Amateurfunk

Gehen Sie auf Sendung und bauen Sie Ihre eigene Funkstation auf. Von den technischen Grundlagen bis zur Funkpraxis, vom Arbeiten mit Taschenrechner und Lötkolben bis zu Übungsfragen für die Amateurfunkprüfung: Harald Zisler (DL 6 RAL) und Thomas Lauterbach (DL 1 NAW) bietet Ihnen in diesem Handbuch das ganze Wissen der Funkamateure. Dieses Nachschlagewerk hilft Ihnen bei den ersten Schritten und begleitet Sie sicher in der Funkpraxis. Dazu gibt es jede Menge Praxisprojekte und Tipps zu Betriebssicherheit und Störungen. Zum aktualisierten Prüfungskatalog der Bundesnetzagentur und der neuen Prüfungsklasse N.

Aus dem Inhalt:

• Erlebnis Amateurfunk
• Bauteilkunde
• Physikalische Grundlagen
• Technik des Amateurfunks
• Störungen & Troubleshooting
• Sicherheit
• SDR-Empfang
• Analog- und Digitalfunk
• Stationsaufbau und Antennenwahl
• Mobiler Funkbetrieb
• Digitaler Amateurfunk
• Morsen

Materialien zum Buch . . . 21

Vorwort . . . 23

Geleitwort des DARC e. V. : Eine faszinierende Welt -- der Amateurfunk . . . 27

1. Erlebnis Amateurfunk . . . 29
1. 1 . . . Amateurfunk, Freenet, PMR und CB-Funk . . . 29
1. 2 . . . Funken? . . . 30
1. 3 . . . Funkern zugehört . . . 31
1. 4 . . . Funkübertragung . . . 40
1. 5 . . . Amateurfunk mithören . . . 44
1. 6 . . . Funkamateure persönlich kennenlernen . . . 54
1. 7 . . . Technik als Erlebnis . . . 56

TEIL I. Amateurfunktechnik . . . 57

2. Fachrechnen . . . 59
2. 1 . . . Basisgrößen des SI-Einheitensystems . . . 59
2. 2 . . . Dezibelrechnung für Verstärkung und Dämpfung (Leistung) . . . 66
2. 3 . . . Rechnen mit Dezibelwerten . . . 70
2. 4 . . . Dezibelrechnung für Verstärkung und Dämpfung (Spannung) . . . 71
2. 5 . . . Dezibelrechnung: Leistungspegel . . . 73
2. 6 . . . Dezibelrechnung: Spannungspegel . . . 74
2. 7 . . . S-Meter und dB . . . 75
2. 8 . . . Zahlensysteme . . . 78

3. Bauteilkunde . . . 85

4. Physikalische Grundlagen . . . 89
4. 1 . . . Der Stromkreis . . . 89
4. 2 . . . Spannung als Ursache . . . 99
4. 3 . . . Strom . . . 102
4. 4 . . . Ladungsmenge . . . 104
4. 5 . . . Stromleitverhalten verschiedener Stoffe . . . 105
4. 6 . . . Spezifischer Widerstand und Leitfähigkeit . . . 112

5. Die Welt der Widerstände . . . 115
5. 1 . . . Schaltzeichen . . . 116
5. 2 . . . Widerstände als Bauelement . . . 117
5. 3 . . . Berechnung von Widerständen, Spannung, Strom, Leistung . . . 126
5. 4 . . . Innenwiderstand von Strom- und Spannungsquellen . . . 131
5. 5 . . . Leistungsanpassung . . . 132
5. 6 . . . Serienschaltung (Reihenschaltung) von Widerständen, Spannungsteiler . . . 132
5. 7 . . . Parallelschaltung von Widerständen (verzweigter Stromkreis) . . . 135
5. 8 . . . Gemischte Schaltung von Widerständen . . . 137
5. 9 . . . Experimentieren und simulieren . . . 142

6. Elektrische Leistung . . . 151
6. 1 . . . Wirkungsgrad . . . 152
6. 2 . . . Elektrische Arbeit . . . 153

7. Wechselstrom/Signale . . . 155
7. 1 . . . Schwingungsformen . . . 160
7. 2 . . . Berechnung der Frequenz . . . 161
7. 3 . . . Berechnung der Periodendauer . . . 162
7. 4 . . . Berechnung der Frequenz aus der Periodendauer . . . 163
7. 5 . . . Berechnung der Wellenlänge . . . 164
7. 6 . . . Berechnung des Effektivwerts . . . 165
7. 7 . . . Spannungsmessung mit dem Oszilloskop . . . 166
7. 8 . . . Zeigerdarstellung sinusförmiger Signale . . . 167
7. 9 . . . Phasendifferenzen . . . 168
7. 10 . . . Nichtsinusförmige Signale . . . 169

8. Das elektrische Feld (elektrostatische Feld) . . . 177
8. 1 . . . Das elektrische Feld als Bauelement: Der Kondensator . . . 180

9. Magnetisches Feld und Induktivitäten . . . 197
9. 1 . . . Das magnetische Feld . . . 197
9. 2 . . . Induktivität (Spulen und Transformatoren) . . . 199
9. 3 . . . Schaltzeichen für Induktivitäten . . . 200
9. 4 . . . Induktivitäten selbst bauen . . . 200
9. 5 . . . Induktivitäten (Bauelemente) . . . 201
9. 6 . . . Grundlagen der Induktivität . . . 206
9. 7 . . . Eigenschaften von Induktivitäten . . . 207
9. 8 . . . Vertiefung mit Berechnungen . . . 208
9. 9 . . . Zusammenschaltung von Induktivitäten . . . 214
9. 10 . . . Die Spule im Gleichstromkreis . . . 214
9. 11 . . . Transformatoren und Übertrager . . . 216

10. R, C und L im Wechselstromkreis . . . 229
10. 1 . . . Ohmscher Widerstand . . . 229
10. 2 . . . Kondensator im Wechselstromkreis . . . 230
10. 3 . . . Induktivität einer Spule . . . 233
10. 4 . . . Zusammenfassung . . . 235
10. 5 . . . Reihenschaltung von Kondensator und Widerstand . . . 237
10. 6 . . . Reihenschaltung von Spule und Widerstand . . . 237
10. 7 . . . Tief- und Hochpassfilter für den Audiobereich . . . 237
10. 8 . . . Schwingkreise mit Spulen und Kondensatoren . . . 240
10. 9 . . . Bandfilter . . . 257
10. 10 . . . Probleme in Hochfrequenzschaltungen . . . 265

11. Die Halbleiterdiode . . . 267
11. 1 . . . Schaltzeichen . . . 267
11. 2 . . . Dioden (Bauelemente) . . . 267
11. 3 . . . Diodentypen und Eigenschaften . . . 270
11. 4 . . . Spannungsabfall an Dioden . . . 272
11. 5 . . . Dioden in Schaltungen . . . 274

12. Der Transistor und seine Grundschaltungen . . . 281
12. 1 . . . Schaltzeichen . . . 281
12. 2 . . . Transistoren (Bauelemente) . . . 282
12. 3 . . . Integrierte Schaltkreise . . . 306

13. Die Elektronenröhre . . . 319

14. Schaltungskunde: Stromversorgung . . . 323
14. 1 . . . Schaltnetzteil vs. klassische Längsregelung . . . 323
14. 2 . . . Berechnung einfacher Versorgungsschaltungen . . . 323
14. 3 . . . Gleichrichtung . . . 324
14. 4 . . . Gleichspannungsrückgewinnung bzw. Spannungsvervielfacher . . . 329
14. 5 . . . Spannungsglättung . . . 331
14. 6 . . . Spannungsregelung . . . 333
14. 7 . . . Spannungsregelung mit Festspannungsreglern . . . 335
14. 8 . . . Die Funktionsweise von Schaltnetzteilen . . . 337
14. 9 . . . Rückwirkungen in das Stromnetz, Störungen . . . 338
14. 10 . . . Hochspannungsgleichrichter . . . 338
14. 11 . . . Fernspeisung, BIAS-T . . . 339

15. Grundlagen der elektronischen Schwingungserzeugung . . . 341
15. 1 . . . Oszillator (Schwingungserzeuger) . . . 341
15. 2 . . . Phasenregelkreise (PLL) . . . 348
15. 3 . . . Direkte digitale Synthese (DDS) . . . 351

16. Sende- und Empfangstechnik . . . 353
16. 1 . . . Sendearten, Modulation . . . 353
16. 2 . . . Betriebsarten . . . 370
16. 3 . . . Modulator und Demodulator . . . 380
16. 4 . . . Die Arbeit mit Blockschaltbildern . . . 394
16. 5 . . . Die Arbeitsweise von Empfängern . . . 396
16. 6 . . . Sendetechnik . . . 424
16. 7 . . . Unerwünschte Aussendungen vermindern . . . 445

17. Digitale Sende- und Empfangstechnik . . . 449
17. 1 . . . Die digitale Darstellung von Signalen . . . 449
17. 2 . . . Digitale Signalverarbeitung . . . 455
17. 3 . . . Die Codierung digitaler Signale (Quellencodierung) . . . 462
17. 4 . . . Funkübertragung digitaler Signale . . . 464
17. 5 . . . Digitale Funkübertragungsverfahren . . . 474
17. 6 . . . Software Defined Radio (SDR) . . . 481
17. 7 . . . Kanalzugriffsverfahren . . . 483
17. 8 . . . Glossar zur Digitaltechnik . . . 484

18. Antennen . . . 487
18. 1 . . . Antennenformen . . . 487
18. 2 . . . Der Korrekturfaktor (Verkürzungsfaktor) . . . 490
18. 3 . . . Der Dipol und seine Varianten . . . 491
18. 4 . . . Dipol-Weiterentwicklungen: Trapantennen und W3DZZ . . . 499
18. 5 . . . Die G5RV-Antenne . . . 501
18. 6 . . . Der Faltdipol . . . 502
18. 7 . . . Die Delta-Loop (Dreiecksschleife) . . . 502
18. 8 . . . Die Quadantenne . . . 503
18. 9 . . . Praxis: Drahtantennen bauen . . . 503
18. 10 . . . Richtantennen . . . 504
18. 11 . . . Vertikalantennen und Rundstrahlantennen . . . 510
18. 12 . . . Praxis: Besondere Antennenformen . . . 515
18. 13 . . . Verkürzung von Antennen . . . 520
18. 14 . . . Polarisation von Antennen . . . 521
18. 15 . . . Installation von Sendeantennen . . . 523

19. Übertragungsleitungen . . . 525
19. 1 . . . Allgemeines zu Übertragungsleitungen . . . 525
19. 2 . . . Paralleldrahtleitung . . . 526
19. 3 . . . Koaxialkabel . . . 528
19. 4 . . . Übersicht über Koaxialkabel . . . 534
19. 5 . . . Steckverbinder für Koaxialkabel . . . 535

20. Stehwellen und Leistungsrückfluss . . . 539

21. Mantelwellen . . . 545

22. Anpassung, Transformation und Symmetrierung . . . 547
22. 1 . . . Die ? /4-Leitung . . . 547
22. 2 . . . Die ? /2-Leitung . . . 550
22. 3 . . . Symmetrierung . . . 551
22. 4 . . . Grundschaltungen von Antennenanpassgeräten . . . 553

23. Das elektromagnetische Feld . . . 557
23. 1 . . . Polarisation von Antennen . . . 557
23. 2 . . . »Von der Antenne in den Äther« . . . 558
23. 3 . . . Die Wellenausbreitung der Kurzwelle . . . 561
23. 4 . . . UKW-Ausbreitung . . . 569

24. Leistung und Feldstärke . . . 573
24. 1 . . . Effektiv abgestrahlte Leistung am Dipol (ERP) und am isotropen Strahler (EIRP) . . . 573
24. 2 . . . Errechnung der EIRP aus Sendeleistung und Antennengewinn dBi . . . 575
24. 3 . . . EIRP/ERP des Rückverhältnisses bei Richtantennen . . . 575
24. 4 . . . Feldstärkeberechnungen . . . 576
24. 5 . . . Personenschutz, Berechnung von Schutzabständen . . . 577

25. Messungen und Messgeräte . . . 583
25. 1 . . . Arten der Messwerke . . . 584
25. 2 . . . Messbereichserweiterungen . . . 589
25. 3 . . . Arbeiten mit dem Multimeter/Vielfachmessgerät . . . 590
25. 4 . . . Widerstandsmessung . . . 595
25. 5 . . . Empfindlichkeit und Innenwiderstand von Messinstrumenten für Strom- und Spannungsmessungen . . . 596
25. 6 . . . Die Genauigkeit von Messinstrumenten . . . 597
25. 7 . . . Details zu Strom- und Spannungsmessungen . . . 599
25. 8 . . . Berücksichtigung des Innenwiderstands der Messgeräte bei Messungen . . . 600
25. 9 . . . Hilfsschaltungen für Messaufgaben . . . 602
25. 10 . . . Der Absorptionsfrequenzmesser . . . 606
25. 11 . . . (Einfacher) Feldstärkeanzeiger . . . 607
25. 12 . . . Das Dipmeter . . . 607
25. 13 . . . Das Stehwellenmessgerät (SWR-Meter) . . . 610
25. 14 . . . Das Oszilloskop . . . 613
25. 15 . . . Der Frequenzzähler . . . 618

26. Störungen und andere Probleme . . . 621
26. 1 . . . Störungen des Empfangs . . . 621
26. 2 . . . Einströmungen . . . 623
26. 3 . . . Einstrahlungen in Geräte . . . 625
26. 4 . . . Empfangsstörungen durch Korrosion an Antennenanschlüssen . . . 626
26. 5 . . . Einstreuungen in das Stromnetz . . . 626
26. 6 . . . Störungen beim Sendebetrieb vermeiden . . . 627
26. 7 . . . Vorgehensweise im Störungsfall . . . 628

27. Sicherheit . . . 631
27. 1 . . . Gefahren durch Stromschlag . . . 631
27. 2 . . . Gefahren durch Hochfrequenzeinwirkung . . . 632
27. 3 . . . Im Notfall . . . 632
27. 4 . . . Unfallverhütung für Funkamateure . . . 633
27. 5 . . . Adernkennfarben . . . 636
27. 6 . . . Die Sicherheit von Antennen . . . 637
27. 7 . . . Sicherer Amateurfunk im Kraftfahrzeug . . . 640

TEIL II. Praxis und Projekte . . . 643

28. SDR-Empfang mit dem SDRplay RSP2pro . . . 645

29. Die Amateurfunkprüfung . . . 653
29. 1 . . . Wo wird eine Amateurfunkprüfung abgelegt? . . . 653
29. 2 . . . Anmeldung zu einer Amateurfunkprüfung . . . 653
29. 3 . . . Der Ablauf der Amateurfunkprüfung . . . 653

30. Nach bestandener Prüfung -- Stationsaufbau . . . 655
30. 1 . . . Funkgeräte -- Typenkunde . . . 655
30. 2 . . . Aufbewahrung und Funkmöbel . . . 665
30. 3 . . . Die Antennenwahl . . . 667
30. 4 . . . Musteraufbau -- die BEMV-Erklärung . . . 670

31. Antennenbau für Einsteiger . . . 685
31. 1 . . . Projekt: Ein Dipol für das 10-m-Band . . . 685
31. 2 . . . Drahtantennen richtig spannen . . . 692
31. 3 . . . Die »magnetische Antenne« -- eine Sonderform unter den Antennen . . . 693
31. 4 . . . Aufbau von industriell hergestellten Antennen . . . 703
31. 5 . . . Von Masten und Rotoren . . . 704

32. Funkbetrieb außerhalb der eigenen vier Wände . . . 705
32. 1 . . . Stromversorgung . . . 706
32. 2 . . . Funkkoffer . . . 727
32. 3 . . . Antennen für den Portabeleinsatz . . . 728

33. Amateurfunk digital . . . 735
33. 1 . . . Textbasierte Verfahren . . . 736
33. 2 . . . Digitale Sprachübertragung . . . 742
33. 3 . . . Datenfunk . . . 750
33. 4 . . . Digitale Bild- und Fernsehübertragung . . . 752
33. 5 . . . Funkgerät und PC verbinden . . . 753

34. Remote-Funkbetrieb . . . 759
34. 1 . . . Verbindung der Funkanlage mit dem Netzwerk . . . 759
34. 2 . . . Remote-Funkbetrieb innerhalb der eigenen Grundstücksgrenze . . . 760
34. 3 . . . Remote-Funkbetrieb weltweit . . . 761

35. Morsen . . . 763
35. 1 . . . Morsezeichen . . . 764
35. 2 . . . Ablauf einer Morseverbindung . . . 766
35. 3 . . . Welche Taste? . . . 769
35. 4 . . . Morsen lernen . . . 771

Index . . . 773