Einleitung

VOLMET‑Aussendungen sind spezielle Kurzwellensendungen, die primär meteorologische Daten – wie METAR und TAF – für die Luftfahrt bereitstellen. Im Kern dient diese Informationsübertragung der Sicherheit und Effizienz des Flugverkehrs, indem sie Piloten und Fluglotsen aktuellen Wetterbedingungen aus unterschiedlichen Regionen in Echtzeit übermittelt.

Technische Bedeutung und Systempräzision

Die VOLMET‑Übertragung erfolgt überwiegend per amplitudenmoduliertem (AM) Kurzwellenmodus. Moderne Sender sind dabei über hochstabile Referenzuhren (meist GPS‑gestützt) synchronisiert, sodass die Sendesignale exakt an die koordinierten Weltzeit (UTC) gebunden sind.

• Modulations- und Kodierungstechniken: Die meteorologischen Informationen – etwa Windrichtung, Temperatur, Sichtweite oder Luftdruck – werden in standardisierten Text- bzw. Datenformaten gesendet. Fehlerkorrigierende Verfahren und regelmäßige Wiederholungen garantieren eine hohe Präzision, sodass die gemeldeten Werte meist im Fehlerbereich von weniger als 1 % liegen.
• Systemarchitektur: Die VOLMET‑Infrastruktur arbeitet über ein abgestimmtes Netz von Sendern, meist betrieben durch die DFS (Deutsche Flugsicherung) und den DWD (Deutscher Wetterdienst). Diese Sender wählen gezielt Frequenzen, die von den ionosphärischen Eigenschaften abhängig eine breite Abdeckung und Zuverlässigkeit (sowohl tagsüber als auch nachts) gewährleisten.

Historie der VOLMET‑Aussendungen

Die Ursprünge der VOLMET‑Übertragungen liegen in den frühen Tagen des Kurzwellenfunks, als transkontinentale und transatlantische Flüge erstmals auf verlässliche, alternative Informationswege angewiesen waren.

• Frühe Entwicklung: Bereits in den 1950er bis 1960er Jahren wurden erste Wetterdaten über Kurzwelle an Flugzeuge gesendet – ein entscheidender Fortschritt, da Satellitenkommunikation noch in weiter Ferne lag.
• Weiterentwicklung: Mit der fortschreitenden Automatisierung und Digitalisierung wurden VOLMET‑Systeme zunehmend präziser. Heute verbinden sie traditionelle AM‑Übertragungsverfahren mit modernen digitalen Codierungstechniken, um Meteorologen und Luftfahrtakteuren gleichermaßen exakte Wetterberichte zu liefern.

Frequenzen, Sender und Empfangszeiten in Deutschland

In Deutschland lassen sich VOLMET‑Signale von verschiedenen Standorten empfangen. Obwohl Frequenzen oft an ionosphärische Gegebenheiten und betriebliche Anpassungen gekoppelt sind, zeigen aktuelle Tabellen des DWD und der DFS beispielhafte Werte:

Hinweis: Die oben genannten Frequenzen und Sendezeiten können je nach saisonalen Anpassungen und betrieblichen Regelungen variieren. Empfangsgeräte mit guter Kurzwellenantennentechnik (z. B. aktive oder Richtantennen) ermöglichen den zuverlässigen Empfang der VOLMET‑Aussendungen, selbst bei wechselnden atmosphärischen Bedingungen.

Fazit

VOLMET‑Aussendungen auf Kurzwelle zeichnen sich durch ihre hohe technische Präzision und bedeutende Rolle in der Luftfahrtmeteorologie aus. Die Kombination aus stabilen AM‑Signalen, präziser GPS‑Synchronisation und robusten Fehlerkorrekturverfahren gewährleistet, dass Piloten und Fluglotsen verlässliche Klimadaten erhalten. Mit Sendern wie VOLMET Bremen, Berlin und Frankfurt, die zu exakt abgestimmten Zeitfenstern senden, zeigt sich, dass diese Technologie trotz ihrer langen Geschichte auch heute noch ein unverzichtbares Instrument in der Flugsicherung ist.

Einleitung

Der Kurzwellen Flugfunk bildet eine faszinierende Schnittstelle zwischen klassischer Hochfrequenztechnik und modernen Kommunikationssystemen in der Luftfahrt. Trotz der etablierten VHF-Basis – mit Frequenzbereichen von ca. 117,975 bis 137,000 MHz, die vor allem im urbanen und europäischen Luftraum dominieren – bleibt die HF-Kommunikation ein unersetzliches Rückgrat, vor allem auf interkontinentalen Flugrouten und in Bereichen, in denen terrestrische Systeme nicht verfügbar sind. Dieses Artikel beleuchtet die Geschichte, technische Grundlagen, aktuelle Anwendungen sowie zukünftige Entwicklungen dieses Fachgebiets.

Historische Entwicklung

Die Anfänge der Kurzwellenkommunikation gehen zurück auf die frühen Experimente der Funktechnik im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert. Pioniere wie Oliver Lodge und andere Wissenschaftler legten den theoretischen Grundstein für die Ausnutzung elektromagnetischer Wellen im Frequenzbereich von 3 bis 30 MHz[¹]. Ursprünglich vorwiegend in der Rundfunksendetechnik verwendet, wurde die Kurzwellentechnik aufgrund ihrer besonderen Ausbreitungseigenschaften – insbesondere der ionosphärischen Reflexion – rasch auch im Flugfunk als Mittel zur Überbrückung großer Distanzen etabliert. Bereits in den ersten Jahrzehnten der Luftfahrt kam der Kurzwellen Flugfunk als Ergänzung zu den aufkommenden UKW-Systemen zum Einsatz, um Kommunikation in entlegenen Flugkorridoren – etwa über den Ozeanen – zu gewährleisten[²].

Technische Grundlagen und Funktionsweise

Kurzwellen befinden sich naturgemäß im Frequenzbereich von 3 bis 30 MHz und zeichnen sich durch zwei wichtige Ausbreitungsphänomene aus:

1. Boden- und Raumwellenausbreitung: Kurzwellen senden sowohl eine direkte Bodenwelle als auch eine Raumwelle, die an der Ionosphäre reflektiert wird. Dabei spielt die Ionosphäre (insbesondere die F-Region) eine wesentliche Rolle, denn sie ermöglicht einen mehrstufigen „Multi-Hop“-Empfang, der weltweite Abdeckung bietet. Die stark tageszeitabhängige Dämpfung in den unteren ionosphärischen Schichten (D- und E-Schicht) bewirkt jedoch, dass die tatsächlich nutzbare Frequenz – die sogenannte niedrigste nutzbare Frequenz (LUF) – erheblich schwankt[³].
2. Modulationstechniken: Neben der klassischen amplitudenmodulierten Übertragung (AM) wird im Flugfunk vermehrt die Einseitenbandmodulation (SSB) eingesetzt. Die SSB-Versionsweise bietet bei gegebener Sendeleistung eine größere Reichweite, da sie die überflüssigen Informationsanteile unterdrückt und so eine effizientere Nutzung der verfügbaren Bandbreite erlaubt[⁴].

Die dynamischen Eigenschaften der Kurzwellenübertragung machen die Technik zu einer flexiblen, jedoch auch anspruchsvollen Kommunikationsmethode, bei der Nebenfunktionen wie automatische Frequenzanpassung und digitale Fehlerkorrektur in modernen Systemen zunehmend Einzug finden.

Aktuelle Anwendungen im Flugfunk

Obwohl sich der zivile Flugfunk in Europa primär im VHF-Bereich abspielt, stellen Kurzwellenverbindungen insbesondere für interkontinentale und ozeanüberquerende Routen einen unverzichtbaren Bestandteil dar.

Einsatz im interkontinentalen Verkehr

Auf Flugrouten, etwa der bekannten Nordatlantik-C-Route, wird der Kurzwellen Flugfunk eingesetzt, um auch in Funklücken – wie sie über abgelegenen Ozeanabschnitten vorkommen – kontinuierliche Kommunikation zu gewährleisten. Hier gelten spezifische Frequenzen, die sich dynamisch an die ionosphärischen Bedingungen anpassen lassen. Ein prominentes Beispiel sind die zwei Hauptkanäle der Nordatlantik-C-Route:

• 8,879 MHz (SSB, USB)
• 13,306 MHz (SSB, USB)

Diese Frequenzen werden gezielt gewählt, da sie sich hinsichtlich ihrer Ausbreitungsbedingungen unterscheiden. Typischerweise zeigt sich, dass niedrigere Frequenzen (z. B. im Bereich um 8,8 MHz) nachts aufgrund der geringeren D-Layer-Dämpfung günstiger propagieren, während höhere Frequenzen (etwa 13,3 MHz) tagsüber stabiler sind, wenn sich die Ionosphäre infolge starker Sonneneinstrahlung verformt[⁵]. Eine Übersichtstabelle zur Frequenzwahl könnte folgendermaßen aussehen:

Lokale Empfangsmöglichkeiten in Deutschland

Auch in Deutschland können Funkamateure und interessierte Luftfahrtbeobachter mittels geeigneter SSB-fähiger Kurzwellenempfänger den Flugfunk auf diesen Streckenabhängigen Frequenzen empfangen. Abhängig von der Tageszeit und dem aktuellen Funkwetter lohnt sich ein Experiment:

• Nachtstunden: Hier ist der Empfang der Tieffrequenzkanäle (z. B. ca. 8,8 MHz) meist stabiler.
• Tagesstunden: Aufgrund der ionosphärischen Schichtung und des Absorptionsverhaltens kann unter Umständen die höhere Frequenz (z. B. ca. 13,3 MHz) klarere Übertragungen bieten.

Diese Beobachtungen werden von Flugfunkenthusiasten regelmäßig bestätigt und in Ausbreitungskalendern dokumentiert, die sowohl für zivile als auch für militärische Anwendungen herangezogen werden[⁵].

Bedeutung im zeitgenössischen Flugfunk

Im heutigen Luftfahrtbetrieb erfüllt der Kurzwellen Flugfunk mehrere essenzielle Funktionen:

• Backup-System: Falls VHF-Kommunikation – etwa in abgelegenen Regionen oder bei Systemstörungen – nicht verfügbar ist, bietet HF einen zuverlässigen Notfallkanal.
• Interkontinentaler Austausch: Auf transozeanischen Routen (z. B. Nordatlantik) ist der HF-Dienst oft die einzige Kommunikationsverbindung zwischen Flugzeugen und Bodenstationen.
• Integrierte digitale Datenkanäle: Neben der Sprachübertragung werden über HF auch digitale Datentransfers (zum Beispiel ACARS im HF-Bereich als Alternative zu VDL-Systemen) abgewickelt, was insbesondere für die automatisierte Flugüberwachung und -dokumentation von Relevanz ist[⁶].

Zukunftsperspektiven und technologische Entwicklungen

Auch wenn moderne Systeme zunehmend auf VHF, UHF und satellitengestützte Verbindungen setzen, bleibt die Kurzwellentechnik für Notsituationen und spezielle Anwendungsfälle unersetzlich. Zukünftige Entwicklungen konzentrieren sich daher auf:

• Software-Defined Radio (SDR) und adaptive Frequenzwahl: Moderne SDR-Technologien ermöglichen es, HF-Bänder in Echtzeit an die variablen Ausbreitungsbedingungen anzupassen. KI-gestützte Algorithmen könnten zukünftig automatisch die optimalen Frequenzen und Modulationsarten wählen, um unter sich ändernden Ionosphärenbedingungen eine stabile Verbindung zu garantieren.
• Integration von digitalen Modulationsverfahren: Durch den verstärkten Einsatz digitaler Signalprozesse (etwa PSK, QPSK und fortschrittliche Fehlerkorrekturverfahren) wird an der Robustheit und Reichweite der HF-Systeme gearbeitet. Eine Verbesserung der Signalqualität ist vor allem in turbulenten Funkwetterlagen denkbar.
• Hybride Kommunikationsarchitekturen: Die Kombination von Kurzwellen HF, VHF, SATCOM und neuartigen datenzentrierten Ansätzen (z. B. IP-basierte Luftfahrtnetzwerke) wird den zukünftigen Interkontinentalflug noch redundanter und störungsresistenter gestalten. Solche hybriden Systeme gewährleisten, dass auch in besonders kritischen Situationen – wie beispielsweise einer massiven Sonnensturmaktivität – zuverlässige Kommunikationspfade bestehen bleiben.

Diese technologischen Trends deuten darauf hin, dass der klassische Kurzwellen Flugfunk nicht abrupt obsolet wird, sondern vielmehr in ein modernes, digital optimiertes Kommunikationskonzept integriert wird, das den vielfältigen Anforderungen der internationalen Luftfahrt gerecht wird[⁷].

Fazit

Der Kurzwellen Flugfunk stellt trotz der vorherrschenden VHF- und SATCOM-Systeme einen unverzichtbaren Kommunikationszweig dar, der auf seinen besonderen Propagationseigenschaften beruht. Historisch gewachsene und technisch weiterentwickelte Techniken – von den ersten Pionierexperimenten bis zu modernen SDR-Konzepten – sichern auch auf interkontinentalen Routen, bei Funkstörungen oder in Notsituationen die ständige Erreichbarkeit von Flugzeugen. Mit fortschrittlichen digitalen Verfahren, adaptiven Netzwerken und intelligenter Frequenzwahl bietet der Kurzwellenflugfunk einen zukunftsweisenden Baustein für ein stabiles und redundantes globales Luftfahrtsystem.

Weitere interessante Themen:

• Die Umstellung von analogen auf digitale Flugfunksysteme und deren Einfluss auf die Kanalraster (z. B. Wechsel von 25‑kHz- zu 8,33‑kHz-Rastern im VHF-Bereich).
• Vergleich digitaler Sicherheitsprotokolle im Funkverkehr, um die Integrität und Sicherheit der Kommunikation im internationalen Luftverkehr zu gewährleisten.
• Die Bedeutung ionosphärischer Vorhersagen und Radioscape-Modelle für die Planung und Optimierung von HF-Flugfunkverbindungen.

Mit diesen Einblicken wird deutlich, dass der Kurzwellen Flugfunk trotz technologischer Neuerungen und dem Siegeszug digitaler Kommunikationssysteme eine evolutionäre Rolle in der Luftfahrt spielt – als solide Basis und als flexibles Rückgrat für den globalen Funkverkehr.

[¹]: Grundlagen zur Kurzwellenkommunikation und erste Pionierleistungen. [²]: Historische Entwicklung des Flugfunks im HF-Bereich. [³]: Technische Erläuterungen zur Funkausbreitung und den Eigenschaften der Ionosphäre. [⁴]: Modulationstechniken und Effizienz der Einseitenbandübertragung (SSB). [⁵]: Konkrete Frequenzzuweisungen und Propagationseigenschaften, z. B. für die Nordatlantik-C-Route. [⁶]: Einsatz und Bedeutung digitaler Datendienste im HF-Flugfunk. [⁷]: Zukunftsperspektiven und technologische Trends im Bereich Adaptive und SDR-basierte Systeme.

1. Einleitung

Zeitzeichensender übertragen präzise Zeitinformationen – oft direkt aus Atomuhren – in maschinenverarbeitbaren Formaten. Auf Kurzwelle werden solche Signale zur Synchronisation von Funkuhren und technischen Einrichtungen genutzt, da sie über weite Entfernungen und selbst unter schwierigen Ausbreitungsbedingungen empfangbar sind. In Europa und weltweit spielen diese Signale eine zentrale Rolle in der Zeit‑ und Frequenzstandardsicherung .

2. Technische Realisierung und Codierung

Die Übertragung erfolgt primär mittels amplituden- oder phasenmodulierter Signale auf Kurzwellenbändern. Dabei wird in jedem Sekundenintervall ein sogenannter „Sekundenimpuls“ ausgestrahlt. Häufige Codierungsansätze sind:

• Pulsmodulation: Jeder Sekundenimpuls ist entweder verkürzt (für Binär „0“) oder verlängert (für Binär „1“) – ähnlich der Technik, die auch im DCF77-Signal Anwendung findet (allerdings auf Langwelle).
• Phasenmodulation: Bei manchen Systemen (z. B. als Zusatzinformation bei hochpräzisen Anlagen) wird die Phasenlage des Trägers leicht verändert, um millisekundengenaue Zeitcodes zu übertragen.

Die Signalstruktur setzt sich dabei aus periodischen Taktimpulsen, Sekundenmarkern und – meist zur Minutenübergabe – einem längeren Impuls zusammen. Durch hochpräzise Referenzuhren (oft GPS‑gestützt) wird die absolute Genauigkeit auf wenige Millisekunden oder besser konfiguriert 2.

3. Praxisanwendungen in Europa

In Europa kommen Zeitzeichensender überwiegend zur automatischen Synchronisation von Funkuhren, in industriellen Steuerungsanlagen und in Telekommunikationsnetzwerken zum Einsatz. Dank der hohen Reichweite der Kurzwellen – oft über Hunderte bis Tausende Kilometer, abhängig von Ausbreitungsbedingungen – kann ein einzelner Sender in großen geografischen Räumen zuverlässig empfangen werden. Für Funkamateure und Zeitdisziplin-Enthusiasten bieten solche Signale zudem einen Einblick in die physikalischen Mechanismen der HF-Ausbreitung und -Codierung.

4. Geschichtliche Entwicklung und Zukunftsperspektiven

Historisch entwickelten sich Zeitzeichensender als Antwort auf das Bedürfnis nach weltweiter Synchronisation – von den ersten mechanisch gesteuerten Anlagen in den 1950er Jahren bis hin zu den heutigen atomaren Referenzsystemen.

• Frühphase: Erste Zeitzeichen wurden über Langwellen und erste Kurzwellenübertragungen gesendet, um Flugnavigation und militärische Anwendungen zu unterstützen.
• Moderne Entwicklungen: Mit der Digitalisierung und der Verbreitung von Software Defined Radio (SDR) gewinnen Kurzwellen-Zeitzeichen heute neue Relevanz – etwa im Rahmen von Multifeed-Systemen, die mehrere Zeitquellen kombinieren.
• Zukunft: Neben klassischen analogen Impulstechniken wird zukünftig vermehrt auf digitale Übertragungskonzepte gesetzt, um höhere Genauigkeiten (unter Nanosekundenbereich) und eine bessere Fehlererkennung bei schwachen Signalen zu erzielen. Diese Verbesserungen eröffnen neue Anwendungen in der kritischen Infrastrukturnavigation und in der verteilten Synchronisation von IoT-Systemen .

5. Konkrete Frequenzen und Sender weltweit

Internationale Standard-Zeitzeichensender werden auf mehreren Kurzwellenbändern betrieben, sodass auch in Europa gute Empfangsbedingungen herrschen:

• WWV (USA, Fort Collins, Colorado): Frequenzen: 2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz und 20 MHz – Neben stündlichen Zeitansagen werden hier kontinuierliche Sekundenimpulse ausgestrahlt, wobei die genaue Codierung eine Kombination aus Tonimpulsen und Sprachansagen darstellt.
• WWVH (USA, Hawaii): Frequenzen: Analog zu WWV (2,5 bis 20 MHz) – Mit leicht versetzten Ansagen (üblicherweise weibliche Stimme) zur Ergänzung und Sicherung der Zeitinformation.
• CHU (Kanada): Frequenzen: 3,33 MHz, 7,85 MHz und 14,67 MHz – Ein klassischer Sender, der hochgenaue Zeitzeichen mit markanten Impulsmustern sendet, ähnlich dem US-Aktivitätsprofil.
• RWM (Russland): Beispiele aus der Praxis zeigen, dass der RWM-Zeitzeichensender in Russland auf Frequenzen wie 4996 kHz, 9996 kHz oder 14996 kHz betrieben wird – unter häuslichen Empfangsbedingungen oft in SSB (Single Side Band) .

Diese Sender bieten weltweit Referenzzeitstandards, die – abhängig von den ionosphärischen Verhältnissen – sowohl tagsüber als auch nachts in weiten Teilen Europas empfangbar sind.

6. Fazit

Zeitzeichensender auf Kurzwelle verbinden eine lange Tradition mit moderner Hochpräzision. Durch die gezielte Codierung und modulare Aufbereitung der Zeitimpulse ermöglichen sie eine zuverlässige Synchronisation von Funkuhren und technischen Anlagen über große Distanzen – ein Element, das auch in zukünftigen digitalen Anwendungen nicht an Bedeutung verlieren wird. Mit Sendern wie WWV, WWVH, CHU und RWM bietet das globale Netzwerk eine unverzichtbare Grundlage für präzise Zeitstandards, die in Europa im praktischen Alltag ebenso wie in kritischen Infrastruktursystemen zum Einsatz kommen.

1. Prinzip des TDOA-Peilsystems

Time Difference of Arrival (TDOA) nutzt den zeitlichen Unterschied, mit dem ein Funksignal an räumlich getrennten, synchronisierten Empfängern ankommt.

• Grundidee: Ein Sender abstrahlt ein Signal, das bei mindestens drei Empfängern – deren Positionen genau bekannt und zeitlich synchronisiert sind (z. B. mittels GPS) – ankommt.
• Geometrische Interpretation: Für einen Empfänger-Paar entspricht die gemessene Zeitdifferenz Δt der Distanzdifferenz:

mit c≈3×108 m/s (Lichtgeschwindigkeit).

• Zwei Empfänger liefern eine Hyperbel möglicher Senderstandorte.
• Drei Empfänger erlauben die Bestimmung des exakten Standorts als Schnittpunkt mehrerer Hyperbeln.

2. Technische Umsetzung

Die praktische Realisierung eines TDOA-Systems im HF-Bereich (Kurzwelle) umfasst folgende Elemente:

• Empfänger & Synchronisation: Jeder Receiver (beispielsweise ein SDR wie RTL-SDR oder KiwiSDR) empfängt den Kurzwellensignalstrom (I/Q-Daten) und versieht diesen mit hochpräzisen Zeitstempeln, klassischerweise durch GPS-Disciplined Oscillators. Die Synchronisation ist essenziell, da zeitliche Abweichungen direkt in Positionsfehler umgerechnet werden.
• Signalverarbeitung & Korrelation: In einem zentralen Prozessor oder dezentral in jedem Empfänger wird die Cross-Korrelation der empfangenen Signale durchgeführt.
  • Dabei wird der Signalverlauf eines Empfängers gegenüber dem eines anderen zeitlich verschoben, bis der Korrelationswert – sprich, der Abgleich der Signalformen – maximiert ist.
  • Der daraus resultierende Zeitversatz liefert Δt, der zur Berechnung der Distanzdifferenz genutzt wird.
• Beispielhafte Parameter: Bei einer Abtastrate von 2 MHz ergibt sich eine zeitliche Auflösung von ca. 500 ns, was einer Distanzauflösung von

entspricht – eine typische Größenordnung im Kurzwellensystem.

3. Mathematische Grundlagen und Laufzeitberechnungen

Gegeben:

• P1=(x1,y1,z1) und P2=(x2,y2,z2) als Positionen der Empfänger,
• rTX=(x,y,z) als unbekannter Senderstandort,
• d1 und d2 als Distanzen vom Sender zu den jeweiligen Empfängern.

Die Ankunftszeiten lauten:

wobei te die unbekannte Emissionszeit ist. Die TDOA-Messung ergibt:

Dies führt zu:

Da di=(x−xi)2+(y−yi)2+(z−zi)2, resultiert die Gleichung in einer nichtlinearen Beziehung, deren Lösung – durch Kombination mehrerer Empfänger – den Senderort eindeutig bestimmt (Schnittpunkt der Hyperbeln bzw. Hyperboloide).

4. Genauigkeit und mögliche Störgrößen

Die Genauigkeit eines TDOA-Systems hängt ab von:

• Zeitliche Synchronisation: Selbst geringe Abweichungen in der Zeitstempelung (im Nanosekundenbereich) wirken sich direkt proportional auf die Distanzmessung aus („500 ns = 150 m“). GPS-basierte Referenzen minimieren diese Fehler, können aber nicht alle Abweichungen ausschließen.
• Signal-Rausch-Verhältnis (SNR): Eine niedrige SNR kann die Korrelationsgenauigkeit verschlechtern, indem das korrelierte Signal unklar wird.
• Multipfad- und Ionosphären-Effekte: Kurzwellensignale werden durch Mehrwegeausbreitung und ionosphärische Reflexionen verzerrt, was zu variablen Laufzeiten führt.
  • Beispielsweise kann eine zusätzliche Reflexion zu einem Versatz in Δt führen, wodurch der errechnete Senderstandort fehlerhaft wird.
• Systematische Fehler: Ungenauigkeiten in der Messung oder Kalibrierungsfehler der Empfänger, kabelgebundene Verzögerungen oder interne Filterprozesse können ebenfalls die Endgenauigkeit beeinträchtigen.

Zusammengefasst werden in idealen Bedingungen Positionsauflösungen im Bereich von 100–200 Metern erreicht – abhängig von der Dichte der Empfänger und den Umgebungsbedingungen.

5. Kommerzielle Anwendungen und das KiwiSDR-Projekt

Kommerzielle Anwendungen:

• Notfall- und Sicherheitsdienste: Lokalisierung von Notfunksignalen oder illegalen Sendungen.
• Maritime Überwachung: In der Schifffahrt zur Bestimmung von Funksender-Positionen.
• Telekommunikation & Militär: Unterstützung bei der Signallokalisierung im HF-Bereich.

KiwiSDR-Projekt: Das KiwiSDR-Netzwerk umfasst weltweit verteilte SDR-Empfänger, die über hochpräzise GPS-Zeitstempel verfügen und sich ideal für TDOA-Peilungen eignen.

• Durch die Korrelation der empfangenen Signale aus dem KiwiSDR-Netz können auch schwache oder kurzwellenspezifische Signale lokalisiert werden.
• Die offene Plattform ermöglicht Funkamateuren und Forschern, das Prinzip global zu testen und die Ergebnisse visuell auf Karten darzustellen – eine eindrucksvolle Anwendung moderner Softwarelösungen zur multilateralen Positionsbestimmung.

Fazit

Das TDOA-Peilsystem für Kurzwelle kombiniert hochpräzise Synchronisation, fortschrittliche Signalverarbeitung und nichtlineare Geometrie, um Funksignale anhand ihrer Laufzeitdifferenzen zu lokalisieren. Trotz atmosphärischer Einflüsse und multipler Störgrößen erzielt das System – insbesondere bei dichtem Receiver-Netzwerk wie im KiwiSDR-Projekt – eine Positionsbestimmung im Bereich einiger hundert Meter. Diese Technik findet sowohl in kommerziellen Anwendungen als auch in der Amateurfunk-Community breite Anwendung und demonstriert eindrucksvoll den Einsatz moderner Technologien zur Lokalisierung von HF-Sendern.

1. Einleitung und Geschichte

The Buzzer (auch unter den Rufzeichen UVB‑76, UZB‑76, MDZhB oder NZhTI bekannt) ist ein seit den 1970er Jahren dokumentierter Kurzwellensender, dessen kontinuierlich wiederholender Summton legendären Status erlangte. Ursprünglich vermutet man, dass er vom russischen Militär betrieben wird – einst als Kanalmarker im Moskauer Militärbezirk und später im neu entstandenen westlichen Bezirk. Bereits 1976 erstmals aufgezeichnet, zieht seine geheimnisvolle Präsenz mit permanentem „Brummen“ und gelegentlichen Sprachinterventionen (die in variable Codeworte verpackt sind) die Aufmerksamkeit von Hobbyhörern und Geheimdienstanalysten gleichermaßen auf sich.

2. Technische Umsetzung und Modulation

Sendeverfahren: The Buzzer arbeitet auf dem Kurzwellensender mit der Frequenz 4625 kHz (entsprechend etwa 64,8 m Wellenlänge) und verwendet Einseitenbandmodulation (Upper Side Band, USB).

• Bei USB wird nur der Teil des Signals übertragen, der oberhalb der Trägerfrequenz liegt.
• Mathematisch wird der modulierte Senderausgang folgendermaßen dargestellt:

wobei • f0=4625 kHz die Trägerfrequenz ist, • m(t) das bandbegrenzte Basbandsignal darstellt – in diesem Fall ein periodisch wiederkehrender, simplifizierter Puls (das „Brummen“) und gelegentliche modulierte Sprachsegmente.

Beispielhafte Puls-Codierung: Angenommen, der Summton wird als Rechteckimpuls mit Periodendauer T gesendet, dann kann man m(t) näherungsweise als

modellieren, wobei • A die Amplitude, • τ die Pulsbreite (z. B. 0,8 s) und • T die Wiederholperiode (z. B. ca. 2 s) ist.

Im Frequenzbereich entspricht dies einer spektralen Verteilung, die durch die Fourier-Transformation der Rechteckfunktion eine sinc⁡-Funktion ergibt, welche sich elegant in die SSB-Übertragung integriert.

3. Mathematische Details der Signalverarbeitung

Das Ziel der SSB-Übertragung ist es, die Bandbreite zu minimieren und Störungen zu reduzieren. Wird das Basisbandsignal m(t) in Frequenzkomponenten M(f) zerlegt, so überträgt der Sender ausschließlich:

Da im USB-Verfahren die untere Seitenbandanteile unterdrückt werden, bleibt nur der Frequenzbereich oberhalb von 4625 kHz aktiv. Die mathematische Präzision zeigt sich dabei in folgenden Punkten:

• Phasenintegrität: Die exakte Kopplung der Phase ϕ aus m(t)=A cos⁡(2πfmt+ϕ) ermöglicht eine reproduzierbare Signalübertragung, die auch als zeitliches Marker-Signal in synchronen Systemen dienen könnte.
• Zeitliche Dekodierung: Mithilfe präziser Zeitstempel – erzielt durch GPS‑gestützte Referenzuhren – lässt sich das periodische Pulsverhalten exakt messen. So können Empfänger über Kreuzkorrelation den Beginn der Pulsfolgen mit Millisekundenpräzision bestimmen und so die Integrität des ausgestrahlten Zeitzeichens verifizieren.

4. Bedeutung, mögliche Anwendungen.

Auch wenn der offizielle Zweck von The Buzzer nie abschließend von den Behörden bestätigt wurde, gehen viele Analysen davon aus, dass der Sender als:

• Kanalmarker und Liniencheck: Ein dauerhafter Funkpeilungsanker, um HF-Ausbreitungsbedingungen zu überwachen und die Integrität von Kommunikationsnetzen im militärischen Kontext sicherzustellen.
• Kodierte Kommandoübertragung: Gelegentlich eingebettete Sprach- oder Zahlencodes könnten als verschlüsselte Befehle dienen, ähnlich einem One-Time-Pad-Verfahren, das nur für autorisierte Empfänger entzifferbar ist.
• Experimentelle Kommunikationsplattform: Ebenso regt er Spekulationen an, ob The Buzzer als Notfall-Backdoor oder als Testsignal in globalen Warnsystemen eingesetzt wird.

Die kreative Interpretation umfasst auch den kulturellen Aspekt: Das monotone „Summen“ symbolisiert in gewisser Weise die unaufhörliche, unterschwellige Präsenz von Kontrolle und Überwachung in der modernen Welt – fast wie der unhörbare Herzschlag eines mächtigen Netzwerks.

5. Empfang in Deutschland – Frequenzen und Zeiten

Konkrete Angaben:

• Frequenz: The Buzzer wird auf 4625 kHz ausgestrahlt (USB).
• Empfangszeiten: Aufgrund der ionosphärischen Reflektion ist das Signal in Deutschland nahezu rund um die Uhr empfangbar, wenn die Ausbreitungsbedingungen günstig sind.
  • Nachtstunden (ca. 22:00 bis 06:00 MEZ): Häufig besonders klar, da die Dämpfung geringer und die Reflexion stabiler ist.
  • Tageszeiten: Auch am Tag empfangbar, jedoch mit variabler Qualität, abhängig von atmosphärischen Schwankungen und lokaler Störstrahlung.

Ein guter Kurzwellenempfänger mit entsprechender USB-Demodulation (z. B. ein moderner SDR oder ein klassisches Kofferradio) und eine geeignete Antenne garantieren ein optimales Hörerlebnis.

Fazit

The Buzzer ist mehr als ein einfaches Summen auf 4625 kHz – es ist ein technisch hochpräzises, mathematisch fundiertes und dennoch mysteriöses Kommunikationssystem, das seit Jahrzehnten den Puls eines vermeintlich geheimen Netzwerks widerspiegelt. Mit seiner SSB‑Codierung, exakten Pulsstrukturen und robusten Übertragungsmechanismen demonstriert es, wie umfassende technische und mathematische Prinzipien im Dienste strategischer Kommunikation stehen. Für Funkamateure und Technikbegeisterte bleibt es ein faszinierendes Rätsel, dessen genauere Bedeutung und Einsatzmöglichkeiten in zukünftigen Entwicklungen vielleicht noch entschlüsselt werden.

Klaus, OZ7OKM, informierte u.a. über den weiteren Fortschritt bei der Verkabelung des Shack. Das Ergebnis dieser Arbeiten kann als weiterer Meilenstein beim Ausbau des Shack in der Friesdorferstraße bezeichnet werden und ist sicher von besonderem Interesse für die Mitglieder unserer Interessengemeinschaft.

1. Niederspannungsanlage im Shack

Er und Rolf (DD9PR) haben die Steckdosen angebracht und angeschlossen. Alle Steckdosen sind jetzt verbaut und verkabelt. Die 230V-Anlage für die Arbeitsplätze ist fertig.

Die Verteilung ist umgebaut und um ein 4poliges Schütz -gesteuert über einen externen Not-Aus-Taster- erweitert. Die Anlage wurde getestet und auf Funktionstüchtigkeit gemessen.

2. 70cm-Relais DB0DTM und Kiwi-SDR

Des Weiteren ist zur Ausstattung des Shack noch ein kleiner 19-Zoll-Schrank hinzugekommen. Dieser kann für die Aufnahme des 70cm-Relais und den Kiwi-SDR verwendet werden. Soweit sind diese Maßnahmen abgeschlossen.

3. Antennenaufbau

Für den weiteren Antennenaufbau wurden mit Martin DL2JMK und Rolf Absprachen getroffen.

Falls Ihr Zeit und die Möglichkeit habt, dann bringt Euch bitte durch Eure helfenden Hände mit in den Ausbau des Standort ein.

Funkfeuer sind weit mehr als einfache Sendestationen – sie haben sich über mehr als ein Jahrhundert als unverzichtbare Navigationshilfen etabliert, sowohl in der Luftfahrt als auch der Seefahrt. Im Folgenden beleuchten wir ihre technische Funktionsweise, erläutern, wie und wo sie empfangen werden können, und werfen einen Blick auf ihre spannende Geschichte.

1. Technische Funktionsweise

Ein Funkfeuer besteht in der Regel aus drei wesentlichen Komponenten:

• Sender: Der Sender erzeugt elektromagnetische Wellen, die über definierte Frequenzen ausgestrahlt werden. Moderne Anlagen arbeiten häufig im nieder- oder mittelwelligen Spektrum, wobei ältere Systeme oft auf Amplitudenmodulation (AM) setzten. Dabei werden kontinuierliche Signale oder periodisch unterbrochene Morsezeichen ausgestrahlt, die eine eindeutige Identifikation ermöglichen.
• Antenne: Die ausgesendeten Wellen benötigen eine gut optimierte Antenne, die nicht nur die Effizienz der Signalübertragung verbessert, sondern auch den Empfang großer Distanzen ermöglicht. Unterschiedliche Antennentypen – von klassischen Rundstrahl- bis hin zu richtungsabhängigen Spezialantennen – kommen dabei zum Einsatz.
• Steuerung und Modulation: Neben der grundlegenden Frequenzsteuerung wird das Signal zusätzlich moduliert, um spezielle Kennungen zu übertragen. Moderne Funkfeuer integrieren auch digitale Systeme, die weitergehende Informationen (wie etwa aktuelle Statusmeldungen) verschicken können. Die gewählte Modulation und Sendeleistung beeinflussen maßgeblich die Reichweite und Zuverlässigkeit des Signals.

Diese technische Basis ermöglicht es, dass Funkfeuer über weite Strecken hinweg trotz atmosphärischer Herausforderungen zuverlässig identifizierbare Signale aussenden.

2. Empfang von Funkfeuern

Der Empfang eines Funkfeuers erfolgt über entsprechend abgestimmte Funkempfänger, die in der Lage sind, die ausgesandten Signale zu detektieren und zu verarbeiten. Dabei spielen folgende Aspekte eine zentrale Rolle:

• Frequenzabstimmung: Funkempfänger müssen exakt auf die Frequenzbereiche der Funkfeuer eingestellt sein. Beispielsweise operieren Nicht-Richtungsfunkfeuer (NDBs), die vor allem in der Luftnavigation genutzt werden, oft im Frequenzbereich zwischen ca. 190 kHz und 535 kHz.
• Antennentechnik: Empfindliche Antennensysteme, oftmals in Kombination mit Verstärkerschaltungen, ermöglichen selbst schwachen Signalen, trotz großer Entfernungen und störender Umgebungsfaktoren, zu einer klaren Identifikation zu verhelfen.
• Filterung und Signalverarbeitung: Moderne Empfänger sind in der Lage, Störsignale und Interferenzen herauszufiltern. Dies gewährleistet, dass die übermittelten Identifikationscodes, etwa durch Morsezeichen oder digitale Kennungen, korrekt dekodiert und der Navigationsauswertung zur Verfügung gestellt werden.

Diese Technologien finden nicht nur in der professionellen Luftfahrt oder Schifffahrt Anwendung, sondern auch bei Funkamateuren, die sich für die Geschichte und Technik der Funknavigation begeistern.

3. Geschichtliche Entstehung und Entwicklung

Die Wurzeln der Funkfeuer reichen bis in die Anfänge der drahtlosen Kommunikation zurück:

• Frühe Pionierzeit: Ende des 19. Jahrhunderts legten Wissenschaftler wie Heinrich Hertz und Pioniere wie Guglielmo Marconi den Grundstein für den Einsatz elektromagnetischer Wellen. Erste Experimente führten zur Entwicklung einfacher Sendestationen, die vor allem der drahtlosen Telegrafie dienten.
• Anwendung in der Navigation: Bereits in den frühen Jahren des 20. Jahrhunderts erkannten Seefahrer und später auch Piloten das Potenzial der Funktechnik als Navigationshilfe. Funkfeuer wurden etabliert, um auch bei Dunkelheit oder schlechten Wetterverhältnissen zuverlässige Positionierungsinformationen zu liefern.
• Weiterentwicklung und Integration: Besonders während des Zweiten Weltkriegs und in der Nachkriegszeit verlief die Weiterentwicklung rasant. Die Einführung verbesserter Modulationsverfahren sowie der Übergang von rein analogen zu digitalen Systemen erhöhten die Genauigkeit und Zuverlässigkeit. Gleichzeitig entstanden neben den klassischen NDBs auch komplexere Systeme, die den Anforderungen moderner Navigation gerecht wurden.

Diese historische Entwicklung spiegelt den kontinuierlichen Fortschritt in der Nachrichtentechnik wider und unterstreicht, wie Funkfeuer maßgeblich zur Sicherheit im Verkehr beigetragen haben.

4. Aktuelle Bedeutung und zukünftige Perspektiven

Obwohl sich satellitengestützte Navigationssysteme wie GPS heutzutage in vielen Bereichen durchgesetzt haben, verlieren Funkfeuer keineswegs ihre Relevanz. Sie dienen weiterhin als:

• Backup-Systeme: In Fällen von GPS-Ausfällen oder starken Interferenzen bieten Funkfeuer eine verlässliche Notlösung.
• Ausbildungs- und Lehrmittel: Die Technik der Funkfeuer liefert wichtige Grundlagenwissen für die Ausbildung in der Luftfahrt und Funktechnik.
• Historische Referenzen: Sie verkörpern eine Technologie, die den Übergang von der analogen zur digitalen Welt symbolisiert – ein faszinierender Aspekt für Technikinteressierte und Historiker gleichermaßen.

In Zukunft könnten hybride Systeme entstehen, welche die robusten Eigenschaften der klassischen Funkfeuer mit modernster digitaler Signalverarbeitung kombinieren, um die Navigation noch sicherer und vielseitiger zu gestalten.

Rolf DD9PR und Klaus OZ7OKM haben heute (am 21.05.2025) die Leerrohre und die Kabelbühne mit ca. 100 m Kabel befüllt.

Sechs Arbeitsplätze:

1. Der Besprechungstisch,
2. Der PC- und KW- Funkplatz,
3. Der UKW-Funkplatz,
4. Der Löt-/Bastelplatz,
5. Der Messplatz,
6. Die Kaffeestube.

Auch die Unterverteilung neben der Eingangstür wurden mit Kabel versorgt. Im nächsten Schritt muss alles verklemmt, angeschlossen und getestet werden. Die Unterverteilung soll ein Schütz für „Notaus“ erhalten.

Klaus DL/OZ7OKM, Rolf DD9PR und Martin DL2JKM packten am Samstag den 17.05.2025 Werkzeug und Material an. Es wurden:

• das Kabel im Leerrohr an der Wand zum Besprechungstisch verlegt,
• die Kabelführungen durch Leerrohre vervollständigt und Leerrohre befestigt,
• die Kabelführung zu den Arbeitsplätzen vorbereitet.

Die Kabel zu den Arbeitsplätzen werden voraussichtlich in der nächsten Woche eingezogen.

Weiterhin haben die drei Fleißigen den Abwasseranschluss für das Ausgussbecken fertiggestellt und getestet.

Martin hat den Kiwi-WebSDR umgesetzt und Empfangsantenne umgebaut.

Zusammenfassend kann ich nur feststellen, dass es sich um eine „stramme“ Leistung für einen Samstagvormittag handelt. Respekt!

Darüber hinaus wurde eine Verlängerung für den Heizlüfter bereitgestellt. Vielen Dank!