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Paderborn, im Dezember 2003

Für viele Funkamateure heute eine Selbstverständlichkeit:
Ein gut ausgebautes Relaisfunkstellennetz in Deutschland. Viele benutzen die Relais, doch nur wenige haben eine Vorstellung davon, wie das Relais aufgebaut ist und wer es unterhält. Nur einige wenige sind aktiv dabei, wenn es um die Inbetriebnahme, Wartung und Finanzierung der Umsetzer geht.

Am Beispiel der Paderborner 70cm UHF FM Relaisfunkstelle DBØUG möchte ich ein paar Informationen zum geschichtlichen Ablauf, zum technischen Ausbau, zu den Hauptproblemen aus technischer Sicht, zur Finanzierung und zu dem möglichen Ausbau des Relais in der Zukunft geben.

Ausgabefrequenz:

Servicefrequenz:

Standort:

QTH-Locator:

Höhe über NN:

Antennen-Höhe:

Polarisation:

Antennen-Gewinn:

Strahlungsleistung:

Relaisverantwortlicher:

Geschichtlicher Ablauf:

Das Relais wurde in seiner ersten Ausbaustufe im Jahre 1978 erstmalig in Betrieb genommen.
Gebaut wurde es von Ludger, DK9QF (Gesamtkonzept, HF, NF, Stromversorgung, Antenne, Duplexer) und Willi, DF7QA (Steuerung).

Nach einem kurzen Probebetrieb vom Dach der Paderborner Universität und vom Dach eines Bauernhofes bei Wünnenberg-Haaren wurde es in den Räumen und am Mast des Paderborner Stromversorgers PESAG (heute E-ON Westfalen-Weser) auf dem Velmerstot, ca. 17 km nordöstlich der Paderborner Innenstadt montiert. Der Velmerstot ist mit 468 m über NN die höchste Erhebung von Eggegebirge und Teutoburger Wald. Dort steht das Relais noch heute. Die Antenne befindet sich ca. 20 m über Grund; Antennenhöhe ca. 480 m über NN.

In der ersten Ausbaustufe bestand das Relais aus einem Storno Funkgerät vom Typ CQF 663. Die Ablaufsteuerung wurde in TTL-Logik aufgebaut, der Duplexer war Original Storno, die Sendeleistung hinter dem Duplexer betrug ca. 3 Watt. Die Rundstrahlntenne wurde über 60 m RG213-Kabel angeschlossen.

Alles noch recht provisorisch, aber: WIR WAREN IN DER LUFT!!!

Im Laufe der Jahre wurde die Relaisfunkstelle stufenweise aus- und umgebaut. Als das erste Relais (Storno-Anlage) im November 1999 außer Dienst genommen wurde, war vom Storno-Original nicht mehr viel vorhanden.

Nach dem Relais Nr. 1 (Storno) folgte dann im November 1999 Relais Nr. 2, Typ RP80U des japanischen Herstellers „Standard Radio Corp.“.

Sende- und Empfangsfrequenzen wurden mittels separater Quarze erzeugt. Beide Quarze steckten in einem TCXO und wurden bei 80° C betrieben.

Das Sendesignal wurde auf VHF erzeugt und mittels eines Dioden-Varaktors verdreifacht. Nach dem Durchlauf eines mehrstufigen Helical-Filters stand eine Sendeleistung von ein paar Watt auf UHF zur Verfügung.

Die erste PA war eine 20 Watt PA, die jedoch besonders in den heißen Sommermonaten bei Dauerbetrieb thermische Probleme zeigte.

Diese PA wurde daher recht früh außer Betrieb genommen und durch eine Eigenbau PA von Ludger, DK9QF ersetzt. Hierbei kam ein extrem großen Kühlkörper und ein leistungsstarker 40 Watt Sendetransistor (MRF 646) zum Einsatz, der jedoch ‘auf Sparflamme’ betrieben wurde. Als Stromversorgung für die PA wurde ein primär getaktetes Schaltnetzteil aus einem Nixdorf-Monitor eingesetzt.
Diese Endstufe lief über 10 Jahre ohne irgendwelche Probleme.

Einen Tiefschlag für die Betreuer des Relais gab es jedoch 1995: Bei einem Einbruch in das Betriebsgebäude wurden die Endstufe incl. der Stromversorgung sowie einige Zubehörteile gestohlen.

Daraufhin baute DK9QF beides alles neu auf; allerdings ohne viel Erfolg, denn bereits kurze Zeit nach der Inbetriebnahme wurde ein zweites Mal eingebrochen und die PA wieder gestohlen. Offensichtlich hatte der Dieb einen Nachschlüssel für die Türen.
Beide Einbrüche wurden nie aufgeklärt, die Gerätschaften sind bislang nirgendwo aufgetaucht.

Nach Austausch der Schließzylinder der Türen wurde eine kommerzielle Endstufe der Fa. SSB-Elektronik vom Typ TLA 432-50 eingesetzt. Diese wurde jedoch nur sehr gering ausgesteuert. Vorsorglich wurde zusätzlich ein temperaturgeregelter Lüfter auf den Kühlkörper montiert, der aber nur bei ganz extremen Bedingungen anlief (Dauerbetrieb > 12 h bei Außentemperaturen > 30° C).

Vom ursprünglichen Storno-Empfänger war zum Schluss nicht mehr viel übrig geblieben:
Das ankommende Signal wurde mittels eines GaAs-FET-Vorverstärkers (Eigenbau DK9QF) rauscharm vorverstärkt. Nach einem 6dB Dämpfungsglied (aus Stabilitätsgründen) und der erforderlichen selektiven Filterung folgt ein zweiter rauscharmer Transistor vor dem Mischer selbst.

Die heutige Relaisfunkstelle: RP80U von Standard, Japan

Das Relais Nr. 2 wurde im Herbst 1999 angeschafft und für unsere Zwecke von Ulli, DL6YEO, erweitert. Obwohl dies ein „fix-und-fertig-Relais“ ist, musste doch noch sehr viel ergänzt und angepasst werden.

Bedingt durch die Räumlichkeiten auf dem Velmerstot (Betriebsgebäude und Antennenmast stehen 32 m auseinander, der Mast ist 20 m hoch, die Antenne ist an der Mastspitze), ist eine Länge des Antennenkabels von ca. 60 m erforderlich. Dies stellt an den Betreiber einer Relaisfunkstelle besondere Anforderungen, wie nachfolgend beschrieben wird.

So ganz nebenbei:
DB Ø UG versorgt nicht nur mehrere Kreis in Ostwestfalen, Südniedersachsen und Nordhessen mit kräftigen Signalen, es steht auch in 2 Kreisen!
Da die Kreisgrenze zwischen den Kreisen Lippe und Höxter auf dem Eggekamm verläuft, befindet sich der Antennenmast im Kreis Höxter und das Betriebsgebäude 32 m westlich davon im Kreis Lippe! Dies dürfte ein Unikum in ganz Deutschland sein.

Der Sender:
Im Juli 2003 (Außentemperaturen bis 35 °) fiel die Endstufe des RP80U wegen Überhitzung (trotz Lüfter!) aus. Da sich dieses auch nach einer Reparatur jederzeit wiederholen könnte, wurde beschlossen, eine externe PA einzusetzen. Die im RP80U eingebaute (defekte) PA wurde außer Betrieb genommen, das Gerät steuert nun nur noch die externe PA an.

Die Endstufe:
Es ist eine Endstufe von BEKO-Elektronik, Typ HLV-75/1 im Einsatz, die allerdings auf ‚Sparflamme’ betrieben wird. Zur Kühlung der PA sind zwei Lüfter eingesetzt.

Der Empfänger, der RX-Vorverstärker:
Der Original-Empfänger konnte durch einen externen Vorverstärker von SSB-Elektronik (LNA 435) deutlich verbessert werden. Dieser Vorverstärker befindet sich, gemeinsam mit dem Duplexer, am Mastfuß in ca. 5 m Höhe.
So spielen die 42 m Kabellänge zwischen Mast und Betriebsgebäude für den Empfängerzweig dämpfungstechnisch keine Rolle mehr.

Der Duplexer:
Mit Relais Nr.2 wurde 1999 auch ein neuer Duplexer angeschafft. Es wird ein kommerzieller Duplexer von Kathrein, Typ 719785, verwendet.

Die Antennenkabel:
Der Einsatz von einfachen Koaxialkabeln vom Typ RG213 o.ä. macht bei UHF und 60 m Kabellänge wenig Sinn. Es wurde daher schon sehr früh dämpfungsarmes Flexwellkabel verwendet. Heute haben wir vom Betriebsgebäude bis zum Schaltkasten am Mast, in dem sich der Duplexer und der RX-Vorverstärker befinden, 2 Stück (RX und TX getrennt) je 42 m lange stickstoffgefüllte 5/8“-Flexwellkabel und von dort bis zur Antenne noch mal ein ca. 15 m ½“ Cellflexkabel. In Summe sind das immer noch rund 3dB Dämpfung vom TX bis zur Antenne.
Da der Duplexer auch noch eine Dämpfung aufweist, kommt also von der Sendeleistung, die die PA erzeugt, weniger als die Hälfte am Antennenfußpunkt an.

Die Antenne:
Die Antenne ist schon seit 1985 auf der Mastspitze in 20 m Höhe über Grund montiert. Es handelt sich dabei um einen kommerziellen kollinearen Rundstrahler von Kathrein mit 6dbD Gewinn. Hierbei ist die eigentliche Antenne witterungsfest in einem Glasfaserrohr (Mast vom Surfbrett) untergebracht. Diese Antenne hat schon mehrere Blitzeinschläge ohne Schaden überstanden; bei einem hat es jedoch das Glasfaserrohr zerfetzt (1988). Die Spitze sah aus wie eine halb geschälte Banane.

Die Steuerung:
Die Ablaufsteuerung und Fernsteuerung (Hardware u. Software) wurde von Ulli, DL 6 YEO, entwickelt und wird heute bereits in mehreren Relaisfunkstellen mit großem Erfolg eingesetzt.
Herzstück der Hardware ist eine 8-Bit-CPU SAB 80C535.

Die Steuerung ist charakterisiert durch die nachfolgenden Eigenschaften:

Die Stromversorgung:
Relais und Endstufe werden mittels eines primär getakteten 12 V / 40 A - Netzteils betrieben.

Eine Notstromversorgung ist nicht vorhanden, da die Stromversorgung sehr zuverlässig ist. Es hat bislang nur wenige Male einen kurzen Stromausfall gegeben.

Hauptprobleme aus technischer Sicht

Ein derartig exponierter Standort stellt an eine Amateurfunkstation ganz andere Anforderungen, als beispielsweise an eine Funkstation, die in einer Stadt betrieben wird.

Ein Hauptproblem sind die Blitzeinschläge. Eine Antenne, montiert auf einem hohen Mast der auf der höchsten Erhebung weit und breit steht, zieht die Blitze nur so an. Eine hervorragende Erdung aller Teile ist daher unumgänglich. Neben Antenne, Mast und Kabel müssen auch der Duplexer und die Funkanlage selbst geerdet werden. Als Antenne kann nur eine Antenne verwendet werden, bei der alle Metallteile gleichstrommäßig auf Erde liegen; dies gilt auch für den Duplexer.

Ein weiteres Problem ist die Witterung. Aggressive Industrieabgase aus dem Ruhrgebiet, die bei den meist vorhandenen Westwinden über dem Gebirgskamm des Eggegebirges eine weitaus höhere Konzentration haben, als im Ruhrgebiet selbst, zerfressen alle Metallteile, die nicht aus Edelstahl sind. Die knallharte UV-Strahlung macht den Kunststoffteilen zu schaffen; ähnliches gilt für starken und andauernden Dauerfrost.

Störungen (Brummen) auf der Relaiseingabefrequenz durch medizinische Diathermiegeräte, die den ihnen zugewiesenen Frequenzbereich im ISM-Band verlassen hatten (alte Geräte mit einfachen Koaxresonatoren zur Frequenzbestimmung in Verbindung mit schlechter Wartung) gehörten bis vor wenigen Jahren zu den werktäglichen Begleitern. Mittels Peilaktionen konnten die schlimmsten ermittelt und mit Hilfe des Funkstörungsmessdienstes abgestellt werden. Dieses Problem ist jedoch zurückgegangen; wahrscheinlich sind die alten Geräte im Schrott und die neueren Geräte frequenzstabiler.

Ein weiteres Problem tritt regelmäßig im Herbst auf, wenn es Überreichweiten gibt. Ein kommerzieller Dänischer Funkdienst hat seine Relaisausgabe auf unserer Relaiseingabe (431,425 MHz; in Dänemark wird der Frequenzbereich 430 MHz bis 432 MHz leider kommerziell genutzt). Dann kann man dänisch lernen!

Finanzierung der Relaisfunkstelle:

Neben den technischen Problemen beim Betrieb eines Relais gibt es meist auch ein finanzielles. Unterhaltung und Ausbau eines Umsetzers kosten Geld, viel Geld.
Viele Funkamateure nutzen regelmäßig die Umsetzer aber wenn man sie wegen einer finanziellen Spritze anspricht, gibt es häufig ‘Empfangsstörungen’.

Daher wurde am 24.9.1981 die Relais-Interessen-Gemeinschaft DB Ø UG gegründet, der heute viele Funkamateure angehören. Jedes Mitglied zahlt pro Jahr einen Minimalbeitrag von 10 Euro. Ansprechpartner ist DK 9 QF.

Insbesonders die Anschaffung des Relais Nr. 2, des neuen Duplexers sowie der PA haben einige Tausend Euro gekostet. Damit ist das über Jahre gefüllte Relaiskonto weitgehend leer.
Sollte jetzt ein größerer Ausfall kommen, dessen Behebung Geld kostet, müsste das Relais außer Betrieb genommen werden.

Daher sind Spenden nicht nur wünschenswert, sondern auch erforderlich!
Wer regelmäßig den Umsetzer nutzt, sollte entweder Mitglied in der RIG werden oder ab und zu mal einen Schein überweisen. Vielen Dank für die Kooperation an alle Spender.