Bastelwut

In letzter Zeit habe ich dieses Blog etwas vernachlässigt. Der Grund ist einfach: Die Bastelwut hat mich gepackt. Fast jeden Tag bringt mir die Pöstlerin ein neues Päckli, das meiste aus Fernost. Während der Versand aus den USA in vielen Fällen prohibitiv teuer ist - vielleicht sollte ich Trump mal anrufen - kommen die Päckli aus China oft "free shipping". Kürzlich sind mir die LM386 ausgegangen. Das sind NF-Verstärker IC's wie sie meist in QRP-Projekten verwendet werden. 50 Stück für weniger als 2 Euros lagen zwei Wochen später im Briefkasten. Versand inklusive.

Aber ich wollte eigentlich erzählen, was ich zur Zeit so alles zusammenlöte:

Da ist mal der SDR-Empfänger von Hans Summers (der mit dem Ultimate3S). Ein winziges Gerätchen mit dem genialen Tayloe Mischer. Das Teil hat exzellente Eigenschaften, doch der Mischer braucht einen VFO, der auf der vierfachen Empfangsfrequenz arbeitet. Aber auch den kann man von Hans bekommen.
Doch das Beste kommt zum Schluss: Anstatt die I/Q-Ausgänge in die Soundkarte eines Computers zu stecken, kann man den RX an ein Polyphasen-Netzwerk anschließen und hat dann einen Stand Alone RX, der trotz Direktüberlagerung das unerwünschte Seitenband unterdrückt.
Ich denke, ihr habt es schon erraten: dieser Phaser wird auf Wunsch auch von Hans geliefert.

Es gibt ja heutzutage jede Menge Kits zum selber löten. Über ein paar spaßige Projekte der QRP Guys hat kürzlich die Seite der Funkamateure e.V. berichtet.

Ein anderes Projekt, das mich vom Schreiben abhält, ist das ewige Thema Netzteil. Da gibt es ja allerhand Schrott zu kaufen. Nach dem Motto Geiz ist geil. Dafür fehlen dann die Hälfte der Bauteile (EMV-Filter, Schutzschaltungen) und die andere Hälfte ist Ausschussware (Lowcost Elkos).

Wer sorgenfrei funken will, kauft sich ein echtes Meanwell (zum Beispiel bei Reichelt) und hängt dann noch ein Netzfilter vorne dran. Wer mit Budget funkt, der ist mit einem ausrangierten Server-Netzteil gut bedient. Der Servershop24 hat gerade wieder eine Ladung DSP-800GB A an Lager. Die Dinger gehen weg wie der Schnee an der Sonne und im Web sind jede Menge Anleitungen zu finden, wie man diese Schaltnetzteile in Betrieb nimmt und die Nominal-Spannung von 12 Volt höher schraubt.

Wie man Schaltnetzteile entstört, darüber habe ich bereits berichtet. Zwar ist der Artikel schon älteren Datums, doch das Entstörprinzip hat nach wie vor Gültigkeit. Der OM, der damals wegen dem gelbgrünen Draht reklamiert hat, darf jetzt nochmals einen Kommentar schreiben ;-)

Bild: Ein Schaf kommt selten allein (alte Bauernregel)

Geister kommen und verschwinden...

...wie es ihnen beliebt. Das 23cm Band rauscht wieder vor sich hin wie eh und je.
Einen Tag, nachdem ich über den störenden Besucher geschrieben hatte, verzog er sich von 1300 auf 1330 MHz und auf 1296 MHz waren seine Seitenbänder nur noch schwach zu hören. Interessanterweise konnte ich noch einen zweiten Geist auf 1260 MHz aufpüren - ein Doppelgänger. Der war allerdings weniger giftig, was die Seitenbänder anbelangt. Nun sind beide verschwunden. Im Bereich von 1200 bis 1400 MHz höre ich nur Rauschen.
Dass es sich um Radarstationen gehandelt haben muss, daran zweifle ich nicht mehr. Konnte ich doch sogar Reflexionen aus verschiedenen Richtungen empfangen, wenn sich ihre Antennen gedreht haben. Doch wem die beiden Geisterstationen gehört haben, darüber kann man nur spekulieren.
Preisfrage: Wer baut mobile Radarstationen für ein paar Tage auf und verschwindet dann wieder spurlos?

PS. Gerade hat mir jemand zugeflüstert, dass es sich um dieses System gehandelt haben soll. Kann aber von den Frequenzen her nicht stimmen. Vlt sind die Frequenzangaben auf Wikipedia falsch oder man hat das alte System wieder mal "entstaubt".

Apropos "verschwinden": nicht nur Geister verschwinden wieder wie sie gekommen sind, auch Amateurfunk-Händler können plötzlich verschwinden. Nun hat es einen alten Bekannten erwischt: Thiecom hört auf. Kein großer Verlust, wie manche Erfahrungen zeigen. Hoffentlich habt ihr dort nicht noch Ware ausstehend, die bereits bezahlt ist.

Dafür tauchen andere Dinge auf, die uns Funkamateure interessieren. Zum Beispiel diese freundliche Lady hier, die auf ihrem Youtube-Kanal alle zwei Wochen über das Funkwetter berichtet. Tamitha Skov tritt auf wie eine Wetterfee am Fernsehen und zeigt uns, was wir in der nächsten Zeit von der Sonne zu erwarten haben. Für DXer ist ihre Sendung ein Muss.

Ein übler Geist erscheint im 23cm Band

Gestern, am 1. März, so gegen 15:00 MEZ erschien auf meiner Standby-Frequenz 1296.2 MHz plötzlich ein seltsames Signal. Ein U-Boot im Murtensee? Ausserirdische, die auf dem Chasseral landen? Oder einfach irgend ein Trottel, der ein illegales Teil in Betrieb genommen hat?
Wieso nicht, dachte ich mir. Man kriegt nicht jeden Tag die Gelegenheit für eine Fuchsjagd vor der eigenen Hütte.

Doch bei Sturm und Regen wollte ich nicht raus. Erst mal darüber schlafen. Viele Dinge verschwinden ja wieder von selbst.

Heute Morgen ist das Signal immer noch da. Es ist extrem stark: -33dBm mit dem Spektrumanalyzer an meiner Yagi gemessen (ca. 17dBi). Der Träger ist exakt auf 1300 MHz und die Seitenbänder reichen weit ins 23cm Amateurfunkband hinein.

Das Signal kommt aus Norden, von mir aus also Richtung Elsass. Aber so weit weg muss es ja nicht sein. Vielleicht steht der Sender nur jenseits des Gartenzauns. Ein kaputter Computer, wie ein Funkfreund meinte. Oder eine jener drahtlosen Videokameras, die man bei Aliexpress und Konsorten für eine Handvoll Dollar bekommen kann.

Aber es gibt noch eine andere Möglichkeit, und meine bisherigen Recherchen scheinen diesen Verdacht leider zu erhärten: Der Geist könnte ein neues Radar sein (1,2). Irgendwo im Mittelland oder auf den Jurahöhen. Oder eben doch auf dem gossen Belchen (Grand Ballon) im Elsass. Wer weiß. Im Moment ist jede Theorie so gut wie die andere.

Auf jeden Fall ist hier mal Schluss mit Lustig auf 23cm. Ade du großes, schönes und rauschendes Mikrowellenband auf dem ich so viele Versuche unternommen habe.

 

Antennendraht: Kupfer oder Stahl?

Immer wieder gibt es unter OM Diskussionen darüber, was nun besser sei: Kupfer oder Stahl als Antennendraht. Man möchte ja nicht dB's verschenken, nur weil man den "falschen Draht" aufgehängt hat.

Vom mechanischen Standpunkt betrachtet, ist der Fall klar: Ein Stahlseil ist leichter und hält mehr Zugkraft aus als eine Kupferlitze gleichen Durchmessers.
Doch wie sieht es elektrisch aus? Wie wirkt sich der Skineffekt aus, von dem wir zumindest vor der Lizenzprüfung einmal gehört, bzw. gelesen haben?
Skin heißt übrigens Haut, das wissen zumindest die Skinheads ;-)

Hochfrequente Ströme fließen wegen dem Skineffekt nur an der Oberfläche eines Leiters. Die Erklärung dazu findet man hier.
Je höher die Frequenz, desto geringer ist die Eindringtiefe. Bei 1.8 MHz beträgt diese in Kupfer 48.6um und bei 30 MHz sind es noch 11.9um (Mikrometer = Tausendstel eines Millimeters).

Daher ist der Hochfrequenz-Widerstand eines Drahts wesentlich kleiner grösser als sein DC-Widerstand.
Wie wir mit diesem Online-Rechner mühelos berechnen können, hat ein Dipol im 30m Band mit 0.3mm Cu-Draht einen HF-Widerstand von 13,4 Ohm. Mit 2mm Kupferdraht dagegen nur noch 2 Ohm.
Trotzdem halten sich die Verluste auch beim dünnen Draht noch in Grenzen, denn der Speisewiderstand (bei Resonanz = Wirkwiderstand) des Dipols liegt (je nach Aufbauhöhe) in der Regel irgendwo um 50 Ohm und ist daher ca. viermal höher als der Widerstand des Drahtes.
Die Effizienz einer Antenne hängt ja vom Verhältnis ihres Wirkwiderstandes zum Verlustwiderstand ab.

Im Jahr 2009 hat die USKA-Sektion Luzern einen Feldversuch mit verschiedenen Drähten durchgeführt, der dies bestätigt. Zwischen einem 1.5mm und einem 0.3mm Cu-Draht ergaben sich nur geringe Differenzen. Höchstens eine halbe S-Stufe (3dB) und im Mittel nur ein Bruchteil davon.
Auch der Vergleich mit Stahl- und Aludraht fiel nicht allzu schlecht aus.

Achtung: Angenommen wurden 6dB pro S-Stufe, heutige Transceiver haben oft nur 3dB pro S-Stufe (z.B. FT-991, IC-7300)

Trotzdem geht die Diskussion weiter. Einige OM behaupten, dass das Drahtmaterial keine große Rolle spiele, andere wollen gegenteilige Erfahrungen gemacht haben. Woran liegt das?

Vielleicht an der Frequenz?

Wenn wir schon einen so schönen Online-Rechner zur Verfügung haben, schauen wir uns doch einmal einen Dipol für das 160m Band an. Gesamtlänge ca. 80m. Der Rechner will übrigens ein Komma als Komma und keinen Punkt, sonst spinnt er.

Bei 0.3mm Cu-Draht bekomme ich jetzt bereits 31 Ohm und bei 2mm Drahtdurchmesser 4.66 Ohm. Da der 160m Dipol im Verhältnis zur Wellenlänge in der Regel beim OM niedrig hängt, wird der Speisewiderstand eher bei 40 Ohm als bei 50 Ohm liegen. Da werden die 31 Ohm des 0.3mm Drahtes schon spürbar und fressen fast die Hälfte der Leistung weg. Also fast eine "moderne" S-Stufe.

Wir stellen also fest: Der HF-Widerstand wird wegen der grösseren Drahtlänge auf den langen Bändern grösser, trotz des geringeren Skineffekts.

Bisher haben wir aber nur Kupferdrähte untersucht. Wie steht es mit dem verzinkten Stahlseil, das oft als Antennendraht angeboten wird? Leider macht da der Online-Rechner nicht mehr mit. Von Stahl will er nichts wissen.

Das liegt daran, dass es von Stahl unzählige Varianten (Legierungen) gibt. Unlegierter Stahl (Eisen) besitzt eine Leitfähigkeit von 0.1 bis 0.15 Ohm mm2/m. V2A Edelstahl 0.72. Zum Vergleich: Kupfer hat 0.0172.

Aber das ist noch nicht alles. Zu der schlechteren Leitfähigkeit kommt noch ein anderer Malus hinzu: Die Eindringtiefe ist bei Stahl wesentlich geringer als bei Kupfer, wie aus diesem Diagramm zu entnehmen ist (Quelle Wikipedia):

Und zwar, je nach Legierung, bis zu hundert Mal geringer als bei Kupfer. Das hängt von den magnetischen Eigenschaften des Stahls ab. Je höher dessen Permeabilität ist, desto geringer ist die Eindringtiefe. Zur Erinnerung: Kupfer ist nicht magnetisch!
Je "magnetischer" also ein Stahldraht (oder generell ein Leiter) ist, desto schlechter ist er als Antennendraht geeignet.

Doch die meisten Stahlseile, die als Antennendraht angeboten werden, haben Beschichtungen aus einem nichtmagnetischen Material. Kupfer, Zink, Zinn oder Messing sind nicht magnetisch und sind deshalb als HF-Leiter geeignet, obschon sie nicht ganz so gut leiten wie Kupfer.

Doch dieser Trick mit der Oberflächenbeschichtung funktioniert unterschiedlich gut. Ist die Schicht zu dünn, fließt ein Teil des Stromes auch im darunter liegenden Stahl.

Eine galvanische Verzinkung ergibt zum Beispiel Schichtdicken von 10 bis 20um. Viel zuwenig für die Eindringtiefe von fast 50um im 160m Band.

Das Problem ist also komplex und man findet nur wenige Informationen dazu im Internet.

Wer bei Langdrähten und Dipolen für die unteren Bänder auf Nummer Sicher gehen will, verwendet am besten Cu-Draht oder Cu-Litze.

Man könnte jetzt einen weiteren Feldversuch machen und diesmal das 80 und 160m Band hinzuziehen. Aber es gibt ein anderes, bequemeres Instrument: ein Programm zur Antennensimulation wie zum Beispiel EZNEC 6+.

Ich habe ein wenig damit gespielt und einen Dipol für das 160m Band in 12m Höhe simuliert. Frequenz 1.9 MHz mit 2mm Cu-Draht. Mein EZNEC gab in diesem Fall einen Gesamt-Gewinn (Verlust) von -4dB an. Ich habe dann den spezifischen Widerstand und die relative Permeabilität für Stahl eingegeben. Die relative Permeabilität kann - je nach Stahl-Sorte - von ca. 30 bis 3000 variieren. Das Resultat ist verblüffend. Der 2mm Stahldraht ist, je nach eingegebener Permeabilität, 6 bis 10dB schlechter als der gleichstarke Kupferdraht.
Gerade im 160m oder 80m Band, wo man wegen dem immer höher werdenden Störnebel um jedes dB kämpfen muss, scheint mir das ein wichtiger Punkt zu sein. Wenn mir ein Verkäufer nicht sagen, kann, wie dick die Beschichtung auf seinem Stahlseil ist, kaufe ich lieber die teurere Cu-Litze ;-)

Bild: Das Auto eines Goldgräbers, fotografiert in Saariselkä

PS. Eine weitere Untersuchung. Diesmal auf 7MHz und einem Vergleich Cu - Stahl mit geringer Permeabilität.

 

Coole Power

Nein, ich baue keine PA mehr. Auch wenn mich dieses Projekt reizen würde.
W5IG hat hier wirklich eine einzigartige PA in Betrieb, die alle Bedürfnisse des OM zufrieden stellen kann:

Danke Bernd für den Hinweis :-)

Ein 80m Peiler mit Lautsprecher und S-Meter

Als Spaßpeiler jenseits der reglementierten und ernsthaften Wettbewerbe haben mich auf meiner ersten Fuchsjagd drei Dinge gestört:

1. Die Kopfhörer auf den Ohren
2. Der unstabile VFO und wacklige Bedienung
3. Dass ich kein S-Meter hatte

Ja, ich weiß: echte Peilsportler brauchen sowas nicht. Man peilt nicht mit einem S-Meter, sondern nach Gehör. Aber ihr wisst ja: Ich bin ein S-Meter Fetischist. Deshalb habe ich mir jetzt einen Peiler selbst gestrickt.

Zuerst hielt ich nach einer geeigneten Schaltung Ausschau - man will ja das Rad nicht neu erfinden. Superhet-Empfänger habe ich verworfen. ZF-Filter und BFO sind m.E. unnötiger Ballast und eine AGC wäre kontraproduktiv. Ich entschied mich für den klassischen DC-Empfänger mit einem NE602 (SA612) als Mischer und den bewährten LM386 als NF-Verstärker. Der Kleine ist kräftig genug, um bei Bedarf einen Lautsprecher zu treiben.

Am besten hat mir die Schaltung von YO5AT gefallen. Ich habe sie mit einigen Änderungen abgekupfert. Rausgeworfen habe ich den Verstärker für die Vertikalantenne: da ist m.E. ein FET besser am Platz als ein klassischer Transistor.
Auch die Abstimmung mit der Kapazitätsdiode musste einem Drehko weichen. Der Foliendrehko (Polyvaricon) von der BOX73 passte perfekt in mein Konzept. Er ist nicht so leichtgängig, sodass auch vor Aufregung zitternde und behandschuhte Hände die Frequenz gut einstellen können. Für eine gute Bedienung sind auch die überdimensionierten Knöpfe aus der Veteranenabteilung meiner Bastelkiste verantwortlich. Drehko und Potmeter sind absolut spielfrei montiert. Benutzt wird übrigens nur das 60pF Paket des Polyvaricons.

Genial finde ich bei der YO5AT-Schaltung die HF-Stufe mit einem Dual-Gate-MOSFET. In meinem Fall ein BF961 Über das zweite "Gitter" dieser Tetrode wird die Verstärkung geregelt und man erzielt dabei einen Regelumfang von ca. 50 dB. Das sollte genügen.

Reicht der Lautsprecher infolge Umgebungslärm oder altersschwachen Ohren nicht, habe ich parallel dazu einen Kopfhöreranschluss installiert. Den Lautsprecher dabei zu unterbrechen, hat sich als unnötig erwiesen.

Am Lautsprecher-Ausgang hängt die S-Meter-Schaltung. S-Meter ist natürlich übertrieben. Aber das 100uA-Instrument, dessen Empfindlichkeit mit dem Trimmer am Eingang der Schaltung eingestellt wird, zeigt schon bei kleinsten Signalen einen Ausschlag. Hängt es am Anschlag, ist der Moment gekommen, den HF-Regler zurückzudrehen.

Einen NF-Regler besitzt der Peiler nicht. Dafür ein abgeschirmtes Gehäuse, das ich aus Platinenmaterial gebaut habe. Seit ich eine Proxxon FET zum Geburtstag geschenkt bekommen habe, ist der Gehäusebau eine wahre Freude :-)

Ein abgeschirmtes und stabiles Gehäuse trägt viel zur Stabilität des Empfängers bei.

Wie üblich bei meinen Prototypen habe ich mit aufgeklebten Leiterbahnen gearbeitet (UHU hart). 0.5mm oder 0.8mm FR4 lässt sich mit der Haushaltschere der XYL gut in Streifen schneiden. Dass dabei die Schärfe der Schere abnimmt, ist ein Kollateralschaden, den man in Kauf nehmen muss. Inzwischen habe ich meine eigene Platinenschere ;-)

Hier ein Blick in das Innere des Peilers. Ich bitte um Nachsicht - es ist ein intuitiv aufgebauter Prototyp, organisch gewachsen und mit Artefakten durchsetzt.

Und hier das Schema dazu. Ich habe dazu etwas mit dem TinyCAD geübt. Wie man sieht, bin ich Anfänger. Von Hand gezeichnet wär's zehnmal schneller gegangen:

Hier noch die S-Meter Schaltung. Diesmal direkt aus dem LT-Spice. Darum die "amerikanischen" Widerstände. Dabei ist das Poti am Eingang Fake-News, in Wahrheit ist es ein Trimmer. Wie man sieht, bin ich auch hier Anfänger:

Hier noch meine beiden Peiler im Vergleich. Wie man sehen kann, ist die Ferritantenne beim Eigenbau als Außenbordmotor montiert. Achtung: Ferritstäbe können auf einen Schlag hin in die ewigen Jagdgründe eingehen.

Ich bin mit dem Neuen bisher zufrieden und habe damit bereits eine Störquelle ausfindig gemacht. Wie so oft in diesen Fällen natürlich ein Schaltnetzteil im eigenen Haus. Endgültig bewähren muss er sich dann auf der nächsten Spaßfuchsjagd.

Vom Old Man zum Fake Man

Nach meinem letzten Post über DMR hat es nicht lange gedauert und Alfred OE5AKM stand auf der Matte - ein alter Bekannter. Sein Kommentar: Einspruch!, und ein Link auf seine Seite.

Alfred ist ein passionierter Wanderer, der seine Expeditionen mit schönen Bildern auf seinem Blog dokumentiert.

Für viele ist Alfred jedoch nicht ein Naturliebhaber, sondern ein rotes Tuch, wie man in einschlägigen Foren nachlesen kann. Denn Alfred hat eine Mission, und die heißt: Amateurfunk wird zu verschmilzt mit ARoIP - Amateur Radio over Internet Protocol. 

Er ist der Meinung, unser Hobby müsse nicht zwangsläufig etwas mit Funkwellen zu tun haben und verlagere sich mehr und mehr auf den Draht, bzw. auf die Glasfaser. Darum spricht er - wenn ich das richtig verstanden habe - nicht von Amateurfunk, sondern von Amateur Radio. Denn der Begriff Radio beinhalte auch die drahtgebundene Übertragung.

Hamsphere, eine Amateurfunk-Simulation über Internet, gehört für ihn zu dieser Sparte. Die simulierte Ionosphäre sorgt für Rauschen, Conteste und Diplome für den Adrenalin-Kick und der FM (Fake Man) kann sogar QSL-Karten verschicken. Prüfung und Lizenz sind nicht von Nöten. Für eine Handvoll Dollar ist man dabei  

Ich habe nichts dagegen. Im Gegenteil, so werden unsere echten Bänder entlastet. Es soll schließlich jeder nach seiner Fasson glücklich werden. Leben und leben lassen gehören zum Ham-Spirit.

  

Für mich ist Hamsphere jedoch wie Sex mit einer Gummipuppe. Eine clevere Geschäftsidee um den armen Teufeln, die keine Antenne aufstellen können oder dürfen, den Aether vorzugaukeln.  

Ich kann mit Alfreds Philosophie nichts anfangen. Ich bevorzuge das echte Gefühl. 

Amateurfunk, bzw. Amateur Radio findet für mich über elektromagnetische Wellen statt, die von meiner Funkstation via Antenne ausgesendet und empfangen werden.

Verbindungen ausschließlich via Internet gehören für mich nicht dazu.

Doch versteht mich nicht falsch: Das Internet ist auch für mich ein wunderbares Tool, ein Hilfswerkzeug für den Amateurfunk. Die Bauanleitungen, Foren, Online-SDR, Grabber, Blogs etc. bereichern unser Hobby ungemein. Auch wenn es vielleicht spannender wäre, ohne Cluster auf die DX-Jagd zu gehen und wieder die Bänder nach seltenen Stationen abzusuchen.

Bild: https://euphonie-nocturne.blogspot.ch/2015_05_01_archive.html

  

OT: Filmmusik. Hommage an den verstorbenen Komponisten James Horner (u.a. Star Trek, Avatar, Titanic)