QRM im Kontest ? Meßergebnisse von 2-m-Stationen Wolf-Henning Rech DF9IC http://www.df9ic.de

Wolf-Henning Rech DF9IC Inhalt Einführung Signaldynamik bei KW und bei 144 MHz Mechanismen der Großsignalstörungen Messungen und Ergebnisse Verbesserungsmöglickeiten Zusammenfassung 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Einführung In Situationen hoher Aktivität kommt es zu gegenseitigen Störungen räumlich benachbarter Funkstationen Leider treten solche Störungen besonders dann auf, wenn es „um die Wurst geht “, z. B.: Kontestbetrieb mit aufwendigen Stationen an exponierten Standorten Besondere Ausbreitungsbedingungen Im Sinne der EMV liegt ein „Kollisionsfall“ vor, der kooperativ gelöst werden sollte 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Signaldynamik: Rauschen Rauschen des Empfängers am Dummyload: Rauschflur bei NF=0 dB in B=1 Hz: -174 dBm Rauschflur bei NF=0 dB in B=2,5 kHz: -140 dBm Grundrauschen der Antenne: bei 7 MHz abends: 30...40 dB bei 1,8 MHz abends: 50...60 dB bei 144 MHz: 0...10 dB Angaben relativ zum obengenannten Rauschflur eines idealen Empfängers 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Signaldynamik: Rauschen Rauschtemperatur der Antenne (290 K = 0 dB) Richtungsabhängigkeit am Contest-QTH von S53WW Frequenzabhängigkeit 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Signalleistung im 160-m-Band Signalpegel im abendlichen Mittelwellen- und 160-m-Band gemessen bei DL0MB an einer Inverted-V-Antenne = viele sehr starke Signale 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Signalleistung im 40-m-Band Signalpegel im abendlichen 40-m-Band gemessen bei DL0MB an einem full-size-Dipol = viele starke Signale 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Signalleistung bei 144 MHz Signalpegel bei DF9IC im Mai-Kontest 2005 gemessen an einer 2 x 11 Ele für verschiedene Antennenrichtungen = wenige sehr starke Signale 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Signalleistung bei 144 MHz Signalpegel bei 144 MHz sind stark richtungsabhängig wegen der Verwendung von Richtantennen QTF = 200° zu DK0OX QTF = 260° zu DL0DR QTF = 350° zu DL6IAK/p = meist nur ein einziges sehr starkes Signal gleichzeitig 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Signaldynamik bei KW+144MHz Anforderungen an den TRX sind verschieden: Kurzwelle: es liegen viele starke mögliche Störsignale vor, deren Summenspannung verarbeitet werden muß die erforderliche Signaldynamik liegt bei ca. 90-110 dB (auf den unteren Bändern) 144 MHz: störend ist meist nur ein sehr starkes Signal die erforderliche Signaldynamik liegt bei ca. 110-125 dB wegen des niedrigen Antennenrauschens 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Mechanismen der Störung Unzureichende Selektion Nichtlineare Verzerrungen Additives Rauschen Seitenbandrauschen von Oszillatoren Transiente Effekt durch Modulation und Regelschleifen 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Unzureichende Selektion Ein einzelnes Quarzfilter liefert <100 dB Weitabselektion (ungeschirmter Aufbau) Abhilfe im Empfänger: Roofing-Filter in räumlichem Abstand Zwei SSB-Filter bei unterschiedlichen ZFs (PBT) ZF-DSP Im Sender: Modulationsspektrum vorgefiltert betroffen: alte/einfache Empfänger, z. B. IC202 (nur 1 Quarzfilter), IC271 (nur 1 SSB-Filter) 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Nichtlineare Verzerrungen Intermodulation im Empfänger: die Signale zweier verschiedener Sender außerhalb des Übertragungskanals erzeugen ein Störsignal im Übertragungskanal nur IM-Produkte 3. Ordnung sind relevant (IP3) Intermodulation im Sender: die Modulation im Übertragungskanal erzeugt Verzerungen außerhalb für die Bandbreite bei -120 dB sind Verzerrungen sehr hoher Ordnung maßgeblich 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Intermodulation im RX Simulation der IM-Produkte mit der gemessenen Bandbelegung: 4 Frequenzbänder sind betroffen, aber nur, während beide störenden Sender senden; mit IP = +16 dBm intermodulationsfrei -53 dBm Grenze des intermodulations- freien Bereichs 86 dB IM-freie Dynamik -139 dBm Rauschflur Annahme RX: NF = 1 dB IP = -10 dBm 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Additives Rauschen Additives Rauschen im Empfänger: unvermeidlich, begrenzt Empfindlichkeit, charakterisiert durch Rauschzahl Additives Rauschen im Sender: Rauschen der Verstärker-/Mischer-Kette hinter dem letzten schmalen Filter (Quarzfilter) ist maßgeblich es wäre genügend Rauschabstand erreichbar, z. B. bleiben bei 1 mW Signalleistung und 10 dB Rauschzahl 130 dB Abstand zum Senderbreitbandrauschen in der Realität schlecht gewählter Pegelplan und weitere Verschlechterung durch ALC und Leistungsregelung 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Seitenbandrauschen des LO Seitenbandrauschen im Sender: Rauschsignale außerhalb des Übertragungskanals, die mit der Hüllkurve des Signals moduliert sind Seitenbandrauschen im Empfänger: das Seitenbandrauschen des Lokaloszillators mischt Störsignale außerhalb des Übertragungskanals in ein Rauschsignal im Übertragungs- kanal (reziprokes Mischen) Wirkung exakt wie im Sender, daher nicht unterscheidbar 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Rauschen im RX Simulation einer Störung durch reziprokes Mischen: das gesamte SSB-Band ist je nach TRX durch einen Rauschanstieg um 5....25 dB gestört, proportional zur Momentanleistung des starken Senders. -139 dBm Rauschflur Annahme RX: LO wie IC910H LO wie IC275E 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Rauschen im TX Simulation einer Störung durch Senderrauschen: das gesamte SSB-Band ist je nach TRX durch einen Rauschanstieg um 10....30 dB gestört, und zwar schon dann, wenn die PTT des starken Senders aktiv ist. -139 dBm Rauschflur Annahme TX: Rauschen wie IC910H Rauschen wie IC275E 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Transiente Effekte Tastclicks: CW-Sendesignale werden meist nicht durch Quarzfilter gefiltert, Tastschaltung muß ausreichend tiefpaßfiltern Störungen durch ALC: ALC mit relativ kurzer Regelzeit und großem Stellbereich erhöht Verstärkung in den Sprech-/Tastpausen danach erhebliche Übersteuerung und/oder schnelle Verstärkungsänderung mit starker Signalverzerrung führt zu breitbandigen starken Störungen 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Mechanismen der Störung im Sender: 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Mechanismen der Störung im Empfänger: 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Messungen und Ergebnisse 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Messungen und Ergebnisse 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Messungen und Ergebnisse Immer auf SSB-Bandbreite (2,5 kHz) bezogen Messungen am Empfänger: Rauschzahl, IP3, daraus intermodulationsfreier Dynamikbereich (Dreisignaldynamik) reziprokes Mischen in 20/50/200 kHz Abstand, „Blocking-Dynamikbereich“ (Zweisignaldynamik) Messungen am Sender: Senderrauschen in 20/50/200 kHz Abstand bei CW-Träger Senderspektrum bei CW-Träger und realer SSB-Modulation 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Darstellung Senderspektrum Messung nach Frequenzumsetzung und Vorfilterung durch Notchfilter Trägerleistung +20 dB -20 dB Messung mit CW- Dauerträger Messung mit SSB- Modulation und MAX HOLD, um Transienten zu erfassen -40 dB durch Notch- filter teil- weise blockiert -60 dB -80 dB -100 dB Grundrauschen Meßplatz -120 dB 200 kHz SPAN 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Beispiel: IC910H NF = 3,7 dB IP = -8,5 dBm IM-freier Dynamikbereich 85 dB 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Beispiel: FT857D NF = 6,1 dB IP = -2 dBm IM-freier Dynamikbereich 88 dB 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Beispiel: IC275E NF = 5,6 dB IP = -7,5 dBm IM-freier Dynamikbereich 85 dB 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Beispiel: Hohentwiel NF = 11,4 dB IP = -5,5 dBm IM-freier Dynamikbereich 82 dB 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Beispiel: Eigenbau DK2DB 1977 IP = -5,5 dBm 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Beispiel: IC746@4W+TR144H40 NF = 1,2 dB IP = -5,5 dBm IM-freier Dynamikbereich 89 dB 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Beispiel: FT1000MP+Javornik NF = 1,4 dB IP = +1 dBm IM-freier Dynamikbereich 93 dB 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Beispiel: TS850+LT2S NF = 3,7 dB IP = -26,5 dBm IM-freier Dynamikbereich 73 dB 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

ALC-Einschwingvorgänge „Aaaaah.....“ „CQ Contest CQ Contest...“ in beiden Fällen FT817 in SSB in MAX-HOLD-Darstellung. 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Intermodulation von PAs QQE 06/40 Steuersender (DK2DB Eigenbau) 4CX350A 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Intermodulation von PAs RA60H1317 2 Module parallel oben mit Linear-NT unten mit Schalt-NT EA3022 MRF151G 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Verbesserungsmöglichkeiten ALC deaktivieren! Sendeleistung nicht intern reduzieren! RX-Pegelplan incl. Mast-VV sinnvoll auslegen! bei Transverterbetrieb: besser ZF bei 14 MHz als bei 28 MHz max. Ausgangspegel am Transverterausgang einstellen Vorverstärker im KW-TRX nicht verwenden 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Verbesserungsmöglichkeiten Bei Transverterbetrieb kann der KW-Nachsetzer durch zwischengeschaltete Filter verbessert werden Verbesserungsbedarf besteht vor allem beim Sender, weniger beim Empfänger! 2 Versuchsaufbauten zweipoliges Quarzfilter für 14 MHz abstimmbarer zweikreisiger Preselector 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Quarzfilter Mittenfrequenz 14,393 kHz 1-dB-Bandbreite 11 kHz aber: Nebenresonanzen 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Abstimmbarer Bandpaß Mittenfrequenz 14,000 - 14,350 MHz abstimmbar 3-dB-Bandbreite <30 kHz aber: intermodulationsempfindlich wegen Q Multiplier 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC

Wolf-Henning Rech DF9IC Zusammenfassung Empfänger sind meist besser als Sender Um mein QRM zu reduzieren, muß ich insbesondere den Sender meines Nachbarn optimieren! Zur Senderbeurteilung sind Messungen mit realer Sprachmodulation erforderlich Details des Stationsaufbaus spielen oft eine große Rolle Fazit: „Alles Murks“ 29. GHz Tagung Dorsten 2.2006 Wolf-Henning Rech DF9IC