Amateurfunk

 

Einleitung

Vorweg ein Hinweis auf die Nomenklatur. Der Amateurfunk als Sache, der Funkamateur als Person. Amateurfunker gibt es nicht! Im Allgemeinen werden die Bezeichnungen nicht korrekt angewendet.   wink

Der Artikel gibt Einblick in ein facettenreiches Hobby. Einerseits lediglich eine Freizeitbeschäftigung, andererseits vom Gesetzgeber als Funkdienst eingestuft und zugleich mit weitreichenden Befugnissen ausgestattet.

Per Definition ist der Amateurfunk:

  • Nicht kommerzieller Natur
  • Öffentlich – Da ist jeder eingeladen zuzuhören
  • Der Völkerverständigung dienend. Ein Hobby das man mit vielen Funkamateuren weltweit einvernehmlich teilt
  • Experimentell und der technischen Ausbildung zugewandt

Öffentliche Wahrnehmung

Die drahtlose Nachrichtenübertragung auf der elektromagnetischen Welle ist in etwa 100 Jahre alt. Erdgeschichtlich ein Augenblick, in der Chronologie der Technik ohne Frage ein herausragender Meilenstein. Die Erforschung und das Verständnis der elektromagnetischen Wirkmechanismen war die Grundsteinlegung der heutigen Elektrotechnik. Die sicherlich interessante Geschichte der Radiotechnik soll hier nicht wiedergeben werden. Dennoch ist ein Blick auf die technische Entwicklung im Allgemeinen erforderlich um die Prägung der modernen Gesellschaft zu verstehen und dadurch direkt die Wahrnehmung von technischem Fortschritt zu begreifen. In Gesprächen mit Mitmenschen wird deutlich, dass deren Vorstellung vom Amateurfunk erheblich vom Wesen dieser Freizeitbeschäftigung abweicht.

Wieso ist das so?

Als bedeutend für die öffentliche Wahrnehmung des Amateurfunk ist die Entwicklung der Kommerziellen Funktechnik in den vergangenen drei Dekaden zu nennen. Geräte und Anwendungen aus dem Alltag, für jeden von uns mehr oder weniger bedeutend. Drahtlose Telefonie ist heute für jeden erschwinglich, ja mehr noch, zu einem unersetzlichen Begleiter geworden. Die älteren unter uns wissen, das war nicht immer so.

Zwei Generationen sind mit terrestrisch- drahtloser Radio und Fernsehtechnik aufgewachsen. Heute ist TV schon lange nicht mehr terrestrisch- drahtlos, vielfach ersetzt durch Satelliten, Kabel-TV, Internet. Es hat Platz gemacht für die bandbreitenhungrige Mobiltelefonie.

Computer und Internet macht Weitverbindungen zum Kinderspiel, und dazu wird dann auch gleich das bewegte Bild übertragen. Skype und Co. lassen grüßen.

Kann man es da der Gesellschaft verübeln wenn Amateurfunk für antiquiert wahrgenommen wird? Ein Haufen alter Opa’s mit dem Handmikrofon vor dem Mund? Sind Funkamateure romantisch verklärte Elektrotechnik-Nostalgiker?

Das mag für den einen oder anderen Funkamateur zutreffen. Im Allgemeinen ist dem aber nicht so! Funkamateure denken technisch orientiert, die aktuellen Medien-Entwicklungen im Blick, um daraus neue Anwendungen für den Amateurfunk zu gestalten. Funkamateure sind Maker der Elektrotechnik, der Tradition der Funkpioniere verpflichtet und dennoch den Blick nach Vorne gerichtet, hin zu neuen Technologien.

Zunächst zur Frage, warum es denn dem Amateurfunk bedarf, wenn weltweite Kommunikation doch so einfach geworden ist. Jederzeit verfügbar, vielfach kostenlos, in perfekt rauschfreier Sprach und Bildqualität. Hier gilt dieselbe Grundregel wie für viele andere Hobbies:

Weil eine Freizeitbeschäftigung sinnfrei sein darf, ja sogar sein sollte. Und weil es einen Mordsspaß macht!

Warum ist das nicht langweilig? Weil es nicht nur um Sprechfunk geht. Weil Internet, Handy und PC keine Konkurrenten für den Amateurfunk sind, sondern dieses Hobby durchaus bereichern können. Moderner Amateurfunk setzt die neuen Medien komplementär ein. Dadurch ergeben sich völlig neue technische Aspekte. Neue äußerst interessante Möglichkeiten zur Bereicherung dieses Funkdienstes.

 

… wird fortgesetzt.


Amateurfunk & CB Funk – Zwei ungleiche Brüder

Die öffentliche Wahrnehmung des Amateurfunk ist zuweilen in der Nähe des CB Funk angesiedelt. Beide Betätigungsfelder, der Amateurfunk sowie der CB Funk, auch Jedermannfunk, sind grundsätzlich artverwandt. Schließlich geht’s um das Thema Funk. Bei genauer Betrachtung zeigen sich bisweilen erhebliche Unterschiede. In den nachfolgenden Absätzen werden Vergleiche auf den verschiedenen Sachebenen dargestellt.

Zunächst ein Blick auf die wichtigste Ressource, die Frequenzen, bzw. Bänder, auf denen gefunkt werden darf. Dem CB Funk ist ein schmaler Bereich des 11m Bandes zugewiesen, während Funkamateure aus einer reichhaltigen Pallette von Frequenz Bändern schöpfen können.

Frequenzbänder und Bandbreite

Auf einen Blick wird deutlich, dass die Kurzwelle der Schwerpunkt im Amateurfunk ist. In dem Bereich stehen dem Amateurfunk die meisten Bänder zur Verfügung. Der CB Funk Bereich im 11m Band ist farblich markiert. Das 11m Band und damit auch der Bereich CB ist nicht für die Nutzung im Rahmen des Amateurfunk freigegeben! Die Information in der Zeile dient lediglich dem Vergleich. Die logarithmische Säulengrafik weiter unten zeigt die Bandbreite im direkten Vergleich.

Doch zunächst soll die Frage beantwortet werden, was ist Bandbreite und warum kommt der Bandbreite eine besondere Bedeutung zu?

Ein Beispiel aus dem Straßenverkehr. Ein großer Lkw kann viel Ladung transportieren, benötigt dafür allerdings eine besonders ausgebaute Straße, breit und belastbar. Im Prinzip ist es analog in der Funktechnik. Anwendungen welche viele Daten gleichzeitig übertragen bzw. eine besonders hohe Audio bzw. Video Qualität bieten, benötigen reichlich Frequenzspektrum bzw. Bandbreite. Das ausgesendete Signal hat also eine mehr oder weniger ausgeprägte “Breite”. Das Signal belegt Platz in der begrenzt verfügbar natürlichen Ressource Frequenzspektrum.

Eine UKW Radio Sendung mit Stereo Qualität benötigt z.B. mehr Bandbreite als die Mono Variante.

Wer sich noch an die Versteigerung der Mobilfunkfrequenzen im Jahr 2000 erinnern kann, dem wird bewusst wie wertvoll diese Ressource ist. Die Einnahmen haben damals rund 66 Mrd. DM bzw. 33 Mrd. EUR ins Steuersäckel gespült.


Bänder und Bandbreite

Die folgende Säulengrafik zeigt die Bänder und deren Bandbreite im Vergleich. Die Grafik kann groß dargestellt werden wenn man darauf klickt.

Bandbreite [kHz] logarithmisch
Die vertikale Achse zeigt die Bandbreite in kilo-Herz bzw. kHz. Ein kHz entspricht 1000Hz. Die Bänder im Millimeterwellen Bereich (rosa Säulen) bieten große Bandbreiten. Zur gesamtheitlichen Darstellung wurde deshalb eine logarithmische Skalierung gewählt.

Nun sind kHz möglicherweise abstrakt für Leser ohne technischen Hintergrund. Mit Geld hat jeder Umgang. Stellen Sie sich die Geldmenge 1cent für jedes kHz vor.  Dann entfallen für den CB Funk ein EURO und zwanzig Cent wahrend für den Amateurfunk nahezu eine Viertelmillion EURO auf dem Tisch liegen.

Ein kleiner Ausflug in den Geldbeutel, doch nun zurück zur Bandbreite. Letztendlich ist der monetäre Vergleich nur eine Veranschaulichung für die weniger Funkbegeisterten. Die Größenordnung unterscheidet sich doch erheblich. Das wird jetzt jedem klar.

Warum ist die Bandbreite eine so wichtige Größe? Bandbreite wird für die Übertragung von Sprache, Daten, Bildern benötigt. Für die Übertragung von Sprache in Einseitenbandmodulation – auch SSB genannt – werden etwa 3kHz Bandbreite belegt. Schmalband-Sprachmodulation ist durchaus verständlich, dennoch nicht vergleichbar mit HiFi oder CD Qualität.  Die Bandbreite ist dann auch ein Rahmen für das Potenzial, etwa so wie ein ordentlicher Motor Hubraum braucht. Hier einige Beispiele zu den Anwendungen, Modulationsarten und der Systembedingten Bandbreite.

Anwendungen und Bandbreite

Bandbreite von Anwendungen in [Hz] Grafisch im Vergleich
Die Y-Achse zeigt die Bandbreite in einer 10er log. Darstellung. Die in eckigen Klammern gezeigten Buchstaben [A] und [K] stehen für Anwendungen im Amateurfunk bzw. im kommerziellen Sektor.


Résumé zum Thema Bandbreite

Ohne Frage also ist es von Vorteil wenn man Bandbreite zur Verfügung hat. Noch wichtiger ist es allerdings, dass die Bandbreite auf verschiedenen Bändern bereit steht. Die Bänder verhalten sich durchaus unterschiedlich. Es gibt quasi welche für die Nacht und andere für den Tag.

Die unteren Kurzwellenbänder ermöglichen Weitverbindungen in der Nacht, während die oberen Kurzwellenbänder gute Ausbreitungsbedingungen am Tag bieten. Ohne diese Möglichkeit des Bandwechsels ist der funktechnische Aktionsspielraum erheblich eingeschränkt. Das falsche Band zur falschen Zeit funktioniert nicht und da kann selbst viel Leistung nichts ausrichten.


DIY – do it yourself

Des Selbstbau ist einer der interessantesten und am meisten verbreiteten Betätigungsfelder im Amateurfunk.

Eine wichtige Voraussetzung für den Selbstbau ist die Gestaltungsfreiheit und Betriebserlaubnis durch den Gesetzgeber. Grundlage hierfür ist die Amateurfunklizenz mit welcher sich der Funkamateur als Fachmann ausweisen kann.

Ein Vergleich mit dem Kfz Führerschein, dessen Prüfung und Befugnisse viele kennen. Man darf Autofahren, nicht jedoch Veränderungen am Fahrzeug vornehmen.

Ganz anders ist das beim Amateurfunk. Hier darf gefunkt und gebaut werden!

Diese Betätigung findet durchaus im öffentlichen Sektor statt. Genauso wie im Straßenverkehr kann Fehlverhalten direkte Auswirkungen auf dritte haben. Trotzdem hat sich der Gesetzgeber dazu entschlossen, die Verantwortung beim Funkamateur zu belassen. Eine Verantwortung welche ein Funkamateur aufgrund seiner Fachausbildung in den Bereichen Elektrotechnik, Betriebstechnik und Gesetzeskunde gut wahrnehmen kann.


Teilbereiche

Der Amateurfunk bietet einige interessante Teilbereiche. Die Betätigungsfelder sind so vielfältig, dass die Ausrichtung der Funkamateure sehr individuell sein kann. Nachfolgend eine Darstellung der beliebtesten Teilbereiche. In den Ortsvereinen gibt es entsprechend Experten für dies und das. Ganz nach dem Motto, jedem seine Nische. Amateurfunk ist überwiegend experimentell und vom Selbstbau getrieben.

Amateurfunk Fernsehen

Erde-Mond-Erde Verbindungen

Lichtsprechen

DMR – Digital Mobile Radio

Funksport Wettbewerbe – Contest

DXpedition – Aktivierung von seltenen Gebieten

Amateurfunkpeilen / Fuchsjagd

Bandwacht

Notfunk

CW / Telegrafie

Hamnet

Echolink

Normenarbeit & EMV


Digitale Betriebsarten auf Kurzwelle

In dem Bereich gibt es zahlreiche Möglichkeiten. Deshalb möchte ich diesen Fachbereich näher beleuchten. Im Allgemeinen werden Signale durch Computer generiert, codiert und decodiert. Eine Ausnahme bildet der Moresecode, auch CW, welcher auch heute noch vornehmlich per Hand gegeben und mit geschultem Ohr entschlüsselt wird. Hier einige computergestützte Verfahren:

  • JT9, JT65, FT8
  • PSK31, PSK 63, PSK125
  • RTTY
  • Olivia

Die Liste ist nur ein kleiner Ausschnitt aus den zahlreichen Möglichkeiten. Zum Teil werden Empfangsberichte automatisch ins Internet hochgeladen, was wiederum einen hervorragenden Überblick über die Leistungsfähigkeit der Funkstation und die Ausbreitungsbedingungen bietet. So wachsen Computertechnik, Internet und Funktechnik zusammen und formen in der Gesamtheit ein neues Betätigungsfeld mit ganz neuen Aspekten.


Die Kurzwelle

Das klassische Betätigungsfeld für den Funkamateur!

Die Kurzwelle, auch KW, ist eine besonders interessante Spielwiese für Kurzwellenenthusiasten. In der drahtlosen Kommunikation ist die zentrale Frage, wie weit geht das denn? Immer wieder rückt gerade dieses Thema in den Vordergrund, insbesondere dann wenn die ersten Fragen von Freunden und Verwandten formuliert werden.

Fachleute wissen, dass die sichere Übertragung von vielen Faktoren abhängt. Entgegen landläufiger Meinung ist die Sendeleistung nicht unbedingt die ausschlaggebende Größe. Insbesondere die Kurzwelle hat ihre eigenen Gesetzmäßigkeiten. Diese Gesetzmäßigkeiten sind maßgeblich von der Sonneneinstrahlung getrieben und finden Ihre Wirkung in den Schichten der Erdionosphäre, welche weit außerhalb des Wetters, an der Grenze zu Weltraum stattfinden.

Sonneneinstrahlung ist hier auch nicht das Licht das wir mit dem Auge wahrnehmen. Vielmehr sind es geladene Partikel, sogenannte Sonnenwinde, welche von der Sonne auf die Erdionosphäre treffen. Im Zusammenspiel mit dem Erdmagnetfeld bilden sich elektrisch-reflektive Schichten welche für die KW Funkwellen wie „Spiegel“ wirken. Aus der komplexen Wechselbeziehung Sonnenwind und Magnetfeld ergeben sich unterschiedlichste Bedingungen, schwankend mit den Jahreszeiten und den Tag- / Nachtzyklen.

Auch die Sonnenaktivität selbst ist nicht konstant. Die Quelle der geladenen Partikel sind Masseauswürfe auf der Sonne, sogenannte Flares. Diese Phänomene werden schon seit dem Mittelalter von der Erde aus beobachtet und auch als Sonnenflecken bezeichnet. Sonnenflecken unterliegen einem 11-Jahreszyklus.

Was wiki über den Sonnenzyklus schreibt

Warum ist ein Sonnenfleck eigentlich schwarz wenn eine Sonneneruption doch heißer ist als alles andere? Zum einen liegt dieser Frage unsere Erdenbürgerperspektive zugrunde, zum anderen durchbricht die Eruption die Photosphäre, die hell leuchtende Schicht der Sonne, was den schwarzen Fleck erklärt.

Doch nun zurück zur Kernfrage, wie weit geht das? Aufgrund der global wie auch lokal wirksamen physikalischen Zusammenhänge ergeben sich Reichweiten zwischen 10 bis 20.000km, ja sogar einmal um die ganze Erde, also rund 40.000km. Denn manchmal geht es „hintenrum“ über den langen Weg besser als über den direkten Weg. Es ist also nicht wirklich eine Frage der Distanz, sondern des Ausbreitungswegs. Genau das Wissen um diese Mechanismen und das Spielen nach den Regeln der Natur macht die Kurzwelle so interessant.

Übrigens: Die Aurora Borealis oder Nordlichter sind durch die gleichen Mechanismen getrieben.

So unveränderbar natürliche Gesetzmäßigkeiten sind, so interessant sind diese Phänomene für den menschlichen Forscherdrang. Ein Blick zurück ins Altertum zeigt, dass sich der Mensch immer wieder Hilfsmittel geschaffen hat um die Gesetzmäßigkeiten der Natur auszunutzen. Für die Kurzwelle trifft das in besonderem Maße zu, wenn auch nur in der Neuzeit. Zum Beispiel helfen gerichtete Antennen die Funkstrahlung zu bündeln und damit effektiver einzusetzen. Vorhersagen zu den Ausbreitungsbedingungen helfen dem Funkamateur die geeignete Frequenz zur rechten Zeit zu benutzen. So fließen permanent aktuelle Sonnenmessdaten der NASA in moderne Vorhersage-Algorithmen ein. Die Ergebnisse sind öffentlich und können kostenfrei über das Internet abgerufen werden. Für den modernen Funkamateur ist das eine interessante Lektüre, spannend und aktuell wie die Tageszeitung.

20m Band Ausbreitungsvorhersage für Mitteleuropa 11 Uhr UTC

Sehr schön zu sehen ist die dunkelblau dargestellte tote Zone um den Sender und einen winzigen hellblauen Fleck wo die Ausbreitung noch über die Bodenwelle möglich ist. Hier ist auch der angenommene Standort des Senders. In den roten Bereichen ist mit einem guten Empfang zu rechnen.


Geschichte

Pioniere der Funktechnik wie Heinrich Hertz oder Guglielmo Marconi schufen in den beiden letzten Jahrzehnten des 19. Jahrhunderts die technischen Grundlagen der heutigen Funktechnik. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden erste Lizenzen an Funkamateure vergeben. Dabei verlief die Entwicklung in den einzelnen Staaten sehr unterschiedlich. In Deutschland war die Vergabe von Funklizenzen weitgehend von der Postbehörde reguliert, gewissermaßen restriktiv gehandhabt. In den USA, Frankreich und Großbritannien war die Gesetzgebung für den Amateurfunk schon früh liberal.


Statistik

Amateurfunk global