Amateurfunklehrgang – Der Weg zur HB9-Lizenz/ Betriebstechnik

Grundlagen der Funkverbindung

Die Teilnehmer lernen die verschiedenen Betriebsarten kennen - von Telegrafie (CW) und Telefonie (SSB, FM, AM) bis hin zu digitalen Übertragungsverfahren wie PSK31, FT8 oder Packet Radio. Dabei werden die jeweiligen Vor- und Nachteile sowie typischen Anwendungsbereiche erklärt.

Telegrafie (CW - Continuous Wave)

Technische Grundlagen

Morsezeichen bestehen aus Punkten und Strichen resp. aus kurzen und langen Tönen, gesprochen als dit und dah. Die Tastung der Trägerfrequenz ist ein On-Off-Keying (OOK) und die erforderliche Bandbreite ist sehr schmal (~150 Hz)

Vorteile

CW belegt die geringste Bandbreite aller Betriebsarten und bietet die beste Weitverkehrseigenschaften bei schwachen Signalen. CW funktioniert auch noch bei sehr schlechten Ausbreitungsbedingungen. Der Sender-/Empfängeraufbau ist sehr einfach und die Übermittlung ist sehr energieeffizient.

Nachteile

Das erlernen des Morsecodes ist erforderlich, es ist keine direkte Sprachkommunikation möglich. CW hat eine langsame Übertragungsgeschwindigkeit da pro Buchstaben ein oder mehrere Signale gesendet werden.

Anwendungsbereiche

DX-Verkehr (Weitverbindungen) sowie für den QRP-Betrieb (geringste Sendeleistung) ist es dennoch eine hilfreiche Option. Auch im Notfunk, bei speziellen CW-Contesten und im Klassisch-traditionellen Amateurfunkverkehr findet CW noch statt.

Amplitudenmodulation (AM)

Technische Grundlagen

Dem Träger wird in der AmplitudeAnwendungsbereiche die Information aufmoduliert. Das klassische AM ist eine Doppelseitenbandmodulation mit Träger (DSB-FC) und hat eine Bandbreite von ca. 6-8 kHz und ein Modulationsgrad zwischen 0-100%.

Vorteile

Die Demodulation ist einfach möglich und die Übertragung ist robust. Historisch gesehen ist AM von Bedeutung weil mit diesem Modulationsverfhren die ersten Sprachübertragungen stattfanden.

Nachteile

Die Energieeffizienz ist schlecht und die erforderliche Bandbreite ist gross. AM ist zudem anfällig für atmosphärische Störungen. Und das alles bei schlechter Sprachqualität, besonders bei schwachen Signalen.

Anwendungsbereiche

Beim historischen Amateurfunk und dem experimenteller Betrieb ist AM noch anzutreffen. Auch findet man noch Mittelwellenrundspruch auf den Bändern und im Flugfun wird AM noch kommerziell (und in der Privatfliegerei) verwendet.

Einseitenbandmodulation (SSB - Single Sideband)

Technische Grundlagen

Im Gegensatz zum AM wird beim Einseitenbandbetrieb nur ein Seitenband übertragen. Entweder das Upper Sideband (USB) ab 10 MHz oder das Lower Sideband (LSB) unter 10 MHz. Die Bandbreite ist wesentlich schmaler, nur ca. 2,4 kHz und der Träger ist unterdrückt.

Vorteile

Durch die Trägerunterdrückung und nur einseitige Modulation ist die Energieeffizienz deutlich höher als bei AM. Die Bandbreite ist schmaler und trotzdem ist die Sprachqualität gut. Betreffend Sprachübertragung ist die EInseitenbandmodulation ein guter kompromiss.

Nachteile

Durch höhere Ansprüche an die Frequenzstabilität ist die Technik komplexer als bei AM, es ist zudem ein BFO notwendig.

Anwendungsbereiche

SSB ist die Hauptbetriebsart für den Kurzwellen-Sprachverkehr, wird also breit bem DX-Verkehr, im Contestbetrieb, Notfunk und Rundsprüchen gerne verwendet.

Frequenzmodulation (FM)

Technische Grundlagen

Bei FM wird die Trägerfrequenz moduliert. Die bandbreite kann entweder 12,5 (schmalband) oder -25 kHz (breitband) sein. der Hib unterscheidet sich ebenfalls bei den beiden Bandbreiten: ±2,5 kHz beim Schmalband- und bis ±5 kHz im Breitbandbetrieb. Komfortabel ist auch noch die Rauschunterdrückung bei starken Signalen.

Vorteile

FM bietet eine sehr gute Sprachqualität bei ausreichender Feldstärke und eine gute Rauschunterdrückung. Die Bedienung ist einfach und der Capture-Effekt verhindert Interferenzen. (Capture-Verhalten: Unter dem Capture verhalten versteht man das Erfordenis an die Stärkenverhältnisse von gewünschtem und unerwünschten Signal um die gewünschte Aussendung störungsfrei zu erhalten. Bei AM ist das Verhältnis Nutzsignal/Störsignal etwa 10:1, bei FM nur 2:1)

Nachteile

FM benötigt eine grosse Bandbreite und bei schwachen Signalen kann es zu Abrupten Signalabbrüchen kommen. Die Weitverkehrseigenschaften sind zudem schlecht. Ebenso ist der Energieverbrauch hoch.

Anwendungsbereiche

Durch die Nachteile bedingt finden wir FM im VHF/UHF-Lokalverkehr. Klassischer Einsatz ist der Repeater-Betrieb, der Mobiler Fahrzeugfunk, Notfunknetze im Lokalbetrieb sowie Packet Radio bis 1200 Baud.

PSK31 (Phase Shift Keying 31 Baud)

Technische Grundlagen

Wie es der Name schon sagt, es findet eine Phasenumtastung mit 31,25 Baud statt. Die Bandbreite kann dadurch äusserst gering bei ca. 60 Hz gehalten werden. Es ist eine Varicode-Kodierung die auch von einer normalen PC-Soundkarte vorgenommen werden kann.

Vorteile

Die sehr schmale Bandbreite bringt auch eine gute Leistung bei schwachen Signalen mit. Es ist eine einfache Computer-Implementierung der Modulation möglich. Die Aussendung hat einen kontinuierlicher Träger.

Nachteile

PSK31 ist langsam und empfindlich gegen Frequenzdrift. Zudem ist ein Computer erforderlich.

Anwendung

Es ist eine experimentelle Digitalmodulation. Für Tastfunk über grosse Distanzen, zum Beispiel im QRP-Betrieb findet man noch PSK31.

FT8 (Franke-Taylor 8-FSK)

Technische Grundlagen

Innerhalb 15 Sekunden werden immer weider auf 8 Frequenzen verteilte Informationen über Rufzeichen, Locator und Rapport übermittelt. Dazu werden 50 Hz Bandbreite verwendet und in der Regel ist es ein automatischer Betrieb.

Vorteile

Funktioniert bei extrem schwachen Signalen (-20 dB S/N) und erlaubt automatisierte QSOs. FT8 verwendet eine effiziente Zeitsynchronisation und hat sehr gute DX-Eigenschaften

Nachteile

Es sind keine freien Gespräche möglich (dafür gibt es das verwandte JS8Call). Es ist ein Computer und eine Zeitquelle erforderlich. Es generiert eine hohe Bandaktivität und man kann damit nur standasrdisierte Nachrichten austauschen.

Anwendung

Naturgemäss für den DX-Verkehr. Es lassen sich damit auch gut Ausbreitungsbeobachtungen durchführen. Es ist geeignet für die schwache-Signal-Kommunikation und die automatische Stationsbestätigung.

Packet Radio

Technische Grundlagen

Packet-Radio basiert auf dem AX.25-Protokoll und erlaubt eine Übertragungsrate von 1200 Baud auf VHF/UHF (AFSK) und 9600 Baud und höher (direkte FSK). Es implementiert das Store-and-Forward-Prinzip und besitzt eine Fehlerkorrektur.

Vorteile

Die Fehlerkorrektur bringt eine fehlerfreie Datenübertragung und einen automatischer Wiederholungsmodus mit sich. Ein Mailbox-System ist möglich und die Digipeater-Funktion ist ebenfalls implementiert.

Nachteile

Bei 1200 Baud ist es generell eine langsame übertragung. Packet Radio ist ein veraltetes Protokoll und man findet heute nur noch wenig Aktivität. Es ist ein TNC (Terminal Node Controller) erforderlich.

Anwendung

Digitale Mailboxen, Telemetrie, Notfunk-Meldungen und APRS (Automatic Packet Reporting System) wird durch Packet Radio unterstützt.

6. Weitere digitale Modi (Überblick)

RTTY (Radioteletype)

45,45 Baud Baudot-Code mit Frequenzumtastung (FSK) hat nur noch historische Bedeutung.

MFSK16/32

Diese Mehrfrequenzumtastung ist robust gegen Störungen und hat eine variable Geschwindigkeit.

VARA

Wie MFS16/32 bietet VARA als moderne HF-Datenübertragung ebenfalls eine adaptive Geschwindigkeit an. VARA ist im Winlink integriert.

FT4

Schnellere Alternative zu FT8 welche mit einer Zykluszeit von 7,5-Sekunden übermittelt. Wird in Contesten ebefalls verwendet.

Anruf- und Verbindungsverfahren

Hier geht es um die korrekte Durchführung von Funkverbindungen, einschliesslich der standardisierten Anrufverfahren, dem Aufbau und der Abwicklung von QSOs sowie den international gebräuchlichen Q-Gruppen und Abkürzungen.

Rufzeichensysteme und Bandpläne

Die Struktur der Amateurfunkrufzeichen wird erläutert, ebenso wie die Bedeutung von Präfixen und Suffixen. Die Bandaufteilung und regionalen Bandpläne sind essentiell für den ordnungsgemäßen Funkbetrieb.

Logbuchführung und QSL-Verkehr

Die ordnungsgemäße Dokumentation von Funkverbindungen und der Austausch von Bestätigungskarten gehören zu den wichtigen administrativen Aspekten des Amateurfunks.

Contestregeln und Sonderstationen

Grundlagen des Contestbetriebs und besondere Betriebsarten wie DXpeditionen oder Notfunkverkehr runden das Spektrum ab.

Praktische Übungen

Simulierte Funkverbindungen und das Üben typischer Gesprächsabläufe helfen dabei, das theoretische Wissen in die Praxis umzusetzen.