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Amateurfunk-Lehrgang Klasse E
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KAPITEL 18:
EMV und Sicherheit

Übersicht: 

Als Funkamateur hat man natürlich die Verantwortung für seine Funkgeräte und Antennen, einerseits was störende Beeinflussungen angeht und andererseits, was die Sicherheit von Sachen und Personen angeht.


Störungen

Störungen liegen dann vor, wenn unerwünschte Nebenausstrahlungen vom Sender verursacht werden, die eventuell direkt in den Empfangskanal eines anderen Gerätes fallen. Störende Beeinflussungen entstehen, wenn der Sender zwar einwandfrei auf seiner Sollfrequenz arbeitet, aber durch seine Feldstärke den Empfang auf anderen Frequenzen beeinflusst.

Unerwünschte Aussendungen des Amateurfunksenders können durch Oberwellen oder Nebenausstrahlungen entstehen. Oberwellen sind Vielfache der Grundfrequenz, die durch Nichtlinearitäten im Sender hervorgerufen werden. Nebenausstrahlungen können mischfrequente Aussendungen sein, die im Zuge der Erzeugung der Sendefrequenz gebildet werden und nicht ausreichend gefiltert werden.

Die Nebenausstrahlungen eines Senders dürfen bestimmte vorgeschriebene Grenzen nicht überschreiten. Das eigene Signal darf mit seiner Bandbreite die für den Amateurfunk festgelegten Frequenzbereiche nicht überschreiten.

 
Stand 2006

Wieviel Leistung sind denn +4 dBm? 3 dB wären das Doppelte von 1 Milliwatt, also 2 mW und 4 dB sind etwas mehr, schätzungsweise 2,5 mW. Rechnen Sie nach! Bei 25 Watt sind 40 dB Dämpfung: 10 + 10 + 10 + 10, also viermal durch 10 teilen: 25/10 ...  2,5/10 ... 0,25/10 ... 0,025/10 ergibt 0,0025 oder 2,5 Milliwatt.

-16 dBm sind 16 dB weniger als ein Milliwatt. 16 dB zerlegen wir in 10 dB und 3+3 dB, also erstmal ein Zehntel (0,1 mW = 100 µW) und dann durch 2 (50 µW) und nochmal durch 2 ergibt 25 µW. Die VHF-/UHF-Signale stören viel stärker als die Kurzwellensignale. Deshalb darf die Störleistung nur 25 µW betragen bei Sendern bis 25 Watt.

Prüfungsfrage:

TK104  Bei der Überprüfung des Ausgangssignals eines 75-Watt-Kurzwellen-Senders sollte die Dämpfung der Oberwellen in Bezug auf die Leistung der Betriebsfrequenz mindestens
20 dB betragen.
40 dB betragen.
60 dB betragen.
100 dB betragen.

Lösungshinweis: Siehe Tabelle oberhalb!

Prüfungsfrage:

TK107  In welchem Fall spricht man von Störungen im Sinne von EMV? Störungen liegen dann vor, wenn ...
unerwünschte Ausstrahlungen verursacht werden.
durch die hohe Feldstärke des Senders der Empfang auf anderen Frequenzen beeinflusst wird.
durch den zu geringen Abstand zwischen einer Sende- und einer Empfangsantenne der Fernsehempfang durch einen Amateurfunksender gestört wird.
ein Funkamateur mit seiner Sendefrequenz zu nah an den Rand des erlaubten Frequenzbereichs gelangt.

Kommentar: Störungen liegen dann vor, wenn unerwünschte Ausstrahlungen vom Sender verursacht werden. Im Gegensatz dazu werden störende Beeinflussungen von gewünschten Ausstrahlungen verursacht, wenn Sende- und Empfangsantenne stark aufeinander koppeln können.

Prüfungsfrage:

TK203  Die Übersteuerung eines Leistungsverstärkers führt zu
lediglich geringen Verzerrungen beim Empfang.
einer besseren Verständlichkeit am Empfangsort.
einer Verringerung der Ausgangsleistung.
einem hohen Nebenwellenanteil.

Prüfungsfrage:

TK204  Die gesamte Bandbreite einer FM-Übertragung beträgt 15 kHz. Wie nah an der Bandgrenze kann ein Träger übertragen werden, ohne dass Außerbandaussendungen erzeugt werden?
7,5 kHz
0 kHz.
15 kHz
2,7 kHz

 
Die gesamte Bandbreite einer FM-Übertragung beträgt 15 kHz. Wie nah an der Bandgrenze kann ein Träger übertragen werden, ohne dass Außerbandaussendungen erzeugt werden?
Lösung: Bei FM wird die Frequenz durch Modulation symmetrisch nach oben und nach unten verändert. 15 kHz Bandbreite verteilen sich also zu ±7,5 kHz. Man kann also bis 7,5 kHz an die Bandgrenze gehen.

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Störende Beeinflussungen

Zu den störenden Beeinflussungen im Senderfrequenzbereich gehören zum Beispiel Intermodulation und Zustopfeffekte. Intermodulation entsteht, wenn zwei oder mehr starke Signale die Mischstufe des Empfängers übersteuern und Phantomsignale erzeugen, die beim Einschalten des Abschwächers im Empfänger verschwinden.

Prüfungsfrage:

TK101  Wie äußert sich Zustopfen bzw. Blockierung eines Empfängers?
Durch Empfindlichkeitssteigerung
Durch das Auftreten von Pfeifstellen im gesamten Abstimmungsbereich
Durch den Rückgang der Empfindlichkeit und ggf. das Auftreten von Brodelgeräuschen
Durch eine zeitweilige Blockierung der Frequenzeinstellung

Prüfungsfrage:

TK102  Welche Effekte werden durch Intermodulation hervorgerufen?
Das Nutzsignal wird mit einem anderen Signal moduliert und dadurch unverständlich.
Es treten Pfeifstellen gleichen Abstands im gesamten Empfangsbereich auf.
Es treten Phantomsignale auf, die bei Einschalten eines Abschwächers verschwinden.
Dem Empfangssignal ist ein pulsierendes Rauschen überlagert, das die Verständlichkeit beeinträchtigt.

Prüfungsfrage:

TK103  Welche sofortige Reaktion ist angebracht, wenn der Nachbar sich über HF-Störungen beklagt?
Er sollte höflich darauf hingewiesen werden, dass es an seiner eigenen Einrichtung liegt.
Sie bieten höflich an, die erforderlichen Prüfungen in die Wege zu leiten.
Er sollte darauf hingewiesen werden, dass Sie hierfür nicht zuständig sind.
Sie benachrichtigen die Bundesnetzagentur.

Richtige Antwort: Sie bieten höflich an, die erforderlichen Prüfungen in die Wege zu leiten. Dies tun Sie bitte auch, wenn Sie wissen, dass die Empfangsanlage des Nachbarn wirklich nicht in Ordnung ist oder nicht den gültigen Bestimmungen entspricht. Rufen Sie den Funkstörungsmessdienst oder besser noch, empfehlen Sie dem Nachbarn, diesen unter der bundeseinheitlichen Rufnummer der Funkstörungsannahme: 0 180-3232323 anzurufen.

 

Prüfungsfrage:

TK108  Wie nennt man Störungen im Sinne von EMV, wobei durch die zulässige Feldstärke des Senders der Empfang eines Fernsehempfängers beeinflusst werden kann?
Störende Beeinflussungen
Unerwünschte Ausstrahlungen
Nebenausstrahlungen
Übersteuerung

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Störungsbeseitigung

Einströmungen und Einstrahlungen

Einstrahlungen

Bild 18-1: A: Einströmung B: Einstrahlung

Störende Beeinflussungen entstehen dadurch, dass starke Sendersignale in der Nachbarschaft irgendwie in den Verstärkerkanal des Rundfunk- oder Fernsehempfängers gelangen und dann entweder Übersteuerungseffekte auftreten oder Einfluss auf die Regelspannung besteht. Sie lassen sich grundsätzlich nur auf der Empfängerseite beheben, wenn die Senderleistung nicht reduziert werden soll.

Die störende Hochfrequenzenergie gelangt entweder durch Einströmung oder durch Einstrahlung in den Empfänger. Einströmungen liegen dann vor, wenn die HF über Leitungen oder Kabel in das gestörte Gerät gelangt. Dies kann über die Antenne und die Antennenzuführung passieren oder auch über Verbindungsleitungen des Gerätes mit anderen Geräten oder den weit abgesetzten Lautsprechern. Bei einer Einstrahlung dagegen gelangt das störende HF-Signal über das ungenügend abgeschirmte Gehäuse direkt in die Elektronik.

Die Einströmungen und Einstrahlungen können dazu führen, dass an PN-Übergängen von Transistoren eine Gleichrichtung stattfindet, die dann den Arbeitspunkt verändert und dadurch zu Zustopfeffekten führt oder das NF-Signal im Lautsprecher hörbar wird.

Für die Beseitigung der Störungen muss zunächst am Empfangsgerät geprüft werden, ob es sich um eine Einströmung oder eine Einstrahlung handelt. Denn Störungen durch Einströmungen lassen sich relativ einfach von außen durch Vorschalten von entsprechenden Filtern beseitigen. Einstrahlungen lassen sich nur durch Abschirmung des Gehäuses oder der entsprechenden Baugruppe verhindern.

Aber auch eine Ableitung an der Stelle der Elektronik, wo die Übersteuerung auftritt, kann Abhilfe sein. Dafür ist aber ein Eingriff in die Elektronik nötig, was man allenfalls an eigenen Geräten, nicht aber bei fremden Geräten machen sollte. Ist die Stelle der Einströmung eindeutig lokalisiert, kann man mit dem Zwischenstecken von Entstörfiltern beginnen.

Prüfungsfrage:

TK105  In welchem Fall spricht man von Einströmungen bei EMV? Einströmungen liegen dann vor, wenn die HF ...
über das ungenügend abgeschirmte Gehäuse in die Elektronik gelangt.
über nicht genügend geschirmte Kabel zum Anpassgerät geführt wird.
wegen eines schlechten Stehwellenverhältnisses wieder zum Sender zurück strömt.
über Leitungen oder Kabel in das zu überprüfende Gerät gelangt.

 

Prüfungsfrage:

TK201  Wie kommen Geräusche aus den Lautsprechern einer abgeschalteten Stereoanlage möglicherweise zustande?
Durch eine Übersteuerung des Tuners mit dem über die Antennenzuleitung aufgenommenen HF-Signal.
Durch Gleichrichtung starker HF-Signale in der NF-Endstufe der Stereoanlage.
Durch Gleichrichtung der ins Stromnetz eingestrahlten HF-Signale an den Dioden des Netzteils.
Durch Gleichrichtung abgestrahlter HF-Signale an PN-Übergängen in der NF-Vorstufe.

Prüfungsfrage:

TK302  Ein Sender sollte so betrieben werden, dass ...
die Selbsterregung maximiert wird.
parasitäre Schwingungen vorhanden sind.
die Oberwellenabschirmung minimiert wird.
er keine unerwünschten Aussendungen hervorruft.

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Beseitigung von Störungen und störenden Beeinflussungen

Tiefpass, fünfgliedrig

Bild 18-2: Schaltung eines fünfgliedrigen Tiefpasses

Um die Störwahrscheinlichkeit zu verringern, sollte die benutzte Sendeleistung auf das für eine zufriedenstellende Kommunikation erforderliche Minimum eingestellt werden.

Prüfungsfrage:

TK307  Um die Störwahrscheinlichkeit zu verringern, sollte die benutzte Sendeleistung ...
nur auf den zulässigen Pegel eingestellt werden.
auf die für eine zufrieden stellende Kommunikation erforderlichen 750 W eingestellt werden.
auf das für eine zufrieden stellende Kommunikation erforderliche Minimum eingestellt werden.
die Hälfte des maximal zulässigen Pegels betragen.

 
Oberwellen- und Nebenwellenausstrahlungen von Sendern lassen sich mit einem Tiefpass am Senderausgang beseitigen. Grundsätzlich lassen sich solche Filter leicht selber bauen, aber wenn sie eine hohe Sperrdämpfung haben sollen, ist die Dimensionierung besonders für Tiefpassglieder bei hohen Frequenzen recht kritisch, so dass oft nur spezielle Computerprogramme bei der Berechnung weiter helfen.

Es gibt kommerzielle Tiefpassglieder für Kurzwellensender, die bis 30 MHz keine nennenswerte Dämpfung und oberhalb von 30 MHz eine hohe Dämpfung haben /Bild 18-2). Für Sender im 2-m-Band oder 70-cm-Band gibt es Tiefpassfilter mit entsprechend höheren Grenzfrequenzen. Die obere Grenzfrequenz fg wird bei 3 dB Leistungsabfall angegeben.

Dämpfungsverlauf

Bild 18-3: Dämpfungsverlauf von Tiefpassfiltern
A: fg = 30 MHz, B: fg = 150 MHz

Mit Tiefpassfiltern lassen sich Oberwellen unterdrücken. Schwieriger wird es, Nebenwellenausstrahlungen zu unterdrücken, deren Frequenzen niedriger als die höchste Nutzfrequenz sind. In diesem Fall kann kein Tiefpass verwendet werden. Sofern es sich um eine feste Störfrequenz handelt, die sich beim Verändern der Senderfrequenz nicht ändert, kann ein Sperrkreis oder ein Saugkreis an geeigneter Stelle im Sender eingesetzt werden.

Für das Vorschalten von Filtern muss man unterscheiden, ob die störenden Beeinflussungen oberhalb oder unterhalb der Sendefrequenz auftreten. Treten störende Beeinflussungen auf Kurzwelle bei einem Rundfunkempfänger auf Mittelwelle auf, sollte durch einen Tiefpass vor dem Empfänger dafür gesorgt werden, dass der tiefer liegende Mittelwellenbereich (ca. 0,5 bis 1,6 MHz) ungedämpft durchgelassen wird und der Kurzwellenbereich 3 bis 30 MHz gesperrt wird (Bild 18-4).

Prüfungsfrage:

TK202  Ein Fernsehgerät wird durch das Nutzsignal einer KW-Amateurfunkstelle gestört. Wie dringt das Signal mit größter Wahrscheinlichkeit in das Fernsehgerät ein?
Über jeden beliebigen Leitungsanschluss und/oder über die ZF-Stufen.
Über die Antennenleitung und über alle größeren ungeschirmten Spulen im Fernsehgerät (z.B. Entmagnetisierungsschleife).
Über die Stromversorgung des Senders und die Stromversorgung des Fernsehgeräts.
Über die Fernsehantenne bzw. das Antennenkabel sowie über die Bildröhre.

Treten die Störungen beim Sendebetrieb im 2-Meter- oder 70-cm-Band auf, wird ein Sperrfilter für die Sendefrequenz vor dem Empfänger die beste Wirkung zeigen. Sperrfilter aus Spulen und Kondensatoren werden meistens als Pi-Filter ausgelegt.

Tiefpass, Hochpass, Sperrfilter

Bild 18-4: Auswahl von Tiefpass, Hochpass oder Sperrfilter

Prüfungsfrage:

TK308  Welches Filter sollte im Störungsfall für die Dämpfung von Kurzwellensignalen in ein Fernsehantennenkabel eingeschleift werden?
Ein Hochpassfilter.
Ein Tiefpassfilter.
Eine Bandsperre für die Fernsehbereiche.
Ein regelbares Dämpfungsglied.

Die störenden Kurzwellenfrequenzen sind weit unterhalb der gewünschten Fernseh-empfangsfrequenzen, die man eigentlich nur durchlassen möchte. Also muss man ein Hochpassfilter einschalten. Gleiches gilt für die Prüfungsfrage TK309.

Hilft dies allein nicht oder kommen die Einströmungen möglicherweise über die Zuleitungen von angeschlossenen elektronischen Geräten (CD-Player, Videorecorder) in den gestörten Verstärker, kann man Entstördrosseln vor die Leitungsanschlüsse setzen oder versuchen, mit Klappkernen aus Ferritmaterial, wie man sie im Computerzubehör finden kann, eine Entstörung zu bewirken.

Prüfungsfrage:

TK310  Welches Filter sollte im Störungsfall vor die einzelnen Leitungsanschlüsse eines UKW- oder Fernsehrundfunkgeräts oder angeschlossener Geräte eingeschleift werden, um Kurzwellensignale zu dämpfen?
Ein Hochpassfilter vor dem Antennennanschluss und zusätzlich je eine hochpermeable Ferritdrossel vor alle Leitungsanschlüsse der gestörten Geräte.
Je ein Tiefpassfilter unmittelbar vor dem Antennennanschluss und in das Netzkabel der gestörten Geräte.
Eine Bandsperre für die Fernsehbereiche unmittelbar vor dem Antennennanschluss und ein Tiefpassfilter in das Netzkabel der gestörten Geräte.
Ein Bandpassfilter bei 30 MHz unmittelbar vor dem Antennennanschluss und ein Tiefpassfilter in das Netzkabel der gestörten Geräte.

Bei Einströmungen über die Leitungen zu den Lautsprecherboxen werden in jede Zuleitung Tiefpassfilter eingeschleift. Diese Tiefpassfilter sollen den NF-Frequenzbereich bis zirka 100 kHz ungehindert durchlassen, aber HF-Einströmungen verhindern. Eine Skizze über weitere Möglichkeiten zeigt folgendes Bild.

Einströmung über Lautsprecher

Bild 18-5: Beseitigung von störenden Beeinflussungen bei Einströmung über Lautsprecherleitungen

Diese Filter bestehen aus Tiefpässen mit Ringkerndrosseln und Kondensatoren (Bild 18-5 A). Manchmal hilft auch folgende einfache Methode. Man zieht die Lautsprecherleitung mehrfach durch einen Ringkern (B) oder wickelt einen Teil der Leitung auf einen Ferritstab (C).

Kommen die Einströmungen nicht über die Antennenzuleitung sondern über die Netzzuleitung im gleichen Haus, wo die Funkanlage betrieben wird, sollte zunächst die Netzleitung des Senders über ein Breitbandnetzfilter verdrosselt werden (Bild 18-6). Ein gleiches Filter kann in die Netzleitung des gestörten Empfängers eingeschleift werden. Solche Netzfilter sind im Amateurfunk-Zubehörhandel erhältlich.

Breitbandnetzfilter

Bild 18-6: Schaltung und Durchlassbereich eines Breitbandnetzfilters

Direkteinstrahlungen liegen dann vor, wenn beim Entfernen sämtlicher Zuleitungskabel und Einfügung einer Netzverdrosselung noch immer störende Beeinflussungen vorhanden sind. Sie treten besonders bei Amateursendern auf, die mit maximal zulässigen Senderleistungen und Richtantennen mit hohem Gewinn arbeiten. Oder sie treten auf, wenn sich die Sendeantenne räumlich sehr nah an dem Rundfunk- oder Fernsehempfänger befindet.

Prüfungsfrage:

TK106  In welchem Fall spricht man von Einstrahlungen bei EMV? Einstrahlungen liegen dann vor, wenn die HF ...
über nicht genügend geschirmte Kabel zum gestörten Empfänger gelangt.
über Leitungen oder Kabel in das gestörte Gerät gelangt.
über das ungenügend abgeschirmte Gehäuse in die Elektronik gelangt.
wegen eines schlechten Stehwellenverhältnisses wieder zum Sender zurück strahlt.

Kommentar: Hier wird nach Einstrahlungen und nicht nach Einströmungen gefragt. Antwort C ist die richtige Lösung.

Die Beseitigung von Störungen durch Einstrahlungen sollte vom Funkamateur nicht selbst vorgenommen werden. Man sollte dem Nachbarn im Falle von Störungen empfehlen, sich an den Funkstörungsmessdienst zu wenden. Die bundeseinheitlichen Rufnummer der Funkstörungsannahme lautet 0180-3232323.

Keinesfalls sollte man versuchen, die Erhöhung der Einstrahlfestigkeit durch Manipulationen im Gerät selbst vorzunehmen. Für später auftretende Fehler am Gerät werden Sie sonst irgendwann verantwortlich gemacht.

Wenn der Nachbar die (vermeintliche) Störung meldet, kostet der Einsatz des Funkstörungsmessdienstes nichts. Die Funkamateure bezahlen ihn indirekt über die Frequenznutzungsgebühr.

 

Vorbeugende Maßnahmen

Eine möglichst hoch über den Häusern angebrachte Richtantenne mit geringem vertikalem Öffnungswinkel ist häufig schon eine gute Vorbeugungsmaßnahme. Generell gilt: Die Sendeantenne sollte so weit wie möglich entfernt von Empfangsantennen für Rundfunk und Fernsehen aufgebaut werden.

Prüfungsfrage:

TK304  Ein Funkamateur wohnt in einem Reihenhaus. An welcher Stelle sollte die KW-Drahtantenne angebracht werden, um störende Beeinflussungen auf ein Mindestmaß zu begrenzen?
Rechtwinklig zur Häuserzeile mit abgewandter Strahlungsrichtung
Am gemeinsamen Schornstein neben der Fernsehantenne
Entlang der Häuserzeile auf der Höhe der Dachrinne
Möglichst innerhalb des Dachbereichs

 

Prüfungsfrage:

TK315  Bei einem Wohnort in einem Ballungsgebiet empfiehlt es sich, während der abendlichen Fernsehstunden …
nur mit effektiver Leistung zu senden.
mit keiner höheren Leistung zu senden als für eine sichere Kommunikation erforderlich ist.
nur mit einer Hochgewinn-Richtantenne zu senden.
die Antenne unterhalb der Dachhöhe herabzulassen.

 

Prüfungsfrage:

TK317  Eine 435-MHz-Sendeantenne mit hohem Gewinn ist unmittelbar auf eine UHF-Fernseh-Empfangsantenne gerichtet. Dies führt gegebenenfalls zu …
Problemen mit dem 435-MHz-Empfänger.
Eigenschwingungen des 435-MHz-Senders.
einer Übersteuerung eines TV-Empfängers.
dem Durchschlag des TV-Antennenkoaxialkabels.

 

Prüfungsfrage:

TK306  Die Bemühungen, die durch eine in der Nähe befindliche Amateurfunkstelle hervorgerufenen Fernsehstörungen zu verringern, sind fehlgeschlagen. Als nächster Schritt ist …
den Sender an die BNetzA zu senden.
die zuständige Außenstelle der Bundesnetzagentur um Prüfung der Gegebenheiten zu bitten.
die Rückseite des Fernsehgerätes zu entfernen und das Gehäuse zu erden.
einen Fernsehtechniker um Prüfung des Gerätes zu bitten.

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Personenschutz (EMVU)

Um Schädigungen durch zu hohe Feldstärken bei Menschen zu vermeiden, muss verhindert werden, dass ein Mensch so nahe an die Antennenanlage kommen kann, dass eine zu hohe Feldstärke auf seinen Körper einwirkt.

Für die Feldstärkeberechnung nach der Personenschutznorm (EMVU = Elektromagnetische Verträglichkeit Umwelt) gelten zwei verschiedene Aufenthaltsbereiche, nämlich einmal der Expositionsbereich 1 für vom Betreiber der Anlage kontrollierte Bereiche, z.B. das Haus des Funkamateurs und der Expositionsbereich 2, das sind die für den normalen Bürger jederzeit zugänglichen Bereiche, mit Aufenthalt dort mehr als sechs Stunden pro Tag.
Die Bundesnetzagentur (BNetzA) hat Rechenregeln aufgestellt (Entwurf DIN VDE 0848), nach denen man die Grenzwerte der elektrischen Ersatzfeldstärke berechnen kann. Für mathematisch Interessierte wird die vereinfachte Formel aus einer all-gemeinen Feldstärkeberechnungsformel im Buch für die Klasse A hergeleitet. Wir begnügen uns hier mit der zugeschnittenen Formel und lernen, diese anzuwenden.

Sicherheitsabstand

Mit folgender Formel kann man dann den notwendigen Sicherheitsabstand berechnen.

Die Angabe EIRP in manchen Aufgaben entspricht der mathematischen Formulierung PEIRP.

Diese Formel besagt: Wenn man die zulässigen Grenzwerte für die elektrische Feldstärke E für Personenschutz (Siehe folgende Tabelle) und die verwendete Strahlungsleistung der Antenne PEIRP kennt, kann man daraus den Sicherheitsabstand in Meter berechnen, der eingehalten werden muss, um auf keinen Fall Personen mit der Hochfrequenz-Strahlungsleistung zu gefährden.

Grenzwerte für Personenschutz

Grenzwerte für Personenschutz

Der Grenzwert ist im Bereich 10 bis 400 MHz immer gleich. Merken Sie sich die 27,5 V/m. Achtung: In einigen Rechenaufgaben wird dieser Wert mit 28 mV/m (gerundet) angegeben. In anderen Frequenzbereichen ist dieser Maximalwert noch von der eigentlichen Frequenz abhängig und geht mit der Wurzel aus der Frequenz ein. In den Prüfungsfragen Klasse E wird die Maximalfeldstärke immer vorgegeben.

Um den Mindestabstand berechnen zu können, muss man die Strahlungsleistung EIRP kennen. Die Formel zur Feldstärkeberechnung geht von einem Kugelstrahler aus, den es in der Praxis nicht gibt. Für die verschiedenen Antennenformen muss der Leistungs-gewinnfaktor bekannt sein, um die Strahlungsleistung berechnen zu können. Für einen Dipol gilt ein Gewinnfaktor von 1,64 (2,15 dB) und für einen Lambdaviertelstrahler (z.B. GP) ein Faktor von 2 · 1,64 = 3,28 (5,15 dB). Bei Richtantennen nimmt man den Gewinn aus dem Richtdiagramm.

Prüfungsfrage:

TL209  Sie möchten den Personenschutz-Sicherheitsabstand für die Antenne Ihrer Amateurfunkstelle für das 10-m-Band und die Betriebsart RTTY berechnen. Der Grenzwert im Fall des Personenschutzes beträgt 28 V/m. Sie betreiben einen Dipol, der von einem Sender mit einer Leistung von 100 W über ein Koaxialkabel gespeist wird. Die Kabeldämpfung sei vernachlässigbar. Wie groß muss der Sicherheitsabstand sein?
2,50 m
1,96 m
5,01 m
13,7 m

Lösung: Wir benötigen PEIRP. Für einen Dipol gilt gegenüber dem Kugelstrahler ein Gewinnfaktor von 1,64. Das ergibt eine maximale Strahlungsleistung PEIRP von 100 W mal 1,64 = 164 W. Die zulässige Feldstärke wird in der Aufgabe mit 28 V/m angegeben. Laut Tabelle oberhalb sind es eigentlich 27,5 V/m.

Die Formel für r in Meter lautet

Eingesetzt ergibt sich

Es muss also von jedem Punkt der Antenne ein Abstand von mindestens 2,50 m eingehalten werden.

 

Reduzierungsfaktoren

Die in der Tabelle angegebenen Maximalwerte der Feldstärken gelten als Effektivwerte, gemittelt über 6-Minuten-Intervalle. Im Amateurfunk ist der Mittelwert erheblich geringer als die zulässigen Spitzenwerte von 75 Watt. Bei SSB ist der Mittelwert je nach Klippgrad etwa 1 : 6 bis 1 : 4. Bei Morsetelegrafie ist durch die Pausen zwischen den einzelnen Zeichen der Mittelwert etwa 1 : 4. Nur bei Frequenzmodulation und auch bei Frequenzumtastung (z.B. RTTY) ist der Mittelwert gleich der Trägerleistung. Mit diesem Faktor muss die effektive Strahlungsleistung reduziert werden.

 

Prüfungsfrage:

TL213  Mit welcher Ausgangsleistung rechnen Sie im Fall des Personenschutzes, um den Sicherheitsabstand zu ermitteln?
Mit der größten Ausgangsleistung des Transceivers zuzüglich Antennengewinns, korrigiert um den Gewichtungsfaktor für die verwendete Betriebsart.
Mit dem Mittelwert der Ausgangsleistung gemittelt über ein Intervall von 6 Minuten.
Mit der durchschnittlich benutzten Ausgangsleistung gemittelt über den Betriebszeitraum und korrigiert um den Gewichtungsfaktor für die verwendete Betriebsart.
Mit der maximalen Ausgangsleistung des verwendeten Senders zuzüglich 3 dB Messfehler.

 

Diesen Reduzierungsfaktor darf man nur für die Berechnung des Sicherheitsabstandes nach Personenschutz ansetzen. Wenn Sie mit Ihrer Antennenanlage öffentliche Wege oder Nachbargrundstücke bestrahlen und nicht sicher sein können, dass sich eventuell ein Herzschrittmacherträger dort aufhalten könnte, müssen Sie mit dem maximalen Augenblickswert der Feldstärke des modulierten Trägers rechnen. In diesem Fall rechnen Sie wie in Prüfungsaufgabe TL211 weiter unten mit dem Reduzierungsfaktor 1, also so, als ob es FM wäre, auch wenn Sie SSB verwenden.

Prüfungsfrage:

TL214  Herzschrittmacher können auch durch die Aussendung einer Amateurfunkstelle beeinflusst werden. Gibt es einen zeitlichen Grenzwert für die Einwirkdauer?
Ja, Grenzwerte gelten im Zeitraum einer Kurzzeitexposition bis zu 6 Minuten.
Ja, die Grenzwerte gelten im Zeitraum einer Exposition von 6 Minuten bis zu 8 Stunden.
Nein, die Feldstärke beeinflusst unmittelbar, also zeitunabhängig.
Ja, in Abhängigkeit von der körperlichen Verfassung des Herzschrittmacherträgers.

 

Prüfungsfrage:

TL211  Sie möchten den Personenschutz-Sicherheitsabstand für die Antenne Ihrer Amateurfunkstelle für das 2-m-Band und die Betriebsart FM berechnen. Der Grenzwert im Fall des Personenschutzes beträgt 28 V/m. Sie betreiben eine Yagi-Antenne mit einem Gewinn von 11,5 dBd. Die Antenne wird von einem Sender mit einer Leistung von 100 W über ein Koaxialkabel gespeist. Die Kabeldämpfung beträgt 1,5 dB. Wie groß muss der Sicherheitsabstand sein?
6,18 m
7,92 m
2,50 m
5,01 m

Achtung! Bei dieser Aufgabe wurde mit dem (ursprünglichen) Wert 100 Watt für die Senderleistung Klasse E anstatt mit 75 W gerechnet. Deshalb weicht das Ergebnis gegenüber dem im aktuellen Fragenkatalog etwas ab.

Lösungsweg:

Zur Erinnerung (Lektion 11): Wenn der Gewinn in dBd (gegenüber Dipol) angegeben wird, muss noch der Gewinn des Dipols gegenüber dem isotropen Strahler (dBi) hinzugerechnet werden. Er beträgt 2,1 dB oder Faktor 1,64.

Zunächst wird die PEIRP berechnet. Bei der Betriebsart FM gilt der Reduzierungsfaktor 1, also keine Reduzierung. Den Gewinn der Antenne verrechnen wir mit dem Kabelverlust. dBi oder dBd und dB darf man miteinander verrechnen.

11,5 dBd – 1,5 dB = 10 dBd

Es bleiben also 10 dB Gewinn gegenüber Dipol übrig. 10 dB entsprechen zehnfacher Leistung. Außerdem muss der Gewinnfaktor 1,64 für einen Dipol (wegen Gewinnangabe in dBd) noch berücksichtigt werden.

PEIRP = 10 ∙ 100 W ∙ 1,64 = 1640 W,         hier müsste 75 W eingesetzt werden

Die Werte werden in die Formel eingesetzt.

Es müssen also 7,92 m Abstand eingehalten werden.

 

Prüfungsfrage

TL210  Sie möchten den Personenschutz-Sicherheitsabstand für die Antenne Ihrer Amateurfunkstelle für das 10-m-Band und die Betriebsart FM berechnen. Der Grenzwert im Fall des Personenschutzes beträgt 28 V/m. Sie betreiben eine Yagi-Antenne mit einem Gewinn von 7,5 dBd. Die Antenne wird von einem Sender mit einer Leistung von 100 W über ein langes Koaxialkabel gespeist. Die Kabeldämpfung beträgt 1,5 dB. Wie groß muss der Sicherheitsabstand sein?
2,50 m
3,91 m
5,01 m
20,70 m

Lösungsweg: Diese Aufgabe wird im Prinzip genau wie die Aufgaben TL209 und TL211 gerechnet. Wenn Sie den Gewinn der Yagi und den Verlust des Kabels gegeneinander verrechnen, bleiben 6 dB Gewinn übrig. 6 dB entsprechen der vierfachen Leistung. Multiplizieren Sie diese 400 W mit 1,64, um PEIRP zu erhalten. Damit sollten Sie die Lösung berechnen können. Für diejenigen, die noch etwas Probleme beim Rechnen mit dem Taschenrechner haben, sei hier die Aufgabe einmal genau vorgerechnet.

Zur Eingabe in den Taschenrechner gehen Sie gemäß folgender Tabelle vor.

Als Ergebnis erhalten Sie 5,01. Also muss der Sicherheitsabstand mindestens 5,01 m betragen und zwar von jedem Punkt der Antenne. Siehe Prüfungsaufgabe TL212!

Prüfungsfrage:

TL208  Sie besitzen einen λ/4-Vertikalstrahler. Da Sie für diese Antenne keine Selbsterklärung abgeben möchten und somit nur eine Strahlungsleistung von kleiner 10 W EIRP verwenden dürfen, müssen Sie die Sendeleistung soweit reduzieren, dass sie unter diesem Wert bleiben. Wie groß darf die Sendeleistung dabei sein, wenn man die Zuleitungsverluste vernachlässigt?
kleiner 3 Watt
kleiner 6 Watt
kleiner 10 Watt
kleiner 16,4 Watt

Lösungsweg: In der Formelsammlung der BNetzA und auch hier im Text zwei Seiten zuvor finden Sie die Angabe, dass ein λ/4-Vertikalstrahler einen Gewinnfaktor von 3,28 besitzt. Faktor bedeutet, dass die verwendete Senderleistung damit multipliziert die Strahlungsleistung EIRP ergibt. Umgekehrt bedeutet dies für die Aufgabe, dass die 10 Watt EIRP durch 3,28 geteilt werden müssen. Dies ergibt 3,05 Watt. Also darf die verwendete Senderleistung (eigentlich Antenneneingangsleistung) zirka 3 Watt nicht überschreiten.

Prüfungsfrage:

TL207  Muss ein Funkamateur als Betreiber einer ortsfesten Amateurfunkstelle bei der Sendeart F3E und einer Senderleistung von 6 Watt an einer 15-Element-Yagiantenne mit 13 dB Gewinn für 2 m die Einhaltung der Personenschutzgrenzwerte nachweisen?
Nein, der Schutz von Personen in elektromagnetischen Feldern ist durch den Funkamateur erst bei einer Strahlungsleistung von mehr als 10 W EIRP sicherzustellen.
Nein, aber er muss die Herzschrittmachergrenzwerte einhalten.
Nein, bei der Sendeart F3E und Sendezeiten unter 6 Minuten in der Stunde kann der Schutz von Personen in elektromagnetischen Feldern durch den Funkamateur vernachlässigt werden.
Ja, er ist in diesem Fall verpflichtet die Einhaltung der Personenschutzgrenzwerte nachzuweisen.

Lösungsweg: 13 dB sind 10 dB plus 3 dB. 10 dB entsprechen dem Gewinnfaktor 10. Aus 6 Watt werden also 60. Und nochmals 3 dB, Faktor 2, ergeben 120 Watt EIRP. Nur 10 W EIRP sind ohne Nachweis erlaubt! Die Antwort muss also „Ja“ lauten.

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Elektrische Sicherheit

Sicherheitsanforderungen

Nicht nur die kommerziellen Sender- und Antennenanlagen, auch die Amateurfunkstellen unterliegen gewissen Sicherheitsanforderungen, damit weder Mensch noch Tier noch Sachen durch diese Anlagen gefährdet werden. Zum Schutz von Menschen, Tieren und Sachen werden von nationalen Verbänden aus Fachleuten der Elektrotechnik, in Deutschland vom Verband Deutscher Elektrotechniker (VDE) Sicherheitsbestimmungen zur Verhütung von Unfällen durch elektrischen Strom erlassen. Die wichtigsten Sicherheitsbestimmungen für elektrische Betriebsmittel (zum Beispiel Funkgeräte) mit Netzwechselspannungen bis 1000 V sowie Nenngleichspannungen bis 1500 V sind DIN VDE 0100 (auch DIN 57100).

Berührschutz

Direktes Berühren liegt vor, wenn Körperteile Spannung führende Teile berühren. Zum Schutz gegen direktes Berühren müssen Spannung führende Teile vollständig isoliert oder abgedeckt sein. Indirektes Berühren liegt vor, wenn ein sonst spannungsfreier leitfähiger Teil eines Gerätes, der durch Isolationsfehler Spannung annimmt, berührt wird.
Solche Isolationsfehler können dadurch auftreten, dass ein unter Spannung stehender Leiter das Gehäuse berührt. In elektrischen Anlagen sind stets Schutzmaßnahmen gegen direktes und indirektes Berühren anzuwenden. Diese hier beschriebenen Normen gelten für Deutschland. Bei unseren europäischen Nachbarn und erst recht in den USA oder Japan gelten andere Normen. Eingeführte Geräte müssen aber den deutschen Normen entsprechen.

Schutzkleinspannung

Die Stromverbraucher werden entweder über Sicherheitstransformatoren mit einer Nennausgangsspannung von weniger als 50 Volt (meist 12 V, 24 V oder 42 V) oder an Akkumulatoren oder Batterien angeschlossen. Die Schutzkleinspannung findet Anwendung bei Kinderspielzeug, Geräten für die Tierhaltung, Taschenlampen, und so weiter. Spannungsführende Teile von Stromkreisen mit Schutzkleinspannung dürfen weder mit Erdungsleitungen, Schutzleitern noch mit leitenden Teilen von Stromkreisen anderer Spannung verbunden sein. Deshalb haben diese Geräte keinen Schutzkontakt- (Schuko)stecker.

Funktionskleinspannung

Können bei Verwendung von Nennspannungen unter 50 V Wechselspannung beziehungsweise 120 V Gleichspannung nicht alle Anforderungen an die Schutzmaßnahme Schutzkleinspannung erfüllt werden (z.B. wenn die Antennenanlage geerdet sein muss), so sind zusätzliche Schutzmaßnahmen notwendig. Diese Kombination von Schutzmaßnahmen wird Funktionskleinspannung genannt.

Dies kommt im Amateurfunk beispielsweise bei der Stromversorgung mit 12-V-Netzteilen vor. Es muss zusätzlich ein Berührschutz vorgenommen werden, indem entweder das Gehäuse dieses Netzteiles an den Schutzleiter des Primärkreises oder an den geerdeten Potenzialausgleichsleiter angeschlossen wird. Die Stecker von den daran anzuschließenden Stromkreisen mit Funktionskleinspannung dürfen nicht in Netzsteckdosen passen. Dies gilt übrigens auch bei Schutzkleinspannung.

Schutzisolierung

Eine andere Schutzmaßnahme gegen unzulässig hohe Berührspannung ist die Schutzisolierung. Diese kann als Schutzisolierumhüllung (Bild 18-7 A), Schutzzwischenisolierung (B) oder verstärkte Isolierung (C) ausgeführt sein.

Schutzisolierungen

Bild 18-7: Schutzisolierungen

Schutzisolierte Geräte dürfen nicht mit dem Schutzleiter verbunden werden. Deshalb sind industriell gefertigte Geräte (zum Beispiel Steckernetzteile) nur über zweiadrige Leitungen und Stecker ohne Schutzkontakt angeschlossen.

 

Schutztrennung

Bei Schutztrennung wird jedes einzelne Gerät durch einen Trenntransformator nach VDE vom Netz getrennt, so dass bei einem Fehler des angeschlossenen Gerätes keine Berührspannung auftreten kann. Schutztrennung ist jedoch nur wirksam, wenn bei einem Fehler des angeschlossenen Gerätes kein Erdschluss auftritt. Schutztrennung wird in der Messtechnik angewendet.

Schutztrennung

Bild 18-8: Richtige und falsche Anwendung von Schutztrennung

 

Schutzmaßnahmen durch Abschaltung

Diese Schutzmaßnahme hat einen Schutzleiter und schaltet nach dem Auftreten eines Fehlers selbständig durch Sicherungen oder FI-Schutzschalter ab. Sie verhindern das Bestehenbleiben einer unzulässig hohen Berührspannung. Als Schutzleiter wird eine grüngelbe Ader beziehungsweise ein grün-gelb isolierter Leiter verwendet. Alle leitfähigen Gehäuse oder Teile der Geräte müssen an einen Schutzleiter angeschlossen werden.

Merke:
Die grüngelben Leiter dürfen nur als Schutzleiter verwendet werden.

Empfehlenswert für Funkamateure ist eine Fehlerstromschutzeinrichtung (FI). Bei dieser Schutzeinrichtung werden die Spannung führenden (Außen)leiter und der Neutralleiter (N) durch einen Summenstromwandler geführt. Ist die Summe der über die Außenleiter und den N-Leiter fließenden Ströme nicht null, fließt also Strom nach Erde ab, löst bei einer bestimmten Differenz der FI-Schutzschalter aus und unterbricht die gesamte Spannungsversorgung.

Es gibt FI-Schutzschalter, die bereits ab 30 mA Differenzstrom auslösen. Bei gleichzeitiger Berührung eines Spannung führenden Leiters und Erde würde ein Strom über den menschlichen Körper nach Erde abfließen und der FI-Schutzschalter auslösen. Wenn Ihr Haus oder die Wohnung nicht FI-geschützt ist, sollten Sie als Funkamateur mindestens den Basteltisch und damit sich selbst durch einen FI-Schutzschalter schützen. Bei gleichzeitiger Berührung zweier Außenleiter oder eines Außenleiters und des Neutralleiters nutzt dieser FI-Schutzschalter allerdings nichts.

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Antennenerdung

Alle leitfähigen Teile von Antennenanlagen außerhalb von Gebäuden müssen über eine Erdungsleitung mit dem Erder verbunden werden. Bei Zimmerantennen, bei Antennen, die im Gerät eingebaut sind, bei Antennen unter der Dachhaut und bei so genannten Fensterantennen darf auf eine Erdung verzichtet werden. Fensterantennen sind Antennen, deren höchster Punkt mindestens 2 m unter der Dachkante liegt und deren äußerster Punkt höchstens 1,5 m von der Außenfront des Gebäudes entfernt ist.

Erdungsleiter, die eigens für die Antennenanlage gelegt werden, müssen folgende Mindestmaße haben.



Erdungsleitungen innerhalb von Gebäuden dürfen bis zu 1 m aus dem Gebäude heraus geführt werden. Erdungsleitungen sind auf kürzestem Weg und möglichst senkrecht zum Erder zu führen. Sie sollen möglichst sichtbar oder in Kunststoffrohren verlegt werden. In diesen Rohren dürfen aber keine anderen Leitungen liegen.

Prüfungsfrage:

TL302  Welches Material und welcher Mindestquerschnitt ist bei einer Erdungsleitung zwischen einem Antennenstandrohr und einer Erdungsanlage nach DIN VDE 0855 Teil 300 für Funksender bis 1 kW zu verwenden?
Ein- oder mehrdrähtiger - aber nicht feindrähtiger - isolierter oder blanker Kupferleiter mit mindestens
10 mm2 Querschnitt oder ein Aluminiumleiter mit mindestens 16 mm2 Querschnitt.
Ein- oder mehrdrähtiger - aber nicht feindrähtiger - isolierter oder blanker Kupferleiter mit mindestens
25 mm2 Querschnitt oder ein Aluminiumleiter mit mindestens 50 mm2 Querschnitt.
Als geeigneter Erdungsleiter gilt ein Einzelmassivdraht mit einem Mindestquerschnitt von 16 mm2 Kupfer, isoliert oder blank, oder 25 mm2 Aluminium isoliert oder 50 mm2 Stahl.
Als geeigneter Erdungsleiter gilt ein Einzeldraht mit einem Mindestquerschnitt von 4 mm2 Kupfer, isoliert oder blank, oder 10 mm2 Aluminium isoliert.

Tipp: Siehe Tabelle Erdungsleiter!

 

Erdung von Antennen

Bild 18-9: Erdung von Antennen

 

Als Erder können dienen:

• Staberder (Mindestlänge 2,5 m),
• Banderder aus verzinktem Stahl (3,5 mm • 30 mm) 0,5 m tief verlegt,
                                               bei einer Mindestlänge von 2 x 5 m;
• Fundament- und/oder Blitzschutzerder;
• Stahlbauten.

Sind Potenzialausgleichsleitungen zwischen Betriebsmitteln, z.B. Verstärkern der Antennenanlage erforderlich, so sind diese Leitungen aus mindestens 4 mm² Kupferdraht blank oder isoliert zu installieren (Kennzeichnung der isolierten Leitungen: grün/gelb).

Prüfungsfrage:

TL101  Um eine Amateurfunkstelle in Bezug auf EMV zu optimieren …
sollte der Sender mit der Wasserleitung im Haus verbunden werden.
sollten alle schlechten Erdverbindungen entfernt werden.
sollten alle Einrichtungen mit einer guten HF-Erdung versehen werden.
sollten die Wasserleitungsanschlüsse aus Polyäthylen zur Isolation vorgesehen werden.

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Blitzschutz
Bitte laden Sie sich zunächst das VDE-Merkblatt "Blitz- und Überspannungsschutz temporärer Kommunikationssysteme" von der Download-Seite des Online-Lehrgangs herunter.

Äußerer Blitzschutz

Bild 18-10: Äußerer Blitzschutz

Antennen erden - genügt das? Jährlich gehen etwa eine Million Wolke-Erde-Blitze in Deutschland nieder. Auch wenn nur ein geringer Teil dieser Blitze direkt in Gebäude einschlägt, so werden doch für das Gebiet Deutschland jährlich mehr als 30000 Schadensfälle durch Blitzschlag mit Sachschäden in Millionenhöhe gemeldet. Die Anzahl der Schäden durch indirekte Blitzwirkung hat in den letzten Jahren durch die zunehmende Ausstattung mit Elektronikgeräten und Computern stark zugenommen.

Durch die großen Blitzströme mit sehr steilen Anstiegsflanken können auch durch Induktion hohe Spannungen im Innern von Gebäuden entstehen. Diese Überspannungen entstehen sowohl in offenen als auch in geschlossenen Schleifen und zwar unabhängig davon, ob diese Installationsschleifen leitend mit Blitzableitern verbunden oder davon isoliert sind. Eine offene Induktionsschleife entsteht beim Amateurfunk häufig dadurch, dass der Funkamateur bei aufkommendem Gewitter den Antennenstecker abzieht und diesen offen liegen lässt, anstatt das Kabel zu erden. Zwischen dem Koaxkabel und dem Gehäuse des Funkgerätes entsteht eine hohe Induktionsspannung, die zu einem Überschlag führen kann.

Innerer Blitzschutz

Bild 18-11: Innerer Blitzschutz

Bei Gewitterneigung und wenn Sie die Wohnung für längere Zeit verlassen, ziehen Sie die Netzstecker der Funkgeräte und erden Sie Ihre Antennenleitungen.

Wenn Sie Hauseigentümer sind und eine Antennenanlage auf Ihrem Haus aufgebaut haben, sollten Sie sich vom Fachmann einen Blitzschutz installieren lassen. Außer dem äußeren Blitzschutz, wie er im Bild 18-10 dargestellt ist, kommt noch der innere Blitzschutz nach Bild 18-11 hinzu, wobei alle Hausanschlussleitungen durch eine Überspannungsschutzeinrichtung gegen Blitzströme von außen geschützt werden.

Das Standrohr einer Amateurfunkantenne auf einem Gebäude darf mit einer vorhandenen Blitzschutzanlage verbunden werden, wenn die vorhandene Blitzschutzanlage fachgerecht aufgebaut ist und das Standrohr mit ihr auf dem kürzesten Wege verbunden werden kann.
Mehr dazu unter www.vde.com/blitzschutzfunksysteme

Prüfungsfrage:

TL301  Unter welchen Bedingungen darf das Standrohr einer Amateurfunkantenne auf einem Gebäude mit einer vorhandenen Blitzschutzanlage verbunden werden?
Nach den geltenden Vorschriften muss das Standrohr der Amateurfunkantenne mit einer vorhandenen Gebäude-Blitzschutzanlage verbunden werden.
Nach den geltenden Vorschriften muss immer eine eigene Blitzschutzanlage für eine Amateurfunkantenne aufgebaut werden.
Die Bedingung ist ein ausreichend großer Querschnitt für die Verbindungsleitung zur Blitzschutzanlage.
Wenn die vorhandene Blitzschutzanlage fachgerecht aufgebaut ist und das Standrohr mit ihr auf dem kürzesten Wege verbunden werden kann.

 

Prüfungsfrage:

TL303  Unter welchen Bedingungen darf ein Fundamenterder als Blitzschutzerder verwendet werden?
Nach den geltenden Vorschriften muss immer eine eigene Blitzschutzanlage, also auch ein eigener Fundamenterder, für eine Amateurfunkantenne aufgebaut werden.
Die in den Sicherheitsvorschriften festgelegte zulässige Leitungslänge des Erdungsleiters darf auf keinen Fall überschritten werden.
Die Ausdehnung des Fundamenterders muss größer oder wenigstens gleich der Ausdehnung der Antennenanlage sein.
Jeder ordnungsgemäß verlegte Fundamenterder kann verwendet werden, sofern alle Blitzschutzleitungen bis zur Potentialausgleichsschiene getrennt geführt werden.

 

Prüfungsfrage:

TL304  Welche Sicherheitsmaßnahmen müssen zum Schutz gegen atmosphärische Überspannungen und zur Verhinderung von Spannungsunterschieden bei Koaxialkabel-Niederführungen ergriffen werden?
Für alle Koaxialkabel-Niederführungen sind entsprechend den Sicherheitsvorschriften Überspannungsableiter vorzusehen.
Die Außenleiter (Abschirmung) aller Koaxialkabel-Niederführungen müssen über einen Potentialausgleichsleiter normgerecht mit Erde verbunden werden.
Neben der Erdung des Antennenmastes sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich.
Die Koaxialkabel müssen das entsprechende Schirmungsmaß aufweisen und entsprechend isoliert sein.

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Mechanische Sicherheit

Die mechanische Sicherheit einer Antennenanlage ist natürlich für einen Funkamateur wichtig. Für die reine Prüfungsvorbereitung können Sie diesen Abschnitt aber überspringen, da es für Klasse E keine Prüfungsaufgabe dazu gibt.

Die gesamte Antennenanlage muss den auftretenden mechanischen Beanspruchungen und Witterungseinflüssen standhalten. Die Antennen und die Rohrverbindungen am Standrohr müssen gegen unerwünschtes Verdrehen gesichert sein. Gewindemuffen als Rohrverbindung sind unzulässig. Als Standrohre für Antennen gibt es Rohre aus einem Stück, Steckrohre und Schieberohre.

Diese Rohre bestehen meist aus Stahl- oder bestimmten Aluminiumlegierungen und haben gewährleistete Mindestwerte der Festigkeit. Gasrohre und Wasserrohre erfüllen die Festigkeitsbedingungen nicht und sind deshalb nicht zulässig. Die Standrohre aus Stahl müssen im Einspannbereich eine Mindestwanddicke von 2 mm haben. Sie müssen verzinkt oder gleichwertig gegen Korrosion geschützt sein.

Auf Antennen wirken bei Wind erhebliche Kräfte, die man als Windlast FA bezeichnet. Die Einheit der Windlast wird in Newton (N) angegeben. Diese Windlast entsteht durch den Stau der bewegten Luft an Teilen der Antenne (Staudruck).

p ist der Staudruck (Winddruck) in N/m2 und A ist die wirksame Antennenfläche in m2, auf die der Wind auftreffen kann.

Für Antennen mit Standrohren bis zu einer freien Rohrlänge von 6 m und bis zu einem Einspannmoment von 1650 Nm (Newton-Meter) auf Bauwerken bis zu acht Geschossen (etwa 20 m über der Geländeoberfläche) darf für p = 800 N/m2 eingesetzt werden.

Aufgabe
Welche Windlast tritt bei 800 N/m2 an einer UKW-Yagi mit 0,0625 m2 wirksamer Antennenfläche auf?

Lösung: F = p · A = 800 N/m2 · 0,0625 m2 = 50 N

Die Antenne ruft infolge der Windlast auf das Standrohr ein Drehmoment hervor, das man Biegemoment nennt. Das Biegemoment MA in Nm berechnet sich aus dem Produkt Windlast mal Länge vom Einspannpunkt bis zur Antenne.

Tragende Bauteile, zum Beispiel Gebäudeteile wie Dachbalken, die zur Befestigung von Antennen, Antennenstandrohren und Abspannseilen dienen, müssen ebenfalls eine ausreichende mechanische Festigkeit besitzen. Die Befestigung des Standrohres am Schornstein ist verboten.

Die Verbindungsmittel mit dem tragenden Bauteil müssen die auftretenden Kräfte dauerhaft übertragen. Diese Kraftübertragung darf durch Alterung und Korrosion nicht beeinträchtigt werden. Gips und Dübel aus thermoplastischem Kunststoff erfüllen diese Forderung im Allgemeinen nicht. Jede Halterung des Standrohres muss mit mindestens zwei Schrauben am tragenden Bauteil befestigt werden. Bei Befestigung am Gebälk sind Schlüsselschrauben von mindestens 8 mm Durchmesser erforderlich, bei Befestigung im Mauerwerk mindestens Schrauben M8.

Abspannseile sollen größere Schwankungen durch den Wind verhindern. Die Antennenanlage muss die Forderungen an die mechanische Festigkeit auch ohne Abspannseile erfüllen. Die Abspannseile dürfen bei der Ermittlung der mechanischen Festigkeit also nicht berücksichtigt werden. Die Verbindungsmittel sollen aus geeigneten Werkstoffen bestehen, damit Korrosion durch Elementbildung möglichst verhindert wird.

Die Antennenanlage ist so aufzustellen, dass abknickende Bauteile der Antennen darunter liegende Starkstromleitungen nicht berühren können. Das Abknicken des Standrohres wird nicht angenommen. Der waagerechte Abstand des Standrohres zur Starkstromfreileitung und der Abstand zwischen Antennenteilen und der Starkstromfreileitung muss mindestens 1 m betragen.

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Sendeanlage im KFZ

Damit die Zulassung eines Kraftfahrzeugs nicht ungültig wird, sollten Sie vor dem Einbau einer mobilen Sendeanlage die Anweisungen des Kraftfahrzeugherstellers beachten. Manche Hersteller erlauben nur den eingeschränkten Einsatz einer Amateurfunkanlage bis zu einer bestimmten Sendeleistung.

Um ein Einwirken der Hochfrequenz in die Elektronik des Kraftfahrzeugs zu verhindern, sollten Antennen und Antennenkabel möglichst weit davon entfernt verlegt werden. Die beste Abstrahlung hat eine mobile VHF-Antenne, wenn sie in der Mitte des Wagendaches installiert wird.

Prüfungsfrage:

TL306  Damit die Zulassung eines Kraftfahrzeugs nicht ungültig wird, sind vor dem Einbau einer mobilen Sende-/ Empfangseinrichtung grundsätzlich ...
die Bedingungen der Bundesnetzagentur für den Einbau mobiler Sendeanlagen einzuhalten.
die Ratschläge des Kfz-Händlers einzuhalten.
die Anweisungen des Kfz-Herstellers zu beachten.
die Anweisungen des Amateurfunkgeräte-Herstellers zu beachten.

 

Prüfungsfrage:

TL307  Wo sollte aus funktechnischer Sicht eine mobile VHF-Antenne an einem PKW vorzugsweise installiert werden?
Auf dem vorderen Kotflügel
Auf der Mitte des Daches
Auf der hinteren Stoßstange
Auf dem Armaturenbrett

 

Prüfungsfrage:

TL308  Um ein Zusammenwirken mit der Elektronik des Kraftfahrzeugs zu verhindern, sollte das Antennenkabel
möglichst weit von der Fahrzeugverkabelung entfernt verlegt werden.
im Kabelbaum des Kraftfahrzeugs geführt werden.
über das Fahrzeugdach verlegt sein.
entlang der Innenseite des Motorraumes verlegt werden.

 

Mehr dazu auf der KFZ-Info-Seite des DARC unter www.darc.de/referate/emv.

 

Zur Vorlage bei einer Kontrolle:

Nichtanwenbarkeit des Handyverbots nach StVO §23 Abs. 1a auf lizenzierte Funkamateure

Die StVO §23 Abs. 1a (Verbot der Handybenutzung während der Fahrt ohne Freisprecheinrichtung) bezieht sich nur auf Mobilfunkbenutzer und auf öffentliche Netze. Gemäß aktuellen deutschen Telekommunikationsgesetzen zählen Benutzer von Betriebsfunksystemen wie auch Funkamateure nicht zu diesem Personenkreis. Die StVO §23 Abs. 1a ist somit nicht auf Amateurfunkgeräte anwendbar.

 


Anmeldung zur Prüfung

Nun sind Sie am Ende der letzten Lektion TECHNIK angekommen. Wenn Sie gleichzeitig auch die Betriebstechnik und die Vorschriften durchgearbeitet haben, können Sie sich hier zur Prüfung anmelden.

Amateurfunkprüfungen / Amateurfunkzeugnisse

Bis zur Prüfung selbst können Sie auf der Seite von Junghard Bippes DF1IAV noch etwas für die Prüfung trainieren.

Prüfungstraining

Ich wünsche Ihnen viel Erfolg bei der Prüfung und würde mich freuen, wenn Sie mir nach bestandener Prüfung eine E-Mail darüber schreiben würden.

Eckart K. W. Moltrecht, DJ4UF

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Das Begleitbuch zum Lehrgang
Buch Moltrecht Klasse E

Eckart K. W. Moltrecht, Amateurfunk-Lehrgang Technik für das Amateurfunkzeugnis Klasse E


Verlag für Technik und Handwerk, Postfach 2274, 76492 Baden-Baden, 240 Seiten, mehr als 300 Abb.  

19,80 €
Buch online bestellen   

Dieser Lehrgang basiert auf dem Prüfungsfragenkatalog 2007 der Bundesnetzagentur. Alle darin vorkommenden Themen wie Grundlagen der Elektrotechnik, Elektronik sowie Sender- und Empfängertechnik, Übertragungstechnik, Antennentechnik und Messtechnik aus dem Gebiet "Technische Kenntnisse" werden ausführlich erläutert. Die Erfahrung mit praktischen Lehrgängen wird genutzt, um den Prüfling in die Lage zu versetzen, jede Frage aus dem Fragenkatalog richtig beantworten zu können. Dieses Buch ist auch sehr gut für das Selbststudium geeignet. Aus der Erfahrung von praktischen Lehrgängen wurde die Reihenfolge des Unterrichtsstoffs so gewählt, dass schon bald zu Anfang einige interessante Kapitel aus der Funktechnik gebracht werden. Dennoch werden keinerlei Vorkenntnisse aus der Elektrotechnik vorausgesetzt sondern auf dem normalen Grundschulwissen aufgebaut.
Letztes Update: 22.02.2017 (by DJ4UF)