Amateurfunklehrgang – Der Weg zur HB9-Lizenz

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Zusammenfassung des Projekts

„Amateurfunklehrgang – Der Weg zur HB9-Lizenz“ ist nach Einschätzung seiner Autoren zu 10 % fertig

• Zielgruppe: Alle, die das Ziel haben, die "grosse" CEPT Lizenz, in der Schweiz als HB9 bekannt, zu erreichen.

• Lernziele: Vereinfacht gesagt, die Prüfung beim Bakom bestehen können.

• Buchpatenschaft/Ansprechperson: Norbert Suter

• Sind Co-Autoren gegenwärtig erwünscht? Klar!

• Richtlinien für Co-Autoren: Korrekturen oder kleinere Arbeiten einfach machen, besteht Interesse grössere Bereiche zu bearbeiten wäre es nett davor kurz Kontakt aufzunehmen. Bei gewissen Kapiteln habe ich schon relativ klare Vorstellungen von der Gestaltung und dem Inhalt, nicht dass Überlegungen und Arbeit doppelt gemacht wird. Ach, nochwas wenn deutsche oder österreichische Mitschreiber mitschreiben: lässt die Verwendung vom "ß" bitte sein, das komische Dingens kennen wir hier nicht mehr.

• Projektumfang und Abgrenzung zu anderen Wikibooks: Der Inhalt richtet sich an die Schweizer Verordnungen und die HB9-Prüfung aus. Ein Spin-Off oder gemeinsame Arbeit für überschneidende Teile für Deutschland oder Österreich wäre natürlich toll!

• Themenbeschreibung: Amateurfunk, what else?

• Aufbau des Buches: Der Aufbau ist durch die Kapitel in etwa gegeben.

Der folgende Fliesstext soll in folgende Struktur überführt werden

Inhaltsverzeichnis

Technik

1. Mathematik und Einheiten
2. Elektrizität, Magnetismus und Funktheorie
3. Bauelemente
4. Grundschaltungen
5. Schaltungstechnik Empfänger
6. Schaltungstechnik Sender
7. Antennen und Antennenzuleitungen
8. Wellenausbreitung
9. Messtechnik
10. Störungen und Störschutz
11. Schutz gegen elektrische Spannungen, Personenschutz
12. Schutz vor nichtionisierender Strahlung, NIS
13. Blitzschutz
14. Analoge und digitale Modulationsverfahren
15. Software Defined Radio (SDR) - Grundlagen

Vorschriften

1. Lizenzen, Rechte und Pflichten
2. Betriebstechnik
3. Abkürzungen, Q-Codes
4. Frequenzen, Modulation und Sprache
5. Betriebsmodi
6. Rufzeichen

Anhang

1. Formelsammlung für die Prüfung
2. Konventionen und Conteste
3. Eigenbau
4. Einführung Oszilloskop
5. Projekt KW-TRX

Formelsammlung für die Prüfung

Widerstand, Spannungsteiler, Messbereich erweitern

Titel	Schema	Formel	Legende
Ohmschens Gesetz		$U=R\times I$	U: Spannung [V] R: WIderstand [Ω] I: Strom [A]
Leistung		$P=U\times I$ $P={\frac {U^{2}}{R}}$ $P=I^{2}\times R$	P: Leistung [W] R: WIderstand [Ω] U: Spannung [V] I: Stromstärke [A]
Arbeit		$W=P\times t$	W: Arbeit [J] P: Leistung [W] t: Zeit [s]
Widerstand von Drähten		$R={\frac {\rho \times L}{A}}$ Hilfsformeln; $A={\frac {d^{2}\times \pi }{4}}$ $A=r^{2}\times \pi$	R: Widerstand [Ω] ρ: spezifischer Widerstand [Ω·m] L: Länge des Drahtes [m] A: Querschnittsfläche [m²] d: Drahtdurchmesser [m]
Widerstände in Reihenschaltung		$R_{\text{ges}}=R_{1}+R_{2}+\dots +R_{n}$ Sapnnungsteiler: ${\frac {U_{1}}{U_{2}}}={\frac {R_{1}}{R_{2}}}$ mit $U_{ges}=U_{1}+U_{2}$	Rges: Gesamtwiderstand [Ω] R1, R2, ..., Rn: Einzelwiderstände [Ω] Uges: Spannung über alle R [V] U1: Spannung über R1 [V] U2: Spannung über R2 [V]
Spannungsteiler, unbelastet (nicht in Bakom Formelsammlung)		$U_{1}={\frac {U_{g}\times R_{1}}{R_{1}+R_{2}}}$	U1: Spannung über R1 [Ω] Ug: Gesamtspannung [V] R: Widerstand [Ω]
Widerstände in Parallelschaltung		${\frac {1}{R_{\text{ges}}}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+\dots +{\frac {1}{R_{n}}}$ $R_{ges}={\frac {R_{1}\times R_{2}}{R_{1}+R_{2}}}$	R{ges}: Gesamtwiderstand [Ω] R1, R2, ..., Rn: Einzelwiderstände [Ω]
Innenwiderstand		$R_{i}={\frac {\Delta U}{\Delta I}}$	Ri: Innenwiderstand einer Spannungsquelle [Ω]
Effektiv- und Spitzenwerte bei sinusförmiger Wechselspannung		${\hat {U}}=U_{\text{eff}}\times {\sqrt {2}}$ $U_{ss}=2\times {\hat {U}}$	Ueff: Effektivspannung [V] ${\hat {U}}$: Spitzenwert der Spannung [V]
Periodendauer		$T={\frac {1}{f}}$	T: Periodendauer [s] f: Frequenz [Hz]
Kreisfrequenz		$\omega =2\pi \times f$	ω: Kreisfrequenz [rad/s] f: Frequenz [Hz]
Induktiver Widerstand		$X_{L}=\omega \times L$	XL: Induktiver Widerstand [Ω] ω: Kreisfrequenz [rad/s] L: Induktivität [H]
Induktivitäten in Reihenschaltung		$L_{ges}=L_{1}+L_{2}+\dots +L_{n}$	Lges: Gesamtinduktivität [H] L1, L2, Ln: Einzelinduktivitäten [H]
Induktivitäten in Parallelschaltung		${\frac {1}{L_{\text{ges}}}}={\frac {1}{L_{1}}}+{\frac {1}{L_{2}}}+\dots +{\frac {1}{L_{n}}}$	Lges: Gesamtinduktivität [H] L1, L2, Ln: Einzelinduktivitäten [H]
Induktivität der Ringspule		$L={\frac {\mu _{0}\times \mu _{r}\times N^{2}\times A}{l}}$	L: Induktivität [H] μ0: Magnetische Feldkonstante [H/m] μr: Relative Permeabilität (dimensionslos) N: Anzahl der Windungen A: Querschnittsfläche der Spule [m²] l: Länge des magnetischen Kreises [m]
Induktivität von Schalenkernspulen		$L=N^{2}\times A_{L}$	L: Induktivität [H] N: Anzahl der Windungen AL: Induktivitätsfaktor/Kernfaktor
Magnetische Feldstärke in einer Ringspule		$H={\frac {N\times I}{l}}$	H: Magnetische Feldstärke [A/m] N: Anzahl der Windungen I: Stromstärke [A] l: Länge des magnetischen Kreises [m]
Magnetische Flussdichte		$B=\mu _{0}\times \mu _{r}\times H$	B: Magnetische Flussdichte [T] μ0: Magnetische Feldkonstante [H/m] μr: Relative Permeabilität (dimensionslos) H\: Magnetische Feldstärke [A/m]
Transformator / Überträger		$V_{\text{ges}}=V_{1}+V_{2}+\dots +V_{n}$	Vges: Gesamtspannung [V] V1, V2, ..., Vn: Teilspannungen [V]
Übersetzungsverhältnis		${\ddot {u}}={\frac {N_{1}}{N_{2}}}={\frac {U_{1}}{U_{2}}}={\frac {I_{1}}{I_{2}}}={\sqrt {\frac {Z_{1}}{Z_{2}}}}$	ü: Übersetzungsverhältnis (dimensionslos) N1: Anzahl der Windungen der Primärspule N2: Anzahl der Windungen der Sekundärspule U1: Spannung an der Primärspule [V] U2: Spannung an der Sekundärspule [V] I1: Strom in der Primärspule [I] I2: Strom in der Sekundärspule [I] Z1: Impedanz der Primärspule [Ω] Z2: Impedanz der Sekundärspule [Ω]
Netztrafo		$P_{p}\approx 1.2\times P_{s}$$A_{fe}\approx {\sqrt {P_{p}}}\times {\frac {cm^{2}}{\sqrt {W}}}$ $N_{v}\approx {\frac {42}{A_{Fe}}}\times {\frac {cm^{2}}{V}}$
Messbereichserweiterung U
Messbereichserweiterung I
Widerstandsbrücke
Spezifischer Widerstand
Vorwiderstand Lampe
Impedanz		$Z=2\pi fL$	Z: Impedanz [Ω] π: Konstante, 3,14159 f: Frequenz [Hz] L: Induktivität [H]

Tabellen Elektronik

Präfixe

Die Präfixe im SI

Symbol	Name	Potenz	Zahl
T	Tera	1012	1.000.000.000.000
G	Giga	109	1.000.000.000
M	Mega	106	1.000.000
k	Kilo	103	1.000
h	Hekto	102	100
da	Deka	101	10
—	—	100	1
d	Dezi	10−1	0,1
c	Zenti	10−2	0,01
m	Milli	10−3	0,001
μ	Mikro	10−6	0,000.001
n	Nano	10−9	0,000.000.001
p	Piko	10−12	0,000.000.000.001

Die Zeichen für Teile einer Einheit werden als Kleinbuchstaben geschrieben, während die meisten Zeichen für Vielfache einer Einheit als Grossbuchstaben geschrieben werden. Ausnahmen von dieser Systematik sind aus historischen Gründen die Zeichen für Deka (da), Hekto (h) und Kilo (k).

Bandplan

Das Funkfrequenzspektrum ist in neun Frequenzbänder unterteilt. Diese sind von Vier bis Zwölf durchnummeriert. Die Frequenz wird bis und mit 3000 kHz in Kilohertz (kHz), zwischen 3 MHz bis und mit 3000 MHz in MHz und zwischen 3 GHz bis und mit 3000 GHz in GHz ausgedrückt.

Band	Abkürzung	Frequenzbereich (von, bis und mit)	Metrische Einteilung	Metrische Abkürzung
4	VLF	3 bis 30 kHz	Myriameterwellen (Längstwellen)	B.Mam
5	LF	30 bis 300 kHz	Kilometerwellen (Langwellen)	B.km
6	MF	300 bis 3000kHz	Hektometerwellen (Mittelwellen)	B.hm
7	HF	3 bis 30MHz	Dekameterwellen (Kurzwellen)	B.dam
8	VHF	30 bis 300 MHz	Meterwellen (Ultrakurzwellen)	B.m
9	UHF	300 bis 3000 MHz	Dezimeterwellen	B.dm
10	SHF	3 bis 30 GHz	Zentimeterwellen	B.cm
11	EHF	30 bis 300 GHz	Millimeterwellen	B.mm
12		300 bis 3000 GHz	Dezimillimeterwellen

Anhang: Software

Fldigi

Fldigi (Kurzform für Fast light digital) ist eine freie Software, welche auf einem handelsüblichen PC mit einer Soundkarte ein Modem emuliert. Fldigi wird von Funkamateuren durch die Verbindung vom Mikrophonein- und Kopfhörerausgang mit einem Amateurfunkgerät zur Kommunikation mittels digitalen Betriebsarten verwendet. Aufgrund des Funktionsumfanges und der Vielseitigkeit betreffend der unterstützten Betriebssystemen und Rechnerarchitekturen darf es (auch aufgrund der Downloadzahlen auf Github) als die führende Anwendung für den Anwendungsbereich bezeichnet werden.

Die gebräuchlichen Betriebsarten sind PSK31, MFSK, RTTY, Olivia, und CW (Morsecode)

Unterstützte digitale Betriebsarten

Bezeichnung	Unterstütze Übertragungsraten	Custom Modes
Morsecode / CW	5 - 50 WpM	Ja
PSK	31, 63, 63F, 125, 250, 500, 1000	Nein
FSQ	2, 3, 4.5, 6	Nein
IFKP	0.5, 1.0, 2.0	Nein
Contestia	4/125, 4/250, 8/250, 4/500, 8/500, 16/500, 8/1000, 16/1000, 32/1000, 64/1000	Ja
DominoEX	Micro, 4, 5, 8, 11, 16, 22, 44, 88	Nein
Hellschreiber	Feld Hell, Slow Hell, Feld Hell X5, Feld Hell X9, FSK Hell, FSK Hell-105, Hell 80	Nein
MFSK	4, 8, 11, 16, 22, 31, 32, 64, 64L, 128, 128L	Nein
MT63	500S, 1000S, 2000S, 500L, 1000L, 2000L	Nein
Navtex	Navtex	Nein
Olivia	4/250, 8/250, 4/500, 8/500, 16/500, 8/1000, 16/1000, 32/1000, 64/2000	Ja
QPSK	31, 63, 125, 250, 500	Nein
8PSK	125, 250, 500, 1000, 125FL, 250FL, 125F, 250F, 500F, 1000F, 1200F	Nein
PSKR	125R, 250R, 500R, 1000R	Nein
RTTY	45.45/170, 50/170, 75/170, 75/850	Ja
SYNOP	SYNOP	Nein
THOR	Micro, 4, 5, 8, 11, 16, 22, 25x4, 50x1, 50x2 100	Nein
SITOR	SitorB	Nein
Throb / ThrobX	1, 2, 4   /   X1, X2, X4	Nein
WEFAX	IOC576, IOC288	Nein

Portierungen

Unterstütze Betriebssystem

Fldigi basiert auf der lightweight portable graphics library FLTK und C/C++. Das führt dazu, dass Fldigi auf einer Vielzahl von Betriebssystemen lauffähig ist:

• Microsoft Windows (2000 oder aktueller)
• OSX
• macOS
• Linux
• FreeBSD
• OpenBSD
• NetBSD
• Solaris

Fldigi kann grundsätzlich auf jedem POSIX kompatiblen Betriebssystem mit einer X11 kompatiblen grafischen Benutzeroberfläche kompiliert und betrieben werden.

Unterstützte Prozessorarchitekturen

• AMD64
• i386
• ARM
• IA-64
• MIPS
• PowerPC
• s/390 und s/390 Linux
• sparc
• Raspberry Pi

Unterstütze Soundkarten

Folgende Soundkarten werden unterstützt:

• Open Sound System (OSS)
• Portaudio
• PulseAudio
• Lesen / Schreiben von WAV Dateien

Anwendungen

Fldigi wird z.B. vom Österreichischen Versuchssenderverband seit 2019 für die monatlich durchgeführte OE Notrufrunde eingesetzt, um die Notfunk-Rundsprüche in digitaler Form auszusenden. Mit der OE Notrufrunde wird für den Katastrophenfall geübt.

Die US Air Force verwendet Fldigi in ihrem MARS-Programm (Military Auxiliary Radio System), welches durch Funkamateure zur Ersatzkommunikation in Notlagen eingesetzt wird.

Auch das Ministerium für Innere Sicherheit der Vereinigten Staaten (Department of Homeland Security, DHS) setzt Fldigi testweise ein: So sendet ein Funkfeuer in Kolumbien im Rahmen des Share-Programms mittels Fldigi.

Auch das Open Source Projekt PSKmail, welches den Transport von Dateien sowie Versand/Empfang von E-Mail via Kurzwelle ermöglicht, nutzt auf seinem Server Fldigi.

Auswahl an decodierbaren Broadcasts

Folgende Broadcasts werden regelmässig ausgestrahlt und können mit Fldigi decodiert werden.

• SITOR Textprognosen und Sturmwarnungen
• WEFAX grafischer Wetterfax
• SYNOP Wetterbeobachtungsmeldungen
• NAVTEX Warnungen, Vorhersagen und Gefahrenvorhersagen
• VOA Radiogramm
• W1AW Rundspruch