Störende Beeinflussung elektronischer Geräte I

Beim Betrieb von Sendern – insbesondere von leistungsstarken Sendern – kann es zu verschiedenen Beeinflussungen elektronischer Geräte und Anlagen kommen. Solche störenden Beeinflussungen und einige grundlegende Handlungshinweise haben wir bereits in der Klasse N kennengelernt. Ziel ist es, diese Beeinflussungen möglichst zu vermeiden oder ihre Ursachen durch geeignete Gegenmaßnahmen zu beseitigen. In dieser Lektion wollen wir uns Ursachen und Gegenmaßnahmen genauer ansehen. Grundsätzlich können elektronische Geräte auf zwei Arten beeinflusst werden:

• Einstrahlung liegt vor, wenn Hochfrequenz über die Empfangsantenne (Abbildung EA-11.11.1) oder wegen eines ungenügend geschirmten Gehäuses (Abbildung EA-11.11.2) direkt in die Elektronik eines Gerätes gelangt und dort zu Beeinflussungen führt.
• Einströmungen liegen vor, wenn Hochfrequenz über Leitungen oder Kabel in ein Gerät gelangen wie z. B. über die Netzzuleitung, Antennenzuleitung, Lautsprecherkabel etc. (Abbildung EA-11.11.3)

Auch beim gesetzeskonformen Betrieb eines Senders können bei Empfängern in unmittelbarer Nachbarschaft Beeinflussungen beim Empfang anderer Frequenzen auftreten. Durch hohe Sendeleistungen von Amateurfunkstationen sowie den Einsatz von Antennen mit hohem Gewinn können lokal und im Strahlungsbereich der Antennen sehr hohe Feldstärken auftreten. Diese können Empfänger und deren Empfangsstufen übersteuern, was zu einer Verringerung der Empfängerempfindlichkeit bis hin zur vollständigen Blockierung des Empfangs führen kann. Dies kann beispielsweise dazu führen, dass Garagentorsteuerungen nicht mehr wie gewohnt funktionieren. Oft werden auch LED-Leuchten, welche über kapazitive Sensoren gesteuert werden, können von Aussendungen beeinflusst. Hierbei spricht man von Übersteuerung oder störender Beeinflussung von Geräten.

Oft werden störende Beeinflussungen in der Nachbarschaft mit dem Betrieb einer Amaterfunkstation in Verbindung gebracht. Für den Nachweis eines evtl. Zusammenhangs durch Aussendungen der Amateurfunkstation ist die Auswertung und ggf. Führung eines Logbuchs über getätigte Aussendungen und Verbindungen sehr hilfreich. Hierdurch kann auch ggf. ausgeschlossen werden, dass vermutete Beeinflussungen in der Nachbarschaft auf die Amateurfunkstelle zurückzuführen sind.

Der Funkamateur sollte in der Nachbarschaft hierbei in kooperativer Weise und lösungsorientiert unterstützen bzw. auch Vorschläge für eine Abhilfe unterbreiten. Oft lassen sich Probleme im direkten Gespräch einfacher lösen als unter Einschaltung von Behörden. Erst wenn alle Bemühungen fehlgeschlagen sind, kann die zuständige Außenstelle der Bundesnetzagentur um eine Prüfung der Gegebenheiten gebeten werden. Dies sollte allerdings wirklich das letzte Mittel der Problemlösung sein.

Zu diesen Bemühungen zählen verschiedene Maßnahmen, wie zum Beispiel:

• Abschirmung empfindlicher Geräte oder Leitungen
• Einbau von Filtern und Mantelwellensperren auf der Empfangsseite des Nachbarn
• Einrichtung einer wirksamen HF-Erdung
• Verwendung von Außenantennen für den Empfang

Diese Maßnahmen wollen wir im Folgenden genauer betrachten.

Damit störende Beeinflussungen von Geräten vermieden werden, sollte ein Funkamateur stets nur die für eine zufriedenstellende Kommunikation erforderliche Sendeleistung für seine Aussendungen verwenden.

Treten in einer Empfangsanlage mehrere starke Empfangssignale gleichzeitig auf (z. B. durch den Empfang eines lokalen TV-Senders und einer starken Amateurfunkstation in der Nachbarschaft) können im Empfänger unerwünschte Harmonische und deren Mischprodukte durch die Übersteuerung der Empfangsstufen des Empfängers entstehen. Dies nennt man Intermodulation. Durch Intermodulation werden Phantomsignale hervorgerufen, die nur bei Vorhandensein der beteiligten Signale entstehen.

Selbst in einer abgeschalteten Stereoanlage können starke HF-Signale durch Gleichrichtung in der NF-Endstufe an nichtlinearen Bauteilen wie Transistoren zu hörbaren Geräuschen in den Lautsprechern führen. Auch korrodierte Kontakte zwischen Metallen (Metall-Oxide) haben die Eigenschaft, dass sie Gleichricht-Effekte durch Nichlinearitäten bilden können. Hierdurch können bei Aussendungen der Amateurfunkstation unerwünschte Mischprodukte auf der Sende- oder der Empfangsseite entstehen, die zu einer störenden Beeinflussung des Fernseh- und Rundfunkempfangs führen können.

Nicht alle störenden Beeinflussungen lassen sich durch Maßnahmen auf der Sendeseite beheben. Oft ist auch das beeinflusste Gerät selbst nicht für den jeweiligen Einsatzort geeignet, erfüllt geltende gesetzliche Vorgaben nicht oder Zuleitungen und Abschirmungen sind nicht ausreichend gegen hochfrequente Einstrahlungen oder Einströmungen dimensioniert. In solchen Fällen bietet es sich an, Betroffenen Maßnahmen vorzuschlagen, so dass die Probeleme behoben werden können.

Eine mögliche Maßnahme besteht darin, HF-Baugruppen möglichst durch ein geschlossenes Metallgehäuse zu schirmen.

Befindet sich eine Kurzwellen-Sendeantenne in der Nähe und parallel zu einer 230-V-Wechselstromleitung, können Hochfrequenzströme in das Stromnetz eingekoppelt werden. Um Beeinflussungen im eigenen Haus möglichst gering zu halten, empfiehlt es sich, für Sendeantennen eine separate HF-Erdleitung zu verwenden.

Eine weitere Möglichkeit ist der Einbau von Filtern in Zuleitungen von Geräten sowie Mantelwellen-Sperren (Verdrosselung) von Zuleitungen.

Insbesondere Filter können auf der Seite des beeinflussten Gerätes (TV, DVB-T2-Empfänger, DAB-Empfänger etc.) in den Empfangspfad eingebaut werden. So kann beispielsweise die Feldstärke eines Amateurfunk-Kurzwellensenders (z. B. im Bereich von $\qtyrange{3}{30}{\mega\hertz}$) den TV-Empfang (z. B. $\qtyrange{470}{690}{\mega\hertz}$) beeinflussen. Durch den Einbau eines Hochpassfilters lässt sich der Einfluss des Amateurfunksendesignals deutlich verringern: Frequenzanteile außerhalb des TV-Empfangsbereichs – in diesem Beispiel also die Kurzwelle – werden unterdrückt, sodass die Empfangsstufen des Geräts nicht mehr übersteuert werden können.

Oft wird das Sendesignal einer Amateurfunkstation in örtlicher Nähe zu anderen Geräten über den Schirm von Koaxialkabeln oder Zuleitungen in gestörte Empfänger oder Geräte eingekoppelt. Wenn es hierbei zu beeinflussungen kommt sollte auf den Zuleitungen zum beeinflussten Gerät ein sog. Mantelwellensperre installiert werden. Eine Mantelwellensperre blockiert Gleichtaktströme auf dem Mantel und dem Innenleiter des beeinflussten Gerätes. Als Mantelwellensperren werden typischerweise Ringkerne oder Klappringkerne aus Ferrit verwendet. Eine weitere Möglichkeit, um Beeinflussungen bei Steuerleitungen von elektrischen Anlagen und Geräten zu vermeiden ist die Verwendung von geschirmten Steuerkabeln (z. B. bei Türsprechanlagen, Telefonleitungen etc.)

Auch schlechte Empfangsverhältnisse auf Seiten des beeinflussten Gerätes (z. B. TV-Zimmerantenne für Empfang) können leichter zu Beeinflussungen im Empfang führen. Eine mögliche Gegenmaßnahme wäre die Verwendung einer Außenantenne ggf. mit entsprechenden Vorfiltern.