Störsender von VHF bis Mikrowelle [2 ed.] 3772341276

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15.12.2008

14:06 Uhr

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Lizenziert für 2293577. © 2009 Franzis. Alle Rechte vorbehalten. Keine unerlaubte Weitergabe oder Vervielfältigung.

FRANZIS EXPERIMENTE

Dieter Görrisch

Dieter Görrisch

FRANZIS EXPERIMENTE

2. Auflage

Störsender von VHF bis Mikrowelle

Der Begriff „Störsender“ wird seit jeher mit Geheimdiensten und Propaganda in Verbindung gebracht. Es gibt kaum jemand, der über die Anwendung von Störsendern Bescheid weiß. In diesem Buch erfahren Sie, auf welch einfache Weise beispielsweise KFZ-Funkschlüssel, Verkehrsradar, GPS-Empfänger und drahtlose Videokameras gestört werden können. Gepulste Magnetrons können Kraftfahrzeuge stoppen und bringen PCs aus 100 Meter Entfernung noch zum Absturz. Praxiserprobte Schaltungen in Halbleiter- oder Röhrentechnik von 30 MHz bis 2,5 GHz geben einen tiefgehenden Einblick in den Aufbau und die Funktionsweise von Störsendern. Aus dem Inhalt: Theorie • Perpetuum Mobile • Störsender im praktischen Einsatz • Störsenderschaltungen mit Halbleitern und Röhren • Magnetrons als HERF-Generatoren • Spezielle Störverfahren • Messgeräte, Antennen und Tipps

EUR 19,95 [D]

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Störsender von VHF bis Mikrowelle

Nach einer Welle von Viren, Würmern und trojanischen Pferden auf den PCs stellen Störsender möglicherweise die nächste Bedrohung unseres technologischen Umfelds dar. Drahtlos arbeitende Zutrittssysteme, per Funk abgefragte Preisetiketten oder GPS-gestützte MautSysteme sind lohnende Ziele für die Hacker der Zukunft. Das vorliegende Buch soll über Möglichkeiten und Geheimnisse rund um das Thema Störsender aufklären.

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Störsender von VHF bis Mikrowelle

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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.

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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.

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Inhalt

Inhalt

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Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2 Theoretische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 Grundlegende Eigenschaften elektromagnetischer Schwingungen . . . . . . . . . . . . . . . Reflexionen und Mehrwegempfang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Störprinzipien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Punktstörung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bandstörer ....................................................... Rauschgeneratoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Intelligente Störverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . RFID-Störer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3 Störsender in der Praxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 Beispiele gezielt ausgeführter Funkstörungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funkalarmanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kfz-Funkschlüssel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geschwindigkeitsüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Industrie-Fernsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funktelefone (Handys) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funkrelais ....................................................... Drahtlose Videoüberwachungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . GPS-Satellitennavigationsempfänger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TEMPEST ....................................................... Schutz vor ferngesteuerten Bomben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Beispiele fahrlässiger Funkstörungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kabelfernsehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Netzgeräte und Computer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Militärische Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Störsender ....................................................... Abwehrmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20 21 21 23 25 25 26 29 29 30 32 32 34 34 34 35 35 37

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4 Halbleiterschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Oszillatoren ...................................................... POS-Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VCO-Module von MAXIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oszillatoren ausgemusterter Empfangstuner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Steuergeneratoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diskrete Steuergeneratoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Intelligente Steueroszillatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Hf-Verstärkerstufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MMIC-Breitbandverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resonanzgekoppelte Verstärkerstufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hybridmodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hybridmodul M67705M . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hybridmodul aus GSM-Telefon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Antennen-Breitbandverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Fertige Sendemodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39 39 39 43 44 45 45 52 53 53 55 55 55 56 61 62

5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Leistungs-Gegentaktoszillator mit der QQE 3/12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Problem Röhren-Spannungsversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Röhrenoszillatoren im Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mechanisches Wobbeln des Röhrenoszillators zur Bandstörung . . . . . . . . . . . . . . . .

66 68 71 72

High Energy Radio Frequency (HERF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetrons ....................................................... Magnetrons als (Zer-)Störsender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Impulsmodulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetron als leistungsstarker Mikrowellenpulser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Impulsmodulator mit Funkenstrecken als Hochspannungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . 6.4 Mikrowellen als Waffe für Polizei und Militär . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

74 74 79 81 84 84 86

7 7.1 7.2 7.3 7.4

88 88 89 90 93

Röhrenoszillatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Röhrenoszillatoren mit der ECC81 . . . . -. . transid . . . . . . . . . . .-. .dbw44820820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-64 - orderid - dbw44820820

6 6.1 6.2 6.3

Spezielle Störverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funkensender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rauschgeneratoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Intelligenter Störsender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PC gesteuerter Störsender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8 Messgeräte und Tipps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 8.1 Schaltungsaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

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8.2 Hf-Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Oszillograph . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 LCR-Messgerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Hochfrequenztastkopf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Prüflampe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 50-Ohm-Abschlusswiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Digitales Leistungsmessgerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Frequenzzähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Grid-Dip-Meter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Spektrumanalyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Breitbandempfänger (Scanner) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Stehwellenmessgerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Hochspannungstastkopf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5

Antennen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Frequenzbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Punkt- oder Bandstörung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Richt- oder Rundstrahler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Kombinierter Antennenbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Praxisbeispiele von Antennen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Duoband-Fahrzeugantenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Breitband-Disconeanenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Breitband-Richtantenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Monoband Quadantenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 GSM-Magnetfussantenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Breitband Hornantenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 GPS-Antenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

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10 Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 10.1 ISM-Frequenzbereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 10.2 Bezugsquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 10.3 Tabellen und Datenblätter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 db-Umrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Mikrowellenofen-Magnetron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 POS-Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 MAXIM VCO-Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 70 cm-Hybridmodul M67705M . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

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Einleitung

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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.

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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

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Einleitung

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, 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!

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!

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Die nachfolgenden Kapitel ermöglichen einen Einblick in die Technik, Einsatz und die

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Theoretische Grundlagen

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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.

Wie das nachfolgende Diagramm zeigt, nimmt die abgestrahlte Sendeleistung mit dem Abstand zur Sendeantenne sehr schnell ab!

2.1 Grundlegende Eigenschaften - orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 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.)

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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 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

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Grundlegende Eigenschaften

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.

tung 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 500 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! Drastischer werden die Unterschiede, wenn

zwischen einem der Sender und dem Emp- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 -

Die Freiraumdämpfung bewirkt, 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 Sendeleis-

fänger kein nennenswerter Abstand besteht. Das ist tägliche Praxis bei Anwendung der weitverbreiteten Kfz-Funkschlüssel. Erst unmittelbar am Fahrzeug wird der Funkschlüssel betätigt, der Abstand zum Fahr-

Abb. 2.2 Pegelvergleich 1

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Theoretische Grundlagen

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Abb. 2.3 Pegelvergleich 2

zeug 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.

20 dB Pegelabstand aus, liegt man auf der sicheren Seite. Leider ist das in der Praxis nicht immer erreichbar.

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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

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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.

Reflexionen und Mehrwegeempfang Speziell auf kurzen Wellenlängen (>30 MHz) wirkt sich noch ein weiterer Effekt

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Störprinzipien

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.

reichen 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 Höhrer 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.

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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 zahl-

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 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

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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 „Volksgemurmel-Schallplatten“ 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.

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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 zwischen zwei Eckfrequenzen hin- und herwandern. Die wirksame Störleistung wird dabei natürlich über einen weiten Frequenzbereich „gestreut“ und wirkt entsprechend schwächer. Wird ein

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Störprinzipien

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.

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.

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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 das Steueroszillators darf also nicht zu langsam sein. Andererseits gibt es Randeffekte, die

Intelligente Störverfahren Mit dem Einbau von Mikroprozessoren in die Funktechnik lassen sich wesentlich intelligentere Störverfahren realisieren. Sol-

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che 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.

(= 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 Sende-Empfänger (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 eindeutigen 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.

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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

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Störprinzipien

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.

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Störsender in der Praxis

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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.

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 letz- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 -

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

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ten Jahren ein wahrer Sturmlauf der Industrie anzusetzen. Zuverlässige Ausbreitung und Reichweite des 70 cm- und 13 cmISM-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-ISMBandes mit einem Breitbandempfänger (Modulationsart WFM!) längere Zeit beobachtet, findet hier zahlreiche zyklische Aussendungen unterschiedlichster Bandbreiten und Modulation. Unbeabsichtigte gegensei-

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Beispiele gezielt ausgeführter Funkstörungen

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- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Abb. 3.1 Drahtloser Funkschalter

tige 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. Kfz-Funkschlüssel und drahtlose Alarmanlagen stehen dabei im Mittelpunkt.

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 in-

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Störsender in der Praxis

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stallierter 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 unfangreiche Verkabelung spart, denn alle notwendigen Informationen werden ja über Funk übertragen. Doch auch genau das ist die größte Schwachstelle: Um eine solche Alarmanlage auszuschalten, genügt be-

reits ein handelsübliches LPD-Funkgerät, das im selben Frequenzbereich arbeitet und eine Sendeleistung von 10 mW hat. Nachdem die Arbeitsfrequenz der Alarmanlage durch Beobachtung (steht meist auch in den technischen Daten der Bedienungsanleitung) ermittelt wurde, wird das LPDHandfunkgerät 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.

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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. Abb. 3.2 LPD-Funkgerät

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Beispiele gezielt ausgeführter Funkstörungen

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! Beim Betätigen des drahtlosen Schlüssels wird wie im vorhergehenden Beispiel ein

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Abb. 3.3 SAT 1

Abb. 3.4 Kfz-Funkschlüssel

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Störsender in der Praxis

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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-ISM Band 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. 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.

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Abb. 3.5 Radar-Geschwindigkeitsüberwachung

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Beispiele gezielt ausgeführter Funkstörungen

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-ISMBand (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 ihren 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. Fazit: die Geschwindigkeitsmessung findet zwar statt, es werden aber keine Beweisbilder geschossen!

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Abb. 3.6 Kranfernsteuerung

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 Gerä-

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Störsender in der Praxis

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te sehr empfindlich auf Störträger. Ein weit verbreitetes Gerät arbeitet beispielwsweise 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. Den wenigsten Anwendern ist dabei bewusst, dass eine punktuelle Funkstörung ihre Datenstrecken lahmlegt und ihr Betrieb steht.

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. 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.

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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!

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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 Downund Uplinkfrequenz. In einem Frequenzbereich empfängt das Handy, auf dem anderen sendet es. Zu jedem Telefonkanal gehören deshalb zwei Frequenzen. Dass sowohl Handy, als auch Basisstation jeweils nur einen sog. Zeitschlitz auf den Funkfrequenzen für eine Funkverbindung

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Beispiele gezielt ausgeführter Funkstörungen

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 retten, ist der Gesprächspartner nicht mehr zu verstehen. Nach einer längeren Störungsdauer wird die

Verbindung vom Telefonsystem automatisch gelöst. Nebenstehendes Bild zeigt einen GSMStörsender, der in ein Handygehäuse eingebaut wurde und damit völlig unauffällig einsetzbar ist. 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 unmittelbarer Nähe. Bei einer Bandstörung im gesamten Uplink-

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Abb. 3.7 GSM-Funkverbindung

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Störsender in der Praxis

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- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Abb. 3.8 Störhandy

frequenzbereich fällt diese Basisstation praktisch aus (auch bei Betrieb über 3-Sektoren mit je einer eigenen Arbeitsfequenz). 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.

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Abb. 3.9 GSM-Basis-Station

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Beispiele gezielt ausgeführter Funkstörungen

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 Relais-Eingabefrequenz 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 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.

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Drahtlose Videoüberwachungsanlagen Videoüberwachungen sind als Sicherheitskomponenten in der heutigen Zeit nicht

Abb. 3.10 Funkrelais

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Störsender in der Praxis

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Abb. 3.11 Handfunkgerät

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 Video-Link-Sender erforderlich, denn viele Hersteller nutzen genau die gleichen vier Übertragungsfrequenzen, die an den Komponenten mit einem Schiebeschalter einstellbar sind. Es genügt also, den Video Sender 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.

haben Kriminelle leichtes Spiel. Sie könnten den Empfangsmonitor durch Überlagern mit einem Störsender „blenden“ und in diesem Zeitraum aktiv werden.

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Da solche Anlagen gerne zur Überwachung des Verkaufsraumes oder toter Winkel in unübersichtlichen Räumen genutzt werden,

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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 handelüblichen Videoempfänger (sog. Video-Link), der Betrieb ist auf einem der vier schaltbaren Übertragungskanälen möglich.

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.

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Beispiele gezielt ausgeführter Funkstörungen

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Abb. 3.12 ISM-Videosender

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

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Abb. 3.13 GPS-Störer

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Störsender in der Praxis

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Die Satelliten-Anzeige auf einem GPSHandempfänger (hier ein Garmin „etrex“) sieht wenige Sekunden nach dem Einschalten des Störsenders dann so aus:

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 „secuDat600“ ist dabei nicht wesentlich größer als eine Zigarettenschachtel.

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Nachfolgendes Bild zeigt das TEMPESTProblem. Das Monitorbild des Laptops wird vom darunterstehenden Fernsehempfänger empfangen und dargestellt. Das verwendete TV-Gerät war nicht einmal modifiziert! 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 Einführung des deutschen Mautsystems wurde die Manipulationssicherheit von GPS-Empfängern immer wieder diskutiert.

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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

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Beispiele gezielt ausgeführter Funkstörungen

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Abb. 3.15 TEMPEST-Effekt

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Abb. 3.16 Eskortenschutz durch Störsender (Quelle www.funkempfang.de)

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Störsender in der Praxis

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also die klassische Bandstörung erforderlich, entweder durch gewobbelte Störsender oder durch einen breitbandigen Rauschgenerator. Nachfolgende Grafik (Quelle „Radio-Scanner“) zeigt das Pegelschema eines solchen Szenarios: 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.

band zu empfangen. Der 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 KabelÜbergabepunkt 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.

- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 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 nutzten 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-Amateur-

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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

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Militärische Anwendungen

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Abb. 3.18 Schaltnetzteil

Abb. 3.19 Ferritabsorber

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 C64Heimcomputer 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.

Vermeindlich unsinnige Teile sollten nicht

entfernt werden. Die häufig verbauten - orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Ferritabsorber beugen Funkstörungen vor, leider liegen sie vielen Geräten nur als Bausatz bei und werden vom Kunden erst gar nicht angebracht.

3.3 Militärische Anwendungen Störsender Auf den Schlachtfeldern dieser Erde kam und kommt Störsendern eine ganz besondere Bedeutung zu. Dabei geht es nicht nur um den Sprechfunk der Truppe, sondern auch um die Beeinflussung funk- und radargeführter Waffensysteme. Das Grundproblem besteht wieder darin, den Störsender möglichst nahe an die gegnerischen Einrichtungen heranzubringen. Im Laufe der Jahre haben sich dafür zahlreiche Verfahren etabliert.

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Störsender in der Praxis

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– Mit mobilen Störsendern, die in Fahrzeuge, Container oder gepanzerten Fahrzeuge eingebaut werden. Der in einem Transportpanzer eingebaute Störsender33 „Hummel“ kann sogar direkt im Kampfbereich eingesetzt werden und soll gegnerischen Truppenfunk auf kurze Distanz stören. –

In Flugkörper eingebaute Störsender können direkt das gegnerische Gebiet überfliegen. Als Träger werden Flugzeuge, Drohnen oder Raketen genutzt. Für

zahlreiche Flugzeugtypen stehen „Störbehälter“ zur Verfügung, die bedarfsweise unter den Flügeln montiert werden und ein komplettes Störsystem beinhalten. Der „TSPJ“ (Tornado Self Protection Jammer) des Herstellers DASA ist ein frei programmierbarer Störund Täuschsender für das Waffensystem Tornado. Es wird direkt unter den Tragflächen der Jagdbomber montiert. Die Elektronik ist wegen der beengten Platzverhältnisse im Behälter wassergekühlt!

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Abb. 3.20 Störsender Hummel mit voll aufgebauter Antennenanlage (Werkbild AEGTelefunken)

Abb. 3.21 TSPJ-Behälter (Wehrtechnische Studiensammlung, Koblenz)

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Militärische Anwendungen

– Als „Verlustgerät“ aufgebaute Störsender können von Flugzeugen abgeworfen oder in Granaten verschossen werden. Im Feindgebiet angekommen, setzen sie sich selbst in Betrieb und können mit ihrer eingebauten Batterie über einen begrenzten Zeitraum arbeiten. Sie bleiben nach ihrem Einsatz als "Schrott" im Gelände zurück. In großer Anzahl ausgebracht, ist ihre Wirkung nicht zu unterschätzen

verfahren Stand der Technik. Durch ständigen Wechsel der Arbeitsfrequenz (bis zu 2000 Kanalwechsel pro Sekunde!) versucht man, auf den Frequenzbändern unentdeckt zu bleiben und Dauerstörern zu entkommen. Kein Wunder, dass die altbekannten SEM 35 der deutschen Streitkräfte heute auf Flohmärkten zu finden sind. Sie wurden längst durch wesentlich leistungsfähigere, aber auch komplexere Geräte ersetzt. Alleine die Ausbildung zur Bedienung eines Funkgerätes SEM 93 dauert mehrere Wochen! Der Frequenzsprungbetrieb („FSB“ oder „frequency hopping“) ermöglicht den Betrieb eines Funknetzes innerhalb eines festgelegten Frequenzbündels. Da alle Funkgeräte eines solchen Funknetzes immer zum gleichen Zeitpunkt auf die nächste, im Frequenzbündel festgelegte Frequenz springen müssen, sind für den sicheren Betriebsablaufes zwei Dinge sicher zu stellen:

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– Festlegung und Programmieren des Frequenzbündels in alle Funkgeräte des Funknetzes – Synchronisieren jedes Funkgerätes in den aktuellen Zyklus des Funknetzes Abb. 3.22 Am Fallschirm abgeworfener Kleinstörsender

Abwehrmaßnahmen Im Katz- und Mausspiel der elektronischen Kampfmaßnahmen wurden natürlich auch entsprechende Abwehrmaßnahmen entwickelt. Bei modernen Truppenfunkgeräten sind daher Geräte mit intelligenten Funk-

Das Aufsynchronisieren eines Funkgerätes kann in einem gestörten Funksystem durchaus zum Problem werden. Somit schaltet das Gerät zwar alle Frequenzen des programmierten Frequenzbündels zyklisch durch, ist nie auf der aktuellen Frequenz. Damit ist weder Empfang und Sendung möglich! Um dieses grundsätzliche Problem zu lösen, strahlen manche Funknetze regelmäßig entsprechende Synchronsignale

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Störsender in der Praxis

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- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Abb. 3.23 Das SEM 93 ist ein hochkomplexes Funksystem zur Sprach- und Datenübertra-

gung

aus. Andere Funksysteme nutzen zum Synchronisieren die Zeitsignale des GPS-Systems, was pro Funkgerät einen zusätzlichen GPS-Empfänger erforderlich macht.

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Nicht zuletzt deswegen haben alle modernen Funkgeräte auch die Möglichkeit, im konventionellen Festkanalbetrieb zu arbeiten.

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Oszillatoren

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.

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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.

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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

POS-Module Die amerikanische Firma Mini-Circuits liefert eine ganze Typenreihe ihrer VCOModule 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

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Halbleiterschaltungen

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Abb. 4.1 POS-Module

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Abb. 4.2 POS-Innenansicht

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Oszillatoren

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. Die grundsätzliche Anschaltung aller POSModule erfolgt nach folgendem Schema (siehe unten): 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 Lochraster-Experimentierplatine. Alle POSModule 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 über- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 schritten werden, andernfalls verabschiedet sich das teure Bauteil geräuschlos. Die

Abb. 4.3 POS-Anschluss

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Halbleiterschaltungen

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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 der Versorgungsspannung sorgen also für gehörige Frequenzabweichungen. Ein direkter Betrieb an der Bordspannung des Kraftfahr-

zeugs ist damit schon ausgeschlossen, denn hier treten Spanungsschwankungen bis zu 2 Volt auf.

Abb. 4.4 POS-Platine

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Abb. 4.5 MAXIM-Platine

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Oszillatoren

Über die Ausgangsimpedanz der POSModule 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.

VCO-Module von MAXIM VCO-Module werden heute auch als integrierte Schaltkreise angeboten. Die Beschaltung beschränkt sich auf die Stromversorgung und die VCO-Steuerspannung. Als Beispiele seien hier die vollintegrierten VCO-Module der Firma MAXIM angeführt, die für zahlreiche Frequenzbereiche erhältlich sind.

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 VCO-Schaltkreises der Fa.MAXIM. 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 POSModulen.

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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

Stromversorgung von 3-Volt-Schaltkreisen Die Erzeugung der erforderlichen 3-VoltSpannung ist mit herkömmlichen Bausteinen (etwa 78xx-Serie) nicht möglich. Mittlerweile sind aber auch zahlreiche Spezial-

Abb. 4.6 MAXIM-Bausteine

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Halbleiterschaltungen

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Abb. 4.7 3-V-Regler-Schaltung

ICs für diesen Zweck auf dem Markt. So beispielsweise der LD-1117V30 (ConradBest-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. MAXIM-VCO versorgt, ist das freilich nicht nötig (es benötigt nur 10 mA).

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!

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Abb. 4.8 3-V-Regler

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Steuergeneratoren

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 VDC). Dann mit einem Spektrumanalyzer oder einem (pegelanzeigendem) Frequenzzähler den Oszillatorschaltkreis eingrenzen und den geeigneten Auskoppelpunkt suchen.

Im nachfolgendem Bild sind zwei ausgeschlachtete Empfangstuner unterschiedlicher Hersteller abgebildet.

4.2 Steuergeneratoren Diskrete Steuergeneratoren Manuelle Abstimmung Möchte man jetzt eine 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

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Abb. 4.9 Ausgebaute Empfangstuner

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Halbleiterschaltungen

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abgreifen, das ist für fast alle POS-Module der komplette Abstimmbereich (außer POS 25 und POS 50, siehe Datenblatt).

Abb. 4.10 Poti-Schaltung

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

- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 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 feinfüh-

Abb. 4.11 Poti

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Abb. 4.12 UKW-Handsender

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Steuergeneratoren

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 VCO-Steuerspannung bestimmt die Position, der Hub die Größe des Fensters und damit den überstrichenen Störfrequenzbereich.

- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Abb. 4.13 Kurvenparameter

Abb. 4.14 XR2206-Sägezahnoszillator

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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. Das IC benötigt daher nur wenige externe Komponenten und ist in einem großen Spannungsbereich einsetzbar. Nachfolgende Schaltung ermöglicht die direkte Ansteuerung eines POS-Moduls.

nung 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 XR2206 mit großer Signalamplitude (ca. 15 Vss), das POS-Modul wird beinahe über seinen gesamten Frequenzbereich ausgesteuert. Soll nur ein kleinerer Hf-Frequenzbereich

vom POS-Modul überstrichen werden, wird - orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Die Schaltung arbeitet mit 24 Volt. Über drei Potentiometer können Wobbelfrequenz, Hub und Lage der Dreieckschwingungen eingestellt werden. Bei einer Betriebsspan-

die VCO-Signalamplitude verkleinert, mit dem Lage-Potentiometer der Frequenzbereich eingestellt. Nachfolgend das Oszillogramm einer schmalbandigen Einstellung,

Abb. 4.15 Maximale Amplitude

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Steuergeneratoren

mit einem Hub von 1,5 Vs der einer VCOGrundspannung von 15 Volt überlagert ist. Bei dieser Einstellung wird mit einem POS1060 Modul ungefähr der (Downlink)GSM-Frequenzbereich überstrichen. (Abb. 4.16)

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)

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Abb. 4.16 Kleine Amplitude

Abb. 4.17 Teilweise übersteuert

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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 Tuner-Oszillators (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 wie beim XR2206. Das Trimmpotentiometer verändert den Ladestrom des Kondensators und wird auf bestmögliche Linearität der erzeugten Sägezahnkurve abgeglichen. 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 XR2206-Steuergenerator angesteuert werden. (Abb. 4.20)

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Abb. 4.18 Spannungswandler

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Der Kippschalter ermöglicht zudem die Umschaltung auf manuelle Frequenzeinstellung über das Potentiometer. Ob das Störsignal über zwei getrennte Antennen oder mittels Hybridkoppler über eine

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Steuergeneratoren

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Abb. 4.19 Steuergenerator mit NE 555

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Abb. 4.20 Störsender

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gemeinsame Antenne abgestrahlt wird, hängt von den Einsatzbedingungen ab. In diesem Fall wurden zwei Signalausgänge eingebaut.

Intelligente Steueroszillatoren 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 Soft-

warekommandos beliebig programmiert werden kann, lassen sich unterschiedlichste Anforderungen erfüllen. Beispielsweise das Wobbeln eines Frequenzbereiches in mehreren (nicht direkt zusammenhängenden) Bandsegmenten, mit nur einem POSModul: 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 je-

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Abb. 4.21 C-Control

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weils 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 Conrad-Elektronik 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-Steuerspannung muss über einen entsprechenden Verstärkerbaustein allerdings noch an die erforderliche VCO-Steuerspannung desjeweiligen Oszillators angepasst und über einen Integrator „verschliffen“ werden.

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 Breitbandigkeit 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).

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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.

Die erforderliche Beschaltung eines MMICSchaltkreises 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

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Punkt bezeichnet (der weitverbreitete MAR 8 hat dagegen den Eingangspin mit einem Punkt bezeichnet!).

Abb. 4.23 MSA 1104

Abb. 4.22 MSA 1104

Der Vorwiderstand R zur Ruhestromeinstellung berechnet sich nach der Formel: R = (Ub – Ud) / Id

- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 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 und ihrer Ausgangsleistung. 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 Hf-Gesichtspunkten (große Masseflächen, kurze Anschlüsse der Bauteile, SDM-Kondensatoren, Ferritdrosseln) realisiert werden.

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Bei einer Versorgungsspannung von 12 Volt und einem gewünschten Betriebsstrom von 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.

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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 Wäremabfuhr 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 FerritkernBreitbanddrossel VK200 oder einige Ferritperlen (über die Beinchen des Vorwider-

standes 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 Frequenzbandbrei-

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Abb. 4.24 Resonanzkopplung

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Halbleiterschaltungen

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te 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 (Seite 53) zeigt einen BLY88CEndstufentransistor mit zahlreichen Spulen und Trimmkondensatoren zur (frequenzabhängigen) Leistungsanpassung.

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

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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 Span-

Abb. 4.25 Resonanzkreis

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Hf-Verstärkerstufen

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- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Abb. 4.26 70 cm – Hybrid

Abb. 4.27 M67705M-Beschaltung

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nungs-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. 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 S10Handy von Siemens ausbauen.

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. Nachfolgendes Abb. 4.30 zeigt den ausgebauten und geöffnetem Hybridbaustein (schwarze Plastikkappe abgenommen). Der Baustein besitzt vier Anschlüsse: Hf-

Eingang, Steuerspannung zur Leistungsein- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 stellung, 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 AusgangsVSWR sind. Bei Versuchen ist entweder eine (halbwegs) resonante Antenne oder besser ein 50 Ohm-Abschlusswiderstand aufzustecken! Andernfalls droht Zerstörung der Endverstärkerstufe.

Abb. 4.28 S10-Handy (Siemens)

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- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Abb. 4.29 S10-Handy innen

Abb. 4.30 GSM-Hybrid

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Halbleiterschaltungen

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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.

- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 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,

Abb. 4.32 Praktischer Aufbau

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Hf-Verstärkerstufen

er kann aus 3 Kohleschicht (besser SMD-) Widerständen problemlos aufgebaut werden. Als Sendeantenne eignet sich jede kommerzielle GSM-Antenne, wie sie als Handy-Zubehör gehandelt werden.

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 Ein-

satzzweck 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 Kabelfernsehver-

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Abb. 4.33 Kabelverstärker

Abb. 4.34 Einkoppelweiche

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stärkern 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). Sollen Sat-Verstärker für solche Zwecke eingesetzt werden, ist eine Einkoppelweiche erforderlich.

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 drin-

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Abb. 4.35 ATV-Sender

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Fertige Sendemodule

gend 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. 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 ISM-Band. 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.

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Störsender mit Röhren5 oszillatoren 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 be-

achten 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 nachfolgendem Bild.

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Abb. 5.1 ECC81-Röhren

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Erfahrungsgemäß sind die meisten Ausschlachtröhren aber noch in Ordnung und lassen sich in Oszillator-Schaltungen verwenden. Die nachfolgende Schaltung ist be-

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Röhrenoszillator mit ECC81

währt 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 an, die volle Leistungsfähigkeit der Röhren wird wegen der einfachen

Ansteuerung allerdings nicht ausgeschöpft. 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 Schal-

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Abb. 5.2 Gegentaktoszillator

Abb. 5.3 ECC81

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Störsender mit Röhrenoszillatoren

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tung 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 recht leistungsstark. Den Schwingkreis sollte man aus versilberten 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.

5.2 Leistungs-Gegentaktoszillator mit QQE 3/12 Eine 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 ECC81 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

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Abb. 5.4 Praktischer Aufbau des Oszillators

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Leistungs-Gegentaktoszillator

der angegebenen Gegentaktschaltung mehrere Watt an Hf-Leistung (abhängig von der Anodenspannung).

Abb. 5.5 Senderöhre QQE 3/12

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 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

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Abb. 5.6 Röhrenoszillator mit der QQE 3/12

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Störsender mit Röhrenoszillatoren

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100 MHz) mit der mittig angelöteten FerritBreitbanddrossel (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.

5.3 Problem RöhrenSpannungsversorgung 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

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Abb. 5.7 Gegentaktoszillator

Abb. 5.8 QQE03/12

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Problem Röhren-Spannungsversorgung

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, ihren Kosten überschreiten 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 ausreicht.

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 ei-

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Abb. 5.9 Netztrafo für Röhrenschaltungen

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- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Abb. 5.10 Röhrennetzteil

Abb. 5.11 Integrierter Spannungsregler VB 408

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Der Röhrenoszillator in Betrieb

ne Heizspannung von ca. 6 Volt Wechselspannung gewonnen.

abfuhr des Regel-ICs ist zu achten (Kühlkörper mit Wärmeleitpaste)!

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 Wärme-

Auf einer Platine kann man sich die Schaltung sehr kompakt zusammenbauen, im Vordergrund der Siebkondensator, der an einem eigenen Haltewinkel befestigt ist.

5.4 Der Röhrenoszillator in Betrieb Die Ausgangsleistung von Röhrenoszillatoren ist direkt abhängig von der Anodenspannung und lässt sich über den Span-

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Abb. 5.12 Integrierter Spannungsregler VB 408

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nungsregler 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.

5.5 Mechanisches Wobbeln des Röhrenoszillators zur Bandstörung:

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 3Watt-Glühbirne (6 Volt) verbunden, die hell aufleuchtet. Bei weiterer Annäherung brennt die Glühbirne durch!

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 techni-

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Abb. 5.13 Leistungsauskopplung

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Mechanisches Wobbeln des Röhrenoszillators

schen 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.

zänderung, 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 Wobbelfrequenz (= Modulationsfrequenz) hörbar beeinflußt.

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 Frequen-

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.

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Abb. 5.14 Mechanische Wobbeleinrichtung

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High Energy Radio Frequency (HERF)

High Energy Radio 6 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. Radar-Magnetrons werden bei Anodenspannungen von bis zu 50 kV mit Pulsströmen (Dauer 1–5 µs) von über 100 A beaufschlagt.

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

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Das im nachfolgend gezeigten Ofen verbaute Magnetron ist ein 2M253K von Hitachi,

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Magnetrons

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! 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)

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Abb. 6.2 Mikrowellenofen

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High Energy Radio Frequency (HERF)

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Abb. 6.3 Magnetron eines Mikrowellenofens

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

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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 Typen 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).

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Magnetrons

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- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Abb. 6.4 Magnetron aus Radaranlage (MC101F)

Abb. 6.5 Schaltbild Mikrowellenofen

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High Energy Radio Frequency (HERF)

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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.

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Abb. 6.6 HV-Trafo

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Magnetrons als (Zer-)Störsender

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 %) – 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.

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.

6.2 Magnetrons als (Zer-)Störsender?

Nicht nur das Magnetron selbst, sondern auch sein Netzteil mit mehreren tausend Volt Betriebsspannung sind in unkundigen Händen gefährliche Werkzeuge!

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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

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 Strahlungsleisung wirksam. Das entspricht über 6 kW ERP am Antennenausgang! Diese Überlegungen haben bereits einige Bastler auf originelle, aber auch gefährliche

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Abb. 6.7 Dosenstrahler

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- oder Holzteile gehen im unmittelbaren Strahlungsbereich der Hornantenne in Flammen auf, in zahlreichen Versuchen wurden PCs noch aus großer Entfernung zum Absturz gebracht. Abb. 6.8 HERF

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Impulsmodulation

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

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 gestrichene Linie ist die Dauerleistung der Röhre, die gepunktet gezeichneten Impulse ergeben über die Zeit integriert die

- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 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

Abb. 6.9 Pulsbetrieb

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gleiche Leistung (oder mathematisch ausgedrückt: die von den Kurven eingeschlossene Fläche muss in beiden Fällen gleich sein). Verringert man die Pulsbreite immer weiter, lassen sich immer größere Pulsleitungen 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.

(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 Spannungsim-

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Schaltungstechnisch kann Impulsmodulation an Oszillatoren unterschiedlich realisiert werden. Im nachfolgenden Prinzipschaltbild

Abb. 6.10 Impulsleistung

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Impulsmodulation

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Abb. 6.11 FUG 200-Funkmessgerät

Abb. 6.12 Laufzeitkette

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High Energy Radio Frequency (HERF)

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pulses 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 ge- und entladen. Das Prinzipschaltbild (Abb. 6.12) zeigt die Komponenten einer Laufzeitkette, bei jedem Schließen der Gastriode entlädt sich die gesamte in der Laufzeitkette gespeicherte Energie über den Impulstrafo. Magnetron als leistungsstarker Mikrowellenpulser Mit Magnetrons können prinzipiell leistungsstarke Mikrowellenpulser aufgebaut werden, dazu müssen hohe Anodenspannungen an das Magnetron angelegt werden. Als 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)

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.

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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

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Der Oszillator (NE555) schaltet über den Transistor eine handelsübliche Kfz-Zündspule, die entstehende Hochspannung am Spulenausgang wird durch die Diode (D) gleichgerichtet und speist einen sog. MarxGenerator. 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

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Impulsmodulation

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Abb. 6.13 Impulsmodulator

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Abb. 6.14 Vierstufiger Marxgenerator

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High Energy Radio Frequency (HERF)

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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 maximal 7 kV.

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.

- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 6.4 Mikrowellen als -

Mit größeren Kapazitätswerten oder Kaskadierung weiterer Entladungsstufen lässt sich die Pulsenergie natürlich weiter steigern. Die Hochspannungsimpulse einer KfzZündspule 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).

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Waffe für Polizei und Militär? Kein Wunder, dass sich Wissenschaftler seit vielen Jahren intensiv mit den veschiedensten 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.

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Mikrowellen als Waffe für Polizei und Militär?

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 elektomagnetische Feld induziert hohe Spannungen und Ströme innerhalb der Motorelektronik 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.

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Spezielle Störverfahren

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Spezielle Störverfahren

7.1 Funkensender Wird ein elektrischer Stromkreis geschaltet, entstehen Schaltfunken die sehr oberwellenhaltig sind. In den Anfangsjahren der Funtechnik 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. Das Prinzip lässt sich mit einer Experimen-

tierschaltung -gut nachvollziehen. Eine -ge- orderid - dbw44820820 - transid dbw44820820

Abb. 7.1 Funkensender

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wöhnliche Haushaltsklingel (mit Unterbrecherkontakt) erzeugt beim Betätigen einen deutlich sichtbaren Schaltfunken an ihrem Schaltkontakt. Anstelle der Klingel lässt

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Rauschgeneratoren

sich übrigens auch ein kleiner Gleichstrommotor verwenden. Im Stromkreis, bestehend aus Hf-Spule und Batterie entsteht ein reichhaltiges Gemisch von Oberwellen, über den induktiv gekoppelten Resonanzkreis lässt sich die gewünschte Frequenz herausfiltern und mit einer Antenne abstrahlen.

plitudenstörungen resistenten) Frequenzmodulation im Rundfunk hat sich das Problem zumindest in diesem Frequenzbereich weitgehend erledigt.

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 UKWRundfunkbereich 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.

Hf-Rauschgeneratoren lassen sich mit einfachen Schaltungen realisieren. Genaugenommen 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.

7.2 Rauschgeneratoren

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Besonders amplitudenmodulierte Sendungen lassen sich durch Schaltfunken wirksam stören. Damit sind neben Lang-, Mittelund Kurzwellenempfängern auch der Bildträger unseres terrestrischen Fernsehens betroffen. Mit der Einführung der (gegen Am-

Abb. 7.2 Schaltbild Rauschgenerator

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Spezielle Störverfahren

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

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 Verfahren 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 „Mini-Störsystem“ nur immer ein Nutzsignal „bekämpfen“. Dennoch wird das Prinzip eines intelligenten Verfahrens deutlich.

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Abb. 7.3 Vakuum-Rauschdiode K81 A

Es gibt zahlreiche Abhörverfahren, die mit Hilfe gewöhnlicher Stromleitungen arbeiten. Bei den Geräten handelt es sich genaugenommen um Langwellen-Sender, die ihr Hf-Signal direkt auf die Netzleitung auskoppeln (bekanntes Beispiel sind Haussprechanlagen, die über Netzleitungen kommunizieren).

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Möglich wird ein intelligenter Störsender durch die Fähigkeiten moderner Frequenzzähler, die Frequenz eines starken Emp-

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Intelligenter Störsender

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- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Abb. 7.4 Netzleitungs-Sprechanlage

fangssignals 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 COMBuchse ausgegeben. Frequenzzähler mit diesem nützlichen Extra lassen sich also direkt an ein Funkgerät der Firma ICOM anschliessen, vorausgesetzt dieses ist mit einer CI-5 kompatiblen Datenschnittstelle ausgerüstet.

Modifikation des Zählers für einen Störeinsatz Für die schnelle und korrekte Abstimmung des Funkgerätes auf die Trägerfrequenz ist

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Spezielle Störverfahren

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- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Abb. 7.5 CI-5-Datenschnittstelle

Abb. 7.6 Prinzipschaltbild

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PC-gesteuerter Störsender

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 keinen 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.

- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 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.

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Messgeräte und Tipps

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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.

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 Bautei- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 -

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,

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le. 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 SMDVersion 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 Mikrocontroller 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

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Hf-Messtechnik

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- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Abb. 8.1 Platinen

nichts, wie soll denn sonst die Ausgangsleistung oder die Arbeitsfrequenz des gerade gebauten Oszillators ermittelt werden.

Oszillograph Wertung: Grundausstattung 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!

Abb. 8.2 Oszillograph

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Messgeräte und Tipps

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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

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.

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Abb. 8.3 LC-Meter

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Hf-Messtechnik

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Abb. 8.4 Schaltung Tastkopf

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 HfSpannungen bis über 500 MHz.

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Abb. 8.5 Tastkopf

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Messgeräte und Tipps

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Prüflampe Wertung: empfehlenswert Stärkere Röhrenoszillatoren ermöglichen es auch, Prüflampen an einer Windung (versilberten) Kupferdrahtes als relative Leistungsanzeige zu nutzen. Die induzierte HfLeistung 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 3Watt Glühbirne voll zum Leuchten ge-

bracht, 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!

50 Ohm-Abschlusswiderstände (Dummy) Wertung: unbedingt nötig! Sobald etwas höhere Hf-Leistungen erzeugt werden (beispielsweise mit Hybridmodulen oder konventionellen Endstufen, müssen diese am Antennenausgang mit einem 50-Ohm-Abschlusswiderstand versehen werden. Offene oder impedanzmäßig abweichend abgeschlossene Ausgänge reflektie-

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Abb. 8.6 Prüflampe

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Hf-Messtechnik

ren die Hf-Leistung und führen zu übermäßiger Belastung der Endstufe, ehe man sich versieht, ist diese dann durchgebrannt! Hf-Abschlusswiderstände gibt es für alle HfLeistungen, 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 improvi-

sieren, die möglichst koaxial um den Stecker herum aufgelötet werden sollten. Ihr Gesamtwiderstand muß 50 Ohm sein, eine zusätzliche Germianiumdiode 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.

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Abb. 5.13 Abschlusswiderstände

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Messgeräte und Tipps

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

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…

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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

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Abb. 8.9 PWRM2

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 Verstärkerstufe auch funktioniert oder nicht.

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Hf-Messtechnik

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 BNC-Stecker 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.

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 UHFBereich gebaut, die bis über 500 MHz und digitaler Frequenzanzeige arbeiten.

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Abb. 8.10 Frequenzzähler

Grid-Dip-Meter Wertung: Eingeschränkt empfehlenswert! Der Klassiker unter den Amateurfunk-

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 die Anwendungsmöglichkeiten eines Analysators deutlich an (Vierpolmessungen an Antennen, Filtern dgl.). Parallel

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Messgeräte und Tipps

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Abb. 8.11 Dipper

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Abb. 8.12 Spektrumanalysator

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Hf-Messtechnik

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. 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. Unten stehendes Bild zeigt den UKWRundfunkbereich 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 Demodulationsarten AM, FM und WFM sollte unbedingt geachtet werden, nur dann

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Abb. 8.13 Spektrum des UKW-Rundfunkbandes

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Messgeräte und Tipps

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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. 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 VCO-Module liefern einen Pegel von maximal +10 dBm und bringen eine preiswerte

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Abb. 8.14 Hand-Scanner

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Hf-Messtechnik

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Abb. 8.15 Stationsscanner

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Abb. 8.16 SWR-Meter

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Messgeräte und Tipps

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SWR-Messbrücke nicht in Bewegung. Sehr empfehlenswert sind Kreuzzeigerinstrumente mit gleichzeitiger Anzeige der vorund rücklaufenden Hf-Leistung (siehe Bild).

Hochspannungstastkopf Wertung: zur Hochspannungsmessung unumgänglich Zur Messung hoher Spannungen wie sie beispielsweise bei Ladekondensatoren von Impulsmodulatoren auftreten, ist ein Hoch-

spannungstastkopf 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!

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Abb. 8.17 HV-Tastkopf

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Praxisbeispiele von 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 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 Verhältniss 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.

- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 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 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 venünftig 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 POSModulen und einem Relativ-Feldstärkeanzeiger (Pegelanzeige am Frequenzzähler) lassen sich interessante Versuche machen. Dreht man die Frequenz am POS-Modul durch, wird man unterschiedliche Pegel am Frequenzzähler erkennen. Diese hängen

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Antennen

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unittelbar 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 überhalb 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 cmFunkbereich. 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.

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Abb. 9.1 VSWR-Verlauf

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Praxisbeispiele von 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.

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.

9.3 Richt- oder Rundstrahler

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.

9.4 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.

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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

9.5 Praxisbeispiele von Antennen

Breitband Disconeantenne Die Discone-Breitbandantenne arbeitet in einem weiten Frequenzbereich, ist aber mechanisch aufwendig und empfindlich. Sie arbeitet rundstrahlend und nahezu ohne An-

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Antennen

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- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Abb. 9.2 Glas-Klebeantenne

Abb. 9.3 Disconeantenne

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Praxisbeispiele von Antennen

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Abb. 9.4 LPDA

- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 tennengewinn. 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.

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 Kunststoff-Dachboxen (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“)

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 meh-

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Antennen

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Abb. 9.5 Antennen-Box

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Abb. 9.6 Eigenbau-Quadantenne

rere Systeme kombinieren (Doppel- und Vierfachquadantennen).

GSM-Magnetfussantenne Handelsübliche GSM-Antennen für Mobilfunkzwecke sind fest auf das GSM-Band abgestimmt und eignen sich gut für Stör-

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zwecke. Nachfolgendes Bild zeigt eine Magnetfussantenne, 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.

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Praxisbeispiele von Antennen

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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-Hornan-

tenne eines Radar-Bewegungsmelders, als Oszillator dient in diesem Fall eine GunnDiode (schmaler Stift in der Mitte des Strahlers). Hornantennen ähneln gewöhnlichen Lautsprechertrichter und das ist kein Zufall. Die jeweilige Wellenlänge (von der die Abmessungen des Strahlers abhängen) errechnet sich nach der Formel: Wellenlänge = Ausbreitungsgeschwindigkeit/Frequenz

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Abb. 9.8 Hornantenne

Abb. 9.9 Piezo-Hochtonlautsprecher, links daneben eine Mikrowellenhornantenne

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Praxisbeispiele von Antennen

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- orderid - dbw44820820 - transid - dbw44820820 Abb. 9.10 Hornantenne im Einsatz

Abb. 9.11 GPS-Antenne

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Antennen

Da die Ausbreitungsgeschwindigkeiten für

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Hochfrequenz Schall

300 000 km/s 331 m/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

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 GPS-Sendeantennen! Abb. 9.11 zeigt eine passive (d. h. ohne Verstärker arbeitende) GPS-Empfangsantenne, die sich auch als Sendeantenne für Störzwecke einsetzen lässt. Sie stammt aus der Luftfahrt und eignet sich zum direkten Einbau in Tragflächen.

Abb. 9.10 zeigt eine Hornantenne, die direkt auf einem Hohlleiter angeflanscht und provisorisch an einem Geländer befestigt ist.

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Datenblätter

Anhang

10.1 ISM-Frequenzbereiche: Zahlreiche Drahtlos-Anwendungen arbeiten auf den allgemein freigegebenen ISM (Industrial / Scientific / Medical)-Frequenzbändern, sonst bräuchte man für jedes HfGerät eine kostenpflichtige Einzelzulassung der zuständigen Behörde! Um allen physikalischen Anforderungen gerecht zu werden, gibt es gleich eine ganze Reihe von ISM-Bändern in den verschiedensten Frequenzbereichen. Hier einige ISM-Bänder mit typischen Anwendungen.

10 – LPD-Handfunkgeräte – Babyfon – Fernsteuerungen – Alarmanlagen 868 bis 870 MHz (SRD-Band) – Fernsteuerungen – Datenübertragung 2400 bis 2500 MHz (13cm ISM-Band) – Datenübertragung – wlan – Videokameras und -Übertragungen – bluetooth – Mikrowellenöfen

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26957 bis 27283 kHz – Fernsteuerungen – Funktasturen/Funkmäuse – Medizinische Geräte (Wärmetherapie) – Industriegeräte (Hf-Schweissgeräte) – Babyfone – CB-Funk

5725 bis 5875 MHz – wlan

40.66 bis 40.70 MHz – Garagentoröffner – Fernsteuerungen – Personenrufanlagen

POS-Module, Hf-Bauteile, Funkamateur-Leserservice Berliner Str. 69, 13189 Berlin Tel. 08 00/7 37 38 00 (gebührenfrei)

433,05 bis 434,79 MHz (70 cm ISM-Band) – drahtlose Autoschlüssel – Wetterstationen – Funkkopfhörer,

MMIC, Hybridmodule Giga-Tech, Karl & Jan Himmler Friedrichstr. 8a, 68542 Heddesheim Tel. 0 62 03/4 41 42

10.2 Bezugsquellen:

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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

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

„Störsender der DDR gegen den RIAS“ (Filmbeitrag, Bilder und Audiofiles) www.radio-nostalgie.de

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Sachverzeichnis

Sachverzeichnis

A 3dB-Abschwächer 60 Abfragestation 20 abgeschirmte Räume 30 Abschlusswiderstände 98 Abstimmempfindlichkeit 42 ACECO 91 ALE 18 Antennen 107 Antennen-Breitbandverstärker 61 Auslösesignal 25 Automatic Link Establishing 19 Automatische Gesprächsannahme 27

D D/A-Wandler 53 Dämpfungsfaktor 101 Datenapplikationen 63 Datentelegramm 24 Demodulationsarten 102 digitale Frequenzsynthese 39 Dipper 101 Disconeantenne 109 Doppeltretrode 66 Doppeltriode 65 Dosenstrahler 79, 86 Downlinkfrequenz 27 Drahtlose Videoüberwachungsanlagen 29 Dual-Band Chips 18

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B Balun 108 Bandstörer 16 Basisstation 26 Begleitfahrzeug 34 Blindröhren 73 Bluetooth 63 BLY88C 56 Bussysteme 94 C C-Control 53 CD-Spindel 111 CI-5 17 CI-5 91 COM-Buchse 91 Continous Wave 74

E ECC 81 64 Effektivwert 106 Eintakt-Verdopplerschaltung 78 elektronischen "Fingerabdrücke" 20 Emissionsverlust 64 Empfangsantennen 116 Empfangstuner 44 ERP 79 etrex 32 F Fading 16 Fahrerlose Transportsysteme 26 FCG 86 Feldstärkeanzeigen 104 Feldstärkeverlauf 12

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Sachverzeichnis

ferngesteuerte Bomben 32 Fernsteuerfrequenz 32 Ferritdrosseln 54 Ferritperlen 58 Ferrit-Ringkerne 73 Flux Compression Generator 86 Freiraumdämpfung 13 Frequenzsprungverfahren 18 Frequenzvariation 39 Frequenzzähler 100 FTS 26 Funkalarmanlage 21 Funkensender 88 Funkenstrecken 84 Funkfelddämpfung 87 Funkfenster 17 Funkmessgeräten 82 Funkrelais 29 Funktelefone 26

H Handys 26 Haussprechanlagen 90 Heizfaden 64 HERF-Anwendungen 79 Hf-Energieverteilung 47 Hf-Rauschgeneratoren 89 Hf-Summenleistung 98 HM 5006 103 Hochfrequenztastkopf 96 Hochspannungstastkopf 106 Hohlraum-Oszillatorsystem 78 Hohlraumresonator 86 Hornantennen 86, 113 HV-Tastkopfes 106 Hybridkoppler 56 Hybridmodule 56

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G galvanische Netztrennung 69 Gastriode 82, 84 Gegengewicht 107 Gegentaktoszillators 64 Germaniumdioden 96 Geschwindigkeitsüberwachung 25 Glasklebe-Antenne 109 GPS-Antennen 116 GPS-Satelliten 30 GPS-Satellitennavigationsempfänger 30 GPS-Sendeantennen 116 GPS-Störer 31 Grid-Dip-Meter 101 GSM-Antenne 61, 112 GSM-Funktelefonnetzen 26 GSM-Störsender 27 Gunn 113

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I2C-Bus 17 ICOM 91 Impulsmodulation 79, 81 Impulsröhre 82 Impulstransformator 82 Indikator-Glühlampe 98 Industrie-Fernsteuerungen 25 Integrator 53 integrierten Empfangsverstärker 116 Intelligente Störverfahren 17 intelligenter Störsender 90 Interferenzpfeifen 16 ISM-Band 63 ISM-Frequenzbereiche 20 K Kabelfernsehen 34, 61 Kabel-Übergabepunkt 34 Kamera 30 Kanalwechsel 27 Kapazitätsdioden- 45

Goerrisch-Stoersender.QXD

04.08.2006

11:11 Uhr

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Sachverzeichnis

Kfz-Betrieb 54 Kfz-Funkschlüssel 23 Kfz-Zündspulen 84 Kreuzzeigerinstrumente 106 Kunststoff-Dachboxen 111 Kupferfolien 94 L Langwellen-Sender 90 Laufzeitketten 82 LCR-Messgerät 96 LD-1117V30 44 Leistungsmessgeräte 100 Leuchtstoffröhren 78 Logarithmisch Periodisch Dipol Antenne 111 LPDA 109 Luftdichte 82

Nothalt 26 O Oberwellen 101 Oberwellenspektrum 88 optoelectronics 91 Oszillograph 95 P Patch-Antenne 31 Pendelempfänger 20 PL 519 83 PLL 46 POS-Module 39 Präzisionspotenziometer 46 Prüflampe 98 Pulsenergie 86 Pulsleistung 81 Pulsweitenmodulation 35 Punktstörung 15

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M M67705M 56 Manuelle Abstimmung 45 Marx-Generator 84 Maschinensender 88 Masseflächen 54 Mautsystem 31 MAX2622 43 MAX2623 43 MAX2634 43 MC101F 76 MC34063A 50 Messempfänger 103 Mikrowellenpulser 84 MMIC-Breitbandverstärker 53 Monoband Quadantenne 111 Monobandantennen 108 MSA 1104 53 N NE555 50 Netzgeräte und Computer 34

Q QQE 3/12 66 QQE 3/20 67 QQE 4/20 67 R R5 104 Radar-Magnetrons 74 Rauschgeneratoren 17 reaction tune 91 Reflexionen und Mehrwegeempfang 14 Regelkreis 46 Relaisablage 31 Relais-Ausgabefrequenz 31 Relais-Eingabefrequenz 31 Resonanzfrequenz 108 Resonanzgekoppelte Verstärker 55 RFID 18 RFID-Störer 18

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Goerrisch-Stoersender.QXD

04.08.2006

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Sachverzeichnis

RIAS-Berlin 10 Richtantenne 109 Ruhestrom 54 S S10-Handy 58 Scanner 103 Schlagweite 84 Schutz vor ferngesteuerten Bomben 32 Schwingungspaket 81 Selbsterklärung 35 Sicherheitsfernsteuerungen 25 SMD 43 Spannungsüberschläge 82 Spektrumanalyzer 101 Spread Spectrum-Technik 15 Stationsgeräte 104 stehenden Wellenfeldes 14 Stehwellenmessgeräte 104 steile Schaltflanken 35 StepUp-Spannungswandler 50 Steuergenerator 48 Störleistungsdichte 17 Störsender 34, 18 Summenleistung 99 Summenspannung 84

TV-Zeilentrafos 84 U Überspannungsstoss 79 Übertemperaturschalter 75 UKW-Prüfsender 46 Uplinkfrequenzbereich 27 V Vakuum 64 Vakuum-Rauschdiode 90 VCO 39 Video-Link-Sender 30 Videomodulator 62 Videosender 63 Vierpolmessungen 101 VK200 55, 68 Volksgemurmel-Schallplatten 16 Voltage Controlled Oscillator 39 VSWR 107

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T TEMPEST 32 TEMPEST-Härtung 32 thermischen Trägheit 79 Tracking-Generator 101 Trägererkennung 93 Trägern 15 True RMS 106

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W Wäremabfuhr 55 Wassermoleküls 76 WLAN 63 Wobbeleinschub 10 Wobbelfrequenz 17, 73 X XR2206 48 Z Zeitschlitz 26 Zuleitungskabel 112

4127-6 U1+U4:4127-6 U1+U4

15.12.2008

14:06 Uhr

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FRANZIS EXPERIMENTE

Dieter Görrisch

Dieter Görrisch

FRANZIS EXPERIMENTE

2. Auflage

Störsender von VHF bis Mikrowelle

Nach einer Welle von Viren, Würmern und trojanischen Pferden auf den PCs stellen Störsender möglicherweise die nächste Bedrohung unseres technologischen Umfelds dar. Drahtlos arbeitende Zutrittssysteme, per Funk abgefragte Preisetiketten oder GPS-gestützte MautSysteme sind lohnende Ziele für die Hacker der Zukunft. Das vorliegende Buch soll über Möglichkeiten und Geheimnisse rund um das Thema Störsender aufklären. Der Begriff „Störsender“ wird seit jeher mit Geheimdiensten und Propaganda in Verbindung gebracht. Es gibt kaum jemand, der über die Anwendung von Störsendern Bescheid weiß. In diesem Buch erfahren Sie, auf welch einfache Weise beispielsweise KFZ-Funkschlüssel, Verkehrsradar, GPS-Empfänger und drahtlose Videokameras gestört werden können. Gepulste Magnetrons können Kraftfahrzeuge stoppen und bringen PCs aus 100 Meter Entfernung noch zum Absturz. Praxiserprobte Schaltungen in Halbleiter- oder Röhrentechnik von 30 MHz bis 2,5 GHz geben einen tiefgehenden Einblick in den Aufbau und die Funktionsweise von Störsendern. Aus dem Inhalt: Theorie • Perpetuum Mobile • Störsender im praktischen Einsatz • Störsenderschaltungen mit Halbleitern und Röhren • Magnetrons als HERF-Generatoren • Spezielle Störverfahren • Messgeräte, Antennen und Tipps

EUR 19,95 [D]

Störsender von VHF bis Mikrowelle

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2. Auflage

Störsender von VHF bis Mikrowelle