Der Selbstbau von Funkgeräten mit kleinen Sendeleistungen

1. Kapitel - Grundlagen

Autor: Peter Rachow Home
1.1 Warum eigentlich Geräte selbst bauen und dann mit kleinen Leistungen funken?

Sicher haben Sie schon irgendwann gehört, daß man auf den Kurzwellenbändern mit sehr kleinen Sendeleistungen große Entfernungen überbrücken kann. Ein bißchen skeptisch waren Sie ja schon, denn eigentlich waren Sie immer der Meinung "Man braucht schon mindestens 100 Watt, um überhaupt gehört zu werden!". Die überraschende und auf den ersten Blick unglaubwürdig klingende Antwort lautet: Nein! So hohe Leistungen sind wirklich nicht nötig!

Es genügen schon, abhängig von der Betriebsart und von der Frequenz, einige 100 Milliwatt in CW und 5 Watt in SSB, um die ganze Welt zu arbeiten. Natürlich sind hier die Bandbedingungen ein ausschlaggebender Faktor, diese gelten aber ebenso für Sender mit hoher Leistung. Die eigenen Erfahrungen mit niedriger Sendeenergie zeigten in den vergangenen 5 Jahren ausgezeichnete DX-Möglichkeiten auf den Bändern 20, 15 und 10 m. Darunter waren Funkverbindungen bis Neuseeland, zudem wurden alle Verbindungen ausschließlich mit der allgemein bei QRP als unterlegen angesehenen SSB-Modulation durchgeführt. Vom Maximum des letzten Sonnenfleckenzyklus bis heute (Winter 1993) konnte also mit der Leistung einer Autorücklichtlampe die ganze Welt erreicht werden.

Es darf natürlich nicht verschwiegen werden, daß bei QRP-Betrieb die gesamte Sendeanlage optimiert werden muß. Dies betrifft nicht nur den Sender selbst, der wegen seiner verschwindend geringen abgestrahlten Leistung besonders sorgfältig auf maximale Qualität des Ausgangssignals hin optimiert werden muß. Viel wichtiger sind in diesem Zusammenhang die Antennen, ihre Aufbauhöhe über dem Erdboden und vor allem ihr Wirkungsgrad. Denn die geringe Sendeleistung, die ein QRP-Gerät erzeugt, muß möglichst 100%ig abgestrahlt werden. Effizienz ist also alles.

Die individuelle Betriebstechnik des Operators muß bei QRP-Betrieb natürlich angepaßt werden. Etwas mehr Geduld und Erfahrung sind oft erforderlich, um mit einer 5 W-Station ein DX-Pile-Up zu "knacken". Aber eben dies ist möglich, wenn es auch leider nicht immer gelingt.

Und weil wir gerade beim Thema Sendeleistung waren: Um solche kleinen Ausgangsleistungen zu erzeugen, braucht man keine schweren Netzgeräte oder beim Fieldday lärmende, stinkende, treibstoffhungrige und die Umwelt belastende Generatoren. Ein kleiner Akkumulator mit 4 bis 5 Ah ist völlig ausreichend, um viele Stunden Betrieb zu machen (auch Kontest). Und TVI/BCI-Probleme mit Ihren Nachbarn können Sie völlig vergessen. Die Zeit der Drohanrufe erboster Mitbewohner ist also endgültig vorbei, der Hausfrieden kann langfristig wiederhergestellt werden. Aber auch neue Dimensionen der Freizeitbeschäftigung Amateurfunk kann QRP eröffnen, denn vielleicht haben Sie mit Ihrer 750-Watt Station schon alle DXCC-Länder mehrfach gearbeitet und suchen eine neue Herausforderung? Wie wäre es denn dann mit einer QRP-Station und Low-Power DX?

Eine andere Frage soll angesprochen werden: Warum ist eigentlich immer "Selbstbau" gemeint, wenn man QRP sagt?
 
Oberflächlich betrachtet haben Selbstbau und Low-Power-Betrieb zuerst einmal nichts miteinander zu tun. Wenn man aber bedenkt, daß es nur wenige kommerzielle Geräte für QRP-Anwendung gibt, z.B. den Ten Tec Argonaut, den Heathkit HW-9, den Kenwood TS 120/130 V und einige andere mehr, stellt man sehr schnell fest, daß derjenige, der mit wenig Leistung Amateurfunk machen will, sich das Wunschgerät am besten selbst baut. Weiter kommt hinzu, daß man für kleine Leistung preisgünstig Materialien und Bauteile erhält. Die Anschaffung von HF-Leistungstransistoren wird in dem Moment wieder teuer, wenn man Leistungen jenseits der 20-Watt-Grenze wünscht. Und schließlich und endlich: QRO-Equipment kann man in jedem Amateurfunkgeschäft kaufen.
 
Was erwartet Sie auf den folgenden Seiten?
 
Es werden Schaltungen und Aufbau von Sendern, Empfängern, Transceivern und Antennen beschrieben, die den Funkbetrieb mit kleinen Leistungen auf Kurzwelle zu einem interessanten Teil des Hobbys Amateurfunk machen. Etwas technisches Hintergrundwissen haben Sie hoffentlich. Das was an theoretischem Verständnis fehlt, wird durch die Erklärungen zu den Schaltungen hoffentlich ausgeglichen. Dann brauchen Sie natürlich eine Amateurfunkgenehmigung, und wenn Sie jetzt noch wissen, an welchem Ende man einen Lötkolben anfaßt, ohne sich gravierende Verletzungen zuzuziehen, kann es eigentlich schon losgehen.
 
Trotzdem: Auch wenn Sie bereits Bastelerfahrung und Meßgeräte besitzen, empfiehlt es sich, das Kapitel 2 zu lesen, wo es um Materialien, spezielle Arbeitsmethoden wie Fehlersuche usw. und andere Dinge mehr geht.
 
Ganz allgemein muß über dieses Werk und die darin veröffentlichten Schaltungen gesagt werden: QRP-Geräte sind relativ einfache Konstruktionen, zumindest, wenn man sie mit kommerzieller Amateurfunkausrüstung vergleicht. Die Geräte sind aber trotzdem sehr leistungsfähig. Sie werden beim Planen und Bauen gleichzeitig Ihr Verständnis für die Dinge vertiefen, die Sie einmal auf die Lizenzprüfung hin gelernt und vielleicht teilweise schon wieder vergessen haben. Zumindest werden Sie Ihr dort erworbenes Theoriewissen endlich einmal praktisch anwenden können. Und wenn Sie mal ein QRP-Gerät gebaut haben, sind die Schreckensvisionen, die alptraumartig auftauchen, wenn man einer japanischen Mega-Yen-Box zu Leibe zu rücken will, deutlich weniger blutdrucksteigernd. Zumindest gilt dies für ältere Geräte, die nicht nur voller SMD-Teile stecken, und die man schon allein von den handwerklichen Anforderungen her eher selbst reparieren kann. Denn die Technik, die der QRP-Funker heute benutzt, ist im Prinzip die Industrietechnik (allerdings lang nicht so kompliziert), die vor 10 bis 15 Jahren Stand der Dinge war. Ein ICOM IC 701 verwendet im Sender und Empfängerteil viele Schaltungen, die ähnlich in diesem Buch vorkommen. Auch die Hersteller japanischer Yen-Boxen koch(t)en nur mit Wasser.
 
Ach ja, und da wir gerade von Schaltungen sprechen:
 
1.2 Über die Schaltungen und den Inhalt dieses Buches
 
Sämtliche in diesem Buch veröffentlichten Schaltungen sind ausschließlich für Lehr- und Ausbildungszwecke bestimmt, weil nicht garantiert werden kann, daß Schutzrechte von Dritten nicht in irgendeiner Art und Weise berührt werden. Jegliche kommerzielle Nutzung ist somit ausgeschlossen. Dieses Buch soll nur zu Lehrzwecken im Bereich Amateurfunk und der Weiterbildung von lizenzierten Funkamateuren dienen. Beachten Sie bitte, daß bereits der Bau und erst recht die Inbetriebnahme eines Senders eine gültige Amateurfunkgenehmigung voraussetzen.
 
Es werden Sender, Empfänger und Transceiver für die Betriebsarten CW und SSB beschrieben, wobei das Hauptgewicht auf Phoniebetrieb in SSB liegt. Die Ausgangsleistung der Sender liegt bei maximal 10 Watt, was dem internationalen QRP-Definitionsstandard entspricht.
 
Viele Schaltungen sind als einzelne Module aufgebaut. Diese Module können dann zu eigenen Geräten kombiniert werden. Dabei tritt unter Umständen ein Problem auf, das sich beim Anschluß eines Moduls an ein vorhergehendes zeigt: Leider stimmen die Spannungspegel an den Modulschnittstellen nicht immer 100%ig überein, so daß z.B. ein Oszillator einmal zuviel oder zuwenig HF-Spannung an einen nachfolgenden Mischer abgibt. Dieses Problem trat in der Praxis allerdings immer nur im Zusammenhang mit zu hohen Spannungen auf. Diese lassen sich aber durch Verändern der Ankopplung (kleinere Koppelkapazitäten, weniger Windungen auf einer Sekundärspule etc.) leicht auf die erforderlichen Werte vermindern.
 
Grundlegend für dieses Konzept war die Erfahrung, daß bei derart einfachen Anordnungen oftmals ein Verwendung in verschiedenen Baugruppen möglich ist. Ein NF-Verstärker kann zum Verstärken von schwachen Mikrofonspannungen verwendet werden. Ergänzt man den Eingang des Verstärkers um einen Abblockkondensator für HF, so kann man mit der gleichen Schaltung das schwache NF-Signal eines BFO-Produktdetektors soweit anheben, daß der Endverstärker eine gute Lautsprecherstärke erzeugt. Auf eben diesem universalen Modulkonzept basiert dieses Buch.
 
Daneben werden umfangreichere Schaltungen vorgestellt, die sich an den Leser wenden, der schon Erfahrung mit einfachen Selbstbaugeräten hat und anschließend größere und kompliziertere Funkgeräte realisieren will.
 
1.3 QRP-Betriebstechnik und Sendeleistung
 
Die vorher erwähnte international anerkannte Leistungsbeschränkung wird von allen QRP-Gruppen und interessierten Amateuren beachtet, die magische Grenze ist hier 5 Watt Sendeleistung bei CW und 10 Watt bei SSB (Ausgangsleistung des Senders bzw. PEP), ab dann ist es QRO. Alles was in Leistungsbereichen weiter darunter liegt, wird dann als QRPP bezeichnet. Wieviel Ps Sie dann weiter daranhängen wollen, ist also wirklich Ihre Sache. Es wurden schon Transatlantikverbindungen mit 50 mW gearbeitet. Allerdings, das muß der Verfasser (ein SSB-Fan) kleinlaut und zerknirscht einräumen, gelingt so etwas eben nur in CW.
 
Aus all dem Gesagten folgert, daß bei QRP eine andere Betriebstechnik notwendig ist. Mit Brachialgewalt in ein Pile-Up einzusteigen und die Antenne glühen zu lassen ist leider mangels Masse (in diesem speziellen Falle: Sendeleistung) nicht möglich. Geduld und Routine machen da aber einiges wieder wett, was an Ausgangsleistung fehlt. Es gilt eine alte Maxime der QRPer:
 
"Power is never a substitute for operational skill." [1]

Mancher notorische QRO-Fürsprecher wird wohl manchmal einwenden, es sei geradezu selbstmörderisch mit einer QRP-Station an einem Kontest teilnehmen zu wollen. Glücklicherweise irrt dieser Mensch. Gerade Konteste sind ideal, wenn man eine Station testen will. Eine QRP-Station macht hier keine Ausnahme. Natürlich versucht man nicht, im CQWWDX-Contest eine Station auf Bouvet-Island anzurufen, das kann man wirklich vergessen! Aber abgesehen davon ist Kontesten mit QRP wirklich interessant und lehrreich. Natürlich geht man aus dem Kontest nicht mit 2000 oder 3000 QSOs wieder nach Hause, aber 300 können es schon werden, wenn die Bedingungen mittel bis gut sind. Auf jeden Fall hat man eine aussagekräftige Einschätzung gewonnen, was die Leitungsfähigkeit der eigenen Station betrifft. Nebenbei bemerkt haben die meisten Konteste mittlerweile eine eigene QRP-Klasse, so daß man nicht gegen die "big guns" antreten muß, wo man sowieso keine reelle Chance hätte.
 
1.4 QRP-Clubs und Organisationen international
 
Von den weltweiten Organisationen, die sich dem Amateurfunk mit kleiner Leistung verschrieben haben, sollen 2 stellvertretend vorgestellt werden:
 
1.4.1 The G-QRP-Club
 
Kontakt:            Rev. George Dobbs, G3RJV
                        St. Aiden's Vicerage
                        498 Manchester Road
                        ROCHDALE
                        Lancashire OL11 3HE
                        ENGLAND
 
Dieser Klub gibt das Magazin "SPRAT" heraus, eine Zeitschrift, die sich wirklich zu lesen lohnt. Alles was darin enthalten ist, kann man wirklich nachbauen! Es sind aber meist Schaltungen für CW-Geräte und einfache Empfänger.
 
SPRAT empfiehlt folgende QRP-Frequenzen:
 
CW:  3560 kHz, 7030 kHz, 10,106 kHz, 14060 kHz, 21060 kHz, 28060 kHz
SSB  3690 kHz, 7090 kHz, 14285 kHz, 28885 kHz.
 
1.4.2 The QRP-ARCI (Amateur Radio Club International)
 
Kontakt:            Mike Bryce
                        Publicity Chairman, WB8VGE
                        2225 Mayflower NW
                        Massillon
                        OH 44647
 
Das Motto "Power is not a substitute for operational skill" wurde von QRP-ARCI erdacht. Die empfohlenen Frequenzen:
 
CW: 3560 kHz, 7040 kHz, 10,106 kHz, 14060 kHz, 21060 kHz, 28060 kHz
 
Die Mitgliedschaft kostet 12$ im Jahr (14$ für Amateure mit Wohnsitz außerhalb der USA), das Magazin heißt "The QRP Quarterly".
 
1.5 Literaturhinweise
 
Die drei nachfolgend aufgelisteten Bücher sollte der QRP-Fan unbedingt besitzen, eine reichhaltigere Schaltungssammlung als in den genannten Veröffentlichungen wird man auf der Erde nicht finden. Alle Bücher sind in Englisch geschrieben, allerdings in einem relativ einfachen Stil. Oscar Wilde im Original zu lesen ist weitaus schwieriger!
 
1.5.1 Bücher und Zeitschriften  in englischer und deutscher Sprache
 
Doug De Maw, W1FB, The QRP-Notebook, 2nd Edition, 1991, ARRL Press, Newington, CT, USA, 10$
 
Der Klassiker für englischsprachige QRP-Literatur schlechthin. Erscheint bereits in der zweiten Auflage. Dieses Werk lohnt sich in jedem Fall. Es ist in Deutschland zu beziehen über den DARC-Verlag.
 
The ARRL-Handbook for the Radio Amateur, Edition 19.., (erscheint jedes Jahr),
ARRL Press, Newington, CT, USA, 25$ (ca. 50 bis 60 DM in Deutschland)
 
Dieses schwergewichtige Buch ist nicht nur für QRP-Freaks interessant, sondern ebenso für jene, die sich allgemein für Amateurfunktechnik interessieren. Es enthält Unmengen von Schaltbeispielen, und natürlich komplette Bauanleitungen für Sender, Empfänger und Transceiver. Bezugsquelle in Deutschland wie oben.
 
QRP-Classics, ARRL Press, Newington, CT, USA, 1990
 
Enthält eine sehr interessante Sammlung von allen möglichen QRP-Schaltungen aus den letzten 10 bis 15 Jahren, die in der amerikanischen Zeitschrift QST (eine sehr gute Amateurfunk-Zeitschrift übrigens!) und dem ARRL-Handbook veröffentlicht wurden. Lohnt sich aber eher für den fortgeschrittenen Selberbauer, der schon Erfahrung mit mittleren oder größeren Projekten gesammelt hat, weil die beschriebenen Geräte teilweise auf hohem Niveau gehalten sind. Aber natürlich finden sich hier ebenfalls einfache Schaltungen.

Weitere englischsprachige Veröffentlichungen
 
a) Hawker, Pat, G3VA, a guide to amateur radio, nineteenth edition, Radio Society Of Great Britain (RSGB), Potters Bar, 1983
 
b) De Maw, Doug, W1FB, W1FB's Antenna Note Book, ARRL Press, Newington, Connecticut, U.S.A, 1987
 
c) McKenzie-Smith, Hosie, Basic electrical engenieering science, Longman Group Ltd, London, 1972
 
Literatur aus dem deutschen Sprachraum:
 
a) Rauhut, Matthias, DF2OF, "QRP", Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, 1992
Enthält viele Schaltungen, die den CW-Amateur interessieren. Sehr reichhaltige Schaltungsauswahl.
 
b) Schubert, Karl-Heinz (Hrsg.), Elektronisches Jahrbuch für den Funkamateur, 1990, Militärverlag der Deutschen Demokratischen Republik,  Berlin, 1990
Enthält Amateurschaltungen in überschaubarer Technik. Erschien jedes Jahr und dürfte in Antiquariaten in den neuen Bundesländern noch zu finden sein.
  
c) Rothhammel, Karl, Antennenbuch, Franckh Verlag, Stuttgart
Der Klassiker für Antennen schlechthin!
 
d) Valvo, Professionelle Integrierte Analogschaltungen 1981/82, erschienen bei Valvo. Unternehmensbereich Bauelemente der Phillips GmbH, Hamburg 1982
 
e) Valvo - Sendertransistoren Datenbuch, erschienen bei Valvo. Unternehmensbereich Bauelemente der Phillips GmbH, Hamburg 1986
 
f) Knobloch, Transistorschaltungen selbst entwickeln, Franzis-Verlag, München, 1985
 
Lesenswerte Zeitschriften:
 
a) funk, Verlag für Technik und Handwerk, D-76492 Baden-Baden.
b) Funkamateur, Theuberger Verlag, Postfach 73, D-10122 Berlin-Mitte.
c) cq-DL, DARC-Verlag, Baunatal.
d) beam, beam-Verlag.
 
1.5.2 Interessante Veröffentlichungen in Fachzeitschriften der letzen Jahre
 
Bei der Durchsicht von Amaterufunk- und Elektronikzeitschriften der letzen 15 Jahre fielen einige Beiträge auf, die für den QRP-Amateur von besonderem Interesse sein dürften. Natürlich ist diese Liste unvollständig und mehr ein Zufallsprodukt als das Ergebnis einer konsequent durchgeführten Recherche.

a) Elektor, Ausgabe 10 / 92, Seiten 18 f., Digitaler Frequenzzähler mit universellem Preset.
 
Beschrieben wird eine 4-stellige Frequenzanzeige, die sehr gut für QRP-VFO-Oszillatoren benutzt werden kann. Sie baut auf dem bekannten Universalzählerschaltkreis ICM 7217 A auf. Ein universeller Preset gestattet es, den Zähler auch bei Transceivern und Superhetempfängern einzubauen, die eine ZF benutzen. Der Zähler muß aber wegen seiner starken Störstrahlung abgeschirmt eingebaut werden.
 
b) cq-DL, Ausgabe 12 / 88,  Kurzwellenempfänger RX 80 / 20 S.
Ein Superhetempfänger mit Standard ICs SO 42 P und TCA 440.
  
c) cq-DL, Ausgabe 5-87, Zennor-Ein MiniaturTransceiver für 14 MHz
Super-Mini-CW-Trx mit eingebauter Taste und interessanter Frequenzaufbereitung

d) cq-DL, Ausgabe 6-84, Anpaßgerät für QRP-Staionen
Universal-Antennentuner für kleine Leistungen mit Ringkernspulen



[1] Frei übersetzt: "Sendeleistung ist kein Ersatz für eine gute Betriebstechnik"

(C) Peter Rachow - Alle Rechte beim Autor