oder im Kurzwellenbereich macht das einen großen Unterschied.

     Nehmen wir die Verlustzahlen aus dem Kommentar „Litze oder Volldraht“, dann verbleiben bei einer Transceiver Leistung von 450 W nur noch 140 W für die Abstrahlung, ohne Gewinn der Antenne. Da wir S = 1 eingestellt haben, berechnet sich die verfügbare Dämpfung aus der Beziehung: Dv = 10 log (450 / 140) = 5.07 dB.
     Hat der SDR Rx eine Rauschzahl von 7 dB, ist die Gesamtrauschzahl, bezogen auf die Umgebungstemperatur F = 12.06 dB.
     Durch die Verluste, die wie ein vorgeschaltetes Dämpfungsglied wirkt, haben wir das Rauschen des Empfänger erheblich verschlechtert. Immerhin sind 5,06 dB mehr als eine S-Stufe. Daher beschweren sich viele OM`s darüber, dass sie leise Stationen nicht aufnehmen können. Der Grund sind die Verluste in der eigenen Antennenanlage wegen falscher Dimensionierung.

     Auf einer Zuleitung zur Antenne besteht immer ein VSWR abweichend von 1, daher kommen weitere Verluste durch stehende Wellen hinzu, die den Empfangspegel weiter reduzieren, denn es gibt in der realen Welt keine Antennenzuleitung mit einem
     VSWR = 1.
     Zum Glück haben die meisten Antennen einen rauschfreien Gewinn in bestimmte Richtungen so, dass das Signal/Rauschverhältnis um diesen Gewinn angehoben wird, ohne das Rauschen zu vergrößern, z.B. hat ein Dipole einen Gewinn von 2.15 dBi.

     Beispiel:
     Der beliebte RTL-SDR-Stick mit dem R820T-Tuner hat eine gemessene Rauschzahl von etwa 5 (entspricht ca.7 dB bei einer Bandbreite von 500 Hz und einer Frequenz von 145 MHz.

     Die Rauschzahl ist entscheidend für die Empfindlichkeit eines Empfängers – je niedriger, desto besser kann er schwache Signale vom Rauschen unterscheiden. Besonders bei schwachen Signalen oder im Kurzwellenbereich macht das einen großen Unterschied.

     Beispiel:
     Der lineare Wert der Rauschzahl von 12,06 ist 16,07 und daraus die Rauschtemperatur der Anlage Te = (16,07−1)⋅290 K ≈ 4.370 K und die Rausch-Urspannung Un ca. 0,55 μV effektiv an 50 Ohm bei einer Bandbreite von 2.5 KHz.

     S-Werte und ihre Spannungsäquivalente (effektiv, an 50 Ω):
     S-Wert, Spannung RMS, dBm
     S1 0,20 μV , –121 dBm
     S3 0,63 μV, –113 dBm
     S5 2,00 μV, –105 dBm
     S7 6,30 μV, – 97 dBm
     S9 50,0 μV, – 73 dBm

     S9+20 dB 500 μV, – 53 dBm
     S9+40 dB 5,00 mV, – 33 dBm

     Diese Werte basieren auf der IARU-Richtlinie, wonach S9 einem Pegel von –73 dBm an 50 Ohm entspricht, was etwa 50 μV RMS-Spannung bedeutet. Pro S-Stufe wird der Pegel idealerweise um 6 dB erhöht oder verringert.

     Zum besseren Verständnis berechnen wir die Gesamtrauschzahl bestehend aus den beiden Vierpolen: Dämpfungsglied und SDR Empfänger nach der Friischen Gleichung. Dazu müssen alle dB Werte entlogarithmiert werden.
     Es werden F1= 3,21, F2 = 5,01, der Gewinn des Dämpfungsgliedes G1= 0,311 – also ein Verlust. Eingesetzt in die Gleichung wird
     F ges = 3,21+ (5,01−1) / 0,311 = 16,10 und wieder in dB Fges =10⋅log(16,10) ≈ 12,07 dB – siehe oben. Ein Dämpfungsglied rauscht immer mit der verfügbaren Dämpfung Dv, unabhängig von der Anpassung am Ein- und Ausgang.

     Das Beispiel zeigt wie katastrophal das Rauschen einer KW-Anlage durch falsche Dimensionierung uns die Freude am Amateurfunk verleidet wird. In diesem Fall hat der Empfänger ein Grundpegel von rund S 3. Geht man noch von einem SNR von 10 dB aus, können nur Stationen ab etwa S4 bis S5 aufgenommen werden – schwache Stationen verbleiben im Rauschen und den auf KW üblichen Störungen verborgen – alles nur wegen falscher Ausführung der Antennenanlage und was ist mit DX?

     Dr. Walter Schau, DL3LH

159. 50.000 Mal geklickt

     Wissen fliegt, keiner schweige.
     Lad es runter, speichre fein,
     wer braucht das schon, alles mein.

     Am Ende, ach, welch ein Graus,
     kommt nur halbes Wissen raus.

     Die Masse lädt, die Zahlen steigen,
     das ist klug. Ich kann’s Euch zeigen?

     Datei liegen, vergessen bald,
     der Speicher voll, die Gedanken kalt.

     50.000 schlucken blind,
     keiner fragt, woher es rinnt.

     Da steht’s doch, sieht gut aus
     keiner kennt des Wissens Haus.

     Fünfzigtausend – eine große Zahl,
     bringt weder Tiefe noch Moral.

     Lernen heißt nicht „Klick“ allein,
     sonst bleibt der Geist nur blöd und klein.

     Lade, speichere ungehemmt
     wo bleibt das Lernen als Fundament?

     Nur wer ständig fragt und denkt,
     versteht das Wissen konsequent.

     Die Kommentare? Schnelle Worte,
     die Erkenntnis fehlt an jedem Orte.

     Ein jeder schreibt und jeder spricht,
     selten sieht man wahres Licht.

     Die Datei hat 100 Seiten,
     die keiner liest, es gilt zu Streiten.

     Ich habe es, ich nutze es doch
     die Einsicht nur ein großes Loch.

     50.000 Downloads und das hier,
     die Masse tut`s und hat kein Ziel.

     Zahlen glänzen – leer und breit,
     die Erkenntnis bleibt verschneit.

     Der digitale Sturm, er kommt sehr laut,
     wo jeder kauft, kaum jemand baut.

     Liegt Wissen brach, wird nichts erkannt,
     ändert sich auch nichts im Land.

     Und ich? hab viel geschrieben,
     so manche Nacht zum Tag gemacht,
     nur eine Antwort blieb, wie umtrieben.

     Erklärt, bewiesen, tausend Mal,
     die Einsicht, nein, das ist egal.

     Die gleichen Fragen – Tag für Tag,
     keiner sah, wo`s wirklich lag.

     50.000 Downloads, doch nichts kapiert,
     wer kommentiert, der verliert.

     Das Schreiben für Euch, mir ein Pflicht
     kaum einer hat`s verstanden, wenig kam an Licht.

     Das ewig Streiten um Physik im Band
     bleibt bei den meisten unerkannt.

     Ich dank den Freunden auf dem Band
     die lange Zeit hat mich verbrannt.

     Ich tipp nun nicht mehr, es reicht für mich,
     der Fortschritt kommt auch ohne dich.

     Ich lehn am Fenster, bin gestärkt durch die Gedanken,
     lebe jeden Tag, es gibt keine Schranken.

     Und wieder ist nach kurzer Frist ein Lebenstag verbracht.
     Habt gute Nacht meine Freunde, von Herzen gute Nacht.

     Dr. Walter Schau, DL3LH