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DK6XH > RELAIS 26.07.06 14:51l 221 Lines 10712 Bytes #999 (0) @ DL
BID : Q7GDB0ZKA04V
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Subj: Betriebsstörungen durch externe Intermodulation
Path: DB0FHN<DB0NOE<DB0GAP<DB0KFB<DB0ZKA
Sent: 060726/1249z @:DB0ZKA.#BAY.DEU.EU [Augsburg JN58ki] obcm1.06
From: DK6XH @ DB0ZKA.#BAY.DEU.EU (Hermann)
To: RELAIS @ DL
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Betriebsstörungen durch externe Intermodulation am Beispiel DB0UA - 2m
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Seit etlichen Jahren treten am Relaisstandort von DB0UA immer wieder
Störungen auf der Relais-Eingabefrequenz auf, die nicht mutwillig
(beispielsweise durch Aussendung von Trägern) erfolgen, und es handelt
sich auch nicht um Nebenaussendungen anderer Funkdienste.
Die beobachteten Störungen sind von unterschiedlicher Intensität, von
kurzzeitigem Öffnen der Rauschsperre bis zur dauerhaften Übertragung
eines »eigenartig« klingenden verrauschten Signals mit »Echo-Effekten«;
warum das so klingt, wird weiter unten erklärt.
Ich weiß, dass etliche Relaisbetreiber von solchen Störungen betroffen
sind, mit zunehmender Tendenz. Oft wird der Weg beschritten, die Relais-
Parameter zu ändern (Sendeleistung und / oder Empfängerempfindlichkeit
reduzieren) und damit zu verschlechtern. Eine alternative Möglichkeit
wird nachfolgend beschrieben. Weitere Informationen siehe Internet:
http://www.mydarc.de/db0ua/html/storungen_dboua_2m.html
Die Ursache wurde zwar gefunden ...
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... nicht aber die jeweils unerwünschte Mischprodukte generierenden Geräte.
Bisher jedenfalls nicht. Zwar konnte eine permanent störende Quelle isoliert
werden, aber kaum war dies geschehen, tauchte die nächste auf, und vermutlich
ist noch eine weitere im Spiel. Diese stören zwar nicht ständig, aber in
bestimmten Zeitabständen für die Dauer von mehreren Minuten ziemlich intensiv.
Ein lokaler Oszillator mit 600 kHz als Bestandteil einer am Relaisstandort
betriebenen Computer- und/oder Netzwerk-Anwendung, eines Schaltnetzteiles,
einer Videoanlage oder zur Aufzuganlage gehörenden Einrichtung mischt
offenbar die Sendefrequenz von DBØUA auf die Eingabefrequenz.
Fest steht, dass die Intermodulation weder im Empfänger noch im Sender oder
einer anderen zu DBØUA gehörenden Komponente entsteht. Das Problem ist
ähnlich den Störungen, wie sie auch am 2m-Zugspitzrelais DBØZU immer
wieder auftreten Der Betreiber von DBØZU berichtet darüber hier:
[http://www.db0zu.org/stoerung.html]
Während Peter, DJ3YB, auf der Zugspitze gewöhnlich schnell solche
Störquellen findet, blieb am DBØUA-Standort bisher ein eindeutiges und
zweifelsfreies Erfolgserlebnis versagt. Das Hochhaus, das DBØUA beherbergt,
ist halt aus Stahlbeton gebaut und hat unzählige Winkel und Ecken, in denen
jede Menge elektrischer Leitungen kreuz und quer verlegt sind.
Wer schon mal versucht hat, in so einem Stahlbetonkäfig einen Sender kleiner
Leistung zu peilen, kann gewiss nachvollziehen, wie schwierig es ist, an die
tatsächliche Störquelle zu kommen.
Nachfolgende schematische Darstellung zeigt die Wirkungsweise bei der
Entstehung des Störsignals auf der Relais-Eingabefrequenz.
TX-Antenne RX-Antenne
^ ^
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_______________ ______________^
V
-------------------------------------
| LO Mix |
| Elektronisches Gerät |
|z.B. Schaltnetzteil, DC-DC-Wandler, |
| Hub, Repeater, WebCam, etc. |
| (fLO = fTX - FRX) |
-------------------------------------
| fRX fTX
Leistung | |
Spannung | |
| |
| |
| | | |
| | | |
------------------------------------------------------------>
fTX - fLO fTX fTX + fLO
Das von der TX-Antenne abgestrahlte Sendesignal gelangt aufgrund
unzureichender Schirmung in ein elektronisches Gerät (zum Beispiel
Schaltnetzteil, Spannungswandler, Hub, WebCam ...) oder wird dort über
irgendwelche Leitungen eingeschleppt.
Wenn nun in dem Gerät ein »lokaler Oszillator« (LO) vorhanden ist, dessen
Frequenz den Wert der Relaisshift aufweist (bei 2m-Relais sind das 600 kHz)
oder Vielfache dieses »LO« diese Frequenz ergeben, und eine weitere aktive
Komponente als »Mischer« wirken kann, so wird der Träger des Senders (fTX)
mit dem Signal des »lokalen Oszillators« (in unserem Beispiel 600 kHz)
moduliert.
Wir erhalten dabei zwei Mischprodukte: fTX + fLO sowie fTX - fLO
Das erste der beiden Mischprodukte ist irrelevant, aber das zweite fällt
genau in den Empfangskanal des Relais; bei DBØUA ist das bei 145,0375 MHz.
Weil dieses Störsignal durch Mischung mit dem Sendesignal entstanden ist,
führt dies über den Relaisempfänger und der nachfolgenden NF-Kopplung RX-TX
zu einer Rückkopplung, die bei DBØUA nicht als »Heulton« (ähnlich wie bei
einer Audioanlage, wenn Lautsprecher und Mikrofon nicht genügend entkoppelt
sind) hörbar ist, sondern mit einem »Echo-Effekt«, weil das empfangene
Signal durch die Einrichtung AudioDelay mit einer zeitlichen Verzögerung
von 125 Millisekunden ausgesendet wird.
Die Ermittlung des Verursachers ist auch deshalb nicht einfach, weil das
Störsignal sehr schwach (die Rauschsperre öffnet gerade) ist und das Signal
des Relaissenders sehr stark ist. Die von Fuchsjagden bekannten
Anforderungen an den Peilempfänger genügen deshalb nicht.
Abhilfe
-------
Wenn die Störquelle nicht zu finden und zu beseitigen ist, so bleibt oft
nur die Änderung der Relais-Parameter - zum Beispiel:
- Reduzierung der Sendeleistung
Die Senderleistung des 2m-Relais musste in der Vergangenheit bis auf
einen Wert von 2 Watt EIRP reduziert werden. Die zulässige Leistung
von 25 Watt EIRP konnte in den vergangenen drei Jahren (bis zum Einbau
des weiter unten beschriebenen Intermodulation-Detektors im Juli 2006)
zu keinem Zeitpunkt mehr gefahren werden.
- Reduzierung der Empfängerempfindlichkeit
Der Empfänger wird hochfrequenzseitig unempfindlich gemacht oder der
Schaltpunkt der Rauschsperre wird angehoben.
Dass solche Maßnahmen eine Verschlechterung der Relaiseigenschaften
darstellen, kann man sich wohl gut vorstellen, sie müssen aber in solchen
Fällen hingenommen werden. Die Alternative wäre die Abschaltung des Relais.
Workaround: Intermodulation-Detektor
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Wenn sich die Störung nicht beseitigen lässt, aber man dennoch weder die
Sendeleistung noch die Empfängerempfindlichkeit reduzieren möchte, so braucht
man eine Umgehungslösung - oder wie wir auf neudeutsch sagen: Workaround.
Nachdem die jeweiligen Störsignale nur geringe Feldstärken aufweisen, wird
laufender Funkbetrieb (also wenn jemand über das Relais spricht) kaum
nennenswert beeinflusst. Wenn kein Signal empfangen wird, so schließt aber
die Rauschsperre nicht, und die zuhörenden Stationen sind verunsichert, ob
sie weitersprechen können; sie wissen ja nicht, mit welch geringer
Feldstärke der Störträger am Relais empfangen wird und dieses Signal
leicht weggedrückt werden kann.
Nun zum eigentlichen Workaround.
Nachstehende Skizze zeigt die Wirkungsweise eines "Intermodulation-Detektors".
^ ^
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--------------- -----------------
| Empfänger | | Sender |
| | | |
| ----------- | | ----------- |
| | FM-Demo- | | | | Modulator | |
| | dulator | | | | CTCSS-Enc.| |
--------------- -----------------
| ^ NF
| ------------- |
|--------|CTCSS-Decoder| ---------------------- |
| ------------- V
| NF -----------------
----------------------------------------->| Schaltstufe |
-----------------
Wenn das Sendersignal permanent mit einem CTCSS-Code moduliert wird, so hat
dies auf den normalen Funkbetrieb keine Auswirkungen. Allenfalls bei ganz
alten Funkgeräten, die auch noch NF-Signale im Bereich um 100 Hz übertragen,
könnte ein leises Brummen hörbar sein, ähnlich wie früher bei unzulänglich
geglätteten Versorgungsspannungen.
Wenn nun vom Empfänger ein wie weiter oben beschriebenes Intermodulations-
produkt empfangen wird, so ist dieses Signal ja zwangsläufig mit dem CTCSS-
Code des Relaissenders moduliert.
Vorteilhaft wirkt sich dabei aus, dass auch stark verrauschte CTCSS-Signale
sicher zu demodulieren sind. Es wird also auf der Empfängerseite ein CTCSS-
Decoder und eine entsprechende Schaltung benötigt, die den Audio-Pfad zum
Relaissender so lange unterbricht, bis das Störsignal wieder verschwunden
ist.
Für den Benutzer hört sich das an, als würde die Rauschsperre schließen.
Wenn ein externes Signal empfangen wird, so ist dieses in der Regel stärker
als das Störsignal und »drückt es weg«. Dadurch wird vom CTCSS-Decoder kein
CTCSS-Code mehr erkannt und der Audio-Pfad zum Relaissender wird wieder
durchgeschaltet - die empfangene Sendung wird also über den Relaissender
gesendet.
Zwei kleine Mankos hat diese Einrichtung allerdings für DB0UA:
Der passive Suchlauf der DB0UA-Antennendiversity, der dann wirksam ist, wenn
kein vom Relaisempfänger kein Signal empfangen wird, muss im Störungsfall
ausgeschaltet werden.
Der aktive Suchlauf, der jedes Mal nach Öffnen des Squelch aktiviert wird,
und mit dessen Hilfe während der ersten 200 Millisekunden die das stärkste
Signal liefernde Empfangsantennenkonfiguration ermittelt wird, ist auch bei
einer erkannten Intermodulationsstörung wirksam.
Zu erwähnen ist noch, dass ein derartiger Intermodulation-Detektor in jedem
Relais verwendet werden kann. AudioDelay bietet hier lediglich den Vorteil,
dass auch das in der Zeit zwischen Auftreten des Störsignals und Schalten des
CTCSS-Auswerters auftretende Störsignal nicht über den Relaissender geht.
Weitere Informationen sind im Internet verfügbar:
http://www.mydarc.de/db0ua/html/storungen_dboua_2m.html
73 de Hermann, DK6XH
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