Kopplung zweier Relaisstellen über eine Weiche auf eine Antenne

„Wie bringt man ein Maximum an Diensten für die Amateurfunknutzer zu stande, wenn man nur eine begrenzte Anzahl an Antennen zur Verfügung hat?“

Diese Frage im Kopf brachte mich darauf, dass analoge 2m Relais und das digitale 2m DMR Relais gleichzeitig über eine Weiche auf eine Antenne zu schalten ohne das sich die beiden Relaiseinheiten gegenseitig stören dürfen. Im kommerziellen Betrieb ist es üblich, dass mehrere Sende-und Empfangseinrichtungen des gleichen Frequenzspektrums auf eine Antenne geschaltet werden. Also muss das doch hinzubekommen sein.

Überlegungen zur Auslegung und Materialbeschaffung

Bei den kommerziellen Funkanbietern wird meist ein Koppelnetzwerk mit vielen teuren Komponenten berechnet und zusammengestellt. Das funktioniert dann auch entsprechend gut, kostet aber auch sehr viel Geld. Für uns Funkamateure ist das kaum bezahlbar und so begab ich mich auf die Suche nach Dingen, die man denn so braucht und schaute, wo man das Material kostengünstig bekommen könnte. Auf verschiedenen Flohmärkten und im Internet suchte ich nach den Systemkomponenten. Letztlich erhielt ich den entscheidenden Tipp beim UKW-Referat des VFDB. Bei einem persönlichen Besuch in Osnabrück erhielt ich weitere Informationen und eine Empfehlung mich an einen Schleswig-Holsteiner OM zu richten. In einem Anruf erklärte ich mein Ziel, woraufhin ich umgehend technische Unterstützung für die Ausführung bekam.

Realisierung des Aufbaus

Die Augabenstellung war, zwei nahe beieinander liegende RX- und TX-Frequenzen über nur eine Weiche auf nur eine Sende-/Empfangsantenne beeinflussungsfrei zusammenzuschalten.
Gebraucht werden am Senderausgang 1 und Senderausgang 2 je ein Zirkulator mit Absorber. Danach geht TX1 und TX 2 auf einen 3dB-Koppler. Am Ausgang 1 befindet sich ein Absorber, am Ausgang 2 wird ein Oberwellenfilter eingeschleift. Nach dem Oberwellenfilter gehen über eine Leitung die beiden Sendesignale auf den TX-Teil der VHF-Weiche.
Für den Empfangsteil ist es etwas einfacher. Der RX-Ausgang der VHF-Weiche führt direkt ohne weitere Komponenten zum Eingang des 3dB-Verteilkopplers, welcher das RX-Signal auf die beiden Eingänge des RX1 und RX2 verteilt. Ein 3dB-Koppler sperrt mit etwa 35dB zum anderen Sender/ Empfänger. Die Kombination beider Relaiseinheiten im gleichen Band über eine Weiche mit nur einer Antenne funktioniert störungsfrei. Aber man muss eben -3dB Verlust hinnehmen.

Arbeitszettel (Blockschaltbild)

Produktbeschreibungen eines 3dB-Kopplers und eines Zirkulators:

Den 3-dB-Koppler kann man verwenden:

  • als entkoppelten Verteiler zur Leistungsaufteilung im Verhältnis 1:1
  • zum entkoppelten Zusammenschalten von zwei Sendern mit beliebig kleinem Frequenzabstand (Verlust: 3 dB),
  • zum entkoppelten Zusammenschalten von zwei Empfängern mit beliebig kleinem Frequenzabstand,
  • zum entkoppelten Zusammenschalten von zwei Sende-/Empfangsgeräten, deren integrierte Duplexweichen im gleichen Frequenzbereich liegen,
  • als frequenzunabhängigen 90°-Phasenschieber,
  • als Komponente zum Aufbau von Weichen.

Funktion: Der 3-dB-Koppler besitzt vier Anschlüsse, von denen je zwei voneinander entkoppelt sind. Eine z. B. in Anschluss 1 eintretende Wirkleistung teilt sich auf die Anschlüsse 2 und 3 auf. Anschluss 4 ist entkoppelt und bleibt leistungsfrei, wenn die Anschlüsse 2 und 3 ideal angepasst abgeschlossen sind. In der Praxis ist am Anschluss 4 ein Absorber geeigneter Leistung vorzusehen, entsprechend den Fehlanpassungen an den Anschlüssen 2 und 3. Die entkoppelte Zusammenschaltung kann wahlweise über die diagonal gegenüberliegenden Anschlüsse 2 und 3 bzw. 1 und 4 erfolgen.

Den Zirkulator kann man verwenden:

  • zur Erhöhung der Koppeldämpfung zwischen Sendern, um Intermodulationsprodukte zu vermeiden,
  • zur Vermeidung von Rückwirkungen bei Verstärkern.

Funktion: Zirkulatoren sind nichtreziproke Bauelemente mit geringer Durchlassdämpfung in Senderichtung (1 → 2) und hoher Sperrdämpfung entgegen der Senderichtung (2 → 1). Die Impedanz am Eingang (1) des Zirkulators ist konstant und unabhängig von der Impedanz nachfolgender Komponenten, da die am Ausgang (2) reflektierte Leistung zum Absorberausgang (3) geleitet wird, der mit einem Absorberelement (dummy load) abgeschlossen werden muss.
Dimensionierung des Absorbers: Der Absorber am Anschluss (3) muss so dimensioniert sein, dass er die am Ausgang (2) maximal reflektierte Leistung aufnehmen kann.

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DB0DLR nun mit neuester Version von „ircDDBgateway“

Die Software „ircDDBGateway“ wird seit längerer Zeit von G4KLX weiterentwickelt und wir haben entsprechend die Steuersoftware auf den aktuellen Stand angepasst.

Systemanforderungen:

G4KLX stellt seine software „ircDDBgateway“ nicht als fertiges Pakete in einem Paketmanagemtsystem einer Linux-Distribution zur Verfügung, sondern hält den Quellcode als GitHUB Projekt bereit.

(Dieses Vorgehen ist klassisch betrachtet noch dichter an den „Linux-Wurzeln“ und echt unabhängig von der verwendeten Linux-Distribution. Bietet aber eben auch nicht den Komfort eines Paketmanagementsystems.)

Der Relaissystem DB0DLR besteht aus den ICOM-Komponenten und einem Compaq Server-PC mit Linux Debian als Betriebssytem. (Aktuell ist Debian 10 – Buster)

Als Zusätzliche Voraussetzung braucht „ircDDBGateway“ die Software wxWidgets in der Version 3.0.x

Update von Debian selbst:

In unserem Fall musste ein schon jahrelang bestehendes System auf den aktuellen Stand der Technik aktualisiert werden. Zuerst wurde also Debian auf den Stand „Buster“ gebracht. Wie das geht zeigt diese Anleitung.

und die sources.list muss danach dann so aussehen (die unterste Zeile ist schon für die wxWidgets):

deb http://ftp.debian.org/debian/ buster main
deb-src http://ftp.debian.org/debian/ buster main

deb http://security.debian.org/debian-security buster/updates main

deb http://security.debian.org/ buster/updates main
deb-src http://security.debian.org/ buster/updates main

deb http://repos.codelite.org/wx3.0.4/debian/ stretch libs

Die folgenden Befehle bringen denn das (jeweilige) Update in Gang:

apt-get update
apt list --upgradable
apt-get upgrade
apt-get dist-upgrade
reboot

wxWidgets und g++ einbauen:

Um auf einem System „from scratch“ kompilieren zu können, brauchen wir eine passende Entwicklungsumgebung auf der Maschine.

Das Repository der wxWidgets haben wir oben schon in der Sources.list mit eingetragen. Nun wer den über die folgenden Befehle die fehlenden Pakete nachinstalliert und auf das alte wxWidgets V2.8 entfernt!

Vorher retten wir aber noch die aktuelle Konfigurationsdatei:

cp /etc/ircddbgateway ~/ircddbgateway.save

apt-get purge libwxbase2.8-0

Entfernt die alten Pakete und auf das wahrscheinlich vorhandene alte Paket ircDDBGateway gleich mit. Dieses ist WICHTIG, da die Bibliotheken teilweise inkompatibel sind.
ACHTUNG: -> Danach ist die alte Installation von irdDDBgateway nicht mehr da!!

Nun geht es weiter mit der installation von wxWidgets3.0.4, der Entwicklungsumgebung und GIT:

apt-get update

apt-get install libwxbase3.0-0-unofficial
apt-get install libwxbase3.0-dev
apt-get install libwxgtk3.0-0-unofficial
apt-get install libwxgtk3.0-dev
apt-get install wx3.0-headers
apt-get install wx-common

apt-get install build-essential

apt-get install git

Lokalen Clone des Repository erzeugen und ircDDBGateway kompilieren :

Als nächstes wird ein lokaler Clone des Repository erzeugt. Dazu erstellt man ein entsprechendes Unterverzeichnis und spiegelt alles auf die lokale Platte. Danach beginnt der Kompiliervorgang:

su
cd ~
mkdir G4KLX-Repository
cd G4KLX-Repository
git clone https://github.com/g4klx/ircDDBGateway.git
cd ircDDBGateway

make
make install
systemctl enable ircddbgatewayd.service
sudo service ircddbgatewayd start

ircDDBgateway konfigurieren

Nun kann man das alten Konfig-File wieder herstellen und das ganze mit ircddbgw-conf einnrichten.

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HAMNET Links bei DB0PTB wieder komplett in Betrieb

Bedingt durch die Installation eines 10m Schiebemastens auf der Plattform des Willi Wien Turms in der PTB, musste ende des Jahres 2018 temporär die Antennenhalterung der Hamnet Antennen demontiert werden.
Leider stellte sich sich nach der Montage des Mastens herraus das die Halterung so nicht mehr installiert werden kann. Es folgte der Jahreswechsel und eine wetterbedingte Pause.
Nun konnte kurzfristig eine neue Halterung konstruiert und produziert werden. So das der HAMNET Link von DB0PTB aus Richtung DB0HVF wieder in Betrieb gehen konnte.
Ausserdem befindet sich an dem Träger eine Testantenne um einen Link nach DB0GF aufzubauen.

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DB0DLR nun mit automatischer Linkziel-Aktualisierung

Bei DB0DLR läuft die bekannte Steuersoftware ircDDBGateway, aber damit der Software auch alle Linkziele immer aktuell bekannt sind, braucht es einer gewissen Pflege.

Dieser Arbeit erledigen die OMs von „PiStar“ sehr vorbildlich und somit bedienen wir uns bei DB0DLR nun auch ihrer Expertiese und aktualisieren die Linklisten jede Nacht aus Ihrem Datenbestand heraus.

Dazu werden die folgenden Dateien in jeder Nacht um 03:33 Uhr neu vom Server geladen und in das lokale System eingebunden (Dadurch einsteht eine kurze Unterbrechung im QSO, da die Software dann neu startet):

Durch diese Maßnahme sind die Verlinkungen des Relais immer aktuell und Nutzer können die vielfältigen Vernetzungsmöglichkeiten jederzeit nutzen. Welche Verlinkung aktiviert wird, steuert man über die Datenfelder RPT1, RPT2 & URCALL im D-Star Funkgerät, wobei die RPT-Felder immer gleich sind, aber im URCALL Feld ein Steuercode eingegeben wird, mit dem man den gewünschten Link dann aktiviert.

  • RPT1: DB0DLR B
  • RPT2: DB0DLR G
  • URCALL: „TTT„“xxx““y“L

Dabei entspricht der Platzhalter „TTT“ dem Typ der Verlinkung. Hier gibt es das alte DPlus-Netzwerk mit der Kennung „REF„, das neuere DExtra-Netzwerk mit der Kennung „XRF“ und das moderne DCS/XLX Netzwerk mit der Kennung „DCS„.

Die daraufhin folgende Zahl „xxx“ und der Buchstabe „y“ geben den Server und das Modul auf diesem Server an. Das abschließende „L“ steht für die Aktion „(to) link“.

Beispiele:

URCALL: DSC001NL verbindet zum Server DCS001 in das Modul N „Niedersachen“. (unsere Normaleinstellung)

URCALL: DSC850CL verbindet zum Server XLX850 in das Modul C (MultiMode DV: BM-TG263<=>YSF DE-Germany<=>Wires-X)

URCALL: DSC263AL verbindet zum Server XLX263 in das Modul A (Server des VFDB e.V.)

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