Für die Legalisierung des 'MW-AM-Funklautsprechers'!

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Für die Legalisierung des 'MW-AM-Funklautsprechers'! 
18.Feb.16 15:10
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Dietmar Rudolph † 6.1.22 (D)
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Dietmar Rudolph † 6.1.22

Drahtlose Lautsprecher, auch mit "Funk-Lautsprecher" bezeichnet, sind heute Stand der Technik. Es gibt diese für WLAN oder Bluetooth. Einen Überblick über verfügbare Modelle und deren (wesentlichen) Eigenschaften findet man z.B. bei "test".

Ein solcher "Funk-Lautsprecher" besteht also aus einem Sender ("Heimsender") für WLAN bzw. Bluetooth und einem entsprechenden Empfänger. Da diese Art der Funkübertragung "digital" arbeitet, haben weder Sender noch Empfänger spezielle Abstimm-Möglichkeiten, sondern sind fest einem so genannten ISM-Band zugeordnet.

ISM (industrial, scientiffic, medical) zeigt schon im Namen an, daß diese Frequenzbänder zu anderen Zwecken eigentlich "so gut wie nicht zu gebrauchen" sind, weil dort beliebige gegenseitige Störungen der verschiedenen Nutzer zugelassen sind. (z.B. Mikrowellen-Geräte für Trocknung von Holz oder in der Küche zum Erwärmen von Speisen oder beim Arzt als Diathermie-Geräte) Das war zumindest der Stand bezogen auf die analogen Übertragungs-Möglichkeiten in einem der ISM Bänder. Daher hat der Gesetzgeber für diese "wertlosen" Frequenzbänder auch eine allgemeine Funkzulassung erteilt.

Aber die Wissenschaftler, konkret die mit Digitaler Funktechnik befaßten Ingenieure mit Kenntnissen von der Funk-Technik und den Modulations-Verfahren einerseits und der Programmierung andererseits, speziell der Fehlerschutz-Codierung, haben eben doch einen Weg gefunden, wie  man in diesen anscheinend "wertlosen" Frequenzbändern trotz aller Störungen (meisten ganz vernünftig) Nutzdaten übertragen kann. Im hier betrachteten Beispiel also Audio-Signale in HiFi und Stereo Surround für "Funk-Lautsprecher".

Zur Unterscheidung weiterer Möglichkeiten sollen diese "Funk-Lautsprecher" nun mit
"WLAN Funk-Lautsprecher" bzw. "Bluetooth Funk-Lautsprecher"
bezeichnet werden.

Eine weitere - völlig legale - Art von "Funk-Lautsprechern" gibt es für den FM-UKW Bereich.

Hier gibt es eine Allgemeinzulassung für "Mikro-Senderchen" im UKW Bereich, die eine Strahlungsleistung von 5o nW (Nano-Watt) haben. Hier muß man sich bekanntlich einen freien Kanal suchen und kann dann z.B. Musik zu seinem Auto-Radio  übertragen, wenn das keinen zusätzlichen NF-Eingang besitzt. Auch gibt es z.B. entsprechende DAB+ Empfangsgeräte mit FM-UKW Ausgang um ein (konventionelles) UKW Radio im Auto aufzurüsten.

Eine solche Anlage ist aber gemäß dem obigen Sprachgebrauch auch nichts anderes als ein "UKW-FM Funk-Lautsprecher".

Für die ISM Bänder als "wertlose" Bänder gibt es eine Allgemeinzulassung. Nachdem nun Bundesweit die MW- und LW-Sender alle abgeschaltet sind, sind diese Frequenzbänder hier zu Lande ebenfalls ziemlich wertlos geworden. Hier überwiegen nur noch Störungen z.B. durch Schaltnetzteile, Leuchtstofflampen, LED-Strahler und vieles andere mehr.

Daher wäre es nur konsequent, wenn - ähnlich zur Regelung für den UKW-Bereich - der Betrieb von entsprechenden MW-AM-Senderchen bzw. LW-AM-Senderchen eine Allgemeinzulassung erhielte.

Dann wäre ein solches Mikro-Senderchen zusammen mit einem (alten) AM-Radio eben z.B. auch nur ein "MW-AM-Funk-Lautsprecher".

Nun mag man einwenden, daß ein solcher "MW-AM-Funklautsprecher" von seiner Übertragungsqualität - verglichen mit dem heute möglichen Standard - sehr bescheiden ausfällt. Das ist objektiv sicher richtig. Doch sollte man bedenken, daß die meisten Interessenten für diese Sorte Funklautsprecher eh schon etwas älter sind und die "höchsten Töne" auch nicht mehr so deutlich hören, wenn überhaupt.

Aber eine Allgemeinzulassung für  "MW-AM-Funklautsprecher" verhindert sicher eine größere Menge Elektroschrott und kommt dem Nostalgie-Bedürfnis sehr vieler älterer "Rundfunk-Begeisterter" sehr entgegen.

  • Daher ist die Forderung an den Gesetzgeber:
    "Legalisieren Sie den MW-AM-Funklautsprecher entsprechend zum UKW-FM-Funklautsprecher"!

MfG DR

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

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Legalisiert für Micro-Sender mit Rahmenantenne 
21.Feb.16 13:43
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Dietmar Rudolph † 6.1.22 (D)
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Dietmar Rudolph † 6.1.22

Heute erreichte mich folgende Mail, eines Mitarbeiters der Bundesnetzagentur, in der bestätigt wird, daß für eine Rahmenantenne am Micro-Sender der Betrieb bereits legalisiert ist.

Sehr geehrter Herr Rudolph,

als Mitarbeiter bei der Bundesnetzagentur (fachlich für die Thematik allerdings nicht zuständig!) weiß ich, dass in der mit Rundfunkfragen beauftragten Aussenstelle Dortmund die Meinung besteht, dass die induktive Kopplung eines Heimsenders mit einem historischen Radio durch die Verfügung 4/2010 geändert mit Verfügung 4/2014 "Allgemeinzuteilung von Frequenzen im Frequenzbereich 9 - 30 000kHz für induktive Funkanwendungen" abgedeckt ist.

Demnach sind je nach Frequenzteilbereich magnetische Feldstärken zwischen -20dBµA/m bis +72dBµA/m in 10m Entfernung zulässig. Für uns ist der Bereich 400 bis 600 kHz mit - 8dBµA/m besonders interessant. Das entspricht etwa 26dBµV/m und einer Eingangsspannung über 6dBµV. Dieser Pegel wird für eine Einspeisung von 10 mW in einen 1m-Rahmen nach meiner Messung nicht erreicht.

Eine CE Kennzeichnung ist auch nicht erforderlich, solange es sich um einen eigenen Laboraufbau handelt und keine z.B. Platine in Verkehr gebracht wird.

Mit freundlichen Grüßen

Vielen Dank für diese Information, die sicherlich sehr entkrampfend wirkt und dadurch "zur Beruhigung des Gewissens" beiträgt.

Andererseits ist damit auch klar, daß damit keine Funkerei mit größerer Leistung "für die Allgemeinheit" erlaubt ist.

Bezüglich des Inhaltes der übertragenen "Sendungen" ist die Allgemeinzulassung auch kein "Freibrief" z.B. in Bezug auf die GEMA:

Diese Frequenzzuteilung berührt nicht rechtliche Verpflichtungen, die sich für die Frequenznutzer aus anderen öffentlich-rechtlichen Vorschriften, auch telekommunikationsrechtlicher Art, oder Verpflichtungen privatrechtlicher Art ergeben. Dies gilt insbesondere für Genehmigungs- oder Erlaubnisvorbehalte (z.B. baurechtlicher oder umweltrechtlicher Art).

MfG DR

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

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Grenzwerte für die Rahmenantenne 
29.May.16 21:47
1170 from 4643

Jochen Bauer (D)
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Jochen Bauer

Mit den im Artikel "Signal Levels of Loop Antennas for AM Home Transmitters" durchgeführten Berechnungen für das magnetische Nahfeld einer Induktionsschleife bzw. Rahmenantenne kann auf Grundlage der von der Bundesnetzagentur gegebenen Grenzwerte für die magnetische Feldstärke die maximal zulässige Speisung der Rahmenantenne ermittelt werden.

Wir gehen dazu aus von Gleichung (2) des oben referenzierten Artikels für die magnetische Flußdichte B (gemessen in Tesla) im Nahfeld einer Induktionsschleife für Messpunkte in einem Abstand r von der Induktionschleife, der wesentlich größer als die räumlich Ausdehnung der Induktionsschleife ist. Da die magnetische Feldstärke H mit der magnetischen Flußdichte im Vakuum und näherungsweise auch in Luft über B=μ0H verknüpft ist, ergibt sich mit der Erweiterung auf mehrere Windungen folgender Zusammenhang zwischen der (skalaren) Amplitude H0 der magnetische Feldstärke im Abstand r und der Amplitude I0 des Wechselstromes in der Rahmenantenne:

H_0=\frac{3a}{4\pi}\cdot nI_0\cdot\frac{1}{r^3}\sqrt{\frac{4}{9}-\frac{1}{3}\sin^2\theta}

Dabei ist a die Fläche der Rahmenantenne und n deren Windungszahl. Der Winkel θ ist der Winkel zwischen der gedachten Linie vom Messpunkt zum Mittelpunkt der Rahmenantenne und der Achse senkrecht zur Fläche der Rahmenantenne durch ihren Mittelpunkt.

Die höchste magnetische Feldstärke besteht offensichtlich auf der senkrechten Achse durch den Mittelpunkt der Fläche der Rahmenantenne (θ=0). Da es hier um den zulässigen Grenzwert der magnetischen Feldstärke geht, müssen wir diesen Fall betrachten. Durch setzen von θ=0 erhält man aus der obigen Gleichung sofort

H_0=\frac{a}{2\pi}\cdot nI_0\cdot\frac{1}{r^3}

Der laut dem im Post #2 verlinkten Dokument vorgegebene Grenzwert für die magnetische Feldstärke im Frequenzbereich von 148.5kHz bis 5000kHz, der den gesamten Lang- und Mittelwellen Rundfunkbereich umfasst ist

H_{0,\mathrm{max}}=-15\mathrm{dB}\hspace{2pt}\frac{\mu\mathrm{A}}{\mathrm{m}}= 0.1778\cdot 10^{-6}\hspace{2pt}\frac{\mathrm{A}}{\mathrm{m}}

in einer Entfernung von 10 Metern (r=10m). (Für den Ausschnitt von 400kHz bis 600kHz ist sogar lediglich -8dBμA/m in 10m Entfernung vorgeschrieben, wir wollen unsere weiteren Betrachtungen aber mit dem strengeren, für den gesamten Lang- und Mittelwellenbereich gültigen Wert durchführen.)

Durch Einsetzen von H0,max und r=10m erhält man aus der letzten Gleichung für H0 sofort die Bedingung
a\cdot n\cdot I_0\le 1.117\cdot 10^{-3}\hspace{2pt}\mathrm{Am}^2
zur Einhaltung des Grenzwertes.

Dieses Ergebnis lässt sich nun direkt auf eine nicht abgestimmte Rahmenantenne, die von einer
HF-Stromquelle gespeist wird anwenden.

Ein Beispiel: Eine quadratische Rahmenantenne mit einer Seitenlänge von 15cm (a=0.0225m2) und lediglich einer Windung (n=1) darf maximal mit einem HF Wechselstrom der Amplitude I0=49.6mA angetrieben werden um den zulässigen Grenzwert nicht zu überschreiten. (Wie im referenzierten Artikel berechnet, reicht dies zur Erreichung einer sinnvollen Signalstärke aber völlig aus!)  

Im Falle einer mit einer parallel liegenden Kapazität C auf die Resonanzfrequenz ω0 abgestimmten Rahmenantenne ist eine Umformulierung der obigen Bedingung sinnvoll. Im Resonanzfall, bei dem sich die Blindwiderstände von Induktivität und Kapazität gegenseitig aufheben, ist die Stromstärke im Schwingkreis durch dessen Serienverlustwiderstand Rs gemäß

I_0=\frac{U_{0,\mathrm{a}}}{R_\mathrm{s}}

gegeben, wobei U0,a die Amplitude der (Serien)Antriebsspannung im Schwingkreis ist. Da Rs mit dem
Gütefaktor Q, der Induktivität L und der Resonanzfrequenz ω0 des Schwingkreises über

Q=\frac{\omega_0 L}{R_\mathrm{s}}

verknüpft ist, ergibt sich insgesamt

I_0=\frac{U_{0,\mathrm{a}}}{R_\mathrm{s}}=\frac{Q}{\omega_0 L}U_{0,\mathrm{a}}

Bereits für niedrige Gütefaktoren von Q=5 gilt in guter Näherung der Zusammenhang

U_0=Q\cdot U_{0,\mathrm{a}}

zwischen der Amplitude U0,a der Antriebsspannung und der Amplitude U0 der Resonanzspannung im Schwingkreis.

Man erhält damit nun die Bedingung
\frac{a\cdot n}{\omega_0 L}U_0\le 1.117\cdot 10^{-3}\hspace{2pt}\mathrm{Am}^2
für die Einhaltung des Grenzwertes in Abhängigkeit von den Parametern der Rahmenantenne und der sich an der abgestimmten Rahmenantenne im Resonanzfall ergebenden Spannungsamplitude U0.

Ein Beispiel: Bei einer auf 1MHz abgestimmten quadratischen Rahmenantenne der Seitenlänge 13.5cm mit 9 Windungen und einer Induktivität von L=31μH darf die Antriebsspannung nur so stark eingestellt werden, dass die Spannungsamplitude U0 an der Rahmenantenne bei Resonanz 1.326Vp nicht überschreitet.

 

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