Goerrisch, Dieter - Stoersender Von VHF Bis Mikrowelle (Franzis 2004, DIN A5 Reformat by Steelrat)

Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek

Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar

© 2004 Franzis Verlag GmbH, 85586 Poing Alle Rechte vorbehalten, auch die der fotomechanischen Wiedergabe und der Speicherung in elektronischen Medien. Das Erstellen und Verbreiten von Kopien auf Papier, auf Datenträger oder im Internet, insbesondere als .pdf, ist nur mit ausdrücklicher Genehmigung des Verlages gestattet und wird widrigenfalls strafrechtlich verfolgt. Die meisten Produktbezeichnungen von Hard- und Software sowie Firmennamen und Firmenlogos, die in diesem Werk genannt werden, sind in der Regel gleichzeitig auch eingetragene Warenzeichen und sollten als solche betrachtet werden. Der Verlag folgt bei den Produktbezeichnungen im Wesentlichen den Schreibweisen der Hersteller.

Satz: Fotosatz Pfeifer, 82166 Gräfelfing art & design: www.ideehoch2.de Druck: Legoprint S.p.A., Lavis (Italia) Printed in Italy

ISBN 3-7723-4019-9

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

Vorwort Nach einer Welle von Viren, Würmern und trojanischen Pferden auf unseren Computern stellen Störsender möglicherweise die nächste Bedrohung unseres technologischen Umfeldes dar. Drahtlos arbeitende Zutrittssysteme, per Funk abgefragte Preisetiketten oder GPS-gestützte Mautsysteme sind lohnende Ziele für die Hacker der Zukunft. Man sollte bei aller Technikbegeisterung daher den Bezug zur Realität wahren, schon jetzt erscheinen uns die letzten Errungenschaften wie Internet und E-Mail nicht mehr besonders vertrauenswürdig. Wo viele Möglichkeiten warten, da lauern eben auch viele Gefahren! Das vorliegende Buch soll Möglichkeiten und Geheimnisse rund um das Thema Störsender lüften. Es zeigt, dass solche Geräte keinesfalls nur ein Werkzeug von Geheimdiensten sind, sondern auch von Spaßvögeln und Kriminellen, aber auch zu unserem Schutz eingesetzt werden können. Zahlreiche Schaltungsbeispiele führen in die grundlegende Technik von UKW-Störoszillatoren kleiner Leistung ein, was aber nicht als Aufforderung zum Bau und Betrieb von Störsendern verstanden werden sollte! Nachhaltige und vorsätzlich verursachte Funkstörungen werden vom Gesetzgeber keinesfalls nur als Unfug gewertet, besonders wenn die Sicherheit von Menschen auf dem Spiel steht! Nachfolgendes Bild zeigt den Autor in den frühen 60er Jahren an seinem Schreibtisch. Sogar ein erster Zuhörer hat sich bereits eingefunden.

Abb. 0.1 Privat Dieter Görrisch (www.goerrisch.de) PS: Dieses Buch widme ich meiner Mutter Lotte Görrisch, die im November 2002 einem Krebsleiden erlag und meinen Vater nur um zwei Jahre überlebt hat.

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Inhalt xxxxxxxxxxxxxxxxxxx

Inhalt Vorwort ............................................................................................................................ 3 Inhalt ................................................................................................................................ 4 Einleitung......................................................................................................................... 7 Theoretische Grundlagen ................................................................................................. 9 2.1 Grundlegende Eigenschaften elektromagnetischer Schwingungen ........................ 9 Reflexionen und Mehrwegeempfang ..................................................................... 12 2.2. Störprinzipien ...................................................................................................... 12 Punktstörung .......................................................................................................... 12 Bandstörer .............................................................................................................. 13 Rauschgeneratoren ................................................................................................. 14 Intelligente Störverfahren....................................................................................... 15 RFID-Störer ........................................................................................................... 15 Störsender in der Praxis ................................................................................................. 17 3.1 Beispiele gezielt ausgeführter Funkstörungen ...................................................... 18 Funkalarmanlage .................................................................................................... 18 Kfz-Funkschlüssel .................................................................................................. 20 Geschwindigkeitsüberwachung .............................................................................. 21 Industrie-Fernsteuerungen...................................................................................... 22 Funktelefone (Handys) ........................................................................................... 23 Funkrelais............................................................................................................... 26 Drahtlose Videoüberwachungsanlagen .................................................................. 27 GPS-Satellitennavigationsempfänger ..................................................................... 28 TEMPEST.............................................................................................................. 30 Schutz vor ferngesteuerten Bomben....................................................................... 30 3.2 Beispiele fahrlässiger Funkstörungen .................................................................. 31 Kabelfernsehen ...................................................................................................... 31 Netzgeräte und Computer ...................................................................................... 32 Halbleiterschaltungen .................................................................................................... 34 4.1 Oszillatoren .......................................................................................................... 34 POS-Module .......................................................................................................... 35 VCO-Module von MAXIM ................................................................................... 37 Stromversorgung von 3-Volt-Schaltkreisen ........................................................... 38 Oszillatoren ausgemusterter Empfangstuner verwenden ........................................ 39 4.2 Steuergeneratoren................................................................................................. 40 Manuelle Abstimmung ........................................................................................... 40 Steuergenerator mit XR2206.................................................................................. 42

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Inhalt xxxxxxxxxxxxxxxxxxx Intelligente Steueroszillatoren ................................................................................ 47 4.3 Hf-Verstärkerstufen .............................................................................................. 48 MMIC-Breitbandverstärker .................................................................................... 48 Resonanzgekoppelte Verstärker ............................................................................. 50 Hybridmodule......................................................................................................... 51 Antennen -Breitbandverstärker............................................................................... 56 4.4 Fertige Sendemodule ............................................................................................ 57 Störsender mit Röhrenoszillatoren ................................................................................. 59 5.1 Röhrenoszillator mit ECC81 ................................................................................ 59 5.2 Leistungs-Gegentaktoszillator mit QQE3/12 ........................................................ 61 5.3 Problem Röhren-Spannungsversorgung ............................................................... 63 5.4 Der Röhrenoszillator in Betrieb ............................................................................ 66 5.5 Mechanisches Wobbeln des Röhrenoszillators zur Bandstörung: ........................ 67 High Energy Radio Frequency (HERF) ......................................................................... 69 6.1 Magnetrons ........................................................................................................... 69 6.2 Magnetrons als (Zer-)Störsender? ........................................................................ 74 6.3 Impulsmodulation................................................................................................. 75 Magnetron als leistungsstarker Mikrowellenpulser ................................................ 78 Impulsmodulator mit Funkenstrecken als Hochspannungsschalter ........................ 79 6.4 Mikrowellen als Waffe für Polizei und Militär? ................................................... 81 Spezielle Störverfahren .................................................................................................. 83 7.1 Funkensender ....................................................................................................... 83 7.2 Rauschgeneratoren ............................................................................................... 84 7.3 Intelligenter Störsender ........................................................................................ 85 Modifikation des Zählers für einen Störeinsatz ...................................................... 88 7.4 PC-gesteuerter Störsender .................................................................................... 88 Messgeräte und Tipps..................................................................................................... 89 8.1 Schaltungsaufbau ................................................................................................. 89 8.2 Hf-Messtechnik .................................................................................................... 89 Oszillograph ........................................................................................................... 90 LCR-Messgerät ...................................................................................................... 91 Hochfrequenztastkopf („Schätzeisen") ................................................................... 92 Prüflampe ............................................................................................................... 93 50 Ohm-Abschlusswiderstände (Dummy).............................................................. 93 Digitales Leistungsmessgerät ................................................................................. 95 Frequenzzähler ....................................................................................................... 95 Grid-Dip-Meter ...................................................................................................... 97 Spektrumanalyzer ................................................................................................... 97 Breitbandempfänger (Scanner) ............................................................................... 98 Stehwellenmessgeräte ............................................................................................ 99 Hochspannungstastkopf........................................................................................ 101

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Inhalt xxxxxxxxxxxxxxxxxxx Antennen ...................................................................................................................... 102 9.1 Frequenzbereich ................................................................................................. 102 9.2 Punkt- oder Bandstörung.................................................................................... 103 9.3 Richt- oder Rundstrahler .................................................................................... 104 9.4 Kombinierter Antennenbetrieb ........................................................................... 104 9.5 Praxisbeispiele von Antennen: ........................................................................... 104 Duoband-Fahrzeugantenne .................................................................................. 104 Breitband Disconeantenne ................................................................................... 105 Breitband Richtantenne ........................................................................................ 106 Monoband Quadantenne für Mikrowellen ........................................................... 107 GSM-Magnetfussantenne ..................................................................................... 107 Breitband Hornantennen ...................................................................................... 108 GPS-Antennen ..................................................................................................... 111 Anhang......................................................................................................................... 112 10.1 ISM-Frequenzbereiche: .................................................................................... 112 10.2 Bezugsquellen: ................................................................................................. 113 10.4 Datenblätter: ..................................................................................................... 113

xxxxxxxxxxxxxxxxx Einleitung xxxxxxxxxxxxxxxxxx

Einleitung Der Begriff „Störsender" (engl. „Jammer") wird seit jeher mit unglaublichen Geschichten und Verschwörungstheorien verbunden. Kaum jemand kennt eigentlich die verschiedenartigen Facetten dieses Themas. Ob eine Sendeeinrichtung als Störsender bezeichnet werden darf, hängt nicht zuletzt auch von den Absichten seines Eigentümers ab. Als Beispiel sei hier der Mittelwellensender Osterloog in Ostfriesland genannt. In den 30er Jahren als Mittelwellen-Grundnetzsender für das damalige Deutsche Reich gebaut, diente er in den nachfolgenden Kriegsjahren gleichermaßen als Rundfunksender, Störsender und Peilbake für zurückkehrende deutsche Bombenflugzeuge (bis heute ermöglichen die in alle Flugzeuge eingebauten NDB-Peilempfänger übrigens die Navigation mit Hilfe gewöhnlicher Mittelwellen-Rundfunksender). Natürlich kann man jeden Rundfunksender auch als Störsender gegen andere Rundfunksender einsetzen. Oft genügt der Austausch einer einzigen Baugruppe (sog. „Wobbeleinschub") innerhalb der Sendeanlage und der Rundfunksender wird zum Störer. Störungen können aber auch mit regulären Radioprogrammen bewusst verursacht werden: So wurde der Empfang von RIAS-Berlin bis 1978 von Rundfunksendern der DDR gestört, sie wurden frequenzmäßig einfach knapp neben die RIAS-Frequenz gesetzt und strahlten ein ganz gewöhnliches Rundfunkprogramm aus. Der Empfang der RIAS-Sendungen in der DDR war damit weitgehend unterbunden. Somit ist es also keinesfalls nur eine Frage der Technik, ob ein Sender zum Vor- oder Nachteil seines „Hörers" betrieben wird. Allerdings gibt es auch reinrassige Störsender, die ausschließlich für diesen Zweck gebaut werden und eine Nutzung zur Kommunikation gar nicht erst zulassen. Die zahlenmäßig meisten Störeinrichtungen besitzt und betreibt das Militär. Damit werden im Ernstfall die gegnerische Kommunikation, Radareinrichtungen und Waffensysteme gestört. Die größte, jemals bekanntgewordene militärische Einzelaktion war der Abwurf von sog. Aluminiumstreifen im Rahmen der folgenschweren Bombardierung Hamburgs im Juli 1943. 92 Millionen dieser Streifen wurden von den britischen Flugzeugen abgeworfen und „blendeten" die deutschen Funkmessgeräte. Über 50.000 Schuss der Flak gingen ins Leere, nur drei Zufallstreffer wurden erzielt! Parallel zu kriegerischen Auseinandersetzungen läuft meist eine Propagandaschlacht an, in deren Verlauf die mediale Infrastruktur (TV- und Rundfunksender) des Gegners ganz ausgeschaltet oder zumindest nachhaltig gestört wird. Als Beispiel sei hier der Irak-Krieg genannt. Die amerikanischen Truppen schalteten zunächst die gegnerischen Sendeanlagen aus und strahlten dann eigene Programme über dem Irak ab. Propagandasendungen (Radio und TV) wurden teilweise über Sender ausgestrahlt, die in großen Flugzeugen eingebaut,

xxxxxxxxxxxxxxxxx Einleitung xxxxxxxxxxxxxxxxxx stundenlang im Luftraum über dem Irak kreisten. Daran kann man den großen Aufwand erkennen, der heute von den Militärs in der „elektronischen Kriegsführung" betrieben wird. Ganz neue Aspekte treten in Zusammenhang mit der weitverbreiteten Konsumelektronik zu Tage. Drahtlose Anwendungen sind heute ganz selbstverständlich geworden. Handys, drahtlose Kfz-Funkschlüssel oder Funkfernsteuerungen gehören zum Inventar eines jeden Haushaltes. Hier eröffnen Störsender völlig neue Möglichkeiten, für groben Unfug und für Kriminelle! Die nachfolgenden Kapitel ermöglichen einen Einblick in die Technik, Einsatz und die grundlegende Problematik beim Einsatz von Störsendern. Zahlreiche Schaltungen bieten einen Eindruck aktueller Schaltungstechnik. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Betrieb von Sendeeinrichtungen in jedem Staat grundsätzlich gesetzlich geregelt ist. Beachten Sie daher die in Ihrem Land geltenden Vorschriften. Wer darüber hinaus durch seine Aussendungen das öffentliche Leben und die allgemeine Sicherheit gefährdet, macht sich in besonderem Maße strafbar! Nachbau und Betrieb der angegebenen Schaltungen geschieht auf eigenes Risiko und eigene Gefahr. Experimente mit hohen Spannungen und Hf-Ausgangsleistungen bergen ein erhebliches gesundheitliches Risiko für Anwender und Mitmenschen. Auf Versuche mit Magnetrons muss aus Sicherheitsgründen generell verzichtet werden!

2

Theoretische Grundlagen

x

Theoretische Grundlagen Alle Theorie ist grau und dennoch notwendig. Gerade zum Thema Funkwellen herrschen die abenteuerlichsten Vorstellungen und die in den letzten Jahren angelaufenen Diskussionen zum Thema Elektrosmog haben auch nicht gerade zur Versachlichung beigetragen.

2.1 Grundlegende Eigenschaften elektromagnetischer Schwingungen Ein elektronischer Schwingungserzeuger (Oszillator) erzeugt zunächst einmal eine Wechselspannung einstellbarer Frequenz. Dadurch kommt es zum zyklisch wechselnden Stromfluss in seinem Schwingelement (Spule, Quarz, dielektrischer Resonator dgl.). Wird der so erzeugte hochfrequente Wechselstrom in eine (möglichst resonante) Antenne eingespeist, entsteht dort ein elektromagnetisches Wechselfeld, das sich abschnürt und in einiger Entfernung noch wirkt. Die Reichweite dieses elektromagnetischen Kraftfeldes hängt von verschiedenen Dingen ab: - Sendeleistung des Oszillators/Senders - Freiraumdämpfung und Effekte (Reflexionen, Abschattung dgl.) Wie das nachfolgende Diagramm zeigt, nimmt die abgestrahlte Sendeleistung mit dem Abstand zur Sendeantenne sehr schnell ab!

Abb. 2.1 Feldstärkeverlauf Während sich in unmittelbarer Umgebung der Sendeantenne sogar Energie übertragen lässt (RFID-Chips gewinnen aus dieser hohen Feldstärke ihre Betriebsspannung!), ist in

2

Theoretische Grundlagen

x

einigen Metern Abstand von der eingespeisten Sendeleistung nur noch ein winziger Bruchteil übrig geblieben. Einerseits verteilt sich die Sendeleistung mit wachsendem Abstand in ein immer größer werdendes Raumvolumen, andererseits tragen Luftmoleküle und Wasserdampf zusätzlich zur Dämpfung der elektromagnetischen Felder bei. Das bedeutet aber auch, dass in unmittelbarer Nähe der Sendeantenne sehr große Feldstärken herrschen, die sich kaum durch einen weiter entfernten Störsender überdecken lassen. Ohne die Berücksichtigung der verwendeten Antennen gilt die Formel: Freiraumdämpfung [dB] = 32,45 + 20 log d [km] + 20 log f [MHz] d. h. mit steigender Frequenz und steigender Entfernung wird die Dämpfung immer höher, die übertragene Hf-Leistung zum Empfangsort immer kleiner. Die Freiraumdämpfung bewirkt schließlich, dass sich die Sendeenergie in einer bestimmten Entfernung schließlich ganz aufgezehrt hat, der Sender ist dann nicht mehr empfangbar. In der Praxis kann man die unvermeidliche Signaldämpfung durch erhöhte Sendeleistung wieder ausgleichen, wie nachfolgendes Beispiel zeigen wird. Doch hier sind Grenzen gesetzt, ein Sachverhalt der in ganz besonderem Maße bei Störsendern deutlich wird. Beispiel: Eine ISM-Funkanwendung mit einer Leistung von 1 mW Sendeleistung auf 433 MHz, erzeugt in einem Abstand von 50 Metern einen Pegel von -79 dBm am Empfänger. Um am Empfangsort den gleichen Signalpegel aus einer Entfernung von 2 km zu erzeugen, sind bereits 16 mW Sendeleistung erforderlich! Bei einer Entfernung von 5 km sind es bereits 100 mW!

Abb. 2.2 Pegelvergleich 1 Drastischer werden die Unterschiede, wenn zwischen einem der Sender und dem Empfänger kein nennenswerter Abstand besteht. Das ist tägliche Praxis bei Anwendung der

2

Theoretische Grundlagen

x

weitverbreiteten Kfz-Funkschlüssel. Erst unmittelbar am Fahrzeug wird der Funkschlüssel betätigt, der Abstand zum Fahrzeug beträgt oft nur wenige Meter. Im nachfolgenden Pegelplan erzeugt der Sender 1 mW, in 5 Metern Entfernung einen Empfangspegel von 39 dBm, die Streckendämpfung ist also sehr gering. Um den gleichen Pegel zu erzeugen, sind in 500 Metern Entfernung 10 Watt und in 2 km bereits 200 Watt an Hf-Leistung erforderlich.

Abb. 2.3 Pegelvergleich 2 Man erkennt deutlich, welchen Stellenwert die Entfernungen zwischen Sender und Empfänger haben. Das sind natürlich rein theoretische Überlegungen, ohne Berücksichtigung von zusätzlichen Hindernissen im Funkweg, Reflexionen und den Einfluss richtstrahlender Antennen. Um einen nachhaltigen Störerfolg zu erzielen, muss der Störsender zudem einen deutlich stärkeren Pegel am Empfänger erzeugen als das Nutzsignal. Nur dann wird das Nutzsignal sicher „zugedeckt" und unwirksam. Wie groß dieser Pegelabstand zwischen Nutz- und Störsignal tatsächlich sein muss, ist ein Erfahrungswert. Geht man von 20 dB Pegelabstand aus, liegt man auf der sicheren Seite. Leider ist das in der Praxis nicht immer erreichbar. Obiges Beispiel zeigt auch, dass der Einsatz eines Störsenders grundsätzlich umso effektiver ist, je näher er am Empfänger positioniert ist. Eine Erhöhung der Störleistung gleicht die wachsende Entfernung nur sehr uneffektiv aus! Es kann also durchaus auch Sinn machen, mehrere Störsender kleiner Leistung in unmittelbarer Umgebung der Empfänger zu platzieren. Der Empfang des RIAS-Rundfunksenders wurde auf dem Gebiet der DDR zeitweise mit zahlreichen, örtlich verteilten 50 Watt-Mittelwellensendern gestört. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Störsender mit Richtantennen auszustatten und so den Feldstärkepegel am Empfangsort wirksam zu steigern.

2

Theoretische Grundlagen

x

Reflexionen und Mehrwegeempfang Speziell auf kurzen Wellenlängen (>30 MHz) wirkt sich noch ein weiterer Effekt besonders aus, der hier kurz angesprochen werden soll. Das Sendesignal erreicht den Empfänger in der Praxis nicht nur auf dem direkten Wege, sondern auch über Reflexionen (beispielsweise an Häusern oder Bergen). Durch diese Umwege bedingt, kommt das reflektierte Sendesignal mit einiger Verzögerung beim Empfänger an und überlagert sich mit dem direkt empfangenen Sendesignal. Unter bestimmten Bedingungen (180 Grad-Phasenverschiebung der beiden Signale) kann es hier zur Signalauslöschung (Fading) kommen. Das macht sich in der Praxis durch flackernde Feldstärken bemerkbar. Schlimmstenfalls kommt es geographisch bedingt sogar zur Ausbildung eines stehenden Wellenfeldes und der Sender ist trotz guter Feldstärke an bestimmten Positionen gar nicht mehr zu empfangen. Diesen Fall erlebt man oft im Kraftfahrzeug, wenn beim Anhalten der empfangene UKW-Sender plötzlich im Rauschen untergeht. Rollt man einige Meter weiter, ist der Sender wieder glasklar empfangbar. Das bedeutet für einen Störsender, dass er unter beschriebenen Umständen trotz ausreichender Sendeleistung am Zielort nicht empfangbar ist. Dann hilft nur ein Positionswechsel.

2.2. Störprinzipien Die Aufgabe eines Störsenders ist es schlichtweg, am Empfänger ein stärkeres Antennensignal zu erzeugen als der Nutzsender. Dann kommt es zur Beeinträchtigung oder völligen Unterdrückung des Nutzsignales. Die mindestens erforderliche Sendeleistung des Störsenders ist von zahlreichen Faktoren abhängig, wobei im Zweifel immer die Formel „viel Leistung hilft viel" gilt. Die Arten der Störung sind unterschiedlich und hängen vom „Angriffsziel" ab. Grundsätzlich kann jede drahtlose Übertragung gestört werden, egal ob Rundfunkprogramme, Sprechfunk oder digital codierte Daten. Während Störungen klassischer Betriebsarten (AM oder FM) für den Hörer mehr oder minder hörbar sind, reagieren digitale Übertragungen unterschiedlicher. Intelligente Funksysteme versuchen die Störung durch Kanalwechsel zu umgehen, was sich beispielsweise durch lautes Knacken im Lautsprecher bemerkbar macht. Auch extrem breitbandige Übertragungsverfahren (Spread Spectrum-Technik), wie sie u. a. vom GPS-Navigationssystem verwendet werden, sind keinesfalls so übertragungssicher, wie immer behauptet wird. Punktstörung Bei der Punktstörung handelt es sich um die effektivste Art der Beeinflussung, die auch auf größere Entfernung zum Empfänger eingesetzt werden kann. Bei altgedienten Funkern ist sie unter der Bezeichnung „Trägern" bekannt und berüchtigt. Das Störsignal wird dazu genau auf das Nutzsignal gelegt, die Frequenzbandbreite des Störers muss größer sein als die des Nutzsignals. Eine klassische Anwendung ist beispielsweise die

2

Theoretische Grundlagen

x

Störung eines AM-Rundfunksenders. Der Störsender wird mit seiner Frequenz genau auf die Arbeitsfrequenz des Radiosenders gesetzt. Ist der Störsender ausreichend stark, wird der Radiosender am Empfangsort stark gestört. In der Praxis ist das allerdings nicht ganz so einfach. Da bei Amplitudenmodulation die Empfangsfeldstärke von der Modulation abhängig ist, hört man das Nutzsignal immer wieder „durch". Auch durch Fading (physikalisch bedingte Signalschwankungen durch Laufzeitunterschiede der Funkwellen) wird eine dauerhafte und vollständige Signalüberdeckung schwierig. Daher wendete man in der Vergangenheit zahlreiche Tricks an: Auf Mittel- oder Kurzwellen setzte man den Störsender gelegentlich nicht direkt auf das Nutzsignal, sondern knapp daneben, dadurch entsteht im Empfänger ein starkes Interferenzpfeifen der beiden AM-Trägersignale. Um die volle Bandbreite des Nutzsenders zu überdecken, wird der Störsender speziell moduliert oder gewobbelt (engl. to wobble = taumeln, schwanken). Die Störsendermodulation muss so erfolgen, dass der gestörte Nutzsender in seiner gesamten Bandbreite voll überdeckt wird. In der Praxis ist das nicht immer leicht zu lösen. Das menschliche Gehör ist nämlich durchaus in der Lage, die charakteristische Stimme einer Person aus einer Geräuschkulisse herauszuhören. Art und Qualität der Störsendermodulation sind daher von entscheidender Bedeutung für den Störerfolg. Während des letzten Krieges wurden von der damaligen Reichsrundfunkgesellschaft sogar „VolksgemurmelSchallplatten" zum Störsendereinsatz erstellt, da dieses Stimmengewirr das menschliche Gehör ziemlich überfordert. Bei frequenzmodulierten Aussendungen ist die Situation etwas einfacher, hier kommt der sog. „Wegdrückeffekt" zum Tragen. Da frequenzmodulierte Sender unabhängig von ihrer Modulation immer mit ihrer vollen Leistung senden, ist ein „Durchhören" des gestörten Nutzsignales kaum möglich. Besonders wirksam und gefürchtet ist die Punktstörung auf Eingabefrequenzen von sog. Funkrelais. Diese Einrichtungen werden hierzulande von Behörden und Amateurfunkern in großer Anzahl eingesetzt. Wird ein Funkrelais durch einen Störträger auf seiner Eingabefrequenz gestört, ist es für alle anderen Funkteilnehmer nicht mehr benutzbar und der komplette Funkverkehrskreis erfolgreich blockiert. Zur Punkstörung eignet sich grundsätzlich jeder Oszillator (mit entsprechender Frequenzstabilität) oder handelsübliche Funkgeräte. Üblicherweise ist die Bandbreite eines Funkgerätes durch schaltungstechnische Maßnahmen auf Normwerte begrenzt und für Störeinsätze ggf. auf größere Bandbreiten zu modifizieren. Bandstörer In vielen Anwendungsfällen sind die Arbeitsfrequenzen der Nutzsignale nicht vorher bekannt. Soll beispielsweise das ferngesteuerte Zünden einer Autobombe verhindert werden, lässt sich die dazu benutzte Übertragungsfrequenz bestenfalls abschätzen. Man ist also gezwungen, alle dafür in Frage kommenden Frequenzen (oder Frequenzbänder) zu stören. Das bewerkstelligt man so, dass ein oder auch mehrere Störsender zyklisch

2

Theoretische Grundlagen

x

zwischen zwei Eckfrequenzen hin- und herwandern. Die wirksame Störleistung wird dabei natürlich über einen weiten Frequenzbereich „gestreut" und wirkt entsprechend schwächer. Wird ein Störsender mit einer Ausgangsleistung von 300 Watt über einen Frequenzbereich von 1 bis 550 MHz gewobbelt, beträgt die erzeugte Störleistungsdichte nur noch 0,5 Watt/MHz und ist damit wesentlich schwächer als bei einer Punktstörung! Diesen unvermeidlichen Effekt kann man auch durch höhere Sendeleistung kaum ausgleichen, weshalb Bandstörer nur im Nahfeld echte Wirkung zeigen. Dennoch werden Bandstörer zur Prävention gerne eingesetzt, auch wenn darüber hinaus noch zahlreiche weitere Probleme mit der Frequenzbandbreite von Verstärker und Antennen auftreten. Denn auch Endstufen und Antennen haben nur einen eingeschränkten Arbeitsfrequenzbereich. Somit kann eine wirksame Bandstörung über einen weiten Frequenzbereich eine echte „Materialschlacht" werden. Sender zur Bandstörung müssen in ihrer Arbeitsfrequenz schnell verstimmbar sein, was am besten über einen VCO-Steuerspannungseingang funktioniert. Moderne Funkgeräte steuern ihre Oszillatoren vielfach über interne Datenschnittstellen an (beispielsweise I2C-Bus) und sind damit für Wobbelbetrieb nicht geeignet. Die Datenübertragung ist einfach zu langsam, auch die weitverbreiteten externen Datenschnittstellen (CI-5 von Icom) eignen sich dafür nicht! Ein ganz wesentlicher Punkt ist die Wobbelfrequenz, d. h. wie schnell läuft der Träger des Störsenders über das Band. Ist er zu langsam, können Nutzsignalanteile zum Empfänger durchkommen, was den Störerfolg in Frage stellt. Die Frequenz des Steueroszillators darf also nicht zu langsam sein. Andererseits gibt es Randeffekte, die sich ggf. nutzen lassen: Zahlreiche Funksysteme lassen sich durch bestimmte Wobbelfrequenzen besonders gut außer Tritt bringen, das sind allerdings wohlgehütete Betriebserfahrungen. Rauschgeneratoren Einen ganz besonderen Fall der Bandstörer stellen Rauschgeneratoren dar. Rauschen entsteht durch Elektronenbewegungen und ist in den meisten elektronischen Schaltungen ein Schmutzeffekt, den es zu verhindern gilt. Bei einem Rauschgenerator macht man sich den Effekt aber zunutze und erzeugt so ganz bewusst eine „Rauschglocke", deren Frequenzbereich von hörbaren Anteilen bis in den GHz-Bereich reicht. Der Vorteil eines Rauschgenerators ist sein relativ einfacher Aufbau und sein unkomplizierter Einsatz. Wegen der enormen Frequenzbandbreite ist die erzeugte Störleistungsdichte und die somit erzielbare Reichweite aber auch entsprechend gering. Da keine Eckfrequenzen eingestellt werden können, stören Rauschgeneratoren immer das komplette Frequenzband. Das ist nicht immer erwünscht, gelegentlich benötigt man ein „Funkfenster", also ein noch nutzbares Frequenzband für die Einsatzkräfte. Dennoch kommen auch Rauschgeneratoren im Nahfeld zum Einsatz, etwa in kleineren Räumlichkeiten (Zimmer) oder Spezialfällen.

2

Theoretische Grundlagen

x

Intelligente Störverfahren Mit dem Einbau von Mikroprozessoren in die Funktechnik lassen sich wesentlich intelligentere Störverfahren realisieren. Solche Systeme sind in der Lage, Funksignale in festgelegten Frequenzbändern selbständig zu erkennen und automatisch zu stören. Durch kurzzeitiges Abschalten des eigenen Störsignales kann ein intelligenter Störsender das Vorhandensein eines Nutzsignales auch während des Störens weiter beobachten. Mehrere Trägersignale können gleichzeitig gestört, neue Signale entdeckt werden. Das ist heute unumgänglich, wenn ebenso intelligente Funksysteme gestört werden sollen. Hier arbeitet man nämlich sehr gerne mit Frequenzsprungverfahren, d. h. die genutzten Übertragungskanäle werden ständig gewechselt und Störungen durch Dritte automatisch erkannt. Mit Einführung intelligenter Funksysteme („ALE" = Automatic Link Establishing, einem automatischen Verfahren, das selbständig und ohne Funker auskommt) werden auch die Störverfahren zunehmend komplexer werden. Als Beispiel für einen militärischen Störsender sei hier der „Störsender 33 - Hummel" der deutschen Bundeswehr genannt. Er stört einen Frequenzbereich zwischen 1,6 und 512 MHz mit einer Leistung von 1 (optional 2) Kilowatt! Die Anlagen sind in mobilen Funkkoffern (sog. „Shelter") oder in Fahrzeuge eingebaut. Um mit dem Störsender möglichst auch in Frontnähe arbeiten zu können, steht das System auch als Rüstsatz für den 3-Achs-Transportpanzer „Fuchs" zur Verfügung. RFID-Störer Die neueste Errungenschaft der Funktechnik sind Transponderchips, kurz RFID (= Radio Frequency Identification Device). Die Funktion ist einfach zu beschreiben: Gerät ein solcher Chip in das Funkfeld des zugehörigen Abfragesystems, sendet er fest einprogrammierte Daten zurück. Auf diese Weise lassen sich drahtlose Abfragen schnell und automatisch erledigen (beispielsweise RFID-Chips als Preisauszeichnungen in kassenlosen Kaufhäusern). RFID-Systeme arbeiten durchweg auf einem der zahlreichen ISM-Bänder, vorzugsweise auf 13,56 MHz oder 2,54 GHz (neuerdings kommen sogar Dual-Band Chips zum Einsatz). Diese Schaltkreise bestehen aus einem überdimensionierten Schwingkreis, einem SendeEmpfänger (sog. Transceiver) und einem Mikroprozessor. Diese Chips kann man als „Schläfer" bezeichnen, denn sie werden erst in einem elektromagnetischen Feld bestimmter Frequenz aktiv. Der Schwingkreis des Chips arbeitet dabei nicht nur als Antenne für Sendung und Empfang der Daten, sondern auch als Energieabsorber. Denn ein RFID-Chip besitzt keine eigene Energiequelle, sondern bezieht auch seine geringe Betriebsenergie aus dem elektromagnetischen Feld des Abfragesystems. RFID-Chips sind so klein, dass sie in Preisschilder oder unter Klebeplaketten Platz finden. Tieren werden sie unter die Haut gespritzt, als eine Art elektronische Tätowierung zur eindeuti-

2

Theoretische Grundlagen

x

gen Identifizierung. Wie soll es auch anders sein, sogar gegen RFID-Abfragesysteme sind bereits wirksame „Abwehrchips" entwickelt worden. In eine Jute-Einkaufstasche eingenäht, behindern sie das Kassensystem beim Abfragen der RFID-Chips in den Preisauszeichnungen. Die Störung eines RFID-Chips kann allerdings auch auf andere Art und Weise erledigt werden. Metallfolien oder Ferritabsorber in unmittelbarer Nähe eines solchen Chips verstimmen dessen Antenne. Die notwendige Energie- und Funkübertragung zwischen RFID-Chip und Abfragestation werden dadurch nachhaltig gestört, der Chip gibt in diesen Fällen kein Antwortsignal. Möglicherweise wird es in Zukunft auch aktive Störsysteme gegen RFID-Systeme geben, die Ladendieben ein Vorbeischmuggeln der Ware an automatischen Kassensystemen ermöglichen.

3

Störsender in der Praxis

Störsender in der Praxis Grundsätzlich werden Störsender im gesamten elektromagnetischen Spektrum verwendet. Die meisten Störanlagen werden im militärischen Bereich eingesetzt. Zur Störung gegnerischer Radar- und Kommunikationsanlagen steht meist ein ganzes Arsenal verschiedenartigster Störgeräte zur Verfügung. Dazu werden die elektronischen Systeme der potenziellen Gegner bereits Jahre vorher ausgekundschaftet und auf Störmöglichkeiten untersucht. Die Fernmeldeaufklärung beschränkt sich also keineswegs nur auf das Abhören von Sprechfunk oder E-Mails. So wurden an der damaligen Zonengrenze über Jahrzehnte hinweg die Empfangssignale russischer Radargeräte aufgezeichnet und gespeichert. Die elektronischen „Fingerabdrücke" eines jeden Gerätetyps sind damit bekannt, ermöglichen Rückschlüsse auf deren Funktionsweise und dienen zur Entwicklung entsprechender Störmaßnahmen für den Verteidigungsfall. Im Zeitalter des globalen Terrorismus verschmelzen zivile und militärische Anwendungen immer mehr. Wer hätte früher gedacht, dass ausgerechnet Mobiltelefone als Bombenzünder eingesetzt werden? Aber auch der ganz normale Bürger wird immer häufiger mit Funktechnik und deren Schwächen konfrontiert, wie die Störungen der Kfz-Funkschlüssel eindrucksvoll zeigen. Gelegentlich werden auch gewöhnliche Geräte der Konsumelektronik zu Störsendern, wie Schaltnetzteile oder Computersysteme. In Wohnanlagen werden durch solche Störungen ganze Stockwerke betroffen. Wie einige Beispiele zeigen, nutzen auch Kriminelle immer häufiger die Schwächen drahtloser Anwendungen für ihre Zwecke aus. Eine ganz besondere Rolle spielen dabei die sog. ISM-Frequenzbereiche (Auflistung siehe Anhang). Auf einige ISM-Bänder begann in den letzten Jahren ein wahrer Sturmlauf der Industrie anzusetzen. Zuverlässige Ausbreitung und Reichweite des 70 cm- und 13 cm-ISM-Bandes einerseits und billige Herstellung der dazu erforderlichen Hf-Komponenten andererseits dürften wohl die Hauptgründe für diese Entwicklung sein. Wie simpel die Technik ausgeführt ist, zeigt das nachfolgende Bild. Das Empfangsteil des Funkschalters ist als sog. Pendelempfänger mit nur einem einzigen Transistor ausgeführt (der betreffende Schaltungsteil ist umrandet). Diese Schaltungstechnik stammt aus den 50er Jahren! Wer das Frequenzspektrum des 70 cm-ISM-Bandes mit einem Breitbandempfänger (Modulationsart WFM!) längere Zeit beobachtet, findet hier zahlreiche zyklische Aussendungen unterschiedlichster Bandbreiten und Modulation. Unbeabsichtigte gegenseitige Störungen von Geräten, die in diesen Frequenzbereichen arbeiten sind an der Tagesordnung. In sicherheitskritischen Anwendungen lassen sich mit gezieltem Einsatz von Störsendern Effekte erzielen, die von Kriminellen ausgenutzt werden können. KfzFunkschlüssel und drahtlose Alarmanlagen stehen dabei im Mittelpunkt.

3

Störsender in der Praxis

Abb. 3.1 Drahtloser Funkschalter

3.1 Beispiele gezielt ausgeführter Funkstörungen Funkalarmanlage Als Beispiel hier die Funktion einer drahtlosen Alarmanlage einfacher Bauart: Die dezentralen Melder und Sensoren der Alarmanlage sind hier ausschließlich über das Funksignal mit der Alarmzentrale verkoppelt, daher sind sie mit einem leistungsschwachen Datensender ausgerüstet. Spricht also etwa ein im Wohnzimmer installierter PIR-Bewegungsmelder auf einen Einbrecher an, sendet der Melder ein oder mehrere Datentelegramme aus. Die Alarmzentrale (etwa im Schlafzimmer untergebracht) ist mit einem Empfangsmodul ausgerüstet und dekodiert dieses Telegramm. Die Alarmzentrale löst jetzt Alarm aus und kann aus den Daten des Telegramms erkennen, von welchem Melder es geschickt wurde. Die Betriebsfrequenz des Datensenders in den Meldern mit nur einigen mW Sendeleistung liegt meist im 70 cm-ISM-Band. Der Vorteil einer solchen Funk-Alarmanlage liegt ausschließlich darin, dass man sich eine umfangreiche Verkabe-

3

Störsender in der Praxis

lung spart, denn alle notwendigen Informationen werden ja über Funk übertragen. Doch auch genau das ist die größte Schwachstelle: Um eine solche Alarmanlage auszuschalten, genügt bereits ein handelsübliches LPD-Funkgerät, das im selben Frequenzbereich arbeitet und eine Sendeleistung von 10 mW hat.

Abb. 3.2 LPD-Funkgerät Nachdem die Arbeitsfrequenz der Alarmanlage durch Beobachtung (steht meist auch in den technischen Daten der Bedienungsanleitung) ermittelt wurde, wird das LPD-Handfunkgerät auf diese Frequenz eingestellt. Geht man jetzt auf Sendung, ist der Empfänger in der Alarmzentrale blockiert und kann die Sendungen der Melder nicht mehr empfangen. Die Alarmanlage ist damit außer Betrieb gesetzt! Ein leichtes Spiel für technisch versierte Kriminelle. Sicherlich fällt ein Gelegenheitseinbrecher auf eine solche elektronische Sicherung herein. Doch professionellen Tätern ist eine solche Funk-Alarmanlage kein Hindernis. Gerade aus diesem Grund werden einfache Funk-Alarmanlagen bis heute von vielen Versicherungen nicht anerkannt. Aufwendigere Alarmkonzepte arbeiten beispielsweise mit zwei Parallelfrequenzen oder ständiger Datenkommunikation zwischen allen beteiligten Komponenten. Kommt es zu einer Störung dieses ständigen Datenaustausches, wird diese Störung erkannt und eine Meldung von der Alarmzentrale ausgegeben.

3

Störsender in der Praxis

Generell sollte auf drahtlose Alarmanlagen einfacher Bauart nur in Ausnahmefällen zurückgegriffen werden. Das Verkabeln der Komponenten einer Alarmanlage ist sicherlich aufwendige Arbeit, gewährleistet aber einen zuverlässigeren Betrieb der Anlage ohne Manipulationsmöglichkeiten Dritter. Kfz-Funkschlüssel Auch wenn Kraftfahrzeuge in den letzten Jahren enorme Preissteigerungen erfahren haben, qualitativ bleiben doch einige Wünsche offen. Die praktischen drahtlosen Funkschlüssel arbeiten ebenfalls auf dem 70cm ISM-Band. Wie zahlreiche Versuche gezeigt haben lassen sie sich besonders einfach stören. So wurde im Rahmen von Dreharbeiten mit dem Fernsehsender SAT1 gleich ein ganzer Parkplatz in der Mainzer Innenstadt mit handelsüblichen LPD-Funkgeräten gestört, die Reaktion der Autofahrer beobachtet und gefilmt. In einigen Fällen wurden die Betroffenen danach auch befragt und aufgeklärt. Die gemachten Erfahrungen stimmten mehr als bedenklich!

Abb. 3.3 SAT1 Beim Betätigen des drahtlosen Schlüssels wird wie im vorhergehenden Beispiel ein kurzes Datentelegramm ausgesendet. Das Empfangsgerät im Kraftfahrzeug nimmt diese Sendungen auf und dekodiert die Daten. Wurde der zugehörige Code empfangen, ver/entriegelt das Fahrzeug. Ist es der falsche Code, passiert gar nichts. Wie sich gezeigt hat, arbeiten die meisten Fahrzeughersteller wieder im 70-cm-ISMBand und zwar auf den Frequenzen 433,600 bis 433,900 MHz. Wird die kurzzeitige Datenübertragung durch das Signal eines Dritten überlagert, kann der Fahrzeugempfänger nichts empfangen und die Schließanlage reagiert nicht. In der Praxis ist dies mit einem LPD-Funkgerät leicht zu bewerkstelligen. Wie sich bei den Filmaufnahmen gezeigt hat, verlassen sich Autofahrer beinahe blind auf das Funktionieren ihres Funkschlüssels.

3

Störsender in der Praxis

Abb. 3.4 KfzFunkschlüssel Kriminelle können nun ganz bewusst das korrekte Verschließen eines Kraftfahrzeuges durch den Einsatz eines LPD-Funkgerätes als Störsender verhindern. Da sich zahlreiche Autofahrer nicht darum kümmern, ob das Fahrzeug nach dem Betätigen des Funkschlüssels nun tatsächlich verriegelt ist, bleiben deren Fahrzeugtüren möglicherweise unverriegelt. Einem Diebstahl steht dann nichts mehr im Wege. Wird das Fahrzeug von den Tätern danach wieder manuell verschlossen, wird es sogar schwierig werden, eine solche Straftat überhaupt nachzuweisen. Geschwindigkeitsüberwachung Auch Messgeräte arbeiten gerne mit drahtlosen Verbindungen. Beispielsweise Geschwindigkeitsmessgeräte, die zur Verkehrsüberwachung eingesetzt werden. Das Prinzip ist einfach zu verstehen. Die Geschwindigkeit aller Fahrzeuge wird mit einem Lichtschrankensystem gemessen, das auf beiden Seiten der Fahrbahn aufgestellt wird. Wird eine voreingestellte Geschwindigkeit eines Fahrzeuges überschritten, kommt es zu einem Ansprechen des Gerätes. Die zur Beweissicherung erforderlichen Fotos (mit der Einblendung der gemessenen Daten wie Geschwindigkeit, Ort, Datum dgl.) werden von einem autonomen Kamerasystem geschossen. Das Auslösesignal wird über Funk übertragen, im 70 cm-ISM-Band (Frequenz: 434,700 MHz). Der Vorteil einer solchen drahtlosen Übertragung wirkt gleich mehrfach. Man spart sich die Verkabelung und kann parallel auch mehrere Kamerasysteme gleichzeitig auslösen (Bild von vorn und hinten!). Einige Verkehrsteilnehmer stören diese Übertragungsfrequenz punktuell mit (teilweise leistungsgesteigerten) LPD-Funkgeräten, die fest in ihrem Kraftfahrzeug eingebaut sind und dauerhaft auf dieser Frequenz senden. Die Wirkung ist so einfach wie wirksam: das LPD-Funkgerät wirkt als Störsender und legt die Empfänger der Kamerasysteme lahm.

3

Störsender in der Praxis

Fazit: die Geschwindigkeitsmessung findet zwar statt, es werden aber keine Beweisbilder geschossen!

Abb. 3.5 Radar-Geschwindigkeitsüberwachung Industrie-Fernsteuerungen Zahlreiche Datenübertragungsstrecken unterschiedlichster Art werden im 70 cm ISM Band abgewickelt. Ein Beispiel dafür sind Funkfernsteuerungen für Bau- und LKWLadekräne. Obwohl es sich dabei um sog. Sicherheitsfernsteuerungen handelt, sind sie durch selektive Störung leicht außer Gefecht zu setzen. Sicherheitsfernsteuerung heißt in diesem Zusammenhang nämlich nur, dass die Datenübertragungssicherheit besonderen Anforderungen genügen muss. Schließlich will man Fehlfunktionen verhindern, da es in deren Folge zu schweren Unfällen mit den Arbeitsgeräten kommen kann. Gerade deshalb reagieren diese Geräte sehr empfindlich auf Störträger. Ein weit verbreitetes Gerät arbeitet beispielsweise auf der ISM-Frequenz 434,700 MHz. Eine Störung mit einem LPD-Handfunkgerät quittiert der Fernsteuerempfänger sofort mit einem Nothalt des gesteuerten Krans, eine bei Sicherheitsfernsteuerungen geforderte Eigenschaft. Ähnliche Situationen finden wir in der Industrie in unterschiedlichsten Bereichen. Fahrerlose Transportsysteme (FTS) kommunizieren mit dem ortsfesten Steuerungsrechner ebenfalls über Datenstrecken im 70 cm ISM-Band. Eine Störung hat nicht selten den Totalausfall des gesamten Fördersystems zur Folge.

3

Störsender in der Praxis

Den wenigsten Anwendern ist dabei bewusst, dass eine punktuelle Funkstörung ihre Datenstrecken lahmlegt und ihr Betrieb steht.

Abb. 3.6 Kranfernsteuerung Funktelefone (Handys) Funktelefone geraten immer mehr in den Mittelpunkt öffentlicher Diskussionen. Nicht nur, dass sich Theaterbesucher über das permanente Klingeln während der Vorstellungen aufregten. Interessanter waren da schon einige spektakuläre Abhöraktionen, bei denen Handys als Wanze missbraucht wurden. Vorsätzlich liegengelassene Funktelefone können während Besprechungen per Anruf geräuschlos fernaktiviert (vorher Menüpunkt „automatische Gesprächsannahme" einschalten) werden und leiten so die vertraulichen Informationen nach draußen. Einige wenige Menüeinstellungen genügen und die (weltweit fernaktivierbare) Wanze ist fertig! Doch es kam noch besser, mit wenigen Eingriffen lassen sich Handys auch zur (ebenfalls weltweit funktionierenden) Funkfernsteuerung umbauen. Was geschickte Bastler zum Einschalten ihrer Heizung im Wochenendhaus verwenden, nutzen darüber hinaus Terroristen (um Bomben zu zünden) und Geheimdienste (um gegnerische Agenten mit präparierten Handys in die Luft zu sprengen). Bei den GSM-Funktelefonnetzen handelt es sich um eine europäische Entwicklung, die den letzten Stand der Funktechnik repräsentiert und einen weltweiten Siegeszug antritt.

3

Störsender in der Praxis

GSM-Netze arbeiten allerdings auf unterschiedlichen Betriebsfrequenzen. Während hierzulande das 900 und 1800 MHz-Band dafür vorgesehen wurde, arbeitet man in den USA auf 1900 MHz und in anderen Ländern auf 400 MHz. Das grundlegende Arbeitsprinzip bleibt aber unabhängig von der Betriebsfrequenz stets gleich. Das Handy sucht sich beim Einschalten den am besten empfangbaren Frequenzkanal heraus und bucht sich dann in der betreffenden Basisstation ein. Die weitere Steuerung übernimmt dann die Basisstation aufgrund der ständigen Messdaten, die vom Handy geschickt werden. Man unterscheidet grundsätzlich zwischen Down- und Uplinkfrequenz. In einem Frequenzbereich empfängt das Handy, auf dem anderen sendet es. Zu jedem Telefonkanal gehören deshalb zwei Frequenzen.

Abb. 3.7 GSM-Funkverbindung Dass sowohl Handy, als auch Basisstation jeweils nur einen sog. Zeitschlitz auf den Funkfrequenzen für eine Funkverbindung belegen, spielt beim Stören keine Rolle. Wird der gesamte Übertragungskanal gestört, sind alle Zeitschlitze auf dieser Frequenz betroffen, d. h. Störungen anderer Funktelefongespräche sind nicht auszuschließen. Möchte man ein Handy in seiner Nähe stören, ist die Downlinkfrequenz die bessere Wahl, denn hier empfängt das Handy die weiter entfernte Basisstation. Der Störsender in unmittelbarer Nähe drückt das Signal der Basisstation weg. Auch wenn das System jetzt automatisch verschiedene Mechanismen (Kanalwechsel) in Gang setzt, um die Verbindung zu

3

Störsender in der Praxis

retten, ist der Gesprächspartner nicht mehr zu verstehen. Nach einer längeren Störungsdauer wird die Verbindung vom Telefonsystem automatisch gelöst. Das untenstehende Bild zeigt einen GSM-Störsender, der in ein Handygehäuse eingebaut wurde und damit völlig unauffällig einsetzbar ist.

Abb. 3.8 Störhandy Eine GSM-Basisstation kann natürlich ebenfalls gestört werden, hier ist der Uplinkfrequenzbereich die neuralgische Stelle. In diesem Frequenzbereich sendet das Handy und es empfängt die Basisstation. Ein Störsender beeinflusst die Basisstation am besten in ihrer unmittelbaren Nähe. Bei einer Bandstörung im gesamten Uplinkfrequenzbereich fällt diese Basisstation praktisch aus (auch bei Betrieb über 3-Sektoren mit je einer eigenen Arbeitsfrequenz). Das Stören eines ganzen zellularen Mobilfunknetzes erfordert einen sehr hohen Aufwand, da die über die Versorgungsfläche verteilten Basisstationen nicht nur unterschiedliche Frequenzen verwenden, sondern in ihrem kleinen Versorgungsbereich relativ hohe Feldstärken erzeugen. Allenfalls aus der Luft oder von einem sehr hoch positionierten Standort aus wäre eine solche Störaktion sinnvoll. Dennoch wird der Ruf nach „Handyfreien-Zonen" immer größer, aus welchem Grund auch immer. Das lässt sich nur durch (voll-)abgeschirmte Räume oder eben einfacher durch einen Störsender realisieren.

3

Störsender in der Praxis

Abb. 3.9 GSM-Basis-Station Funkrelais Wie bereits erwähnt, sind Punktstörungen auf Eingabefrequenzen von Funkrelais keine Seltenheit, dazu genügen handelsübliche Sprechfunkgeräte. Doch zunächst zur grundlegenden Funktion eines Funkrelais: Funkrelais sind vollautomatisch arbeitende Funkstellen an geographisch günstigen Positionen. Sie verbessern die Funkabdeckung für einen beschränkten Teilnehmerkreis. Dazu besitzen sie eine Eingabe- und eine Ausgabefrequenz. Funkstellen, die über das Funkrelais arbeiten möchten, müssen auf der RelaisEingabefrequenz senden und auf der Relais-Ausgabefrequenz empfangen. Die entsprechende Umschaltung zwischen den beiden Frequenzen wird im Funkgerät einprogrammiert (sog. Relaisablage in MHz). Das Funkrelais empfängt durch seinen günstigen Standort nahezu jede Station im Versorgungsgebiet und sendet die empfangene Information zeitgleich auf seiner Ausgabefrequenz wieder aus. Somit können auch leistungsschwache oder ungünstig platzierte Stationen miteinander kommunizieren. Der Nachteil einer Relaisfunkstelle liegt auf der Hand, es kann nur immer eine Station darüber arbeiten. Setzt sich der Störer mit seiner (modulierten oder unmodulierten) Trägerfrequenz mit einem starken Signal auf die Eingabefrequenz, blockiert er das Relais für alle anderen Stationen. Die Wirkung ist enorm, denn das Relais ist in diesem Fall vollständig blockiert. Da Relaisstationen die großräumige Funkversorgung für Teilnehmer mit kleinen Sendeleistungen sicherstellen sollen, kann ein Störer auf diese Weise große Gebiete

3

Störsender in der Praxis

lahm legen. Relaisstationen können mit ganz gewöhnlichen FM-Funkgeräten punktuell gestört werden. Nachfolgendes Bild zeigt ein Duoband-Handfunkgerät für Amateurfunkzwecke mit den Frequenzbereichen 130 bis 170 MHz und 390 bis 490 MHz mit einer Hf-Ausgangsleistung von 5 Watt.

Abb. 3.10 Funkrelais

Abb. 3.11 Handfunkgerät Drahtlose Videoüberwachungsanlagen Videoüberwachungen sind als Sicherheitskomponenten in der heutigen Zeit nicht mehr wegzudenken. Ob in Hotels, Gaststätten oder Schmuckgeschäften, besonders drahtlose Überwachungssysteme erfreuen sich großer Beliebtheit. Die Geräte sind preiswert und ohne größere Verdrahtungsarbeiten zu installieren und arbeiten durchweg auf wenigen Kanälen innerhalb des 2,4 GHz ISM-Frequenzbands. Um die Funkübertragung einer solchen Kamera außer Funktion zu setzen, ist gerade mal ein handelsüblicher VideoLink-Sender erforderlich, denn viele Hersteller nutzen genau die gleichen vier Übertragungsfrequenzen, die an den Komponenten mit einem Schiebeschalter einstellbar sind.

3

Störsender in der Praxis

Es genügt also, den Videosender auf die gleiche Frequenz einzustellen, auf dem die Videoüberwachung arbeitet. Ist man näher am Empfänger dran, wird das Kamerasignal weggedrückt und der Bildschirm des Kontrollmonitors wird weiß. Da solche Anlagen gerne zur Überwachung des Verkaufsraumes oder toter Winkel in unübersichtlichen Räumen genutzt werden, haben Kriminelle leichtes Spiel. Sie könnten den Empfangsmonitor durch Überlagern mit einem Störsender „blenden" und in diesem Zeitraum aktiv werden. Den meisten Benutzern solcher drahtlosen Applikationen ist nämlich nicht bewusst, dass ihr Überwachungssystem nicht nur die eigenen Bilder in die ganze Umgebung aussendet, sondern dass sie darüber hinaus sehr leicht gestört werden können! Nachfolgendes Bild zeigt einen handelsüblichen Videoempfänger (sog. Video-Link), der Betrieb ist auf einem der vier schaltbaren Übertragungskanälen möglich.

Abb. 3.12 ISMVideosender GPS-Satellitennavigationsempfänger (Zivile) GPS-Empfänger empfangen über die Frequenz 1575 MHz die zeitlich synchronisierten Daten der GPS-Satelliten. Aus den Laufzeitunterschieden dieser Satellitensignale kann ein GPS-Empfänger seinen eigenen Standort ermitteln und ermöglicht seinem Benutzer weltweite Navigation. Mittlerweile wird GPS für zahlreiche technische Anwendungen genutzt, beispielsweise für das deutsche Mautsystem auf Autobahnen. Immer wieder wird behauptet, dass die Störung eines GPS-Empfängers praktisch nicht möglich wäre und das Mautsystem daher als sehr sicher anzusehen ist. Bereits ein einfacher Oszillator (POS-Modul 2000) mit nachgeschaltetem MMIC-Ver-

3

Störsender in der Praxis

stärker vermag den Empfang eines GPS-Empfängers in einigen Metern Umkreis wirksam zu stören. Nachfolgendes Bild zeigt einen so aufgebauten GPS-Störer an einer kommerziellen Patch-Antenne. POS-Modul und MMIC-Nachverstärker sind auf einer Platine untergebracht.

Abb. 3.13 GPS-Störer Die Satelliten-Anzeige auf einem GPS-Handempfänger (hier ein Garmin „etrex") sieht wenige Sekunden nach dem Einschalten des Störsenders dann so aus:

Abb. 3.14 Gestörter GPS-Handempfänger Dieser einfache Versuch beweist auf recht eindrucksvolle Weise, wie leicht sich GPSEmpfänger im näheren Umkreis stören lassen. Gerade im Zusammenhang mit der Ein-

3

Störsender in der Praxis

führung des deutschen Mautsystems wurde die Manipulationssicherheit von GPSEmpfängern immer wieder diskutiert. TEMPEST Unter der Bezeichnung TEMPEST (= Temporary Emanation and Spurious Transmission) versteht man ungewollte, hochfrequente Abstrahlungen von Computersystemen. So können die Streusignale handelsüblicher Computermonitore noch in einer Entfernung bis zu 50 Metern Umkreis mit modifizierten Fernsehempfängern empfangen und dargestellt werden. Im militärischen und industriellen Bereich versucht man daher, diese Abstrahlungen durch besondere Abschirmung der Geräte zu unterdrücken (sog. TEMPEST-Härtung). Eine andere Möglichkeit bietet ein Störsender, der einen kugelförmigen Schutzschild mit mehreren Metern Durchmessern erzeugt und entsprechende Empfangsversuche vereiteln soll. Das Gerät mit der Bezeichnung „secu-Dat600" ist dabei nicht wesentlich größer als eine Zigarettenschachtel. Nachfolgendes Bild zeigt das TEMPEST-Problem. Das Monitorbild des Laptops wird vom darunterstehenden Fernsehempfänger empfangen und dargestellt. Das verwendete TV-Gerät war nicht einmal modifiziert!

Abb. 3.15 TEMPEST-Effekt Schutz vor ferngesteuerten Bomben Politiker leben seit jeher in ständiger Angst vor Attentaten. Besonders gefürchtet sind ferngesteuerte Bomben, mit denen ganze Fahrzeugkonvois attackiert werden können. Um das Zünden der Bombe zu verhindern, kann der Fernsteuerempfänger mit einem Störsender blockiert werden. Das große Problem dabei ist, dass man die Fernsteuerfrequenz nicht vorher kennt und einen großen Frequenzbereich stören muss. Es ist also die klassische Bandstörung erforderlich, entweder durch gewobbelte Störsender oder durch

3

Störsender in der Praxis

einen breitbandigen Rauschgenerator. Nachfolgende Grafik (Quelle „Radio-Scanner") zeigt das Pegelschema eines solchen Szenarios.

Abb. 3.16 Eskortenschutz durch Störsender (Quelle www.funkempfang.de) Vorausfahrendes und nachfolgendes Begleitfahrzeug sind mit einem Band-Störsender ausgerüstet und strahlen die Hf-Leistung über Richtantennen jeweils nach vorne ab. Dabei wird je 300 Meter vor und hinter dem geschützten Fahrzeug in der Mitte ein so großer Störpegel erzeugt, dass kein Funkempfang mehr möglich ist. Ferngezündete Sprengkörper in der Nähe des Fahrzeugkonvois werden somit wirksam blockiert.

3.2 Beispiele fahrlässiger Funkstörungen Kabelfernsehen Das Fernseh-Kabelnetz ist ein Paradebeispiel einer fahrlässigen Funkstörung im gesamten deutschen Bundesgebiet. Durch unsachgemäße Verkabelungen von nachgeschalteten TV-Verteilanlagen kommt es durchweg zu Störungen zahlreicher Funkdienste. Kabelfernsehsysteme nutzen zur Übertragung der Fernsehprogramme nämlich Frequenzkanäle, die bereits terrestrisch durch verschiedenste Funkdienste genutzt werden. Der Amateurfunkdienst ist im 2 Meter-Band (144 bis 146 MHz) in besonderem Maße betroffen, der Sonderkanal S6 des Kabelnetzes ist mitten im 2 m-Amateurband zu empfangen. Der

3

Störsender in der Praxis

seit Jahren andauernde Streit um diesen Sachverhalt dauert auch weiterhin an, Kritiker bezeichnen das deutsche Kabelnetz als „größten Störsender der Welt". Nachfolgendes Bild zeigt einen Kabel-Übergabepunkt im Keller eines Hauses. Oft wurden von „Fachfirmen" die vorhandene Dachantenne einfach abgeklemmt und das vorhandene Stammleitungsnetz einfach auf den Kabel-Übergabepunkt geschaltet. Die alten Koaxkabel und Anschlussdosen erfüllen in den seltensten Fällen die heutigen Anforderungen. Es kommt zu massiven Funkstörungen wegen der mangelnden Abschirmung.

Abb. 3.17 Kabel-Übergabepunkt Netzgeräte und Computer Die meisten Haushalte sind bereits im Besitz eines wirksamen Bandstörers, ohne es zu wissen. Millionen von Schaltnetzteilen arbeiten in Fernsehern, Computern und Netzgeräten. Das Arbeitsprinzip ist stets das Gleiche, Spannungsregelung durch Pulsweitenmodulation. Leider entstehen dabei sehr steile Schaltflanken, die sich durch einen hohen Oberwellenanteil auszeichnen. Im Umkreis von mehreren Metern werden Rundfunkgeräte bis in den UKW-Bereich gestört. Auch Mainboards von Computern stehen da nicht nach, der weitverbreitete C64-Heimcomputer störte beim Betrieb den Rundfunkempfang ganzer Wohnhausetagen. Seit Einführung strengerer EMV-Richtlinien sind diese Störungen zurückgegangen, dennoch tauchen immer wieder „schwarze Schafe" auf, die durch weitreichende Funkstörungen auffallen. Das ist auch kein Wunder, denn eine EMV-Pflichtprüfung gibt es nicht, die Hersteller müssen lediglich eine Selbsterklärung abgeben, dass die geltenden Vorschriften erfüllt sind. Eigene Umbauten an Geräten reduzieren in den meisten Fällen die EMV-Maßnahmen der Hersteller, in diesen Fällen haftet der Betreiber alleine für die Folgen. Vermeintlich unsinnige Teile sollten nicht entfernt werden. Die häufig verbauten Ferritabsorber beugen Funkstörungen vor, leider liegen sie vielen Geräten nur als Bausatz bei

3

Störsender in der Praxis

und werden vom Kunden erst gar nicht angebracht.

Abb. 3.18 Schaltnetzteil

Abb. 3.19 Ferritabsorber

4

Halbleiterschaltungen

Halbleiterschaltungen In diesem Kapitel werden halbleiterbestückte Komponenten und Baugruppen besprochen, die weitgehend miteinander kombiniert werden können.

4.1 Oszillatoren Jede Frequenz muss zunächst einmal erzeugt werden. Das lässt sich in sog. „diskreten" Schaltungen (mit Einzelbauteilen) oder heutzutage auch mit „integrierten" Schaltkreisen (IC) erzielen. Als Faustformel lässt sich sagen, dass ein Oszillator ungefähr eine Frequenzvariation von 1:2 bis 1:5 (je nach bestrichenem Frequenzbereich) erreicht. Sollen größere Bereiche abgedeckt werden, muss der Oszillator entweder umschaltbar ausgeführt sein, oder es müssen mehrere Einzeloszillatoren (deren Frequenzbereiche sich ergänzen) aufgebaut werden. Dieses grundlegende Problem wurde erst mit neueren Schaltungsverfahren (z. B. „DDS", digitale Frequenzsynthese) gelöst. Durch dieses Verfahren ist man in der Lage, auch sehr große Frequenzbereiche mit einem Schaltkreis abzudecken. Da der Aufbau diskreter Oszillatoren gerade im Bereich hoher Frequenzen immer mit einem großen Funktionsrisiko verbunden ist, sollen zunächst fertige VCO-Module besprochen werden. Diese Oszillatoren benötigen keine Schwingkreise mehr und erfordern nur noch eine geringfügige Beschaltung mit externen Bauteilen. Die Steuerung dieser Oszillatoren erfolgen durchweg mit einer Steuerspannung, weshalb diese Komponenten auch als „Voltage Controlled Oscillator" (kurz „VCO") bezeichnet werden. Sie lassen sich über diesen Steuereingang auch problemlos in ihrer Frequenz modulieren.

Abb. 4.1 POS-Module

4

Halbleiterschaltungen

POS-Module Die amerikanische Firma Mini-Circuits liefert eine ganze Typenreihe ihrer VCO-Module, die sich als Bandstöroszillatoren hervorragend eignen. Die erforderliche Beschaltung beschränkt sich auf ein Minimum. Neben der Betriebsspannung ist nur noch die VCO-Steuerspannung anzulegen und schon steht das Hf-Ausgangssignal mit verwertbarer Ausgangsleistung (ca. 10 dBm) zur Verfügung. Die derzeit lieferbaren VCO-Module decken den Frequenzbereich von 15 MHz bis über 2 GHz ab. Die jeweilige Typenbezeichnung ist in das metallische Gehäuse eingestanzt. Auch wenn diese Komponenten nicht ganz billig sind, ersparen sie doch zahlreiche Probleme (Anschwing- und Oberwellenprobleme). Man muss sich allerdings bereits vorher für das richtige Modul entscheiden, Modifikationen (Frequenzwechsel) an vorhandenen Modulen sind im Gegensatz zu diskret aufgebauten Oszillatoren nicht mehr möglich. Nachfolgendes Foto zeigt die Innenansicht des POS-1060 Bausteines, die Blechkappe wurde entfernt und danebengelegt.

Abb. 4.2 POS-Innenansicht Die grundsätzliche Anschaltung aller POS-Module erfolgt nach folgendem Schema:

4

Halbleiterschaltungen

Achtung, die Betriebs- und Abstimmspannungen der Module sind je nach Typ unterschiedlich! Durch Überschreitungen dieser Spannung kann das Modul zerstört werden. Im Anhang finden Sie eine Auflistung aller aktuell lieferbaren POS-Module und deren wichtigsten Daten. Der Aufbau einer Oszillatorschaltung mit einem POS-Modul gestaltet sich in der Praxis recht unkritisch. Für eine erste Inbetriebnahme genügt eine gewöhnliche LochrasterExperimentierplatine. Alle POS-Module sind gleich beschaltet, der Isolierring von PIN 1 (Unterseite !) hebt sich farblich von den restlichen Anschlüssen ab. Die Beinchen sind entsprechend zu verlöten und anzuschließen. Legt man die entsprechende Betriebsspannung und Steuerspannung an, lässt sich am Ausgangspin (2) bereits eine Hf-Spannung abnehmen. Achtung: Die Betriebsspannungen der POS-Module sind unterschiedlich und bewegen sich zwischen 10 und 16 Volt! Diese Spannung sollte keinesfalls überschritten werden, andernfalls verabschiedet sich das teure Bauteil geräuschlos. Die Steuerspannung zum Einstellen der erzeugten Frequenz kann direkt an ein Potenziometer angeschlossen werden, damit lässt sich der erste Abstimmvorgang gut bewerkstelligen. Je höher die angelegte Steuerspannung, desto höher die Frequenz. Auf eine Stabilisierung der eingesetzten Spannungsversorgung ist unbedingt zu achten. So beträgt die Abstimmempfindlichkeit beim Modul POS-535 je nach eingestellter Frequenz bei 10 bis 24 MHz pro Volt! Bereits kleinste Schwankungen

4

Halbleiterschaltungen

der Versorgungsspannung sorgen also für gehörige Frequenzabweichungen. Ein direkter Betrieb an der Bordspannung des Kraftfahrzeugs ist damit schon ausgeschlossen, denn hier treten Spannungsschwankungen bis zu 2 Volt auf. Über die Ausgangsimpedanz der POS-Module schweigt sich das Datenblatt aus, zudem fällt die Oszillatorfrequenz bei entsprechender Belastung des Ausganges ab. Der Frequenzabgleich ist daher immer am fertig verdrahteten Modul vorzunehmen.

Abb. 4.4 POS-Platine

Abb. 4.5 MAXIM-Platine VCO-Module von MAXIM VCO-Module werden heute auch als integrierte Schaltkreise angeboten. Die Beschallung beschränkt sich auf die Stromversorgung und die VCO-Steuerspannung. Als Beispiele seien hier die vollintegrierten VCO-Module der Firma MAXIM angeführt, die für

4

Halbleiterschaltungen

zahlreiche Frequenzbereiche erhältlich sind. Im Anhang finden Sie die Datenblätter der VCO-Schaltkreise MAX2622/MAX2623/ MAX2634. Die geringe Baugröße wird allerdings auch mit einigen Nachteilen erkauft. So sind diese VCOs nur als SMD (Surface Mounted Device)-Version erhältlich. Das Löten der achtbeinigen Bausteine ist zwar möglich, aber nicht für alle Bastler ein Spaß. Man wird sich in Zukunft allerdings an derartige Abmessungen gewöhnen müssen. Links im Bild ein gewöhnliches Mini-Dip-Gehäuse mit acht Beinchen, ganz rechts die Bauform des VCOSchaltkreises der Fa. MAXIM.

Abb. 4.6 MAXIMBausteine Vorteilhaft ist die niedrige Betriebsspannung der Schaltkreise von nur 3 Volt, nachteilig der im Verhältnis zu POS-Modulen niedrige Hf-Ausgangspegel von nur -3 dBm. Die VCO-Abstimmspannung bewegt sich ebenfalls im Bereich von 0 bis 3 Volt. Insgesamt also zahlreiche Detailunterschiede zu den bereits vorgestellten POS-Modulen. Stromversorgung von 3-Volt-Schaltkreisen Die Erzeugung der erforderlichen 3-Volt-Spannung ist mit herkömmlichen Bausteinen (etwa 78xx-Serie) nicht möglich. Mittlerweile sind aber auch zahlreiche Spezial-ICs für diesen Zweck auf dem Markt. So beispielsweise der LD-1117V30 (Conrad-Best-Nr. 14 70 10-33). Die angegebene Schaltung eignet sich beispielsweise zum Anschluss an weitverbreitete 12-Volt-Stromversorgungen. Auf eine ausreichende Kühlung ist zu achten, da bei maximalem Stromfluss über 7 Watt an Verlustleitung entstehen! Wird das o. g. MAXIMVCO versorgt, ist das freilich nicht nötig (es benötigt nur 10 mA).

4

Halbleiterschaltungen

Abb. 4.7 3-V-Regler-Schaltung

Abb. 4.8 3-V-Regler Oszillatoren ausgemusterter Empfangstuner verwenden Auch Baugruppen aus bestehendem Elektronikschrott lassen sich verwenden. Dafür eignen sich auch alte Tunermodule aus Satelliten- oder Fernsehempfängern hervorragend. Dazu sind die Blechkapselungen des Tuners zu öffnen und es lässt sich, nachdem der Oszillatorschaltkreis ausfindig gemacht wurde, das Hf-Ausgangssignal des Oszillators auskoppeln. Die so wiederverwerteten Empfangstuner müssen vorher natürlich noch funktionsfähig gewesen sein! Der Hf-Pegel der Tuneroszillatoren ist meist relativ schwach und in der Größenordnung der VCO-Module von MAXIM. Wegen der enormen Vielzahl von Tunertypen ist hier auf eine nähere Beschreibung verzichtet. Bei eigenen Versuchen muss zunächst die Anschlussbelegung ermittelt werden. Diese steht häufig auf der Leiterplatte (vor dem Auslöten beachten!), danach muss die korrekte Betriebs- und VCO-Steuerspannung am Empfangstuner angelegt werden. Die Betriebsspannung ist unterschiedlich (5 oder 12 VDC), die (Kapazitätsdioden-)Abstimmspannung bewegt sich immer zwischen 0 und 30

4

Halbleiterschaltungen

VDC). Dann mit einem Spektrumanalyzer oder einem (pegelanzeigendem) Frequenzzähler den Oszillatorschaltkreis eingrenzen und den geeigneten Auskoppelpunkt suchen. Im nachfolgenden Bild sind zwei ausgeschlachtete Empfangstuner unterschiedlicher Hersteller abgebildet.

Abb. 4.9 Ausgebaute Empfangstuner

4.2 Steuergeneratoren Manuelle Abstimmung Möchte man jetzt ein Oszillatormodul in Betrieb nehmen, muss die Betriebsspannung angelegt und ein gewöhnliches Potentiometer an seinen VCO-Steuereingang angeschlossen (Pin 8 am POS-Modul) werden. Mit einem Frequenzzähler lässt sich die Oszillatorfrequenz (Pin 2 am POS-Modul) überprüfen. Mit dem Potentiometer lassen sich Spannungswerte zwischen 0 und 18 Volt abgreifen, das ist für fast alle POS-Module der komplette Abstimmbereich (außer POS 25 und POS 50, siehe Datenblatt). Zur manuellen Abstimmung des Moduls genügt ein ganz gewöhnliches Potenziometer, wer genauer abstimmen möchte, ist mit einem Präzisionspotenziometer besser bedient. Je nach Typ sind 10 bis 20 Umdrehungen nötig, um den gesamten Widerstandsbereich durchzudrehen. Die Oszillatorfrequenz ist damit wesentlich feinfühliger und präziser einzustellen, verbunden mit dem Nachteil, dass die Stellung des Einstellknopfes nichts mehr mit dem eingestellten Widerstandswert zu tun hat! Daher gibt es zugehörige Skalenknöpfe, die über eine Art Zählwerk die Umdrehungen mitzählen.

4

Halbleiterschaltungen

Abb. 4.10 Poti-Schaltung

Abb. 4.11 Poti Wie man schnell erkennen wird, ist eine hohe Frequenzstabilität mit POSModulen nicht erreichbar. Dazu wäre ein Regelkreis (PLL) erforderlich. Als durchstimmbare Bandstörgeneratoren eignen sich POS-Module aber sehr gut. Ein POSModul kann mit dieser einfachen Beschaltung dennoch als einfacher Prüfsender für Rundfunkempfänger verwendet werden. Das Bild zeigt einen UKWPrüfsender im Metallgehäuse, basierend auf einem Modul POS-150.

Abb. 4.12 UKW-Handsender

4

Halbleiterschaltungen

Mit einem Potenziometer am Steuereingang ist ein zyklisches Verstimmen des Oszillatormodules natürlich nicht möglich. Dazu benötigt man einen entsprechenden Steuergenerator, der die erforderliche, zyklische wechselnde Steuerspannung erzeugt. Als Kurvenform zur VCO-Steuerung eignet sich wegen der Symmetrie (und der damit statistisch gleichmäßigen Hf-Energieverteilung über die gesamte Frequenzbandbreite) eine Dreieck- oder Sägezahnschwingung. Grundsätzlich kann aber auch mit jeder anderen Kurvenform (Sinus) angesteuert werden. Abhängig von der VCO-Steuerspannung steigt und fällt die Oszillatorfrequenz in einem ganz bestimmten Fenster. Die Lage der VCOSteuerspannung bestimmt die Position, der Hub die Größe des Fensters und damit den überstrichenen Störfrequenzbereich.

Abb. 4.13 Kurvenparameter Diesen Vorgang bezeichnet man als „Wobbeln" eines Oszillators. Die Geschwindigkeit dieser Frequenzänderungen nennt man Wobbelfrequenz. Steuergenerator mit XR2206 Als idealer Steueroszillator für POS-Module hat sich der altbekannte und bewährte Funktionsgenerator-IC XR2206 von Exar erwiesen. Seine interne Schaltungstechnik ermöglicht es, Hub, Lage und Wobbelfrequenz an drei angeschlossenen Potenziometern in weiten Bereichen getrennt einzustellen. Der IC benötigt daher nur wenige externe Komponenten und ist in einem großen Spannungsbereich einsetzbar. Nachfolgende Schaltung ermöglicht die direkte Ansteuerung eines POS-Moduls. Die Schaltung arbeitet mit 24 Volt. Über drei Potentiometer können Wobbelfrequenz, Hub und Lage der Dreieckschwingungen eingestellt werden. Bei einer Betriebsspannung von 22 Volt erzeugt der XR2206 einen maximalen Pegel von 18 Volt, was zur Ansteuerung des VCO-Steuereinganges der meisten POS-Module ausreicht (maximal 26 Volt können als Betriebsspannung an den XR2206 angelegt werden, der Ausgangspegel steigt dann entsprechend an). Zum ersten Abgleich der Schaltung ist ein Oszillograf ratsam, dann können neben der korrekten Kurvenform auch Lage und Hub wunschgemäß eingestellt werden. Das nachfolgende Oszillogramm zeigt das Ausgangssignal des

4

Halbleiterschaltungen

XR2206 mit großer Signalamplitude (ca. 15 Vss), das POS-Modul wird beinahe über seinen gesamten Frequenzbereich ausgesteuert.

Abb. 4.14 XR2206-Sägezahnoszillator

Abb. 4.15 Maximale Amplitude Soll nur ein kleinerer Hf-Frequenzbereich vom POS-Modul überstrichen werden, wird die VCO-Signalamplitude verkleinert, mit dem Lage-Potentiometer der Frequenzbereich eingestellt. Nachfolgend das Oszillogramm einer schmalbandigen Einstellung, mit ei-

4

Halbleiterschaltungen

nem Hub von 1,5 Vs, der einer VCO-Grundspannung von 15 Volt überlagert ist. Bei dieser Einstellung wird mit einem POS-1060 Modul ungefähr der (Downlink)-GSMFrequenzbereich überstrichen.

Abb. 4.16 Kleine Amplitude Ist der eingestellte Hub größer als der verfügbare Aussteuerungsbereich, kommt es zu Signalverzerrungen (ohne Oszillograf hat man keine Möglichkeit, so etwas festzustellen!). Das so angesteuerte POS-Modul steht dann zu 50 % seiner Zeit auf der unteren Oszillatorfrequenz! (Abb. 4.17) Da man oftmals keine 24 Volt zur Verfügung hat, stellt sich gelegentlich das Problem der Spannungsversorgung dieser Schaltung. Da hilft ein kleiner StepUpSpannungswandler vom Typ MC34063A, der aus wenigen Bauteilen besteht und eine einstellbare Spannung bis über 50 Volt liefern kann. Auch wenn sich in der Ausgangsspannung hochfrequente Schwingungsreste befinden, die Schaltung arbeitet in Verbindung mit dem XR2206-Steueroszillator hervorragend. Am Potenziometer läßt sich die Ausgangsspannung auf genau 24 Volt einstellen, die zudem vom Regel-IC noch stabilisiert wird. Sollen noch größere Spannungsamplituden erzeugt werden, beispielsweise zur Ansteuerung des Moduls POS-2000 (Abstimmspannung 0 bis 25 Volt) oder eines TunerOszillators (Abstimmspannung 0 bis 30 Volt), kommt der XR2206 bald an seine Grenzen. Hier bietet sich nachfolgende Schaltung an, bei der ein Kondensator über eine Konstantstromquelle geladen und über einen Entladethyristor (getriggert über den NE555 Timerbaustein) zyklisch entladen wird. Die Schaltung erzeugt einen Sägezahn mit 30 Vss (je nach angelegter Betriebsspannung auch noch mehr). Nachteilig ist, dass Amplitude und Lage der erzeugten Schwingung nicht variabel verändert werden können

4

Halbleiterschaltungen

wie beim XR2206. Das Trimmpotentiometer verändert den Ladestrom des Kondensators und wird auf bestmögliche Linearität der erzeugten Sägezahnkurve abgeglichen.

Abb. 4.17 Teilweise übersteuert

Abb. 4.18 Spannungswandler Natürlich können mit einem Steueroszillator auch mehrere POS-Module parallel angesteuert werden. Das bietet sich bei großen Abdeckungsbereichen geradezu an, zu beachten sind allerdings die unterschiedlichen Daten der POS-Module. Nachfolgendes Bild zeigt das Labormuster eines Störers mit zwei POS-Modulen, die von einem XR2206Steuergenerator angesteuert werden. (Abb. 4.20)

4

Halbleiterschaltungen

Abb. 4.19 Steuergenerator mit NE 555

Abb. 4.20 Störsender Der Kippschalter ermöglicht zudem die Umschaltung auf manuelle Frequenzeinstellung über das Potentiometer. Ob das Störsignal über zwei getrennte Antennen oder mittels Hybridkoppler über eine gemeinsame Antenne abgestrahlt wird, hängt von den Einsatzbedingungen ab. In diesem Fall wurden zwei Signalausgänge eingebaut.

4

Halbleiterschaltungen

Intelligente Steueroszillatoren

Abb. 4.21 C-Control Natürlich lassen sich auch mit PCs und Microcontrollern Kurvenformen beliebiger Form und Frequenz erzeugen, mit denen ein variabler Oszillatorbaustein angesteuert werden kann. Voraussetzung ist allerdings ein analoger Spannungsausgang, der die erforderlichen Spannungswerte liefern kann. Da die Ausgangsspannung über Softwarekommandos beliebig programmiert werden kann, lassen sich unterschiedlichste Anforderungen erfüllen. Beispielsweise das Wobbeln eines Frequenzbereiches in mehreren (nicht direkt zusammenhängenden) Bandsegmenten, mit nur einem POS-Modul: 300-350 MHz / 370-390 MHz / 400-450 MHz Somit wären die Bereiche von 350-370 MHz und 390-400 MHz ungestört und könnten zur eigenen Kommunikation benutzt werden. Dazu sind allerdings Programmierkenntnisse und -Software der jeweils eingesetzten Rechnersysteme erforderlich (Atmel, PIC oder PC). Vereinfacht wird die Situation allerdings durch die Tatsache, dass zahlreiche Mikrocontroller bereits einen D/A-Wandler eingebaut haben und damit einen analogen Spannungsausgang besitzen. Die verbreiteten C-Control Microcomputer von ConradElektronik etwa haben Analogausgänge, die einen Spannungsbereich von 0 bis 5 Volt abdecken (softwaremäßig in 0,1 Volt Schritten einstellbar, erzeugt am nachgeschalteten POS-Modul einem Frequenzsprung von 1-3 MHz). Die so generierte VCO-Steuerspan-

4

Halbleiterschaltungen

nung muss über einen entsprechenden Verstärkerbaustein allerdings noch an die erforderliche VCO-Steuerspannung desjeweiligen Oszillators angepasst und über einen Integrator „verschliffen" werden. Grundsätzlich lassen sich auf diese Weise auch automatisch arbeitende (zeit- und ereignisgesteuerte) Störsender unterschiedlichster Machart realisieren. Darüber hinaus können auch mehrere Oszillatoren gleichzeitig angesteuert werden.

4.3 Hf-Verstärkerstufen Die Hf-Ausgangsleistung der VCO-Module alleine ist für einen Störeinsatz bestenfalls im absoluten Nahbereich des Empfängers geeignet. Mit wachsender Entfernung steigt der Hf-Leistungsbedarf eines Störsenders rapide an. Dann bleibt nichts anderes übrig, als das Oszillatorsignal ausreichend zu verstärken. Dafür bieten sich mehrere Möglichkeiten an. MMIC-Breitbandverstärker Diese Schaltkreise sind noch relativ jung und ermöglichen auf einfache Weise eine extrem breitbandige Hf-Verstärkung. MMICs (= Microwave Monolithic IC) sind Hochfrequenzschaltungsblöcke, die in Chipausführung bis einige 10 GHz verwendbar sind. Die preiswerteren Kunststoffausführungen erreichen immerhin noch einige GHz. Ihre hohe Frequenzbandbreite erreichen sie durch eine starke Gegenkopplung ihrer eingebauten Verstärkerstufen, eine sehr wirksame, schaltungstechnischen Maßnahme. Der MSA 1104 eignet sich zum Nachschalten an POS-Module sehr gut, da er mit einem Ausgangspegel von +17 dBm bereits eine deutliche Pegelanhebung des Oszillatorsignals erzielt. Wegen seiner Breitbandig-keit ist er für jeden Frequenzbereich bis 2 GHz einsetzbar und ist mit dem Ausgangspegel eines POS-Modules voll ausgesteuert (von einigen Modulen bereits leicht übersteuert, was zur Oberwellenbildung führt). Die erforderliche Beschaltung eines MMIC-Schaltkreises ist denkbar einfach. Zwei Kopplungskondensatoren und ein Widerstand samt Drossel in der Speiseleitung und fertig ist der Hf-Verstärker. Zumindest im Prinzip, denn in der Praxis sind doch noch einige Dinge mehr zu beachten. Das beginnt schon mal mit der Beschaltung, wo geht's rein und wo geht's raus mit der Hochfrequenz? Hier gibt es leider keinen einheitlichen Standard und so verfährt jeder Hersteller wie er möchte. Der im nachfolgenden Bild gezeigte MSA1104 trägt nur die Aufschrift „11", sein Ausgangspin ist mit einem Punkt bezeichnet (der weitverbreitete MAR 8 hat dagegen den Eingangspin mit einem Punkt bezeichnet!). Bestehen Sie beim Einkauf solcher Schaltkreise also immer auf ein Datenblatt oder zumindest einer eindeutigen Händleraussage. Die angebotenen Schaltkreise unterscheiden sich in zahlreichen technischen Daten, vor allen Dingen aber in ihrer Verstärkung

4

Halbleiterschaltungen

und ihrer Ausgangsleistung.

Abb. 4.22 MSA 1104 Die wichtigsten Daten des MSA 1104: Arbeitsstrom Id = 55 mA (Max. 80 mA) Verstärkung = 17 dB Ud = 5,5 Volt (Spannung des Ausgangspins gegen Masse) Frequenzbereich 0,1 MHz bis 2 GHz Die Grundbeschaltung des MSA1104 ist recht einfach, sollte aber möglichst unter HfGesichtspunkten (große Masseflächen, kurze Anschlüsse der Bauteile, SDM-Kondensatoren, Ferritdrosseln) realisiert werden.

Abb. 4.23 MSA 1104 Der Vorwiderstand R zur Ruhestromeinstellung berechnet sich nach der Formel: R = (Ub - Ud) / Id Bei einer Versorgungsspannung von 12 Volt und einem gewünschten Betriebsstrom von

4

Halbleiterschaltungen

50 mA ergibt sich als Vorwiderstand ein Wert von 180 Ohm. Der Maximalstrom von 80 mA sollte keinesfalls überschritten werden (je nach Einbausituation (Wärmeabfuhr) wird der Schaltkreis entweder sofort oder in den nächsten Betriebsstunden zerstört). Im Zweifel sollte der Ruhestrom unbedingt mit einem Vielfachinstrument nachgemessen werden. Beachtet werden sollten in diesem Zusammenhang auch mögliche Spannungsschwankungen (Kfz-Betrieb!). Der über den Vorwiderstand eingestellte Strom bleibt konstant (unabhängig davon, ob ein Hf-Signal anliegt oder nicht). Je höher dieser Ruhestrom eingestellt wird, desto höher ist auch der Hf-Ausgangspegel. Zum ersten Experimentieren sollte man aber keinesfalls den Maximalwert einstellen. Beim Einbau ist darauf zu achten, dass beide Massefahnen kurz und mit einem dicken Tropfen Lötzinn an eine möglichst große Massefläche angelötet werden. Das verbessert Hf-Eigenschaften (möglichst kleine Zuleitungsinduktivitäten) und Wärmeabfuhr wirksam. Die Drossel darf nur entfallen, wenn R im Vergleich zur Ausgangsimpedanz (meist 50 Ohm) groß ist, in der Praxis ab einer Widerstandsgröße von etwa 500 Ohm. Dafür lässt sich beispielsweise eine Ferritkern-Breitbanddrossel VK200 oder einige Ferritperlen (über die Beinchen des Vorwiderstandes stecken) verwenden. Die Verstärkung ist über einen weiten Frequenzbereich gleich bleibend, fällt dann aber über 2 GHz ziemlich ab. Resonanzgekoppelte Verstärker Das Gegenstück zu Breitbandverstärkern sind resonanzgekoppelte Verstärker. Durch optimale Anpassung der frequenzabhängigen Blindwiderstände der Einzelkomponenten erfolgt hier eine optimale gegenseitige Anpassung. Das ergibt einen wesentlich besseren Wirkungsgrad als beim Breitbandverstärker. Die nutzbare Frequenzbandbreite ist aber nur sehr klein (wenige MHz), solche Verstärkertypen lassen sich daher nur für Punktstörungen, bestenfalls für (schmale) Bandstörungen einsetzen. Durch Modifikation der Resonanzkreise lassen sich diese Verstärker ggf. auf benachbarte Frequenzbereiche umtrimmen. Zur breitbandigen Verstärkung über einen weiten Frequenzbereich sind sie allerdings keinesfalls geeignet. Das Bild auf der nächsten Seite zeigt einen BLY88C-Endstufentransistor mit zahlreichen Spulen und Trimmkondensatoren zur (frequenzabhängigen) Leistungsanpassung.

4

Halbleiterschaltungen

Abb. 4.24 Resonanzkopplung Hybridmodule Deutlich mehr Störleistung wird mit dem Einsatz von Hybridmodulen als Nachverstärker möglich. Diese Bauteile sind aus der heutigen Funktechnik praktisch nicht mehr wegzudenken, vereinen sie doch eine komplette Endstufe auf engstem Raum. Funkgeräte aller Hersteller sind heute mit Hybridmodulen bestückt. Sie sind sehr kompakt, benötigen keinerlei Abgleich und haben eine hervorragende Gesamtverstärkung. Ein- und Ausgangswiderstände betragen 50 Ohm. Allerdings beschränkt sich ihr Anwendungsbereich auf ein Frequenzband (beispielsweise 140 bis 170 MHz), d. h. sie haben keine echten Breitbandeigenschaften wie MMICs. Exemplarisch seien hier zwei Hybridmodule vorgestellt, andere Typen weisen ähnliche Eigenschaften, aber abweichende technische Daten auf (Betriebsspannungen, Frequenzbereiche und dgl.), die den zugehörigen Datenblättern zu entnehmen sind. Hybridmodul M67705M von Hitachi Als Beispiel sei hier das Hybridmodul M67705M von Hitachi vorgestellt, das eine Ausgangsleistung von maximal 10 Watt (40 dBm) bei einer Steuerleistung von nur 20 mW (13 dBm) abgeben kann! Es arbeitet in einem Frequenzbereich von 430 bis 470 MHz und ist daher als Nachverstärker eines Bandstöroszillators (etwa mit dem Modul

4

Halbleiterschaltungen

POS-535) in diesem Bereich bestens geeignet. Nachfolgendes Bild zeigt das verbaute Hybridmodul, die Spannungszuleitungen sind mit Ferritkernen und Massekondensatoren gegen Hf verblockt.

Abb. 4.25 Resonanzkreis Das Modul benötigt zwei unterschiedliche Betriebsspannungen, 5 und 9,6 Volt, die über die drei mittleren Anschlussdrähte zugeführt werden. Zur Hf-Abblockung sind beim Experimentieraufbau an allen Spannungs-Zuleitungen Ferritperlen und Abblockkondensatoren angebracht. Möchte man das Modul mit voller Ausgangsleistung betreiben, ist eine gute Kühlung unumgänglich. Mit der angegebenen Schaltung lässt sich eine Hf-Ausgangsleistung von max. 10 Watt erzielen.

Abb. 4.26 70 cm-Hybrid

4

Halbleiterschaltungen

Abb. 4.27 M67705M-Beschaltung Hybridmodul aus GSM-Telefon Hybridmodule sind nicht immer einfach zu bekommen, besonders wenn es um ungewöhnliche Frequenzbereiche geht. Dann bleibt die Möglichkeit, altgediente oder defekte Geräte auszuschlachten. Ein Hybridmodul für den 900 MHz-GSM-Bereich (im Bild großer schwarzer Block links) lässt sich beispielsweise aus einem alten S10-Handy von Siemens ausbauen.

Abb. 4.28 S10-Handy (Siemens)

4

Halbleiterschaltungen

Dazu wird das Handy geöffnet und der Hf-Block zerlegt. Nach der Demontage zahlreicher Abschirmbleche kommen zwei Platinen zum Vorschein, eine davon trägt den Endstufen-Hybridbaustein. Dieser klebt mit seiner metallischen Rückseite direkt auf der Leiterplatte, die vier Anschlüsse sind mit Leiterbahnen verlötet. Mit einer kleinen Säge (Trennscheibe) lässt sich das Modul herausschneiden und freilegen. Mit einer Feile lassen sich anschließend Leiterplattenreste vom Hybridmodul entfernen.

Abb. 4.29 S10-Handy innen Nachfolgende Abb. 4.30 zeigt den ausgebauten und geöffnetem Hybridbaustein (schwarze Plastikkappe abgenommen).

Abb. 4.30 GSM-Hybrid

4

Halbleiterschaltungen

Der Baustein besitzt vier Anschlüsse: Hf-Eingang, Steuerspannung zur Leistungseinstellung, Betriebsspannung und Hf-Ausgang. Die metallische Rückseite hat Massepotential, guter Kontakt des Hybridmoduls mit einer Metallfläche oder zumindest einer größeren Kupferfläche ist unbedingt erforderlich. Das dient auch der wirksamen Kühlung, denn Hybridmodule können im Betrieb sehr heiß werden. Hybrid-Verstärkermodule sollten nie ohne Ausgangslast betrieben werden, auch wenn sie relativ robust gegen hohes Ausgangs-VSWR sind. Bei Versuchen ist entweder eine (halbwegs) resonante Antenne oder besser ein 50 Ohm-Abschlusswiderstand aufzustecken! Andernfalls droht Zerstörung der Endverstärkerstufe.

Abb. 4.31 GSM-Hybrid-Beschaltung Nachfolgendes Bild zeigt den Experimentieraufbau des GSM-Hybridmodules auf einem Stück Leiterplattenmaterial. Mit einem Aluminiumblech und zwei Schrauben wird es auf die Kupferfläche gedrückt, das stellt Massekontakt und Wärmeabfuhr gleichermaßen sicher. Mit dem Trimmpotenziometer kann der Ruhestrom des Hybrids und damit die Hf-Ausgangsleistung eingestellt werden. Die Hf-Ansteuerung des Hybridmoduls erfolgt (über ein 3dB-Abschwächer bestehend aus 3 Widerständen) durch das VCO-Modul POS 1060. Der Abschwächer ist zur Entkopplung der beiden Bausteine erforderlich, er kann aus 3 Kohleschicht (besser SMD-) Widerständen problemlos aufgebaut werden. Als Sendeantenne eignet sich jede kommerzielle GSM-Antenne, wie sie als HandyZubehör gehandelt werden.

4

Halbleiterschaltungen

Abb. 4.32 Praktischer Aufbau Antennen -Breitbandverstärker Zum Einsatz in Kabel- und Satellitenfernsehanlagen bietet die Industrie eine große Auswahl an fertigen Verstärkermodulen an, die sich gut zur Verstärkung (schwacher) Oszillatorsignale eignen. Je nach Einsatzzweck unterscheiden sie sich im Frequenzbereich und Stromversorgung. Verstärker für Kabelfernsehen arbeiten von 50 MHz bis 500 MHz und decken eher den unteren Frequenzbereich ab, Komponenten für Satellitenanlagen beginnen bei 900 MHz und eignen sich somit für Einsätze bis 2 GHz. Diese vom Hersteller garantierten Daten werden in der Praxis weitgehend übertroffen. Die Stromversorgung unterscheidet sich in zwei Konzepte. Die klassische, externe Stromversorgung über ein eingebautes Netzteil wird häufig bei Kabelfernsehverstärkern eingesetzt, während Sat-Verstärker ihre Speisung über den Innenleiter des Koaxkabels zugeführt bekommen. In diesen Fällen muss eine Einkoppelweiche vorgesehen werden, welche die Speisespannung auf die Hf-Einspeisung aufschaltet. Nachfolgendes Bild zeigt einen netzgespeisten Kabelverstärker, der dem Videomodulator (TV-Kanal 3) einer Kamera nachgeschaltet ist (das Videosignal lässt sich mit diesem Trick in ein anderes Zimmer übertragen).

4

Halbleiterschaltungen

Abb. 4.33 Kabelverstärker Sollen Sat-Verstärker für solche Zwecke eingesetzt werden, ist eine Einkoppelweiche erforderlich.

Abb. 4.34 Einkoppelweiche

4.4 Fertige Sendemodule Wer tiefer in die Tasche greifen möchte, kann auch gleich komplette Sendemodule erwerben, die für die verschiedensten Frequenzbereiche fertig aufgebaut und abgeglichen angeboten werden. Für höhere Frequenzbereiche (> 1GHz) kann dies nur empfohlen werden, auch der Einsatz von SMD-Bauteilen ist wegen ihrer besseren Hf-Eigenschaften angeraten. Notwendige Eigenschaften: Auf einen VCO-Steuereingang sollte dringend geachtet werden, nur dann lässt sich eine Wobbelspannung anlegen. Zahlreiche Module arbeiten auch mit PLL-Frequenzaufbereitung, schnelle Frequenzänderungen sind damit nicht möglich. Manchmal hat man sogar die Auswahl zwischen Modulen unterschiedlicher Hf-Ausgangsleistung.

4

Halbleiterschaltungen

Als Beispiel seien hier (FM-modulierte Videosender) genannt, wie sie von Amateurfunkern für Fernsehzwecke eingesetzt werden. Diese Module sind in unterschiedlichen Leistungsstärken erhältlich und eignen sich vorzüglich für Störzwecke im 13 cm ISMBand. In diesem Frequenzbereich arbeiten neben drahtlosen Videoanwendungen auch WLAN-, Bluetooth- und Datenapplikationen. Das nachfolgend abgebildete Modul (Hersteller RSE) erzeugt 250 mW bei einer Betriebsspannung von 12 Volt. Das provisorisch befestigte Wendelpotentiometer ermöglicht eine manuelle Frequenzeinstellung. Ein Aufbau mit konventioneller Verdrahtung ist bei 2,4 GHz nicht mehr möglich, wohl aber die Anwendung konventioneller Bauteile.

Abb. 4.35 ATV-Sender

5

Störsender mit Röhrenoszillatoren

Störsender mit Röhrenoszillatoren 5.1 Röhrenoszillator mit ECC81 Arbeitet man mit starken Oszillatoren, kann man sich nachfolgende Verstärkerstufen möglicherweise sparen. Für derartige Anwendungen eignen sich Elektronenröhren, wie wir sie noch aus Omas Radio kennen, ganz besonders gut. Als Beispiel sei hier die Schaltung eines Gegentaktoszillators vorgestellt, der mit einer gewöhnlichen Doppeltriode ECC 81 arbeitet. Diese Röhre ist weit verbreitet und noch bei zahlreichen Elektronikhändlern problemlos als Neuware zu bekommen. Vielleicht lässt sie sich auch aus einem alten Röhrenradio gewinnen, zu beachten ist dann allerdings der einwandfreie Zustand. Gelegentlich brennt nämlich der Heizfaden einer solchen Röhre durch, oder sie erleidet im jahrelangen Betrieb einen Emissionsverlust, d. h. sie ist ausgelaugt und zieht kaum noch Anodenstrom. Wurde der Glaskolben der Röhre angeschlagen, ist es vorbei mit dem Vakuum und die Innenwandung der Röhre färbt sich milchig weiß ein. So geschehen mit der linken Röhre im nachfolgenden Bild.

Abb. 5.1 ECC81Röhren Erfahrungsgemäß sind die meisten Ausschlachtröhren aber noch in Ordnung und lassen sich in Oszillator-Schaltungen verwenden. Die nachfolgende Schaltung ist bewährt und schon seit Generationen im Einsatz, es handelt sich um einen Gegentaktoszillator mit der Doppeltriode ECC81. Dieser Schaltungstyp ist einfach im Aufbau und schwingt gut

5

Störsender mit Röhrenoszillatoren

an, die volle Leistungsfähigkeit der Röhren wird wegen der einfachen Ansteuerung allerdings nicht ausgeschöpft.

Abb. 5.2 Gegentaktoszillator

Abb. 5.3 ECC81 Sobald man die 6,3 Volt Heizspannung an die Röhre anschließt, erwärmt sie sich. Nach etwa einer halben Minute ist sie betriebsbereit und wird nach Anlegen der Anodenspannung in der angegebenen Schaltung kräftig schwingen. Je nach Schwingkreis lässt sich diese Schaltung im gesamten UKW-Bereich einsetzen, problemlos bis über 150 MHz. Röhren-Gegentaktoszillatoren dieser Bauart sind trotz ihres einfachen Aufbaues bereits

5

Störsender mit Röhrenoszillatoren

recht leistungsstark. Den Schwingkreis sollte man aus versilbertem Kupferdraht wickeln, das steigert den Wirkungsgrad. Auf die ausreichende Spannungsfestigkeit der verwendeten Kondensatoren sollte unbedingt geachtet werden. Es lassen sich je nach anliegender Anodenspannung Hf-Leistungen bis 2 Watt erzielen.

Abb. 5.4 Praktischer Aufbau des Oszillators

5.2 Leistungs-Gegentaktoszillator mit QQE3/12 Ein etwas kräftigerer Oszillator lässt sich mit der Senderöhre QQE 3/12 aufbauen. Es handelt sich dabei um eine Doppeltretrode (4 Gitter-Röhre), die im Gegensatz zur ECC 81 in beiden Systemen ein zusätzliches Schirmgitter integriert hat. Schirmgitter und Kathoden beider Röhrensysteme sind jeweils intern verbunden und als gemeinsame Anschlüsse herausgeführt. Diese Röhre ist bis über 500 MHz einsetzbar und erzeugt in der angegebenen Gegentaktschaltung mehrere Watt an Hf-Leistung (abhängig von der Anodenspannung). Röhren der QQE-Baureihe (QQE 3/20, QQE 4/20 dgl.) sind sowohl als Neuware als auch gebraucht auf Flohmärkten erhältlich. Es handelt sich dabei durchwegs um Endstufen-Tetroden für kleine bis mittlere Ausgangsleistungen. Die Beschaltung der Röhrensockel und die technischen Daten sind allerdings unterschiedlich! Die Schaltung des

5

Störsender mit Röhrenoszillatoren

Oszillators ist der ECC81 recht ähnlich, der zusätzliche Anschluss des Schirmgitters (G2) wird über einen Widerstand mit der Anodenspannung verbunden. Auf dem Bild gut zu erkennen ist die Schwingspule (Oszillatorfrequenz etwa 100 MHz) mit der mittig angelöteten Ferrit-Breitbanddrossel (VK200) zum Anschluss der Anodenspannung (300 Volt). Die Röhrenheizung (Parallelschaltung beider Heizdrähte und Betrieb mit 6,3 Volt) erfordert bereits 0,8 A, weshalb sich die Röhre während des Betriebs auch ordentlich erwärmt.

Abb. 5.5 Senderöhre QQE 3/12

Abb. 5.6 Röhrenoszillator mit der QQE 3/12

5

Störsender mit Röhrenoszillatoren

Abb. 5.7 GegentaktosziIlator

Abb. 5.8 QQE03/12

5.3 Problem Röhren-Spannungsversorgung Im Gegensatz zu Halbleitern arbeiten Elektronenröhren mit relativ hohen Spannungen ab 150 Volt Anodenspannung. Dazu kommt die Heizspannung, die je nach Röhrentyp unterschiedlich ist. Im Fall der ECC 81 liegt sie bei 6,3 Volt (Wechsel- oder Gleichspannung), bei einem Heizstrom von 0,3 Ampere. Zum Betrieb einer Röhrenschaltung sind grundsätzlich beide Spannungen nötig, was ein spezielles Netzteil erfordert. Natürlich sind Labornetzteile für nahezu alle Anforderungen zu bekommen, ihre Kosten überschreiten allerdings so manches Hobbybudget. Wer es günstiger haben möchte, kann aus einem alten Röhrenradio den Netztrafo ausschlachten und besitzt sogleich einen idealen Trafo für diverse Versuche mit Röhrenschaltungen. Es ist allerdings zu beachten, dass die Leistung dieses Netzteils für Versuche mit der stärkeren QQE 03/12 nicht mehr

5

Störsender mit Röhrenoszillatoren

ausreicht.

Abb. 5.9 Netztrafo für Röhrenschaltungen Man erkennt oben die Lötösen für die Netzwicklung (mit verschiedenen Anzapfungen für die unterschiedlichen Netzspannungen), unten links die 250 Volt Anodenspannung und rechts die beiden dicken Drähte mit den 6,3 Volt Heizspannung. Wem es nicht gelingt, einen solchen Trafo zu bekommen, kann sich mit einer improvisierten Schaltung aus zwei Netztrafos behelfen. Der eine Trafo erzeugt aus der Netzspannung 6 Volt, der zweite Trafo erzeugt daraus wieder 230 Volt. Mit diesem Trick ist einerseits die erforderliche, galvanische Netztrennung sichergestellt, andererseits eine Heizspannung von ca. 6 Volt Wechselspannung gewonnen. Mit einigen weiteren Komponenten lässt sich das Ganze zu einem regelbaren Netzteil für Experimente mit dem Röhrenoszillator ausbauen. Möglich wird dies mit Hilfe des integrierten Spannungsreglers VB408, der für wenige Euro zu bekommen ist. Die erforderliche Schaltung ist relativ einfach und kann dem Röhrennetzteil direkt nachgeschaltet werden. Die maximale Eingangsspannung beträgt +400 Volt, die Schaltung ist kurzschlussfest und daher ideal für Experimente. Auf eine entsprechende Wärmeabfuhr des Regel-ICs ist zu achten (Kühlkörper mit Wärmeleitpaste)!

5

Störsender mit Röhrenoszillatoren

Abb. 5.10 Röhrennetzteil

Abb. 5.11 Integrierter Spannungsregler VB 408 Auf einer Platine kann man sich die Schaltung sehr kompakt zusammenbauen, im Vordergrund der Siebkondensator, der an einem eigenen Haltewinkel befestigt ist.

5

Störsender mit Röhrenoszillatoren

Abb. 5.12 Integrierter Spannungsregler VB 408

5.4 Der Röhrenoszillator in Betrieb Die Ausgangsleistung von Röhrenoszillatoren ist direkt abhängig von der Anodenspannung und lässt sich über den Spannungsregler direkt einstellen (allerdings ändert sich damit immer auch die Schwingfrequenz). Beachten Sie die jeweilige Stromaufnahme des Oszillators, damit es nicht zu Überlastungen des Netzteiles kommt. Über eine der Schwingspule parallel liegende Drahtwindung kann die Leistung übrigens problemlos auf Koaxleitungen oder Antennen ausgekoppelt werden, die Lage der Spule muss experimentell ermittelt werden. Im nachfolgenden Bild ist die Drahtwindung direkt mit einer 3-Watt-Glühbirne (6 Volt) verbunden, die hell aufleuchtet. Bei weiterer Annäherung brennt die Glühbirne durch!

5

Störsender mit Röhrenoszillatoren

Abb. 5.13 Leistungsauskopplung

5.5 Mechanisches Wobbeln des Röhrenoszillators zur Bandstörung Da am Schwingkreis des Röhrenoszillators die volle Anodenspannung anliegt, soll nicht die elektronische, sondern eine mechanische Lösung zur Anwendung kommen. Das war noch in den 60er Jahren Stand der Technik, damals waren Wobbelgeneratoren weit verbreitet und zum regelmäßigen Abgleichen der Empfängerbandfilter nötig (Röhren ändern im Gegensatz zu Halbleitern im Laufe der Jahre ihre technischen Daten). Wobbelgeneratoren wurden ursprünglich durchwegs mechanisch verstimmt, später arbeitete man auch mit sog. Blindröhren. Diese waren dem Oszillatorkreis parallelgeschaltet und bewirkten eine spannungsgesteuerte Verstimmung der Schwingfrequenz, ähnlich wie heute Kapazitätsdioden. Nachfolgend gezeigter Wobbeloszillator arbeitet mit einem kleinen Gleichstrom-Elektromotor, der zwei Ferrit-Ringkerne am Oszillatorschwingkreis vorbeidreht. Bei jeder Annäherung eines Ringkernes an den Schwingkreis kommt es zu einer Frequenzänderung, so dass eine deutlich hörbare Frequenzmodulation entsteht. Der Frequenzhub ist vom verwendeten Ringkernmaterial und von den geometrischen Gegebenheiten abhängig. Die Drehzahl des Elektromotors steigt mit der angelegten Motorspannung, was die

5

Störsender mit Röhrenoszillatoren

Wobbelfrequenz (= Modulationsfrequenz) hörbar beeinflusst. Natürlich lassen sich auch andere mechanische Vorrichtungen dazu nutzen, Metalloder Ferritmaterial periodisch in Schwingkreisnähe zu bewegen. Umfunktionierte Aquarienluftpumpen oder Elektroschnarren eignen sich ebenfalls als Antrieb.

Abb. 5.14 Mechanische Wobbeleinrichtung

6

HERF

High Energy Radio Frequency (HERF) 6.1 Magnetrons Mit Magnetrons lassen sich Schwingungen im Mikrowellenbereich auf einfachste Art und Weise erzeugen. Das Magnetron wurde im zweiten Weltkrieg zur Serienreife entwickelt und hauptsächlich als leistungsstarker Oszillator für Radaranwendungen genutzt. Man erkannte nämlich sehr schnell, dass man mit den bis dahin verwendeten Senderöhren (meist Scheibentrioden) die physikalischen Grenzen erreicht hatte. Beim Magnetron handelt es sich um ein selbsterregtes Mikrowellen-Oszillatorsystem, dessen Ausgangsfrequenz belastungsabhängig ist. Magnetrons werden entweder fest abgestimmt oder auch bis +/- 500 kHz verstimmbar gebaut. Sie erweisen sich im Betrieb als sehr robust, die erzielbare Leistungsfähigkeit eines Systems wird eher durch die Belastbarkeit der anderen Schaltungskomponenten bestimmt, als durch das Magnetron selbst. RadarMagnetrons werden bei Anodenspannungen von bis zu 50 kV mit Pulsströmen (Dauer 1-5 μs) von über 100 A beaufschlagt.

Abb. 6.1 Magnetron Die meisten derzeit produzierten Magnetrons werden in Mikrowellen-Öfen als Massenprodukt verbaut, es handelt sich dabei durchwegs um luftgekühlte Typen für Dauerbe-

6

HERF

trieb (sog. CW - Continous Wave). Hohe Stückzahlen ermöglichen sehr günstige Verkaufspreise, der im nachfolgenden Bild gezeigte Mikrowellen-Ofen kostet unter 50 €. Daneben gelangen immer wieder andere Magnetron-Typen in das Warenangebot zahlreicher Surplushändler: Radar-Magnetrons mit besonders hohen Pulsleistungen.

Abb. 6.2 Mikrowellenofen Das im gezeigten Ofen verbaute Magnetron ist ein 2M253K von Hitachi, es unterscheidet sich nur unwesentlich von den zahlreichen anderen Ofenmagnetrons anderer Hersteller. Die Kühlrippen werden im eingebauten Zustand von einem kleinen Ventilator angeblasen, denn im Dauerbetrieb erwärmt sich die Röhre sehr stark. Gut zu erkennen auch die beiden Ferrit-Magnetringe, welche die beschleunigten Elektronen im Innereren der Röhre auf ihrer Kreisbahn halten. Die am Isolierstück aufgebaute Metallkappe ist die (resonante) Sendeantenne. Ganz oben ist der Übertemperaturschalter zu erkennen, der die Stromversorgung bei Überhitzung abschaltet. Nicht zu sehen sind die beiden Flachstecker für die Röhrenheizung, die gleichzeitig als Kathodenanschluss dienen. Das Metallgehäuse der Röhre hat Anodenpotenzial!

6

HERF

Abb. 6.3 Magnetron eines Mikrowellenofens Wichtigste Daten des Magnetrons: Hf-Ausgangsleistung 700 Watt Heizung 3,5 Volt / 11 Ampere Anodenspannung 2,1 kV (Betriebsstrom ca. 400 mA) Wirkungsgrad 70 % (Im Anhang ist das Datenblatt eines Magnetrons zu finden) Achtung! Werden die entsprechenden Betriebsspannungen an ein Magnetron angelegt, wird über den Antennenstummel augenblicklich ein sehr starkes und gesundheitsschädliches Mikrowellenfeld abgestrahlt. Eine Besonderheit eines Ofen-Magnetrons ist dessen Oszillatorfrequenz, sie liegt mit 2450 MHz (+/- 50 MHz) inmitten des 13 cm-ISM-Bandes und ist die Resonanzfrequenz des Wassermoleküls. Wasser kommt in diesem elektromagnetischen Feld wegen des Resonanzeffektes besonders schnell zum Kochen (was speziell diese Magnetrons auch für den menschlichen Körper sehr gefährlich macht). Im Gegensatz zu den bereits besprochenen Röhrenoszillatoren sind Magnetrons extrem leistungsfähig, wassergekühlte Ty-

6

HERF

pen erreichen 30 kW an Strahlungsleistung (im zeitlich begrenzten Dauerbetrieb) bei 15 kV Betriebsspannung. In zahlreichen Radaranlagen arbeiten Magnetrons als Impulsoszillatoren, das nachfolgende Bild zeigt einen solchen Typ (MC101F von Ericsson).

Abb. 6.4 Magnetron aus Radaranlage (MC101F)

Abb. 6.5 Schaltbild Mikrowellenofen

6

HERF

Da ein Magnetron bereits ein komplettes Hohlraum-Oszillatorsystem darstellt, beschränkt sich die notwendige Beschaltung ausschließlich auf die Stromversorgung! Abb. 6.5 zeigt den Originalschaltplan eines einfachen Mikrowellenofens. Die Stromversorgung stellt neben der 3,5 Volt-Heizspannung auch eine Spannung von 2,1 kV zur Verfügung, die über eine Eintakt-Verdopplerschaltung (bestehend aus einem Kondensator und einer Diode auf der Sekundärseite) auf die benötigte Anodenspannung von ca. 4 kV angehoben wird. Der Netztrafo wiegt beinahe 5 kg und liefert die gesamte Betriebsenergie zum Dauerbetrieb des Magnetrons. Achtung: die hier auftretenden Spannungen sind absolut lebensgefährlich! Wer jemals andere Dinge als Lebensmittel in einen Mikrowellenherd gelegt hat, kennt die zunächst unerklärlichen Effekte. Metallische Gegenstände umsäumen sich mit Leuchterscheinungen und Leuchtstoffröhren beginnen zu leuchten. Die hohe Hf-Leistung eines Magnetrons induziert in leitfähigen Materialien beträchtliche Spannungen und Ströme.

Abb. 6.6 HV-Trafo Für zahlreiche Anwendungen sind Mikrowellen aus zwei Gründen sehr interessant: - Mit Magnetrons lassen sich extrem hohe Hf-Leistungen auf kleinstem Raum erzielen. (Der erzielte Wirkungsgrad liegt bei 70 bis 80 %)

6

HERF

- Die kurze Wellenlänge (ca. 13 cm) ermöglicht kompakte Antennen hoher Bündelung Dazu kommt noch ein weiterer Aspekt. Da es sich bei Magnetrons nur um eine spezielle Form einer Elektronenröhre handelt, unterliegen sie der thermischen Trägheit. Somit ist die sog. Impulsmodulation problemlos möglich, was eine kurzzeitige Vervielfachung der ohnehin schon beträchtlichen Dauerleistung erlaubt. Diese Tatsache erweitert den Anwendungsbereich von Magnetrons erheblich.

6.2 Magnetrons als (Zer-)Störsender? Da die o. g. Betriebsfrequenz aber ausschließlich von Mikrowellenöfen benutzt wird, das Magnetron in seiner Betriebsfrequenz nicht verstimmbar ist, stellt sich spätestens jetzt die Frage nach einer Anwendung als Störsender? Die Möglichkeiten scheinen diesbezüglich zunächst einmal ziemlich begrenzt, doch dafür bietet sich ein anderes Einsatzfeld. Die Sendeleistung ist nämlich so hoch, dass sich beliebige elektronische Schaltkreise durch Mikrowellenstrahlung in ihrer Funktion stören, möglicherweise sogar zerstören lassen. Gründe dafür sind einerseits die hohe Sendeleistung, andererseits die extreme Empfindlichkeit moderner Schaltkreise gegenüber den induzierten Überspannungen und -strömen. Besonders effektiv sind kurzzeitige Mikrowellenpulse, die durch Impulsmodulation eines Magnetrons gewonnen werden können (sog. HERF-Anwendungen). Ein Mikrowellenpuls hat auf die angestrahlten elektronischen Schaltkreise ähnliche Auswirkungen wie ein Überspannungsstoss. Mit einem „naturbelassenem" Mikrowellenofen funktioniert das natürlich nicht, denn der ist beinahe narrensicher aufgebaut. Die leitfähige Türdichtung zusammen mit der entsprechend beschichteten Glasscheibe sorgen dafür, dass elektromagnetische Felder nur innen wirksam werden. Wird im laufenden Betrieb die Türe geöffnet, sorgen Sicherheitsschalter sofort für das augenblickliche Abschalten des Magnetrons. Werden die Komponenten allerdings ausgebaut, ist es vorbei mit der Sicherheit. Nicht nur das Magnetron selbst, sondern auch sein Netzteil mit mehreren tausend Volt Betriebsspannung sind in unkundigen Händen gefährliche Werkzeuge! Durch ihre kurze Wellenlänge lassen sich Mikrowellen auch mit relativ kleinen Antennen gut bündeln, als Ergebnis erhält man extrem hohe Strahlungsleistungen. Setzt man etwa das Magnetron (Leistung 58 dBm) eines Mikrowellenofens in den Fokus eines resonanten Dosenstrahlers mit etwa 10 dB Gewinn, so werden in der resultierenden Strahlungskeule 68 dBm an Strahlungsleistung wirksam. Das entspricht über 6 kW ERP am Antennenausgang! Diese Überlegungen haben bereits einige Bastler auf originelle, aber auch gefährliche Ideen gebracht. So beispielsweise der Bau von Hornantennen, in deren Mittelpunkt Magnetrons aus Mikrowellenöfen und Radaranlagen eingebaut werden (Quelle des nachfolgenden Bildes und zahlreicher ähnlicher Projekte: www.voltsamps.com). Papier-

6

HERF

oder Holzteile gehen im unmittelbaren Strahlungsbereich der Hornantenne in Flammen auf, in zahlreichen Versuchen wurden PCs noch aus großer Entfernung zum Absturz gebracht.

Abb. 6.7 Dosenstrahler

Abb. 6.8 HERF

6.3 Impulsmodulation Die für HERF-Anwendungen benötigten hohen Hf-Ausgangsleitungen entstehen durch

6

HERF

Impulsmodulation, bei der die speziellen Eigenschaften von Elektronenröhren genutzt werden. Röhren unterscheiden sich in Aufbau und Funktion grundlegend von Halbleitern. Sie erlauben deshalb eine ganz besondere Betriebsart, die Impulsmodulation! Dabei wird die Röhre mit sehr hohen Anodenspannungsimpulsen betrieben. Jede Verdoppelung der Anodenspannung bewirkt eine Vervierfachung der Sendeleistung! Mit jedem Anodenspannungsimpuls läuft der Röhrenoszillator an und sendet ein Schwingungspaket mit hoher Leistung aus.

Abb. 6.9 Pulsbetrieb Das ermöglicht die thermische Trägheit der Röhrenkomponenten. Im Gegensatz zum Transistor, dessen Halbleiter die Größe eines Sandkornes aufweist, besteht ein Röhrensystem aus voluminösen Metallelektroden. Die thermische Trägheit eines Röhrensystems ist beachtlich und kann schaltungstechnisch gezielt ausgenutzt werden. Kurzzeitige Überbelastungen, die einen Transistor sofort in Rauch aufgehen lassen, steckt eine Röhre problemlos weg. Röhrengewohnte Techniker bezeichneten deshalb Transistoren bei ihrer Einführung in den 60er Jahren auch als „flinke Sicherungen" und trauerten um ihre Röhren, bei denen Überlastungen am glühenden Anodenblech rechtzeitig zu erkennen waren. Realisiert wird der Impulsbetrieb prinzipiell relativ einfach. Anstelle einer Anodenspannungsversorgung tritt ein Impulsgeber mit hoher Pulsleistung. Dieser erzeugt Spannungswerte im Kilovoltbereich und Ströme von mehreren hundert Ampere. Die über die Zeit integrierte Hf-Ausgangsleistung darf beim Impulsbetrieb allerdings nicht höher sein als die Dauerstrichleistung des Magnetrons! Nachfolgendes Diagramm (Abb. 6.10) zeigt den Unterschied der beiden Betriebsarten. Die gestrichelte Linie ist die Dauerleistung der Röhre, die gepunktet gezeichneten Impulse ergeben über die Zeit integriert die gleiche Leistung (oder mathematisch ausgedrückt: die von den Kurven eingeschlossene Fläche muss in beiden Fällen gleich sein).

6

HERF

Abb. 6.10 Impulsleistung Verringert man die Pulsbreite immer weiter, lassen sich immer größere Pulsleistungen erzielen. Zumindest theoretisch, denn irgendwann gibt es Spannungsüberschläge innerhalb der Röhre oder des Schaltungsaufbaues. Auch wenn Impulsmodulation prinzipiell mit jeder Elektronenröhre funktioniert, nicht jeder Typ macht diese Spielart lange mit. Daher werden spezielle, „impulsfeste" Röhren gebaut (auch die weitverbreitete PL 519 Zeilenendstufenröhre ist eine Impulsröhre: Upeak 7000 Volt bei max. 1,5 A Kathodenstrom). Solche Röhren können nicht nur mit hohen Anodenspannungen besser umgehen, sondern auch die kurzzeitig hohen Stromstöße (verstärkte Kathode) besser verkraften. Dennoch musste man früher die Anodenspannung in zahlreichen Radargeräten herunterschalten, sobald man in großen Höhen flog. Denn mit geringer werdender Luftdichte fällt auch die Spannungsfestigkeit der Luft und es kam zu Spannungsüberschlägen. Schaltungstechnisch kann Impulsmodulation an Oszillatoren unterschiedlich realisiert werden. Im nachfolgenden Prinzipschaltbild (Abb. 6.11) wird der Ladekondensator mit der Schaltröhre (Gastriode) über den Impulstrafo entladen. Der Impulstransformator erzeugt daraus jene Hochspannungsimpulse, die der Gegentakt-Oszillator zum Pulsbetrieb benötigt. Dieser erzeugt jeweils ein kurzes, aber kräftiges Hf-Schwingungspaket. Diese Schaltungstechnik wurde während des zweiten Weltkrieges bei einigen Funkmessgeräten (damals die deutsche Bezeichnung für Radargeräte) der Luftwaffe angewandt. Die Oszillatorfrequenz betrug etwa 550 MHz (30 kW Pulsleistung bei 50 Hz Impulsfrequenz mit 1,5 μs Impulsbreite). Die relativ praktikable Lösung der Impulsspannungserzeugung über einen Impulstrafo lässt sich allerdings weiter verbessern. Die zyklischen Entladungen des Ladekondensators sind keinesfalls rechteckig, sondern fallen nach einer e-Funktion ab. Nur ein Teil der gespeicherten Kondensatorenergie wird dabei wirksam. Bereits frühzeitig setzte man auf sog. Laufzeitketten, die den einfachen Ladekondensator ersetzen. Es handelt sich dabei um LC-Glieder, die nicht nur für eine optimale Energieübertragung zwischen Impulsgeber und Röhre sorgen, sondern auch noch einen annähernd rechteckigen Kurvenverlauf des Spannungsimpulses gewährleisten. Laufzeitketten arbeiten in Resonanz und erzielen nur bei einer bestimmten Impulsfrequenz den gewünschten Effekt. Anstelle des Ladekondensators wird ein LC-Netzwerk aus mehreren Spulen und Kondensatoren geund entladen. Das Prinzipschaltbild (Abb. 6.12) zeigt die Komponenten einer Laufzeitkette, bei jedem Schließen der Gastriode entlädt sich die gesamte in der Laufzeitkette

6

HERF

gespeicherte Energie über den Impulstrafo.

Abb. 6.11 FUG 200-Funkmessgerät

Abb. 6.12 Laufzeitkette Magnetron als leistungsstarker Mikrowellenpulser Mit Magnetrons können prinzipiell leistungsstarke Mikrowellenpulser aufgebaut werden, dazu müssen hohe Anodenspannungen an das Magnetron angelegt werden. Als

6

HERF

Energiespeicher dienen Hochspannungs-Kondensatoren, die über Spannungswandler (unter Einsatz von Kfz-Zündspulen oder TV-Zeilentrafos) mit bis zu 30 000 Volt aufgeladen und schlagartig ihre Energie über das Magnetron entladen (man darf nicht vergessen, dass die erzeugte Hf-Sendeleistung aus der eingespeisten Impulsenergie resultiert). Bei der Kondensatorentladung wird ein kurzer, aber extrem starker Mikrowellenpuls vom Magnetron erzeugt. Geräte dieser Art laufen auch unter der Bezeichnung „HERF" (High Energy Radiation Frequency). Alle für einen Impulsgenerator erforderlichen Bauteile müssen hohe Spannungen und Ströme aushalten können. Speziell dafür entwickelte Komponenten sind beispielsweise Gastrioden. Das sind gasgefüllte Elektronenröhren, die über ein Steuergitter gezündet die hohe Anodenspannung der Ladekondensatoren auf das Magnetron schalten. Beim Zünden leuchten sie kurz auf und sehen dabei wie Glimmlampen aus. Die dabei auftretenden Spitzenströme von über 100 A verkraftet so ein Bauteil mühelos. Impulsmodulator mit Funkenstrecken als Hochspannungsschalter Auch gewöhnliche (Luft-)Funkenstrecken können hohe Spannungen schalten und damit Spezialröhren wie Gastrioden halbwegs ersetzen. Hat zwischen den beiden Elektroden einer (Luft-)Funkenstrecke ein Überschlag stattgefunden, ist die Funkenstrecke gewissermaßen durchgeschaltet und hat nur noch einen geringen elektrischen Widerstand. Nach der Energieentladung sinkt die Spannung wieder, der Funke reißt ab und die Funkenstrecke wird wieder hochohmig. Die nachfolgende Schaltung arbeitet daher nach diesem Verfahren.

Abb. 6.13 Impulsmodulator Der Oszillator (NE555) schaltet über den Transistor eine handelsübliche Kfz-Zündspule, die entstehende Hochspannung am Spulenausgang wird durch die Diode (D)

6

HERF

gleichgerichtet und speist einen sog. Marx-Generator. Dabei werden alle parallelgeschalteten Ladekondensatoren (Cx) über Ladewiderstände (Rx) zunächst einmal von der Hochspannung aufgeladen. Wird eine (von der Schlagweite der Funkenstrecken (Fst) abhängige) Grenzspannung überschritten, zünden die Funkenstrecken gleichzeitig. Da alle vier Kondensatoren jetzt in Reihe geschaltet sind, steht am Magnetron schlagartig deren Summenspannung an. Die gespeicherte Kondensatorenergie entlädt sich über das Magnetron und ein kräftiger Mikrowellenimpuls wird erzeugt. Sobald sich die Kondensatoren wieder aufgeladen haben, wiederholt sich das Spiel. Je höher Ladespannung und Gesamtkapazitätswert der Kondensatoren sind, desto größer ist die freiwerdende Pulsenergie. Sie errechnet sich nach der Formel: Pulsenergie [Ws] = 1/2 U2 [Volt] C [Farad] Werden bei einer Ladespannung von 30 kV also 4 Kondensatoren (je 20 nF) mit einer Gesamtkapazität von insgesamt 80 nF geladen, steht eine gespeicherte Pulsenergie von 36 Ws zur Verfügung. Keramische HV-Kondensatoren eignen sich für schlagartige Entladungen am besten. Das Bild (Abb. 6.14) zeigt einen keramischen HV-Kondensator mit 100 pF bei einer maximalen Spannung von 7 kV.

Abb. 6.14 HV-Kondensator Mit größeren Kapazitätswerten oder Kaskadierung weiterer Entladungsstufen lässt sich die Pulsenergie natürlich weiter steigern. Die Hochspannungsimpulse einer Kfz-Zünd-

6

HERF

spule alleine wären zu schwach, damit lassen sich bestenfalls Impulsenergien unter 0,1 Ws erreichen. Die 3,5 Volt Heizspannung ist auch bei Impulsbetrieb dauerhaft erforderlich, ohne sie kann das Magnetron prinzipiell nicht funktionieren. Das Gerät benötigt keine Netzspannung und wäre somit auch mobil einsetzbar. Um die Mikrowellen zu bündeln, stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung: Der Einbau des Magnetrons in einen Hohlraumresonator ist die einfachste Möglichkeit dazu, als Ausgangsmaterial eignen sich handelsübliche Konservendosen (ø 99 mm). Diese „Dosenstrahler" haben sich bereits im Amateurfunkbereich hervorragend bewährt. Allerdings ist die exakte Einbauposition des Magnetrons in der Dose (ca. 4,5 cm von der Rückwand entfernt) sehr wichtig, sonst ist der Strahler nicht in Resonanz. Ein exakter Antennenabgleich ist mit einfachen Mitteln allerdings kaum möglich. Eine weitere Bündelung kann man durch den Einbau dieses Dosenstrahlers in einen Parabol- oder Offsetantennenspiegel herkömmlicher Satellitenempfangsanlagen erreichen. Wesentlich aufwendiger herzustellen sind Hornantennen, wie man sie aus der kommerziellen Funktechnik her kennt.

6.4 Mikrowellen als Waffe für Polizei und Militär? Kein Wunder, dass sich Wissenschaftler seit vielen Jahren intensiv mit den verschiedensten Möglichkeiten energiereicher Mikrowellenstrahlung beschäftigen. Bereits während der letzten kriegerischen Auseinandersetzungen (im Kosovo, der Golfregion und im Irak) war immer wieder die Rede von neuen Waffen, die Nachrichtenanlagen und Computernetze schlagartig lahm legen können. Details dieser Aktionen erfährt man bestenfalls aus Zufall und oft erst Jahre später. Militärische Mikrowellenwaffen arbeiten mit extrem hohem Pulsleistungen, deren Pulsenergie in einem sog. „Flux Compression Generator" (kurz: FCG) unter Mitwirkung einer Sprengstoffexplosion erzeugt wird. Über die genauen Details und Erfahrungen schweigt man sich weitgehend aus. Immer wieder wird betont, dass der kurze Mikrowellenpuls in erster Linie gegnerische Elektronik zerstört und Menschen nicht schadet. Überprüfen lassen sich diese Aussagen bislang kaum. Auch in Deutschland werden Mikrowellenwaffen von den bekannten Waffenherstellern entwickelt und produziert. Aber auch die zivile Nutzung von leistungsstarken Mikrowellenpulsern wird bereits getestet, beispielsweise das Stoppen von Kraftfahrzeugen von Hubschraubern aus. Dazu ist eine entsprechende Mikrowellenantenne mit hoher Pulsleistung an der Unterseite des Helikopters befestigt. Zum Anhalten positioniert sich der Hubschrauber genau über dem (noch) fahrenden Fahrzeug und schickt einige Mikrowellenpulse nach unten. Das starke elektromagnetische Feld induziert hohe Spannungen und Ströme innerhalb der Motor-

6

HERF

elektronik und erzeugt dort Fehlfunktionen und Zerstörungen. Das Fahrzeug wird zum Stehen gebracht. Denkbar wäre der Einsatz solcher Mikrowellen-„Autostopper" auch an Straßensperren oder zur Bekämpfung von Geisterfahrern auf Autobahnen. Bei Geiselnahmen könnten Mikrowellenpulse dafür sorgen, dass Handys und Funkgeräte der Geiselnehmer zum Schweigen gebracht werden. Doch die Mikrowellentechnik hat auch ihre Grenzen und so unterliegen Mikrowellen bereits einer sehr hohen Funkfelddämpfung, darüber hinaus werden sie beim Durchgang durch Mauern (50 %) oder metallisierte Glasscheiben (95 %) extrem abgeschwächt. Regen, Schnee und feinste Nebeltröpfchen kommen als Dämpfungsfaktoren nochmals hinzu. Und schließlich lassen sich auch nur elektronische Geräte stören, ältere Fahrzeuge und Waffen besitzen beispielsweise gar keine Elektronik und zeigen sich Mikrowellenpulsen gegenüber recht unbeeindruckt.

7

Spezielle Störverfahren

Spezielle Störverfahren 7.1 Funkensender Wird ein elektrischer Stromkreis geschaltet, entstehen Schaltfunken, die sehr oberwellenhaltig sind. In den Anfangsjahren der Funktechnik arbeitete man mit diesem Effekt und baute gewaltige Knall- und Löschfunkensender. Mit jedem Funkenüberschlag eines solchen „Oszillators" entstand kurzzeitig ein breitbandiges Oberwellenspektrum, aus dem mittels eines Resonanzkreises die zur Sendung erforderliche Frequenz herausgefiltert wurde. Das entstehende Störspektrum der Funkensender konnte man mit zunehmender Stationsdichte nicht mehr tolerieren und so wurden sie bald durch Maschinensender und Röhrenoszillatoren abgelöst. Immerhin ist der Name „Funk" geblieben, der sich aus lautstarken Funkenstrecken dieser Urahnen ableitete. Jahrzehnte später, im zweiten Weltkrieg, wurden von der deutschen Kriegsmarine alte Funkensender wieder ausgemottet und als leistungsstarke Störsender gegen britische Schiffssender eingesetzt.

Abb. 7.1 Funkensender Das Prinzip lässt sich mit einer Experimentierschaltung gut nachvollziehen. Eine gewöhnliche Haushaltsklingel (mit Unterbrecherkontakt) erzeugt beim Betätigen einen deutlich sichtbaren Schaltfunken an ihrem Schaltkontakt. Anstelle der Klingel lässt sich übrigens auch ein kleiner Gleichstrommotor verwenden. Im Stromkreis, bestehend aus Hf-Spule und Batterie entsteht ein reichhaltiges Gemisch von Oberwellen, über den

7

Spezielle Störverfahren

induktiv gekoppelten Resonanzkreis lässt sich die gewünschte Frequenz herausfiltern und mit einer Antenne abstrahlen. Noch bis in die 60er Jahre war es ein beliebter Lausbubenstreich, den Mittelwellenempfänger des Nachbarn mit solchen Schaltungen zu stören. Das Spektrum reicht immerhin bis weit in den UKW-Rundfunkbereich hinein. Zahlreiche Funkstörungen gehen auf funkende Kontakte zurück, deren Wirkung umso stärker ist, je höher der geschaltete Strom ist. Auch Schaltnetzteile und Kfz-Zündanlagen arbeiten grundsätzlich nach diesem Prinzip, auch wenn der offene Kontakt hier durch elektronische Bauteile ersetzt ist. Besonders amplitudenmodulierte Sendungen lassen sich durch Schaltfunken wirksam stören. Damit sind neben Lang-, Mittel- und Kurzwellenempfängern auch der Bildträger unseres terrestrischen Fernsehens betroffen. Mit der Einführung der (gegen Amplitudenstörungen resistenten) Frequenzmodulation im Rundfunk hat sich das Problem zumindest in diesem Frequenzbereich weitgehend erledigt.

7.2 Rauschgeneratoren Hf-Rauschgeneratoren lassen sich mit einfachen Schaltungen realisieren. Genau genommen genügt eine Zenerdiode samt Vorschaltwiderstand dazu. Denn Zenerdioden erzeugen besonders starke Rauschspannungen, die nur noch verstärkt werden müssen. Dazu sind drei Transistorverstärkerstufen nachgeschaltet. Um die Funktion zu testen, wird der Ausgang des Rauschgenerators mit der Antenne eines Radioempfängers verbunden. Auf allen Rundfunkfrequenzbereichen wird jetzt ein starkes Rauschen zu hören sein, Sender lassen sich nicht mehr empfangen! Wird der Rauschgenerator mit einem Stückchen Draht verbunden, kann man bereits Empfänger in einigen Metern Abstand noch stören. Größere Reichweiten lassen sich durch Anschalten eines Breitbandverstärkermoduls (MAV 1104) oder eines Breitband-Antennenverstärkers erzielen.

Abb. 7.2 Schaltbild Rauschgenerator Ältere Rauschgeneratoren arbeiten auch gerne mit der Vakuum-Rauschdiode K81A von Valvo, die nur noch schwer erhältlich ist.

7

Spezielle Störverfahren

Abb. 7.3 Vakuum-Rauschdiode K81A Es gibt zahlreiche Abhörverfahren, die mit Hilfe gewöhnlicher Stromleitungen arbeiten. Bei den Geräten handelt es sich genaugenommen um Langwellen-Sender, die ihr HfSignal direkt auf die Netzleitung auskoppeln (bekanntes Beispiel sind Haussprechanlagen, die über Netzleitungen kommunizieren). Zur präventiven Abwehr solcher Abhöreinrichtungen werden alle 3 Phasen der Netzleitungen „verrauscht". Der Empfänger dieser Sendungen wird damit wirksam gestört (die Übertragungsfrequenzen bewegen sich zwischen 50 und 500 kHz). Das Bild zeigt eine Sprechanlage, die auf Langwellenfrequenzen über die Netzleitungen kommuniziert (Abb. 7.4).

7.3 Intelligenter Störsender Während Störsender zur Punktstörung manuell eingestellt werden müssen und Bandstörer gleich ganze Frequenzspektren belegen, arbeitet der intelligente Störsender nach einem ganz anderen Verfahren. Ein auftretendes Signal im Nahbereich wird in Sekundenbruchteilen erfasst, ein angekoppelter Sender auf die gemessene Frequenz abgestimmt und für eine bestimmte Zeitdauer auf Sendung geschaltet (nach diesem Verfah-

7

Spezielle Störverfahren

ren arbeiten zahlreiche moderne Störsysteme im militärischen Bereich). Die Vorteile liegen auf der Hand: obwohl ein ganzes Band gestört werden kann, bleibt es doch eine Punktstörung mit hohem Wirkungsgrad. Somit werden die Vorteile der Punkt- und der Bandstörung miteinander vereint, allerdings kann das nachfolgend vorgestellte „MiniStörsystem" nur immer ein Nutzsignal „bekämpfen". Dennoch wird das Prinzip eines intelligenten Verfahrens deutlich.

Abb. 7.4 Netzleitungs-Sprechanlage Möglich wird ein intelligenter Störsender durch die Fähigkeiten moderner Frequenzzähler, die Frequenz eines starken Empfangssignals automatisch zu speichern und via seriellem Datentelegramm auszugeben. Der ganze Vorgang dauert nur Sekundenbruchteile und wurde von der amerikanischen Firma „optoelectronics" unter dem Namen „reaction tune" in ihre Frequenzzählerpalette integriert. Ursprünglich möchte man damit nur Scannerempfänger ansteuern, die sich damit blitzschnell auf eine vom Frequenzzähler detektierte Frequenz aufschalten können. Es verwundert daher auch nicht, wenn die ausgegebenen Datentelegramme die hauseigenen Steuerungsprotokolle (beispielsweise den CI-5 Standard der Fa. ICOM) einiger Funkgerätehersteller erfüllen. Mittlerweile haben auch Konkurrenzfirmen diese Möglichkeiten entdeckt, im nachfolgenden Bild ist beispielweise ein ACECO-Zähler zu sehen. Wird ein Träger im Nahfeld detektiert, leuchtet die Indikator-LED über dem Display auf und ein serielles Datentelegramm wird über die COM-Buchse ausgegeben. Frequenzzähler mit diesem nützlichen Extra lassen

7

Spezielle Störverfahren

sich also direkt an ein Funkgerät der Firma ICOM anschliessen, vorausgesetzt dieses ist mit einer CI-5 kompatiblen Datenschnittstelle ausgerüstet.

Abb. 7.5 CI-5-Datenschnittstelle

Abb. 7.6 Prinzipschaltbild

7

Spezielle Störverfahren

Modifikation des Zählers für einen Störeinsatz Für die schnelle und korrekte Abstimmung des Funkgerätes auf die Trägerfrequenz ist somit bereits gesorgt, durch einen kleinen Eingriff in den Frequenzzähler wird jetzt noch die Indikator-Leuchtdiode angezapft, die immer dann aufleuchtet, wenn eine neue Frequenz erkannt wird. Eine Zusatzschaltung sorgt schließlich dafür, dass bei jeder Trägererkennung das Funkgerät auf Senden geschaltet wird. Nach einer festgelegten Zeitdauer schaltet das Funkgerät wieder auf Empfang zurück und der Frequenzzähler liegt erneut auf der Lauer nach neuen Signalen. Je nach räumlichen Verhältnisse kann jedes Gerät (wie in der Abb. 7.6 gezeigt) mit seiner eigenen Antenne arbeiten. Es kann aber auch eine gemeinsame Antenne verwendet werden, die dann vom Zeitglied ebenfalls über einen Antennenschalter mit umgeschaltet werden muss. Wie lange man die Sendephase einstellt hängt von den jeweiligen Gegebenheiten ab. Ein routinierter Funker wird die Störung des Kanales sofort erkennen und einen Kanalwechsel veranlassen. Daher sollte die Sendephase nicht allzu lange eingestellt sein. Während der Sendephase ist ein solches System praktisch „taub" und kann keine weiteren Trägerfrequenzen mehr erkennen. Zum Überlisten eines solchen Systems genügt also das kurzzeitige Senden auf irgendeiner Frequenz (das Störsystem setzt sich dann sofort auf diesen Träger und ist vorerst gebunden), danach wechselt man auf den Betriebskanal und hat (zumindest kurzzeitig) seine Ruhe. Zahlreiche Funkanwendungen sind allerdings nicht in der Lage, automatisch auszuweichen und werden von einem solchen System wirksam gestört. Ein Frequenzzähler kann natürlich nur Funksender im absoluten Nahfeld (je nach Sendeleistung bis maximal einige 100 Meter) detektieren. Ein solches System eignet sich etwa zum Einbau in ein Kraftfahrzeug und kann sehr wirksam den Einsatz von Funktechnik in seiner unmittelbaren Umgebung verhindern.

7.4 PC-gesteuerter Störsender Denkbar sind natürlich auch intelligente Lösungen, bei denen ein Bandbereich abwechselnd mit einem Überwachungsempfänger gescannt und anschließend gestört wird. Das besondere daran ist die Möglichkeit, vorhandene Empfangssituationen zu speichern und ausschließlich auf neu hinzugekommene Hf-Signale mit Punkt- oder Bandstörungen zu reagieren.

8

Messgeräte und Tipps

Messgeräte und Tipps Ein alter Funkerspruch lautet: „Hochfrequenz ist keine Klingelleitung" und jeder Bastler wird diese Tatsache während seiner Arbeit schnell bestätigt finden. Um Oszillatorschaltungen testen und untersuchen zu können, sind einige Messgeräte recht sinnvoll. Neben einem Vielfachinstrument, einem Experimentiernetzteil und den üblichen Laborwerkzeugen (Lötkolben, Zangen, Pinzette, Lupe dgl.) gibt es einige Messgeräte, die einem das Leben mit der Hochfrequenz doch ziemlich erleichtern können. Um etwa festzustellen, ob ein Oszillator schwingt, reicht ein Vielfachinstrument einfach nicht mehr aus. Die Anzeige der genauen Schwingfrequenz eines Oszillators und der erzeugten Oberwellen machen bereits Spezialinstrumente erforderlich. Nachfolgend eine Auflistung und Wertung von Messgeräten und Hilfsmitteln mit kurzer Erläuterung:

8.1 Schaltungsaufbau Ein Hf-gerechter Schaltungsaufbau erfordert kurze Verbindungen und große Masseflächen. Je höher die Frequenz, desto wichtiger sind diese Anforderungen, denn jeder Zuleitungsdraht stellt eine Induktivität dar. So manche Hf-Schaltung ist nie gelaufen, weil genau diese Grundbedingungen nicht erfüllt wurden. Zum Experimentieren bieten sich Streifen- oder besser Punktrasterplatinen an, wie sie bei allen großen Elektronikhändlern erhältlich sind. Sehr praktisch sind auch selbstklebende Kupferfolien, die auf beliebige Flächen aufgeklebt und direkt mit den Bauteilen verlötet werden können. SMD-Bauteile haben grundsätzlich bessere Hf-Eigenschaften als konventionelle Bauteile. Dennoch ist es keineswegs so, dass ohne sie nichts läuft. Selbst 2,4 GHz Baugruppen können problemlos mit handelsüblichen Standardbauteilen aufgebaut werden. Ein echtes Problem ist allerdings die Tatsache, dass zahlreiche ICs nur noch in der SMD-Version geliefert werden. Auch Bussysteme haben in den letzten Jahren stark zugenommen und den analogen Steuerspannungseingang an Oszillatoren und Tunern verdrängt. Der VCO lässt sich dann nur noch durch entsprechende Datentelegramme steuern, die von einem Mikro-Controller oder PC generiert werden müssen.

8.2 Hf-Messtechnik Messungen sind immer mit Vorsicht zu genießen, denn Messfehler gehören zum Alltag, das gilt ganz besonders für Hochfrequenz! Dennoch geht ohne Messtechnik nichts, wie soll denn sonst die Ausgangsleistung oder die Arbeitsfrequenz des gerade gebauten

8

Messgeräte und Tipps

Oszillators ermittelt werden.

Abb. 8.1 Platinen Oszillograph Wertung: Grundausstattung

Abb. 8.2 Oszillograph

8

Messgeräte und Tipps

Einst Stolz jeder besser ausgerüsteten Werkstatt, gehört der Oszillograph immer noch zur Grundausstattung. Wenn er auch in vielen Bereichen von viel präziseren und komfortableren Messgeräten (Frequenzzähler) ersetzt wurde, für so manche Messung ist er immer noch unumgänglich. Beispielsweise zur Kontrolle und Einstellung des beschriebenen XR2206-Steuergenerators! LCR-Messgerät Wertung: empfehlenswert Wer sich daran gewöhnt hat, die Induktivität selbstgewickelter Spulen präzise messen und auch die Kapazität kleinster Kondensatoren bestimmen zu können, wird sich von einem LCR-Messgerät nicht mehr trennen wollen. Leider sind die in handelsübliche Vielfachinstrumente eingebaute Induktivitäts- und Kapazitätsmesseinrichtungen für den Bastler kaum geeignet. Kleine und kleinste Kapazitäten und Induktivitäten lassen sich damit nicht messen. Spezialisten leisten eben mehr, wie beispielsweise das digital anzeigende LC-Meter II mit den Messbereichen: L: 10nH bis 100 mH und C: 0,1 pF bis 1 μF.

Abb. 8.3 LC-Meter

8

Messgeräte und Tipps

Hochfrequenztastkopf („Schätzeisen") Wertung: sehr empfehlenswert! Schwingt der Oszillator oder nicht, das ist oft die Gretchenfrage. Ein Indikator zur groben Abschätzung des Hf-Pegels ist mehr als nützlich und kann preiswert selbst gebaut werden. Erforderlich sind dazu lediglich zwei Germaniumdioden, ein kleines Drehspulinstrument und einige Kleinteile.

Abb. 8.4 Schaltung Tastkopf

Abb. 8.5 Tastkopf

8

Messgeräte und Tipps

Mit dem kleinen Trimmpotenziometer lässt sich die Empfindlichkeit der Anzeige je nach Anwendungsfall verändern. Abhängig vom Aufbau und den verwendeten Dioden detektiert ein solcher Tastkopf noch Hf-Spannungen bis über 500 MHz. Prüflampe Wertung: empfehlenswert Stärkere Röhrenoszillatoren ermöglichen es auch, Prüflampen an einer Windung (versilberten) Kupferdrahtes als relative Leistungsanzeige zu nutzen. Die induzierte Hf-Leistung im Nahfeld des Schwingkreises bringt die Indikator-Glühlampe zum Leuchten und gestattet eine grobe Leistungsabschätzung. Man kann die Birnchen entweder direkt in den Kreis einlöten oder (wie im Bild) eine kleine Schraubfassung vorsehen. Dann können unterschiedliche Glühlampen eingeschraubt und damit der Messbereich verändert werden. Wird eine 3 Watt Glühbirne voll zum Leuchten gebracht, kann man auch von 3 Watt Hf-Leistung ausgehen. Achtung: Da hier die gesamte Hf-Summenleistung wirkt, wird immer auch die Leistung der erzeugten Oberwellen mit angezeigt!

Abb. 8.6 Prüflampe 50 Ohm-Abschlusswiderstände (Dummy) Wertung: unbedingt nötig!

8

Messgeräte und Tipps

Sobald etwas höhere Hf-Leistungen erzeugt werden (beispielsweise mit Hybridmodulen oder konventionellen Endstufen), müssen diese am Antennenausgang mit einem 50Ohm-Abschlusswiderstand versehen werden. Offene oder impedanzmäßig abweichend abgeschlossene Ausgänge reflektieren die Hf-Leistung und führen zu übermäßiger Belastung der Endstufe, ehe man sich versieht, ist diese dann durchgebrannt! Hf-Abschlusswiderstände gibt es für alle Hf-Leistungen, überlastete Widerstände brennen nach kurzer Zeit durch. Gelegentlich sollte man jeden Abschlusswiderstand mit einem Vielfachmessgerät prüfen, ob er noch in Ordnung ist (möglicherweise ist er durchgebrannt und hat gar keine Wirkung mehr). Zumindest für den Frequenzbereich bis 100 MHz lässt sich ein solcher Widerstand auch aus gewöhnlichen Widerständen improvisieren, die möglichst koaxial um den Stecker herum aufgelötet werden sollten. Ihr Gesamtwiderstand muss 50 Ohm sein, eine zusätzliche Germaniumdiode ermöglicht einem angeschlossenen Vielfachmessgerät die mehr oder weniger genaue Messung der Hf-Leistung, die sich nach der folgenden Formel errechnet: Hf-Leistung [Watt] = (Spannung)2/50 Ohm Eine gemessene Spannung von etwa 7 Volt lässt also auf eine Summenleistung (= Grundwelle + alle Oberwellen) von 1 Watt Hf schließen.

Abb. 5.13 Abschlusswiderstände

8

Messgeräte und Tipps

Dimensionierungsbeispiel: 4 Widerstände à 200 Ohm (1/4 Watt) ergeben etwa 50 Ohm Gesamtwiderstand bei einer Gesamtbelastbarkeit von 1 Watt Hf.

Abb. 8.8 Schaltbild Leistungsmesser Digitales Leistungsmessgerät Bewertung: empfehlenswert Seit einigen Jahren werden auch direkt anzeigende Leistungsmessgeräte für sehr kleine Leistungen (Messbereich -60 bis -5 dBm über einen Frequenzbereich von 30 bis 2000 GHz) angeboten. Der Eingangswiderstand dieser Messgeräte beträgt 50 Ohm, ein Betrieb als hochohmiger Tastkopf ist daher nicht möglich. Diese Geräte sind durchaus empfehlenswert, wenn es darum geht, Leistungen selbstgebauter Oszillatoren oder Verstärkerstufen zu messen. Doch Achtung, einige Dinge sollte man beachten. Die genaue Anzeige darf nicht darüber hinwegtäuschen, dass auch bei diesen Geräten Messfehler auftreten können. Mit steigender Frequenz und gleich bleibendem Pegel eines angelegten Referenzsignales zeigen die Geräte mehr Pegel an, als tatsächlich vorhanden. Die mitgelieferten Messkurven und Hinweise der Hersteller sind daher unbedingt zu beachten. Dennoch sind diese Leistungsmesser wertvolle Messgeräte, die maximal zulässige Eingangsleistung sollte aber keinesfalls deutlich überschritten werden. Sonst verabschiedet sich das Gerät mit unangenehmem Geruch... Frequenzzähler Wertung: Unentbehrlich! Heutige Frequenzzähler sind nicht nur klein, sondern auch sehr leistungsfähig. Sie ermöglichen die direkte Anzeige von Frequenzen zwischen 1 und 3000 MHz und sind dabei noch recht empfindlich. Neben der Oszillatorfrequenz zeigen sie auch noch den relativen Empfangspegel an. So sieht man gleich, ob eine nachgeschaltete Verstärkerstu-

8

Messgeräte und Tipps

fe auch funktioniert oder nicht.

Abb. 8.9 PWRM2 Frequenzzähler besitzen eine BNC-Eingangsbuchse, die auf keinen Fall mit einer größeren Sendeleistung beaufschlagt werden darf. Das führt zur sofortigen Zerstörung der Eingangsstufen! In der Praxis hat sich eine aufsteckbare Teleskopantenne mit BNCStecker gut bewährt, der Frequenzzähler wird dann einfach in die unmittelbare Nähe des Oszillators gestellt und zeigt so bereits die genaue Sendefrequenz an. Messleitungen sind bei den hohen Frequenzen bis 2 GHz recht problematisch und haben zudem einen extremen Dämpfungsfaktor.

Abb. 8.10 Frequenzzähler

8

Messgeräte und Tipps

Grid-Dip-Meter Wertung: Eingeschränkt empfehlenswert! Der Klassiker unter den Amateurfunk-Messgeräten schlechthin. Ein Dip-Meter hat verschiedene Funktionen: Frequenzen messen und erzeugen, Schwingkreisresonanzen bestimmen. Auch an Antennen lassen sich Messungen durchführen. Bei den meisten Geräten ist aber bei 200 MHz das Ende der Fahnenstange erreicht. Zahlreiche kommerzielle Funkanwendungen finden heute aber oberhalb dieser Frequenz statt, zudem ist die Frequenzanzeige extrem ungenau. Röhrenbestückte Dipper (Abb. 8.11) haben eine etwas höhere Hf-Ausgangsleistung, benötigen aber Netzspannung. Der klassische Dipper darf als bewährt, aber auch als veraltet bezeichnet werden. Einige Funkamateure haben sich Dipper für den UHF-Bereich gebaut, die bis über 500 MHz und digitaler Frequenzanzeige arbeiten.

Abb. 8.11 Dipper Spektrumanalyzer Wertung: Königsklasse, aber teuer! Die Visualisierung eines ganzen Frequenzspektrums bietet zahlreiche Möglichkeiten. Mit einem Spektrumanalysator sind Frequenz- und Pegelmessungen möglich, die erzeugten Oberwellen der Oszillatoren können visualisiert und bewertet werden. Wer tiefer in die Materie einsteigen möchte, sollte sich mit diesen Geräten anfreunden. Frequenzbereich und Leistungsfähigkeit angebotener Spektrumanalyzer sind recht unterschiedlich und sollte eigenen Bedürfnissen entsprechen. Zahlreiche Spektrumanalyzer haben auch einen Tracking-Generator mit eingebaut. Das ist ein Oszillator, der in seiner Frequenz synchron zum Analysator abgestimmt wird. Mit dieser Zusatzoption steigen

8

Messgeräte und Tipps

die Anwendungsmöglichkeiten eines Analysators deutlich an (Vierpolmessungen an Antennen, Filtern dgl.). Parallel zur Leistungsfähigkeit steigt leider auch der Kaufpreis und der liegt sogar bei gebrauchten Geräten schnell bei einigen tausend Euro. Das Bild zeigt den Spektrumanalyzer HM 5006, einem vergleichsweise preiswerten Analyzer mit einem Frequenzbereich bis 500 MHz und eingebautem Trackingoszillator.

Abb. 8.12 Spektrumanalysator Eine einfache Alternative zum Spektrumanalysator im Frequenzbereich zwischen 950 und 2150 MHz stellen Messempfänger für Satellitenanlagen dar. Sie ermöglichen die grobe Visualisierung von Oszillatorsignalen und deren Oberwellen, solange sie im o.g. Frequenzbereich liegen. Für präzise Messungen sind sie allerdings zu ungenau, erlauben aber eine grobe Signalbeurteilung. Abb. 8.13 zeigt den UKW-Rundfunkbereich als Frequenzspektrum auf dem Schirm eines Analyzers. Breitbandempfänger (Scanner) Wertung: sehr empfehlenswert! Um die Frequenz des Nutzsenders zu ermitteln, die erzielte Störwirkungen oder die Modulation zu beurteilen, ist auch ein universeller Empfänger mit einem weiten Frequenzbereich sehr nützlich. Auf einen durchgehenden Frequenzbereich und die Demo-

8

Messgeräte und Tipps

dulationsarten AM, FM und WFM sollte unbedingt geachtet werden, nur dann ist das Gerät wirklich universell einsetzbar. Als Beispiel sei hier das Handgerät „ICOM R5" genannt, das einen Frequenzbereich von 0,1 bis 1310 MHz überstreicht.

Abb. 8.13 Spektrum des UKW-Rundfunkbandes Stationsgeräte sind etwas komfortabler, bieten oft mehr Möglichkeiten als Handempfänger und haben ein präziseres Feldstärkemessgerät. Doch Vorsicht, die Feldstärkeanzeigen in den Empfängern sind keinesfalls linear und lassen in den seltensten Fällen echte Messungen zu! Das können nur industrielle Messempfänger, die als ausgesonderte Geräte im Surplushandel zu bekommen sind. Stehwellenmessgeräte Wertung: erst bei größeren Leistungen (> 0,5 Watt) einsetzbar Stehwellenmessgeräte ermitteln das Verhältnis zwischen Vor- und reflektierter Sendeleistung und sind prinzipiell recht nützliche Geräte. Leider arbeiten erschwingliche Geräte erst ab einem gewissen HF-Signalpegel und innerhalb eines eingeschränkten Frequenzbereiches. Wer mit größeren Leistungen (>1 Watt) experimentiert, sollte die Anschaffung eines solchen Gerätes in Betracht ziehen. Oszillator- und integrierte VCOModule liefern einen Pegel von maximal + 10 dBm und bringen eine preiswerte SWRMessbrücke nicht in Bewegung. Sehr empfehlenswert sind Kreuzzeigerinstrumente mit gleichzeitiger Anzeige der vor-und rücklaufenden Hf-Leistung (siehe Bild).

8

Messgeräte und Tipps

Abb. 8.14 Hand-Scanner

Abb. 8.15 Stationsscanner

8

Messgeräte und Tipps

Abb. 8.16 SWR-Meter Hochspannungstastkopf Wertung: zur Hochspannungsmessung unumgänglich Zur Messung hoher Spannungen wie sie beispielsweise bei Ladekondensatoren von Impulsmodulatoren auftreten, ist ein Hochspannungstastkopf notwendig. Gewöhnliche Vielfachmessgeräte enden meist bei 1000 Volt und können durch Anschluss eines HVTastkopfes auf 30 kV erweitert werden. Gleichspannungsmessungen sind völlig unproblematisch. Bei Messungen an Hochspannungserzeugern sollte allerdings bedacht werden, dass in den seltensten Fällen sinusförmige Spannungen auftreten und nur von „True RMS"-Vielfachmessgeräten der echte Effektivwert der gemessenen Wechselspannung angezeigt wird!

Abb. 8.17 HV-Tastkopf

9

Antennen

Antennen Beim Thema Störsender denkt zunächst niemand an die erforderlichen Antennen. Doch gerade diese tragen einen sehr großen Anteil am Gelingen von Störmaßnahmen bei. Grundsätzlich sind vor einer Störaktion die Eckdaten für die erforderliche Antenne festzulegen: - Frequenzband - Punkt- oder Bandstörung - Einsatz eines Richt- oder Rundstrahlers

9.1 Frequenzbereich Antennen besitzen immer eine Resonanzfrequenz, auf der sie am besten funktionieren. Im Resonanzfall sind keine kapazitiven oder induktiven Blindanteile aktiv, die Antenne stellt einen rein ohmschen Widerstand dar. Wie groß dieser ist, hängt von den geometrischen Abmessungen in Bezug auf die Wellenlänge der Betriebsfrequenz ab. Als Standardwert für kommerzielle Antennen haben sich hier die bekannten 50 Ohm etabliert. Wird eine Antenne außerhalb ihrer Resonanzfrequenz betrieben, fließen darüber hinaus kapazitive oder induktive Blindströme. Diese belasten Zuleitung und Senderendstufe und tragen nichts zur effektiven Hf-Abstrahlung bei. Schlimmstenfalls zerstören sie sogar die Transistoren in der Endstufe. Ein Stückchen Draht am Senderausgang mag zwar auch funktionieren, dürfte aber in den seltensten Fällen einen hohen Wirkungsrad erreichen. Sehr kleine Antennenabmessungen (kleine Abmessungen im Verhältnis zur Betriebswellenlänge) erkauft man sich immer auch mit einem schlechten Wirkungsgrad und ein gutes Stehwellenverhältnis (VSWR) ist kein Garant für einen brauchbaren Antennenwirkungsgrad. Das beste VSWR haben 50 Ohm-Abschlusswiderstände und die strahlen bekanntlich gar nichts ab. Ein weitverbreitetes Praxisproblem ist das fehlende Gegengewicht der Antenne. Jede Antenne benötigt zwei Pole, zwischen denen sich das elektromagnetische Feld ausbilden kann. Antennen ohne Gegenpol werden nie vernünftig funktionieren! Ein Antennenstab, der auf einer Kunststoffplatte befestigt ist, oder der Kfz-Antennenstrahler ohne ausreichenden Massekontakt zur Karosserie sind hier nur zwei Beispiele. Auch das bereits erwähnte Stückchen Draht am Senderausgang hat übrigens eine Resonanzfrequenz. Mit durchstimmbaren POS-Modulen und einem Relativ-Feldstärkeanzeiger (Pegelanzeige am Frequenzzähler) lassen sich interessante Versuche machen. Dreht man die Frequenz

9

Antennen

am POS-Modul durch, wird man unterschiedliche Pegel am Frequenzzähler erkennen. Diese hängen unmittelbar mit der Resonanzfrequenz des Drahtstücks zusammen. Ändert man dessen Länge, wandern auch die Pegelmaxima auf der Frequenzskala. Natürlich muss die verwendete Antenne die zugeführte Hf-Leistung dauerhaft aushalten können! Besonders der Einsatz von Empfangsantennen (Fernsehantennen) für Sendezwecke ist daher nicht uneingeschränkt möglich. Bei größerer Hf-Leistung brennen ggf. vorhandene Anpassglieder (Balun, Impedanztransformatoren dgl.) durch!

9.2 Punkt- oder Bandstörung Da jede Antenne einen Resonanzpunkt hat, fällt Anpassung und Wirkungsgrad unterund oberhalb dieser Stelle ab. Damit ist jede Antenne nur innerhalb eines gewissen Frequenzbereiches nutzbar. Wie breit dieser Bereich in der Praxis ist, hängt vom Antennentyp und konstruktiven Merkmalen ab. Gewöhnliche Dipole werden beispielsweise umso breitbandiger, je dicker ihre Strahler sind. Andere Antennentypen sind wiederum prinzipiell für Breitbandanwendungen geeignet und gewährleisten gleichbleibende Anpassung über einen sehr weiten Frequenzbereich. Zur Punktstörung genügt eine resonante Antenne der entsprechenden Frequenz. Soll also eine Punktstörung innerhalb des 70 cm-ISM Bandes durchgeführt werden, eignet sich dafür beispielsweise eine preiswerte Monobandantenne für den 70 cm-Funkbereich. Monobandantennen haben durchweg einen Einsatzbereich von mehreren MHz, grundsätzlich sollte man vorher aber das Datenblatt der Antenne überprüfen. Nachfolgendes Diagramm zeigt den VSWR-Verlauf einer Monoband-Yagiantenne, deutlich zu erkennen ist die zunehmende Fehlanpassung ab einer Frequenz von 440 MHz aufwärts.

Abb. 9.1 VSWR-Verlauf

9

Antennen

Bandstörungen stellen an Antennen grundsätzlich höhere Anforderungen, denn diese sollen über einen weiten Frequenzbereich gleichbleibende Anpassungs- und Strahlungseigenschaften aufweisen. Die erforderliche Bandbreite einer Störmaßnahme stellt damit das Auswahlkriterium für die Antenne dar. Sind es nur wenige MHz, können diese auch mit Monobandantennen abgedeckt werden. Große Störbereiche erfordern schließlich echte Breitbandantennen wie LPDA (Logarithmisch Periodische Dipol Antenne). Wird eine schmalbandige Antenne mit einem Bandstörsender betrieben, wird die abgestrahlte Hf-Leistung im resonanten Frequenzbereich der Antenne am Größten sein. Daneben liegende Frequenzbereiche werden schwächer abgedeckt, zudem kann es durch die zunehmende Fehlanpassung im nicht resonanten Bereich zu einer Überlastung und Zerstörung der Senderendstufe kommen. In unvermeidlichen Fällen muss zumindest die Sendeleistung der Endstufe etwas zurückgenommen werden.

9.3 Richt- oder Rundstrahler Richtantennen ermöglichen eine Bündelung der Sendeleistung und sorgen für hohe Feldstärkepegel beim Empfänger, was auch Störeinsätze aus größerer Entfernung ermöglicht. In einigen Fällen ist der Einsatz von Richtantennen allerdings nicht möglich, so etwa wenn der Empfängerstandort vorher nicht bekannt ist oder die sperrigen Antennen nicht untergebracht werden können. Der Einsatz einer Richtantenne erfordert möglicherweise auch deren ständiges Nachführen zum Objekt, ein Aspekt den es zu berücksichtigen gilt. Bei Anwendungen mit sehr starken Sendeleistungen (Mikrowellenanwendung) mag der Einsatz einer Richtantenne auch aus Sicherheitsgründen ratsam sein. Diese bündelt nämlich nicht nur, sondern schirmt gleichermaßen den Bediener vor der energiereichen Strahlung wirksam ab.

9.4 Kombinierter Antennenbetrieb Bei extremen Breitbandanwendungen (25 bis 1000 MHz) kommt man mit einer einzigen Antenne alleine gar nicht aus. Dann ist eine Kombination aus mehreren Antennen erforderlich, die sich frequenzmäßig ergänzen.

9.5 Praxisbeispiele von Antennen: Duoband-Fahrzeugantenne Nachfolgend das Bild einer festangebauten 2 m/70 cm Glasklebe-Antenne, die auf beiden Funkbereichen genutzt werden kann. Die Antenne wirkt (je nach Montageort am Fahrzeug) annähernd rundstrahlend, der Antennengewinn ist niedrig.

9

Antennen

Abb. 9.2 Glas-Klebeantenne Breitband Disconeantenne

Abb. 9.3 Disconeantenne

9

Antennen

Die Discone-Breitbandantenne arbeitet in einem weiten Frequenzbereich, ist aber mechanisch aufwendig und empfindlich. Sie arbeitet rundstrahlend und nahezu ohne Antennengewinn. Für ortsfeste Anlagen durchaus geeignet, für den Fahrzeugbetrieb nicht einsetzbar. Das Bild zeigt eine Disconeantenne für einen Frequenzbereich von 25 bis 500 MHz, die direkt an ein Hf-Modul angeschlossen ist.

Abb. 9.4 LPDA Breitband Richtantenne Die LPDA (Logarithmisch Periodisch Dipol Antenne) ist der Klassiker unter den Breitbandantennen und ist sogar noch im Kurzwellenbereich einsetzbar. Dieser Antennentyp vereint Breitbandigkeit mit Antennengewinn und wird daher gerne im professionellen Bereich eingesetzt. Für Fahrzeugbetrieb werden solche Antennen gerne in KunststoffDachboxen (von außen unsichtbar) eingebaut. Dieser Antennentyp findet bis weit in den GHz-Bereich Anwendung. Das Bild zeigt eine große LPDA für den Kurzwellenbereich, besonderes Kennzeichen jeder LPDA sind die (in Strahlrichtung) immer kürzer werdenden Elemente. Die entsprechenden Ausführungen für kürzere Wellenlängen bauen natürlich wesentlich kleiner und sind auch auf Fahrzeugdächern unterzubringen. Abbildung 9.5 zeigt zwei kaskadierte LPDAs für zwei Wellenbereiche in einer Kfz-Box zur Dachmontage (Quelle „Radio-Scanner").

9

Antennen

Abb. 9.5 Antennen-Box Monoband Quadantenne für Mikrowellen Diese Antenne lässt sich aus einer alten CD, der zugehörigen CD-Spindel und einigen Kleinteilen selbst bauen. Sie ist auf das 2,4 GHz ISM-Band abgestimmt. Die Richtwirkung ist schon recht ausgeprägt, der Antennengewinn liegt bei 8 dB. Zur weiteren Leistungssteigerung lassen sich auch mehrere Systeme kombinieren (Doppel- und Vierfachquadantennen).

Abb. 9.6 Eigenbau-Quadantenne GSM-Magnetfussantenne Handelsübliche GSM-Antennen für Mobilfunkzwecke sind fest auf das GSM-Band abgestimmt und eignen sich gut für Störzwecke. Nachfolgendes Bild zeigt eine Magnet-

9

Antennen

fußantenne, die sich auf jeder Fahrzeugkarosserie befestigen (und wieder abnehmen) lässt. Zu beachten ist das lange Zuleitungskabel, das einen erheblichen Teil der Sendeenergie schluckt. Im Zweifelsfall sind Zuleitungskabel immer auf das absolute Minimum zu kürzen.

Abb. 9.7 GSM-Antenne Breitband Hornantennen Hornantennen werden wie Hohlleiter ab dem Mikrowellenbereich aufwärts eingesetzt, denn die untere Grenzfrequenz bestimmt ihre räumlichen Abmessungen (für den 2,4 GHz-Bereich sind sie immer noch recht sperrig). Hornantennen stellen einen sich öffnenden Hohlleiter dar und können alleine oder als Speiseantenne für eine Parabolantenne eingesetzt werden. Auch mit Alufolie beklebter Pappkarton erfüllt die Voraussetzungen als Baumaterial! Abbildung 9.8 zeigt eine 10 GHz-Hornantenne eines Radar-Bewegungsmelders, als Oszillator dient in diesem Fall eine Gunn-Diode (schmaler Stift in der Mitte des Strahlers).

9

Antennen

Abb. 9.8 Hornantenne Hornantennen ähneln gewöhnlichen Lautsprechertrichtern und das ist kein Zufall. Die jeweilige Wellenlänge (von der die Abmessungen des Strahlers abhängen) errechnet sich nach der Formel: Wellenlänge = Ausbreitungsgeschwindigkeit / Frequenz Da die Ausbreitungsgeschwindigkeiten für Hochfrequenz

300 000 km/s

Schall

331m/s

betragen, ergeben sich für die Trichtergrößen tatsächlich ähnliche Abmessungen! Somit sollte es auch möglich sein, aus (mit Folie beklebten) Schalltrichtern funktionierende Mikrowellenantennen zu bauen. Links in Abb. 9.9 die 10 GHz Hornantenne, rechts daneben ein Piezo-Hochtonlautsprecher. Abb. 9.10 zeigt eine Hornantenne, die direkt auf einem Hohlleiter angeflanscht und provisorisch an einem Geländer befestigt ist.

9

Antennen

Abb. 9.9 Piezo-Hochtonlautsprecher, links daneben eine Mikrowellenhornantenne

Abb. 9.10 Hornantenne im Einsatz

9

Antennen

Abb. 9.11 GPS-Antenne GPS-Antennen Natürlich gibt es auch für GPS-Empfang abgestimmte Spezialantennen. Aber Achtung: viele der auf dem Markt erhältlichen Typen sind reine Empfangsantennen und haben einen integrierten Empfangsverstärker. Diese Ausführungen eignen sich nicht als GPSSendeantennen! Abb. 9.11 zeigt eine passive (d. h. ohne Verstärker arbeitende) GPSEmpfangsantenne, die sich auch als Sendeantenne für Störzwecke einsetzen lässt. Sie stammt aus der Luftfahrt und eignet sich zum direkten Einbau in Tragflächen.

10

Anhang

Anhang 10.1 ISM-Frequenzbereiche: Zahlreiche Drahtlos-Anwendungen arbeiten auf den allgemein freigegebenen ISM (Industrial / Scientific / Medical)-Frequenzbändern, sonst bräuchte man für jedes Hf-Gerät eine kostenpflichtige Einzelzulassung der zuständigen Behörde! Um allen physikalischen Anforderungen gerecht zu werden, gibt es gleich eine ganze Reihe von ISMBändern in den verschiedensten Frequenzbereichen. Hier einige ISM-Bänder mit typischen Anwendungen. 26957 bis 27283 kHz - Fernsteuerungen - Funktasturen/Funkmäuse - Medizinische Geräte (Wärmetherapie) - Industriegeräte (Hf-Schweissgeräte) - Babyfone - CB-Funk 40.66 bis 40.70 MHz - Garagentoröffner - Fernsteuerungen - Personenrufanlagen 433.05 bis 434.79 MHz (70 cm ISM-Band) - drahtlose Autoschlüssel - Wetterstationen - Funkkopfhörer - LPD-Handfunkgeräte - Babyfon - Fernsteuerungen - Alarmanlagen 868 bis 870 MHz (SRD-Band) - Fernsteuerungen - Datenübertragung

10

Anhang

2400 bis 2500 MHz (13cm ISM-Band) - Datenübertragung - wlan - Videokameras und -Übertragungen - bluetooth - Mikrowellenöfen 5725 bis 5875 MHz - wlan

10.2 Bezugsquellen: POS-Module, Hf-Bauteile Funkamateur-Leserservice Berliner Str. 69, 13189 Berlin Tel. 08 00/7 37 38 00 (gebührenfrei) MMIC, Hybridmodule Giga-Tech, Karl & Jan Himmler Friedrichstr. 8a, 68542 Heddesheim Tel. 0 62 03/4 41 42 HV-Kondensatoren Matronic Scharnhorststr.8, 86165 Augsburg Tel. 08 21/79 11 69 Röhren, Kondensatoren Oppermann-Elektronische Bauelemente Postfach 1144, 31593 Steyerberg Tel. 05 7 64/21 49 Weiterführende Zeitschriften Radio-Scanner, das Magazin für Funk und Elektronik erscheint vierteljährlich, www.funkempfang.de Direkter Bezug: rmb Dieter Hurcks, Bürgerweg 5, 31303 Burgdorf, Tel. 0 51 36/89 64 60

10.3 Datenblätter: - db-Umrechnung - Datenblatt Magnetron - Datenblatt POS-Module - Datenblätter MAXIM - Datenblätter 70 cm-Hybrid

10

Anhang

10

Anhang

10

Anhang

10

Anhang

10

Anhang

10

Anhang

OCR, Korrektur und Neuformatierung für DIN A5-Ausdruck

STEELRAT 2008 Originalscan: (unbekannt) 128 Seiten als Grafik-pdf Grafiknachbearbeitung: Corel Graphics Suite X3 (Photo Paint) Bearbeitete Seiten: 122 + Frontcover OCR und Grobkorrektur: Abbyy Fine Reader 8.0 Bearbeitete Seiten: 118 Feinkorrektur, Layout und pdf-Export: Microsoft Word 2007 Lesezeichen und pdf-Optimierung: Adobe Acrobat 8 Professional ... and that's it!