Einführung

Die digitale Signalverarbeitung (DSP) hat den Amateurfunk grundlegend verändert. Durch mathematische Algorithmen können Signale gezielt gefiltert, verstärkt und optimiert werden. Dies ermöglicht eine bessere Verständlichkeit und eine effizientere Nutzung des Frequenzspektrums.

Geschichtliche Entwicklung von DSP im Amateurfunk

Die Entwicklung der digitalen Signalverarbeitung begann in den 1960er Jahren, als erste digitale Filter in der Telekommunikation eingesetzt wurden.

Meilensteine:

• 1970er Jahre: Erste DSP-Chips für militärische und industrielle Anwendungen.
• 1980er Jahre: Einführung von DSP in kommerziellen Funkgeräten.
• 1990er Jahre: Amateurfunkgeräte mit integrierter DSP-Technologie zur Rauschunterdrückung.
• Heute: DSP ist ein Standard in modernen Transceivern und ermöglicht adaptive Signalverarbeitung.

Technische Funktionsweise von DSP

Ein DSP-System verarbeitet analoge Signale durch folgende Schritte:

1. Analog-Digital-Wandlung (ADC): Das analoge Eingangssignal wird in digitale Werte umgewandelt.
2. Mathematische Verarbeitung: Algorithmen wie Fourier-Transformation oder FIR/IIR-Filter analysieren und modifizieren das Signal.
3. Digital-Analog-Wandlung (DAC): Das optimierte digitale Signal wird zurück in ein analoges Signal konvertiert.

DSP ermöglicht: ✅ Rauschunterdrückung durch adaptive Filter. ✅ Signalverstärkung für schwache Empfangssignale. ✅ Selektive Filterung zur Reduzierung von Interferenzen.

Vor- und Nachteile von DSP für Kurzwelle und UKW

Kurzwelle (KW) ✅ Ideal für DX-Verkehr, da DSP schwache Signale verstärken kann. ✅ Reduziert Störungen durch atmosphärisches Rauschen. ❌ Kann bei starken Störungen auch Nutzsignale beeinflussen.

Ultrakurzwelle (UKW) ✅ Verbessert Sprachqualität durch digitale Filter. ✅ Reduziert Störungen durch industrielle Maschinen. ❌ Weniger relevant für FM-Signale, da diese weniger anfällig für Rauschen sind.

Grenzen der DSP-Technik und Zusammenhang mit der Bit-Zahl

Die Bit-Tiefe eines DSP bestimmt die Genauigkeit der Signalverarbeitung:

• 8 Bit: Niedrige Präzision, geeignet für einfache Filter.
• 16 Bit: Standard für hochwertige Audioverarbeitung.
• 24 Bit: Sehr hohe Präzision, ideal für anspruchsvolle Anwendungen.

Grenzen der DSP-Technik: ❌ Hohe Rechenleistung erforderlich für komplexe Algorithmen. ❌ Verzögerung durch Signalverarbeitung kann Echtzeitkommunikation beeinflussen. ❌ Nicht alle Störungen können eliminiert werden, insbesondere breitbandiges Rauschen.

Mathematik und Theoreme in der DSP-Technik

DSP basiert auf mathematischen Prinzipien wie:

• Fourier-Transformation: Zerlegt Signale in ihre Frequenzkomponenten.
• Abtasttheorem (Nyquist-Shannon): Bestimmt die minimale Abtastrate für verlustfreie Digitalisierung.
• Filtertheorie: FIR- und IIR-Filter zur Signaloptimierung.

Diese mathematischen Konzepte ermöglichen eine präzise Signalverarbeitung und sind essenziell für moderne DSP-Systeme.

Fazit

DSP hat den Amateurfunk revolutioniert und ermöglicht eine effiziente Signalverarbeitung auf Kurzwelle und UKW. Während es auf Kurzwelle für DX-Verkehr unverzichtbar ist, verbessert es auf UKW die Sprachqualität. Die Zukunft könnte durch KI-gestützte DSP-Systeme neue Möglichkeiten eröffnen.

Einführung

VARA ist eine digitale Modulationsart, die speziell für die Datenübertragung im Amateurfunk entwickelt wurde. Sie ermöglicht eine effiziente Kommunikation über Kurzwelle (VARA HF), UKW (VARA FM) und sogar über Satelliten (VARA SAT).

Technische Aspekte von VARA

VARA nutzt ein OFDM-Modulationsverfahren (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), bei dem mehrere phasenmodulierte Träger innerhalb der verfügbaren Bandbreite gesendet werden.

Wichtige technische Merkmale:

• Adaptive Modulation: Passt sich automatisch an die Signalqualität an.
• Hohe Datenrate: VARA HF erreicht bis zu 5 kBit/s, VARA FM bis zu 25 kBit/s.
• ARQ-Protokoll: Sichert die Datenübertragung durch Bestätigungen der Gegenstation.

Vor- und Nachteile von VARA

✅ Vorteile:

• Hohe Effizienz: VARA überträgt Daten schneller als viele andere digitale Betriebsarten.
• Robuste Fehlerkorrektur: Ideal für schwierige Funkbedingungen.
• Einsatz für Notfunk: Ermöglicht zuverlässige Kommunikation bei Katastrophenfällen.

❌ Nachteile:

• Benötigt spezielle Software: VARA ist nicht direkt in Transceivern integriert.
• Lizenzgebühren für volle Funktionalität: Die kostenlose Version ist eingeschränkt.
• Höhere Bandbreitenanforderung als FT8 oder PSK31.

Frequenzen für VARA im Amateurfunk

VARA wird auf verschiedenen Frequenzen genutzt:

Geschichte von VARA

VARA wurde 2017 von José Alberto Nieto Ros (EA5HVK) entwickelt. Es sollte eine Alternative zu PACTOR und ARDOP bieten und wurde schnell populär.

Meilensteine:

• 2017: Erste Version von VARA HF veröffentlicht.
• 2018: Einführung von VARA FM für UKW.
• 2020: VARA SAT für Satellitenkommunikation über QO-100.

Zukunft von VARA und Perspektiven

Die Zukunft von VARA „könnte“ durch künstliche Intelligenz (KI) revolutioniert werden:

🔮 Mögliche Entwicklungen:

• KI-gestützte Fehlerkorrektur: Noch robustere Datenübertragung.
• Adaptive Frequenzwahl: KI könnte automatisch die beste Frequenz für VARA-Verbindungen wählen.
• Automatische Notfallkommunikation: KI könnte VARA nutzen, um bei Katastrophen automatisch Nachrichten zu senden.

VARA bleibt eine der spannendsten digitalen Betriebsarten im Amateurfunk und könnte durch KI noch leistungsfähiger werden.

Fazit

VARA bietet eine schnelle, zuverlässige und adaptive Datenübertragung im Amateurfunk. Während es auf Kurzwelle für globale Kommunikation genutzt wird, ist es auf UKW ideal für lokale Datenübertragung. Die Zukunft könnte durch KI-gestützte Optimierung neue Möglichkeiten eröffnen.

Mit den steigenden Außentemperaturen starteten auch die Aktivitäten beim Ausbau des Shack in der Friesdorferstraße neu.

Im Vorfeld fanden Materialbeschaffungen statt, so dass mit den ersten Installationen der Niederspannungsversorgung begonnen wurde. Da die Haus-Stromzuführung keinen Fehlerstrom-Schutzschalter (Fi-Schalter), engl. RCD,  umfasste, wurde ein Wandverteiler mit Fi-Schalter und Leitungsschutzschalter installiert.  Ausgehend von diesem Verteiler sollen in einem nächsten Arbeitsschritt die Abgängen zu den KW- und UKW-Sendeplätzen, den Messplatz und der Bastelecke installiert werden. Auch die Leerrohre wurden in diesem Arbeitsschritt von Klaus und Rolf angebracht.

In nächsten Handlungsschritten werden die Kabel in diese Leerrohre bis zu den o.a. Plätzen verlegt. Es fehlen u.a.  noch einige Steckdosen, die noch zu beschaffen sind.

Klaus hatte auch noch ein Spülbecken mitgebracht und bereits befestigt. Siphon und Wasserhahn müssen noch installiert werden. Damit entfällt zukünftig der Transport von (Kaffee- und Wasch-)-Wasser in Kanistern über drei Etagen.

Zu erwähnen ist noch, dass der IGAFU-Bonn eine elektrische Heizung und ein neuer VHF/UHF-Transceiver als Dauerleihgabe bereitgestellt wurde.

An dieser Stelle sei betont, dass solche Leihgaben, die die Ausgestaltung des Shack unterstützen, nicht unbedingt angelehnt werden  :))
Sprich: diese sind höchst willkommen!

Einführung

Digitale Betriebsarten haben den Amateurfunk revolutioniert, indem sie eine effiziente und zuverlässige Kommunikation ermöglichen. Besonders FT4, FT8 und VARA sind heute weit verbreitet und bieten verschiedene Vorteile für Funkamateure.

FT4 und FT8: Effiziente Kommunikation bei schwachen Signalen

Kodierung und Funktionsweise

FT4 und FT8 wurden von Joe Taylor (K1JT) entwickelt und basieren auf MFSK (Multiple Frequency Shift Keying). Dabei werden mehrere Frequenzen gleichzeitig genutzt, um Daten zu übertragen.

• FT8 verwendet eine 8-FSK-Modulation mit einer Symbolrate von 6,25 Baud.
• FT4 ist eine schnellere Variante mit einer Symbolrate von 20 Baud, wodurch QSOs schneller abgeschlossen werden können.

Die Kommunikation erfolgt in 15-Sekunden-Zyklen (FT8) bzw. 7,5-Sekunden-Zyklen (FT4), was eine hohe Effizienz bei schwachen Signalen ermöglicht.

Vor- und Nachteile von FT4 und FT8

✅ Vorteile:

• Extrem hohe Empfindlichkeit: Signale können bis zu -24 dB unter dem Rauschen dekodiert werden.
• Automatisierte QSOs: Ideal für schnelle und effiziente Verbindungen.
• Geringe Bandbreite: Spart Frequenzressourcen und reduziert Störungen.

❌ Nachteile:

• Kein direkter Sprachkontakt: Kommunikation erfolgt nur über Textnachrichten.
• Starke Abhängigkeit von präziser Zeit-Synchronisation (z. B. über Internet oder GPS).
• Wenig interaktive Kommunikation: QSOs sind oft standardisiert und kurz.

VARA: Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung

Kodierung und Funktionsweise

VARA ist eine digitale Modulationsart, die für Datenübertragung und E-Mail-Verkehr über HF und VHF/UHFentwickelt wurde. Es nutzt eine adaptive Modulation, die sich an die Signalqualität anpasst, um maximale Geschwindigkeit zu erreichen.

Vor- und Nachteile von VARA

✅ Vorteile:

• Hohe Datenrate: VARA kann bis zu 9.600 Baud auf UKW erreichen.
• Robuste Fehlerkorrektur: Sicherer Datenaustausch auch bei schlechten Bedingungen.
• Einsatz für Notfunk: Ideal für schnelle Nachrichtenübermittlung in Katastrophensituationen.

❌ Nachteile:

• Benötigt spezielle Software: VARA ist nicht direkt in Standard-Transceivern integriert.
• Höhere Bandbreitenanforderung als FT8 oder FT4.
• Nicht für klassische QSOs geeignet: Hauptsächlich für Datenübertragung optimiert.

Geschichtliche Entwicklung digitaler Betriebsarten

Die Entwicklung digitaler Betriebsarten begann in den 1980er Jahren mit RTTY (Radioteletype). Später folgten PSK31und JT65, die eine schmalbandige Kommunikation ermöglichten.

• 2000er Jahre: Einführung von JT65 und FT8 für schwache Signale.
• 2019: FT4 wurde als schnellere Alternative zu FT8 veröffentlicht.
• Heute: VARA gewinnt an Bedeutung für Notfunk und Datenübertragung.

Zukunft digitaler Betriebsarten im Amateurfunk

Die Zukunft digitaler Betriebsarten wird durch künstliche Intelligenz (KI) und adaptive Signalverarbeitung geprägt sein.

🔮 Mögliche Entwicklungen:

• KI-gestützte Dekodierung für noch bessere Signalverarbeitung.
• Integration von SDR (Software Defined Radio) für flexiblere Betriebsarten.
• Erweiterung von VARA für Satellitenkommunikation.

Digitale Betriebsarten werden weiterhin eine zentrale Rolle im Amateurfunk spielen und neue Möglichkeiten für effiziente und globale Kommunikation bieten.

Fazit

FT4, FT8 und VARA sind leistungsstarke digitale Betriebsarten, die den Amateurfunk revolutioniert haben. Während FT4 und FT8 für effiziente QSOs bei schwachen Signalen optimiert sind, bietet VARA eine schnelle Datenübertragung. Die Zukunft verspricht spannende Entwicklungen, die den Amateurfunk weiter modernisieren werden.

Entwicklung und Geschichte digitaler Modulationsarten im Amateurfunk

Die Einführung digitaler Modulationsarten im Amateurfunk begann in den 1980er Jahren, als Computer zunehmend in Funkstationen integriert wurden. Während analoge Modulationsarten wie AM, FM und SSB lange Zeit dominierend waren, ermöglichten digitale Verfahren eine effizientere Nutzung des Frequenzspektrums und eine verbesserte Signalqualität.

Einige Meilensteine:

• 1980er Jahre: Erste digitale Betriebsarten wie RTTY (Radioteletype) wurden populär.
• 1990er Jahre: Einführung von PSK31, einer schmalbandigen digitalen Modulationsart für Kurzwelle.
• 2000er Jahre: JT65 und FT8 revolutionierten den DX-Verkehr durch extrem effiziente Signalverarbeitung.
• Heute: Moderne digitale Verfahren wie VARA und JS8Call ermöglichen robuste und zuverlässige Kommunikation.

Vor- und Nachteile digitaler Modulationsarten

Vorteile: ✅ Effiziente Bandbreitennutzung: Digitale Verfahren benötigen oft weniger Bandbreite als analoge Modulationen. ✅ Bessere Störfestigkeit: Digitale Signale sind widerstandsfähiger gegenüber Rauschen und Interferenzen. ✅ Automatisierte Kommunikation: Betriebsarten wie FT8 ermöglichen weltweite Verbindungen mit minimaler Leistung. ✅ Hohe Datenübertragungsrate: Digitale Modulationsarten erlauben den Austausch von Text, Bildern und Daten.

Nachteile: ❌ Komplexere Technik: Digitale Betriebsarten erfordern spezielle Software und Computer. ❌ Geringere Sprachqualität: Einige digitale Verfahren sind optimiert für Datenübertragung, nicht für Sprache. ❌ Abhängigkeit von Internet und GPS: Einige digitale Betriebsarten benötigen externe Synchronisationsquellen.

Einsatz auf Kurzwelle vs. UKW

Kurzwelle (KW) ✅ Ideal für DX-Verkehr und weltweite Kommunikation. ✅ Digitale Verfahren wie FT8 und JT65ermöglichen Verbindungen mit extrem geringer Leistung. ❌ Stärker von Sonnenaktivität und atmosphärischen Bedingungen beeinflusst.

Ultrakurzwelle (UKW) ✅ Geeignet für lokale und regionale Kommunikation. ✅ Digitale Verfahren wie D-STAR und C4FM bieten klare Sprachübertragung. ❌ Reichweite ist auf Sichtverbindung begrenzt.

Frequenzbereiche für digitale Modulationsarten in Deutschland

In Deutschland sind digitale Betriebsarten auf verschiedenen Frequenzen zugelassen:

Diese Frequenzen sind für digitale Modulationsarten reserviert und werden aktiv von Funkamateuren genutzt.

Fazit

Digitale Modulationsarten haben den Amateurfunk revolutioniert und ermöglichen effiziente, störungsarme Kommunikation. Während sie auf Kurzwelle für DX-Verkehr unverzichtbar sind, bieten sie auf UKW klare Sprachübertragung. Die Zukunft des Amateurfunks wird zunehmend von digitalen Verfahren geprägt sein.

Einführung

Meteor-Scatter ist eine faszinierende Ausbreitungsart im Amateurfunk, die es ermöglicht, UKW-Signale über große Distanzen zu übertragen. Dabei werden Funkwellen an ionisierten Spuren von Meteoren reflektiert, die beim Eintritt in die Erdatmosphäre entstehen.

Einsatz und Jahreszeiten für Meteor-Scatter

Meteor-Scatter funktioniert besonders gut während Meteorströmen, die regelmäßig auftreten. Die wichtigsten Schauer sind:

Während dieser Zeiten sind Reflexionen besonders häufig, da viele Meteore in die Atmosphäre eintreten und kurzlebige Ionisationsspuren hinterlassen.

Technische Herausforderungen und Möglichkeiten

✅ Herausforderungen:

• Kurze Reflexionszeiten: Ionisationsspuren bestehen oft nur für Bruchteile von Sekunden bis wenige Minuten.
• Dopplereffekt: Durch die hohe Geschwindigkeit der Meteore treten Frequenzverschiebungen auf.
• Optimale Antennenausrichtung: Die Antenne muss auf den Radianten des Meteorstroms ausgerichtet sein.

✅ Möglichkeiten:

• Digitale Betriebsarten wie MSK144 ermöglichen zuverlässige QSOs mit kurzen Reflexionszeiten.
• Hochrichtende Yagi-Antennen verbessern die Signalstärke und Empfangsqualität.
• Automatisierte Empfangssysteme können Reflexionen effizient auswerten.

Signalreflexionen an Flugzeugen

Neben Meteor-Scatter gibt es auch Aircraft-Scatter, bei dem Funkwellen an Flugzeugen reflektiert werden.

Merkmale von Aircraft-Scatter:

• Reflexionszeiten von 30 Sekunden bis mehreren Minuten.
• Dopplerverschiebung, abhängig von Flugrichtung und Geschwindigkeit.
• Geeignet für Frequenzen von 100 MHz bis 10 GHz.

Aircraft-Scatter wird oft für UKW-Verbindungen über große Distanzen genutzt, wenn direkte Sichtverbindung fehlt.

Mathematik zur Ausbreitung und Laufzeiten

Die Reflexion an Meteor-Spuren folgt einem kegelförmigen Streumodell.

Wichtige mathematische Konzepte:

• Streuwinkel: Die Funkwellen werden entlang eines Streukegels reflektiert.
• Laufzeitberechnung: Die Reflexionshöhe liegt typischerweise bei 90–110 km.
• Dopplereffekt: Frequenzverschiebung durch die hohe Geschwindigkeit der Meteore (bis zu 70 km/s).

Die optimale Antennenausrichtung hängt von der Position des Radianten und der Erdrotation ab.

Typische Frequenzen und Zeiten

Meteor-Scatter wird auf UKW-Bändern genutzt, insbesondere auf 50 MHz und 144 MHz.

Die besten Zeiten für Meteor-Scatter sind früh morgens, da die Erde dann mehr Meteore einfängt.

Vor- und Nachteile von Meteor-Scatter

✅ Vorteile:

• DX-Verbindungen über 1000–2500 km möglich.
• Keine direkte Sichtverbindung erforderlich.
• Digitale Betriebsarten ermöglichen zuverlässige QSOs.

❌ Nachteile:

• Reflexionszeiten oft sehr kurz.
• Hohe technische Anforderungen an Antennen und Software.
• Nicht für kontinuierliche Kommunikation geeignet.

Fazit

Meteor-Scatter ist eine spannende Möglichkeit, UKW-Signale über große Distanzen zu übertragen. Während es technische Herausforderungen gibt, ermöglichen moderne digitale Betriebsarten und optimierte Antennensystemezuverlässige Verbindungen.

Einführung

Das 6m- und 4m-Band sind zwei faszinierende Frequenzbereiche im Amateurfunk, die sich durch ihre einzigartigen Ausbreitungsbedingungen und Herausforderungen auszeichnen. Während das 6m-Band (50–54 MHz) oft als „Magic Band“ bezeichnet wird, bietet das 4m-Band (70–70,5 MHz) interessante Möglichkeiten für regionale und sporadische Fernverbindungen.

Herausforderungen und Besonderheiten

✅ Grenzbereich zwischen Kurzwelle und UKW Das 6m-Band liegt genau an der Grenze zwischen Kurzwelle (HF)und Ultrakurzwelle (VHF). Dadurch kann es sowohl ionosphärische Reflexionen als auch troposphärische Ausbreitung nutzen.

✅ Sporadische E-Schicht (Sporadic-E, Es) Beide Bänder profitieren von Sporadic-E-Ausbreitung, die besonders in den Sommermonaten auftritt und Verbindungen über bis zu 2000 km ermöglicht.

✅ Meteor-Scatter und Aurora Das 6m-Band eignet sich hervorragend für Meteor-Scatter, bei dem Funkwellen an ionisierten Spuren von Meteoren reflektiert werden. Auch Aurora-Reflexionen sind möglich, wenn starke Sonnenaktivität die Ionosphäre beeinflusst.

✅ Begrenzte Nutzung und Regulierung Das 4m-Band ist in vielen Ländern nur zeitweise oder experimentellfreigegeben.  In Deutschland ist es aktuell bis 31.12.2025 für Klasse-A-Lizenzinhaber nutzbar.

Typische Betriebsarten

SSB und CW sind die bevorzugten Betriebsarten für DX-Verkehr, während FT8 und MSK144 für schwache Signale und Meteor-Scatter genutzt werden.

Ausbreitungsmodelle und jährliche Abhängigkeiten

✅ Sporadic-E (Es)

• Hauptsaison: Mai bis August (Nordhalbkugel)
• Ermöglicht Fernverbindungen über 1000–2000 km

✅ Meteor-Scatter

• Aktiv während Meteorströmen (z. B. Perseiden im August)
• Kurze Reflexionen ermöglichen digitale Betriebsarten wie MSK144

✅ Aurora-Reflexionen

• Abhängig von Sonnenaktivität und geomagnetischen Stürmen
• Signale erscheinen oft verzerrt und rauschend

✅ Troposphärische Ausbreitung

• Funktioniert gut bei Inversionswetterlagen
• Besonders relevant für lokale und regionale Verbindungen

Frequenzen, Relais und Baken

Typische Frequenzen für das 6m-Band:

• 50,110 MHz – Interkontinentale Anruffrequenz
• 50,313 MHz – FT8
• 50,400 MHz – FM

Typische Frequenzen für das 4m-Band:

• 70,154 MHz – FT8
• 70,174 MHz – MSK144
• 70,200 MHz – SSB-Anruffrequenz

Relaisstationen in Europa:

• Deutschland: 70,150–70,210 MHz (zeitlich begrenzt)
• Großbritannien: 70,450 MHz (FM-Relais)
• Irland: 70,2625 MHz (FM-Relais)

Baken zur Ausbreitungsbeobachtung:

• OZ7IGY (Dänemark) – 50,021 MHz
• GB3MCB (UK) – 70,030 MHz

Geschichtlicher Rückblick

Das 6m-Band wurde in den 1940er Jahren für militärische Zwecke genutzt und später für den Amateurfunk freigegeben. Das 4m-Band war in Deutschland zwischen 1957 und 1959 erstmals erlaubt und wurde seit 2014 immer wieder temporär freigegeben.

Zukunftsperspektiven

🔮 Mögliche Entwicklungen:

• KI-gestützte Signalverarbeitung zur besseren Nutzung von Sporadic-E
• Adaptive Antennensysteme für gezielte Strahlungssteuerung
• Erweiterung der Frequenzzuweisungen für dauerhafte Nutzung des 4m-Bands

Die Zukunft des 6m- und 4m-Bands bleibt spannend, insbesondere mit neuen Technologien zur Signaloptimierung und digitalen Betriebsarten.

Fazit

Das 6m- und 4m-Band bieten einzigartige Möglichkeiten für den Amateurfunk, insbesondere durch Sporadic-E, Meteor-Scatter und Aurora-Reflexionen. Während das 6m-Band weltweit etabliert ist, bleibt das 4m-Band in Deutschland eine temporäre Herausforderung. Die Zukunft könnte durch KI-gestützte Signalverarbeitung und adaptive Antennensysteme neue Möglichkeiten eröffnen.

Der Kiwi SDR ist ein vielseitiges, internetfähiges Software Defined Radio, das Funkenthusiasten, Forscher und Funkamateure gleichermaßen begeistert. Neben seiner breit gefächerten Frequenzabdeckung (etwa von 10 kHz bis 30 MHz) überzeugt das System durch eine ausgefeilte digitale Signalverarbeitung und diverse Anwendungsmöglichkeiten – von klassischem Rundfunk bis hin zu experimentellen Bereichen wie Piratenfunk, militärische und sogar Airlinesignale (bei entsprechender Hardwareerweiterung). Im Folgenden erhalten Sie einen detaillierten Einblick in die technische Funktionsweise, digitale Aufbereitung, die Zukunftspotenziale und die präzise Nennung ungewöhnlicher Frequenzen.

1. Technische Grundlagen

Software Defined Radio – Konzept und Hardware

Beim Kiwi SDR ersetzt die digitale Signalverarbeitung traditionelle analoge Bauteile. Das empfangene Signal wird durch einen hochauflösenden Analog-Digital-Wandler (ADC) abgetastet. Die resultierenden digitalen Daten ermöglichen eine flexible Verarbeitung im gesamten Spektrum von ca. 10 kHz bis 30 MHz.

Kernkomponenten sind:

• Antennensystem: Eine breitbandige Antenne, die HF-Signale effizient einfängt.
• Analog-Digital-Wandler: Ein präziser ADC digitalisiert die eingehenden Signale mit hoher Bit-Auflösung.
• Rechenintensive DSP-Engine: Digitale Filter, Demodulatoren und FFT-basierte Analyse werden häufig serverseitig in Echtzeit implementiert, sodass Nutzer über das Internet bequem auf den Spektrumsbereich zugreifen und wechseln können.

Digitale Aufbereitung und Signalverarbeitung

Die digitale Signalaufbereitung im Kiwi SDR erfolgt in mehreren Schritten:

1. Digitale Downkonversion (DDC): Das breitbandig abgetastete Signal wird in digitale Zwischenfrequenzen umgewandelt. Dabei kommen digital gesteuerte Mischer- und Oszillatoralgorithmen zum Einsatz, um einen schmaleren Frequenzausschnitt optimal aufzubereiten.
2. Filterung und Decimation: Durch FIR- oder IIR-Filter werden unerwünschte Signalanteile entfernt. Gleichzeitig sorgt die digitale Decimation dafür, dass die Datenrate reduziert wird – bei Erhalt der wichtigen Frequenzinformationen.
3. Spektralanalyse mittels FFT: Eine Fast-Fourier-Transformation ermöglicht die Darstellung des Frequenzspektrums in Echtzeit. Das hilft, Signale zu identifizieren, Störquellen zu erkennen und gezielt zu demodulieren.
4. Modulationsdekodierung: Über Softwaremodule erfolgt die Demodulation klassischer Übertragungsverfahren wie AM, SSB, CW oder digitaler Standards. Diese Flexibilität erlaubt den Anwendern, über ein webbasiertes Interface Parameter wie Filterbandbreite, Verstärkungsfaktoren oder Modulationsart individuell anzupassen.

Die gesamte digitale Verarbeitungskette ist modular aufgebaut, was regelmäßige Updates und den Einsatz neuer Algorithmen (wie Machine Learning zur automatischen Signalidentifikation) ermöglicht.

2. Chancen für die Zukunft

Demokratisierung und globale Vernetzung

Der offene und kosteneffiziente Charakter des Kiwi SDR ermöglicht es Anwendern weltweit, eigene Empfangsstationen zu betreiben. Dies führt zu einem globalen Netzwerk, das den Austausch von Funkdaten und Erfahrungen fördert.

Forschung, Bildung und Innovation

Dank der präzisen digitalen Aufbereitung können Studien zu Themen wie ionosphärischen Störungen, elektromagnetischen Interferenzen oder Kommunikationsnetzwerken durchgeführt werden. Bildungseinrichtungen integrieren den Kiwi SDR, um Studierenden praxisnahe Kenntnisse in digitaler Signalverarbeitung und Funktechnik zu vermitteln.

Integration neuer Technologien

Die zukünftige Einbindung von Cloud-Computing und Machine-Learning-Algorithmen verspricht, die Erkennung und Klassifikation von Signalen weiter zu verbessern. So können automatisierte Analysen ungewollte Störquellen erkennen, Signalfehler korrigieren und noch präzisere Informationen liefern – ein wesentlicher Beitrag zur Weiterentwicklung der digitalen Funküberwachung.

3. Interessante und Ungewöhnliche Frequenzen – Präzise Angaben

Neben klassischen Frequenzen wie DCF77 oder typischen Rundfunksendern bietet der Kiwi SDR auch spannende experimentelle Frequenzen. Hier einige Beispiele, präzise aufgeführt:

Standardfrequenzen (HF-Bereich)

Experimentelle Frequenzen für besondere Anwendungen

Beachten Sie, dass das Lauschen in manchen Frequenzbereichen – etwa militärischer oder flugbetriebener Kommunikation – in vielen Ländern reglementiert bzw. illegal sein kann. Informieren Sie sich also unbedingt über die lokalen gesetzlichen Bestimmungen, bevor Sie in diese Bereiche horchen.

Hinweis: Standard-Kiwi SDR-Einheiten decken normalerweise den Bereich bis ca. 30 MHz ab. Der Empfang von Frequenzen im VHF-Bereich (wie Flugfunk) setzt daher eine zusätzliche externe Umwandlung voraus.

4. Fazit und Ausblick

Der Kiwi SDR beeindruckt durch seine digitale Flexibilität und die umfassende Signalverarbeitung – von der hochpräzisen Digitalisierungs- und Filterungskette bis zur Echtzeit-FFT-Analyse. Neben klassischen Anwendungen eröffnet er auch spannende Recherchemöglichkeiten im experimentellen Bereich. Ungewöhnliche Frequenzen wie jene des Piratenfunks, ausgewählte Militärkanäle oder – mit passender Hardware – sogar Flugfunkbereiche bieten zusätzliche Dimensionen, die Experten und Einsteiger gleichermaßen erforschen können.

Die Zukunft des Kiwi SDR liegt in der weiteren Integration intelligenter Algorithmen, globaler Vernetzung und innovativer Nutzungskonzepte. Welche technischen Details oder experimentellen Frequenzen faszinieren Sie besonders? Vielleicht möchten Sie tiefer in die digitale Signalverarbeitung eintauchen oder die Möglichkeiten eines externen Downconverters für den Flugfunk erkunden – die Welt der Software Defined Radios bietet stets neue, spannende Entdeckungen.

Zusammenhang zwischen Frequenzhub und Bandbreite

Im Amateurfunk beschreibt der Frequenzhub die maximale Abweichung der Trägerfrequenz durch die Modulation. Ein FMT-Signal (Frequenzmoduliertes Tonsignal) nutzt Frequenzmodulation (FM), bei der die Frequenz des Trägersignals durch das Modulationssignal variiert wird. Die resultierende Bandbreite eines FM-Signals hängt direkt vom Frequenzhub und der höchsten Modulationsfrequenz ab.

Die Bandbreite eines FM-Signals kann näherungsweise mit der Carson-Formel berechnet werden:

Dabei ist:

• B die Bandbreite,
• Δf der Frequenzhub,
• fm die höchste Modulationsfrequenz.

Ein größerer Frequenzhub führt zu einer breiteren Bandbreite, was eine bessere Signalqualität ermöglicht, aber auch mehr Frequenzressourcen beansprucht.

Vor- und Nachteile eines großen und eines geringen Frequenzhubs

Ein großer Frequenzhub hat folgende Vorteile:

• Bessere Signalqualität: Höhere Frequenzabweichungen ermöglichen eine bessere Trennung von Nutz- und Störsignalen.
• Höherer Signal-Rausch-Abstand: FM-Signale mit großem Hub sind weniger anfällig für Störungen.

Nachteile eines großen Frequenzhubs:

• Erhöhte Bandbreitenanforderung: Ein breites Signal benötigt mehr Platz im Frequenzspektrum.
• Regulatorische Einschränkungen: In vielen Amateurfunkbändern sind große Frequenzhübe nicht erlaubt.

Ein geringer Frequenzhub hat folgende Vorteile:

• Effiziente Nutzung des Frequenzspektrums: Schmalband-FM ermöglicht mehr Kanäle in einem begrenzten Frequenzbereich.
• Geringere Störanfälligkeit durch benachbarte Signale: Weniger Übersprechen zwischen Kanälen.

Nachteile eines geringen Frequenzhubs:

• Schlechtere Audioqualität: Ein kleiner Hub kann zu einer geringeren Verständlichkeit führen.
• Höhere Störanfälligkeit: Das Signal kann leichter durch Rauschen überlagert werden.

Anforderungen für ein FMT-Signal im Amateurfunk in Deutschland

In Deutschland regelt die Bundesnetzagentur die technischen Anforderungen für den Amateurfunk. Ein FMT-Signal muss folgende Kriterien erfüllen:

• Einhaltung der maximal zulässigen Bandbreite: Je nach Frequenzbereich sind bestimmte Bandbreiten vorgeschrieben.
• Zulässiger Frequenzhub: Typischerweise liegt der Frequenzhub im Amateurfunk zwischen 2,5 kHz und 3kHz, um eine effiziente Nutzung des Spektrums zu gewährleisten.
• Modulationsart: FM-Signale im Amateurfunk werden meist als F3E (Telefonie mit einkanaligem Analogsignal) betrieben.

Liebe Funkfreunde!

Bitte merkt Euch den Termin 22.04.2025,  vor!

Ort: „Funkbude“ in der Friesdorfer Straße 197.

• Tag des offenen Shacks, mit Small-Talk zu diesem und jenem Thema,
• Als besonderes „Schmankerl“ wird folgendes serviert:
• Damit in ihrem Betrieb alle elektrischen Geräte so funktionieren, wie sie sollen, zeigen wir ab Nachmittag dguv3- Prüfung von ortsveränderlichen Betriebsmittel mit Elektro-Plakette nach DIN 1000-10. (Alles was einen Stecker hat ist ortsveränderlich).
  Wir zeigen: Wie gut und sicher ist deine Steckdosenleiste?
  Wenn Du es wissen willst , dann freuen wir uns auf Dich.

Geplanter Zeitraum: 14:00 – 18:00 Uhr!

73 Martin u. Helmut