Einleitung

In der modernen Elektronik und Kommunikationstechnik sind elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und die damit verbundenen Konzepte der Störaussendung und Störfestigkeit von entscheidender Bedeutung. Dieser Artikel bietet einen Überblick über diese Konzepte, ihre Ursachen und Methoden zur Verbesserung der EMV.

Störaussendung

Störaussendung (Emission) bezieht sich auf die unerwünschte Abstrahlung elektromagnetischer Energie von einem elektronischen Gerät oder System. Diese Emissionen können andere Geräte stören und die Funktionalität beeinträchtigen.

Ursachen

• Hochfrequente Schaltvorgänge
• Unsachgemäße Abschirmung
• Schlechte Leiterplatten-Layouts

Auswirkungen

• Beeinträchtigung der Funktion anderer elektronischer Geräte
• Erhöhte Fehlerraten in Kommunikationssystemen
• Störungen in empfindlichen Messgeräten

Maßnahmen zur Reduzierung

• Verwendung von geschirmten Gehäusen und Kabeln
• Optimierung des Leiterplatten-Designs
• Einsatz von Filtern und Entstörkondensatoren

Störfestigkeit

Störfestigkeit (Immunität) beschreibt die Fähigkeit eines elektronischen Geräts oder Systems, in Gegenwart elektromagnetischer Störungen korrekt zu funktionieren. Eine hohe Störfestigkeit ist entscheidend, um die Zuverlässigkeit und Stabilität elektronischer Systeme zu gewährleisten.

Ursachen für Störungen

• Externe elektromagnetische Felder
• Elektrostatische Entladungen
• Blitzschlag und Überspannungen

Auswirkungen

• Fehlfunktionen und Ausfälle elektronischer Geräte
• Datenverlust und Kommunikationsabbrüche
• Beeinträchtigung der Systemstabilität

Maßnahmen zur Verbesserung

• Einsatz von Überspannungsschutzgeräten
• Verbesserung der Erdung und Abschirmung
• Verwendung von EMV-gerechten Bauteilen und Materialien

Fazit

Die Kontrolle von Störaussendungen und die Verbesserung der Störfestigkeit sind wesentliche Aspekte der elektromagnetischen Verträglichkeit. Durch geeignete Maßnahmen können die Zuverlässigkeit und die Leistung elektronischer Systeme erheblich verbessert werden.

Einleitung

In der modernen Elektronik und Kommunikationstechnik spielen elektromagnetische Störungen eine bedeutende Rolle. Zwei der häufigsten Arten von Störungen sind Gleichtakt- und Gegentaktstörungen. Dieser Artikel bietet einen Überblick über diese Störungen, ihre Ursachen und Methoden zu ihrer Unterdrückung.

Gleichtaktstörungen

Gleichtaktstörungen (Common Mode Interference) treten auf, wenn unerwünschte Signale auf beiden Leitern eines Kabels in gleicher Phase und Amplitude auftreten. Diese Störungen können durch externe elektromagnetische Felder, wie z.B. von Motoren oder Hochspannungsleitungen, verursacht werden.

Ursachen

• Elektromagnetische Felder von externen Quellen
• Unsachgemäße Erdung
• Elektrostatische Entladungen

Auswirkungen

• Beeinträchtigung der Signalqualität
• Erhöhte Fehlerquote in Datenübertragungen
• Störungen in empfindlichen elektronischen Geräten

Maßnahmen zur Unterdrückung

• Verwendung von geschirmten Kabeln
• Einsatz von Gleichtaktdrosseln
• Verbesserung der Erdung

Gegentaktstörungen

Gegentaktstörungen (Differential Mode Interference) entstehen, wenn unerwünschte Signale auf den Leitern eines Kabels in entgegengesetzter Phase auftreten. Diese Art von Störung ist oft das Ergebnis von internen Schaltvorgängen oder unsymmetrischen Lasten.

Ursachen

• Interne Schaltvorgänge
• Unsymmetrische Lasten
• Schlechte Signaltrennung

Auswirkungen

• Verzerrung des Nutzsignals
• Datenverlust
• Fehlfunktionen in elektronischen Schaltungen

Maßnahmen zur Unterdrückung

• Verwendung von differenziellen Signalübertragungen
• Einsatz von Filtern
• Optimierung der Schaltungsdesigns

Fazit

Gleichtakt- und Gegentaktstörungen sind häufige Herausforderungen in der Elektronik und Kommunikationstechnik. Durch geeignete Maßnahmen zur Unterdrückung dieser Störungen kann die Signalqualität verbessert und die Zuverlässigkeit elektronischer Systeme erhöht werden.

Die Fourier-Transformation ist ein mathematisches Verfahren, mit dem man komplexe Signale in ihre Einzelfrequenzen zerlegen kann. Dies ist besonders nützlich, wenn man sich vorstellt, wie man die Schwingungen einer Gitarrensaite in die einzelnen Töne aufteilt.

Was ist die Fourier-Transformation?

Stell dir vor, du hörst eine Melodie auf einer Gitarre. Diese Melodie besteht aus vielen verschiedenen Tönen, die gleichzeitig gespielt werden. Unser Ohr kann diese Töne erkennen, aber wie könnte man das mathematisch beschreiben? Genau hier kommt die Fourier-Transformation ins Spiel. Sie hilft uns, ein komplexes Signal (die Melodie) in seine Grundkomponenten (die einzelnen Töne) zu zerlegen.

Wie funktioniert das?

Die Fourier-Transformation nimmt ein Signal, das sich im Zeitbereich abspielt (zum Beispiel ein Musikstück) und zerlegt es in seine Frequenzbestandteile. Dies bedeutet, dass wir herausfinden können, welche Frequenzen in dem Signal enthalten sind und wie stark jede einzelne Frequenz ist. Auf diese Weise können wir die „Bausteine“ des Signals sehen.

Die grundlegende mathematische Darstellung der Fourier-Transformation ist:

Hierbei ist f(t) das Zeitbereichssignal und F(f) das Frequenzbereichssignal.

Wofür braucht man die Fourier-Transformation?

Die Fourier-Transformation wird in vielen Bereichen verwendet, darunter:

• Signalverarbeitung: In der Elektronik und Kommunikation, um Signale zu analysieren und zu filtern.
• Bildverarbeitung: Um Bilder zu komprimieren und zu analysieren.
• Akustik: Um Klang und Musik zu analysieren.
• Medizin: In der Bildgebung, wie der MRT (Magnetresonanztomographie), um detaillierte Bilder des Körpers zu erstellen.

Ein einfaches Beispiel

Ein einfaches Beispiel ist die Analyse eines Musikstücks. Wenn du einen kurzen Klang aufnimmst und die Fourier-Transformation darauf anwendest, kannst du sehen, welche Frequenzen in diesem Klang vorhanden sind und wie stark sie sind. Dies kann genutzt werden, um Musik zu analysieren oder um ein Audiosignal zu filtern und Rauschen zu entfernen.

Beispiel für Funkübertragungen und EMV-Störungen

In der Funkübertragung spielt die Fourier-Transformation eine entscheidende Rolle. Nehmen wir an, wir haben ein Funksignal, das von einem Sender zu einem Empfänger übertragen wird. Dieses Signal kann durch verschiedene Faktoren gestört werden, wie zum Beispiel elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Störungen.

EMV-Störungen entstehen durch unerwünschte elektromagnetische Wellen, die von anderen elektronischen Geräten emittiert werden. Diese Störungen können das Funksignal überlagern und seine Qualität beeinträchtigen.

Die Fourier-Transformation kann verwendet werden, um das gestörte Funksignal in seine Frequenzkomponenten zu zerlegen. Dadurch können wir erkennen, welche Frequenzen von EMV-Störungen betroffen sind. Anschließend können Filter angewendet werden, um die störenden Frequenzen zu entfernen und das ursprüngliche Signal wiederherzustellen.

Ein gestörtes Funksignal s(t) kann in seine Frequenzen zerlegt werden, um störende Frequenzen zu identifizieren und zu filtern:

Durch das Entfernen der störenden Frequenzen fSto¨rung kann das Signal verbessert werden.

Fazit

Die Fourier-Transformation ist ein mächtiges Werkzeug, das uns hilft, die Struktur von Signalen und Daten zu verstehen. Es ermöglicht uns, komplexe Informationen in ihre grundlegenden Bestandteile zu zerlegen und damit viele praktische Anwendungen in der Technik und Wissenschaft zu finden. Von der Musikanalyse bis hin zur Funkübertragung und EMV-Störungsbeseitigung – die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig und essentiell in der modernen Welt.

Was ist eine Inversionswetterlage?

Eine Inversionswetterlage tritt auf, wenn die normalen Temperaturverhältnisse in der Atmosphäre umgekehrt sind. Normalerweise kühlt die Luft mit zunehmender Höhe ab, aber bei einer Inversion ist es in den oberen Luftschichten wärmer als in den unteren. Diese Wetterlage entsteht oft bei klaren Nächten, wenn sich die Erdoberfläche schnell abkühlt und die darunterliegende Luftschicht kälter wird als die darüberliegende.

Einfluss auf den UKW-Sprechfunk:

• Nebelbildung: Inversionswetterlagen begünstigen die Bildung von Nebel, besonders in Tälern und Senken. Dies kann die Sichtweite stark reduzieren und somit die Kommunikation beeinträchtigen.
• Signalstreuung: Die stabile Schichtung der Luft kann dazu führen, dass UKW-Signale nicht so weit reichen wie sonst. Dies kann zu schlechter Empfangsqualität führen, besonders in ländlichen oder bergigen Gebieten.

Phänomen der UKW-Überreichweiten

Ein faszinierender Effekt, der bei Inversionswetterlagen auftreten kann, sind die UKW-Überreichweiten. Dabei handelt es sich um eine unerwartet große Reichweite von UKW-Signalen. Durch die Inversion wird die Luftschicht zur Reflektionsschicht für die Funksignale. Die Signale prallen an dieser Schicht ab und können somit über weite Entfernungen hinweg gehört werden. Dies führt dazu, dass man UKW-Sender empfangen kann, die normalerweise weit außerhalb der regulären Reichweite liegen.

Screenshot

Fazit

Eine Inversionswetterlage kann sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf den UKW-Sprechfunk haben. Einerseits kann die Signalstreuung die Empfangsqualität beeinträchtigen, andererseits bieten Überreichweiten eine spannende Möglichkeit, weit entfernte Signale zu empfangen.

Damit sich das Shack in der Friesdorfer Straße zu einer lebendigen Begegnungsstätte für Funkamateure und Interessierte entwickeln kann, sind regelmäßige Aktivitäten vor Ort erforderlich. Diese Aktivitäten sollten auf der Webseite IGAFU-Bonn im Voraus bekannt gegeben werden.

Es wäre wirklich schade, wenn die vielen Möglichkeiten, die dieser Ort bietet, nicht umfänglich genutzt würden.

Voraussetzung hierfür ist auch, dass das Shack in einen Behaglichkeit ausstrahlenden Raum umgewandelt wird. Die ersten Schritte sind getan, z.B. was die Möblierung anbelangt. Im Weiteren ist die Funktion der Heizung im Winter sicherzustellen. Sobald die ersten Antennen im Frühjahr installiert sind, kann auch Funkbetrieb gemacht werden.

Damit zukünftig wieder Aktivitäten in der Friesdorfer Straße stattfinden, sind neben den Mitgliedern des OV Bonn (Z37) auch diejenigen Funkfreunde angesprochen, die bislang aktiv mitgemacht haben aber jetzt aus Frust aus dem VFDB e.V.  in 2024 ausgetreten sind. Wir möchten sie nicht verlieren und deshalb motivieren, weiterhin die Friesdorfer Straße als Begegnungsstätte zu nutzen.

Ich wünsche allen Funkfreunden und Ihren Angehörigen frohe Festtage und einen guten Rutsch ins Neue Jahr 2025.

Helmut DB6NX

Erklärungen zu LoRa APRS und analogem RX Diversity

Im heutigen Artikel wollen wir zwei spannende Technologien vorstellen, die sowohl für Funkamateure als auch für Technikbegeisterte von Interesse sind: LoRa APRS und analoges RX Diversity.

Was ist LoRa APRS?

LoRa APRS steht für Long Range Automatic Packet Reporting System. Es handelt sich um ein System, das entwickelt wurde, um GPS-Daten und andere Informationen über große Entfernungen hinweg zu übertragen. Dabei wird die LoRa-Technologie genutzt, die es ermöglicht, Daten mit geringem Energieverbrauch über weite Strecken zu senden. Das ist besonders nützlich für Funkamateure, die ihre Positionen oder andere Daten zuverlässig und effizient übertragen möchten. Mit LoRa APRS können weitläufige Gebiete abgedeckt und stabile Verbindungen hergestellt werden, selbst in abgelegenen Gebieten. An unserem Standort ist seit vergangenem Freitag wieder ein LoRa APRS Gateway in Betrieb.
Hierzu wurde die neuste Version des Lillygo Moduls genutzt mit aktuellster SW. Wer sich interessiert findet das Gateway hier: https://aprs.fi/info/a/DL0DTM-10

Was ist analoges RX Diversity?

Analoges RX Diversity bezieht sich auf eine Technik, bei der mehrere Antennen (RX) genutzt werden, um die Qualität des empfangenen Signals zu verbessern. In einem solchen System arbeiten baugleiche  entkoppelte Antennen zusammen, um das bestmögliche Signal zu extrahieren. Dies geschieht, indem die Stärken und Schwächen der verschiedenen Antennen-Positionen  kombiniert werden. Die Technik sorgt dafür, dass das System in der Lage ist, schwächere oder gestörte Signale besser zu verfolgen und auszuwerten, was letztlich zu einer besseren Signalqualität und weniger Störungen führt. Hierzu konnten wir erfolgreich an unserem Relais DB0DTM erfolgreich erste Tests durchführen, welche eine Blaupause sein wird für weitere „aktive“ Relais. Die Verschalt-Technik ist bereits am Standort Bonn abgebaut und wird  in Kürze bei einem weiteren Relaisbetreiber getestet.

Fazit

Sowohl LoRa APRS als auch analoges RX Diversity sind Technologien, die den Amateurfunk und andere Kommunikationssysteme revolutionieren können. Während LoRa APRS eine kostengünstige Möglichkeit bietet, Daten über große Entfernungen zu übertragen, verbessert das analoge RX Diversity die Signalqualität durch den Einsatz mehrerer Empfänger. Beide Technologien bieten spannende Möglichkeiten für Funkamateure und Technikbegeisterte, die auf der Suche nach innovativen Lösungen sind.

Wer mehr über diese Technologien erfahren oder sich selbst an der Implementierung versuchen möchte, ist herzlich eingeladen, sich an entsprechenden Projekten und Treffen zu beteiligen.

Dieser Artikel soll einen einfachen Einstieg in die komplexe Welt der Funktechnologien bieten. Bleiben Sie gespannt auf weitere spannende Themen und tiefere Einblicke in die faszinierende Welt des Amateurfunks!

In der Welt des Amateurfunks stellt sich die Herausforderung, innovative und kostengünstige Lösungen zu entwickeln. Michael, DL4KMS und Martin, DL2JMK, haben diese Herausforderung angenommen und in einem spannenden Projekt zwei Thin Clients und zwei Airspy-UKW-SDR-Empfänger eingesetzt. Was lässt sich daraus realisieren?

Ein Blick auf die verwendete Technik

Als „Versuchsobjekte“ kamen ein ThinClient der Marke DELL (mit mechanischer Festplatte) und ein Shuttle-PC (mit SSD), sowie Arbeitsspeichern zwischen 4 und 8 GB RAM zum Einsatz. Erfreulicherweise begnügten sich Betriebssystem und SDR-Software mit ca. 700 bzw. 900 MB RAM und 5,2 GByte physischen Speicher.

Erste Schritte mit OpenWebRX

Michael begann mit der einfachen Version von OpenWebRX. Erste Tests verliefen erfolgreich und zeigten das Potenzial der Kombination aus Thin Clients und Airspy-SDR-Empfängern. Doch DL4KMS blieb nicht bei der Grundversion stehen.

Upgrade zu OpenWebRX+

Die Thin Clients wurden auf OpenWebRX+ umgerüstet, was zahlreiche sinnvolle Funktionen mit sich brachte.

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-Möglichkeiten zur Aufzeichnung empfangener Aussendungen
-Zusätzlich zur Wasserfallanzeige Darstellung einer Empfangspegeldarstellungen
-Chatmöglichkeit mit anderen, gleichzeitig eingeloggten SDR-Hörern
-Einbindung von OpenStreetMaps in der Kartendarstellung

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Die genannten Features stellen nur die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dar. Mit diesen Upgrades und zwei herausragenden Standorten bietet die IGAFU (Interessengemeinschaft Amateurfunk Telekom) ihren Mitgliedern und Unterstützern einen deutlichen Mehrwert.

Erfolge und Vorteile

Die 2m APRS-Ausbreitungskarte ist ein bedeutendes Beispiel für die neuen Möglichkeiten Eindrucksvoll zeigt sie die Reichweite und die Leistung des Systems. Dieses visuelle Highlight spricht für sich und verdeutlicht die verbesserten Empfangs- und Analysefähigkeiten.

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2m APRS

Teilnahme und Unterstützung

Wer Interesse daran hat, selbst ein UKW-SDR-System aufzubauen, ist herzlich eingeladen, an einem der kommenden offenen Shack-Termine teilzunehmen. Diese Treffen bieten eine großartige Gelegenheit, sich auszutauschen, Wissen zu teilen und praktische Erfahrungen zu sammeln. Wann die Treffen genau stattfinden, findet Ihr in unserer Terminübersicht oben rechts auf der IGAFU-Seite (https://igafu-Bonn.de)

Finanzielle Unabhängigkeit

Dieses Projekt wird vollständig privat finanziert. Es erhält keine Hardware oder finanzielle Förderung durch die Amateurfunkverbände.

Die Welt des Amateurfunks bleibt spannend und voller Möglichkeiten. Dank innovativer Projekte wie dem von Martin, DL2JMK, und Michael, DL4KMS und der IGAFU Bonn können Enthusiasten neue Technologien entdecken und anwenden. Wer neugierig geworden ist, sollte die Chance nutzen und bei einem der offenen Shack-Termine vorbeischauen.

#SDR #Amateurfunk #UKW

Am 02.11.2024, um 15:00 Uhr trafen sich Martin (DL2JMK), Rolf (DD9PR), Karsten (DG7KAD), Michael (DL4KMS) mit Ehefrau und Helmut (DB6NX) in der Friesdorfer Straße, um verschiedene Arbeiten im und auf dem Shack zu erledigen.

Da die zweite Wanddurchführung fertiggestellt wurde, konnte u.a. die Antenne des Relais DB0DTM zur Straßenseite des Gebäudes umgesetzt werden. Dazu wurde durch Michael und Martin auf dem Dach eine Diamond X5000 mit einen kurzen Mast gesetzt.

Diese Antenne ist provisorischer Ersatz für die defekte Kathrein-Antenne und soll später durch einer flacher abstrahlende Antenne wieder ersetzt werden.

Wir treffen uns in der Friesdorfer Straße am 02.11.2024, um 15:00 Uhr! 

Vorbereitung für die Messungen – wo ist die Störquelle? 13.10.24

Sonntagvormittag, 13.10.2024 besuchten Kerstin, DG9SK, Martin, DL2JMK und Michael, DL4KMS das Relais DB0ZK auf dem Kühkopf bei Koblenz. Zusammen mit Marco, DM5ML fuhren wir auf den 150 m über Grund befindlichen Turmkorb. Martin führte am Relaisschrank eine DGUV-3 Prüfung* durch. Eine Lokalisierung möglicher Einstrahlungen auf der 2 m-Relaiseingabe verlief erfolglos.

SWR-Messung, DB0ZK, 2m-Duplexer, 13.10.24

Im nächsten  Schritt wollen wir DB0ZK ein Stockwerk höher umziehen. Damit verkürzen sich die Koaxkabellängen der 2 m- und  70 cm-Relais deutlich.

Auf der Suche nach Störungsquellen, 13.10.24

Wir hoffen, somit eine höhere Empfindlichkeit der Empfänger, weniger Einstrahlung durch benachbarte Funkdienste und später weitere Afu-Dienste am Standort anbieten zu können.

Den Nachmittag …

Blick vom Kühkopf 13.10.24	Blick vom Kühkopf 13.10.24
Rundumblick vom Kühkopf 13.1024	Kühkopf-Rundblick auf den Rhein 13.10.24	Rundblick vom Kühkopf 13.10.24
Blick auf Koblenz, Kühkopf-Rundblick 13.10.24	Rundblick auf Koblenz und Umgebung vom Kühkopf, 13.10.24	Rundblick vom Sendemast Kühkopf bei Koblenz 13.10.24
Rundblick vom Kühkopf auf Koblenz und Umgebung, 13.10.24	Rundumblick vom Sendemast Kühkopf auf Koblenz und Umgebung, 13.10.24	Blick vom Kühkopf 13.10.24

… widmeten wir DB0DT auf dem von Koblenz ca. 55 km Luftlinie entfernten Höllkopf. Hier sorgten Störungen auf der 70 cm-Eingabe für einen eingeschränkten Betrieb – siehe auch Blogeintrag vom 12. August. Mit tatkräftiger Unterstützung von Gerald, DB5WY und Stefan, DF3WV konnten wir die noch am Standort befindliche und ungenutzte, kommerzielle Antenne mit dem Relais koppeln. Michael hatte diese am Wochenende zuvor entdeckt und angeregt, sie zu verwenden.

Antennenarbeiten, DB0DT, 13.10.24

Glücklicherweise beseitigte dies die Störeinstrahlung. Außerdem entfällt die Abschattung durch den Turmkörper. Bereits früher stellte die Antenne ihre Afu-Tauglichkeit als Nutzereinstieg des zwischenzeitlich abgebauten Digipeaters DB0DRD unter Beweis. 

DB0DT verwendet jetzt also die an der Mastspitze des 93 m hohen Fernmeldeturms befindliche Antenne, verbunden über 65 m 5/8 Zoll Flexwell Industriekoaxkabel mit 2,6 dB Dämpfung. An der frei gewordenen 70 cm Afu-Antenne hört nun ein LORA-Empfänger und erweitert damit das Netz in diesem Bereich des Hohen Westerwalds.

SWR-Messung der kommerziellen Antenne, DB0DT, 13.10.24

Vorbereitung LORA-Empfänger, DB0DT, 13.10.24

In einem nächsten Schritt werden wir die Antennenanbindung ans Relais mit einem hochwertigeren Jumperkabel optimieren. Wir erhoffen  uns dadurch eine Verbesserung der Sende- und Empfangsleistung.

Wir freuen uns über Empfangs- und Nutzungserfahrungsberichte.

Viele Grüße
IG-Afu Bonn 

*Die DGUV-3-Prüfung ist eine gesetzlich vorgeschriebene Sicherheitsprüfung elektrischer Geräte, Maschinen und Anlagen in Unternehmen. Sie soll sicherstellen, dass diese Geräte den vorgeschriebenen Sicherheitsstandards entsprechen und keine Gefahr für Mitarbeiter darstellen. Die Prüfung wird von einer Elektrofachkraft durchgeführt und umfasst Sichtkontrollen, Messungen und Funktionsprüfungen.