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Leidensweg eines Mondsüchtigen oder: EME-Erfahrungsbericht als Einsteiger

Karl Schmidt, DK5EC

Vorgeschichte

Keine Angst! Ich bin zwar tatsächlich mondsüchtig, aber in einer ungfährlichen Art. Beinahe wäre ich auch schon einmal vom Dach gefallen, aber das war tagsüber beim Antennenbau, bei vollem Bewusstsein. Meine Mondsucht beschränkt sich auf stundenlange, oft vergebliche Suche nach sehr schwachen Funksignalen, mit denen andere Funker den Mond anblasen und die dort reflektiert werden. Die folgenden Zeilen sind ein Erfahrungsbericht als Einsteiger für die Erde-Mond-Erde-Kommunikation (EME), also weniger eine Einführung für Einsteiger, für die es sicherlich bessere Tutorials im Internet gibt.

800.000 km von Königswinter nach Zürich und zurück,das klingt ein bisschen übertrieben, oder nicht? Nein, am 27.1.2007 hatte ich es tatsächlich bis Zürich geschafft, und zwar mit einem kleinen Umweg, über den Mond. Und das mit meiner vorhandenen Funkstation!

Hier erst mal die Vorgeschichte: ich arbeite seit Anfang der 80er Jahre (voriges Jahrhundert) fleißig über alle Amateurfunk-Satelliten und Raumschiffe (MIR+, ISS) mit ganz gutem Erfolg. In den letzten Jahren hat sich aber hier nicht sehr viel neues getan. Mit AO-40 wurde zwar vor einigen Jahren ein neues Kapitel aufgeschlagen, aber leider lebte der Vogel nicht allzulange. Weitere Infos zu meinen Satellitenaktivitäten können hier entnommen werden.

Also wie kann man das Selbstbewusstsein eines passionierten Funkers steigern, der bereits über Kurzwelle aus den exotischsten Ländern unseres Planeten QRV war, alle analogen und digitalen Satelliten gearbeitet hat, und nette Schwätzchen mit den Kosmonauten bzw. Astronauten der MIR und ISS gehalten hat? Die bisher weiteste Verbindung hatte ich vor einigen Jahren mit dem AO-40 mit seiner elliptischen Umlaufbahn, da konnte man immerhin so an die 47.000 km erreichen.

Im CQ-DL hatte ich mal eine interessanten Bericht über Erd-Mond-Erde-Kommunikation (EME) gelesen. Ich hatte da aber keine weitere Interesse daran, da ich weder 15m-Spiegel noch 2 KW Sendeleistung besitze. DF6NA beschreibt die physikalischen Gegebenheiten für einen Funkkontakt über Mond recht präzise auf seiner Seite wie folgt: "Diese Technik ist für die meisten Funkamateure die größte Herausforderung. Bei EME wird die Oberfläche des Mondes als Reflektor für Radiosignale eingesetzt. Die Entfernung, die die Signale zurücklegen beträgt bis zu 804500 km und die Signale benötigen mehr als 2,5 Sekunden, um auf die Erde zurückzukehren. Dadurch ist es möglich, das eigene Echo vom Mond zu hören. Durch die große Entfernung sind die Signale am Empfänger äußerst schwach. sog. Streckendämpfung auf 2m (144 Mhz) beträgt typisch ca. 250 dB, d.h. es kommt nur 1/10.000.000.000.000.000.000.000.000 des abgesttrahlten Signals zur Erde zurück. Die Echos, die zur Erde zurückkehren sind oft kaum stärker als das Hindergrundrauschen. Alle eingesetzten Systeme müssen deshalb auf dem höchsten Leistungsstand arbeiten. Das bedeutet nicht zuletzt große Antennen und herrausragende Empfangssysteme."

Das klingt für den Otto Normalfunker wie mich eigentlich schon etwas abschreckend. Mit meinem Teleskop hatte ich den Mond schon einige Mal ins Visier genommen, das ist schon faszinierend. der sieht dann so aus:

Das hübsche Bildchen könnt ihr euch auf der Seite http://www.sternenhimmel-aktuell.de/mond-beobachtung.htm mit noch ein paar Zusatz-Iinformationen anschauen, das habe ich nicht selbst gemalt. Irgendwie hätte es mich doch gereizt, den Mann im Mond nicht nur anzuglotzen, sondern mit ihm Kontakt aufzunehmen.

Wie funktioniert das mit den 800.000 km trotzdem?

Kurz vor Weihnachten 2006 stieß ich beim Googeln dann auf die Seite http://vhfdx.info/jt65bintro.html, wo EA6VQ eine interessante Möglichkeit für eine EME-Kommunikation ohne viel Antennen- und Leistungsaufwand, sozusagen EME für den kleinen Mann, beschreibt. "EME mit 50 W und einfacher Yagi" war hier zu lesen. Der einzige Trick dabei ist, dass das Ganze eben mit Computer-Unterstützung zu bewerkstelligen sei. Und was da berichtet wurde, klang auch ganz plausibel. Als Computer- und Funker-Freak in einer Person interessierte mich das natürlich, zumal ich 100 W und Yagi, und Computer sowieso, ja schon hatte.

Da gibt es ein Rechnerprogramm, geschrieben von einem Funker K1JT mit NASA- Princeton- und Nobel-Preis-Hintergrund, das mit Hilfe der Sondkarte bzw. deren digitalen Prozesser-Eigenschaften in der Lage ist, Signale aus dem Empfängerrauschen herauszufiltern, die schwächer als 30 dB unter diesem Rauschen liegen, sprich einige km unter der Grasnarbe. Da kommt unser Ohr leider nicht mehr mit.

Wie das funktioniert, beschreibt K1JT recht gut in seiner Abhandlung unter http://www.physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/WSJT_User_470_German.pdf . Auf der Seite gibt es auch das Programm und weitere Infos. Nur hier vorab: Erwartet keine normalen QSOs, das ganze funktioniert nur mit sehr vielen Tricks, die manch eingefleischter Funker für nicht akzeptabel hält. Aber Trick hin oder her, es werden über Funk wechselseitig Informationen ausgetauscht, wenn auch mit allen modernen Hilfsmitteln.

Also los ging's. Ich hatte Weihnachts- und Resturlaub, also massenweise Zeit, um das auszuprobieren. Als Satellitenfunker hatte ich eine 10-Element-Krezuyagi für 2m mit Horizontal- und Elevationsrotor, also schon mal nicht schlecht für den Anfang. (Den Elevationsrotor braucht man als Einsteiger nicht unbedingt.) Wie findet man aber die Gegenstation, wenn man nichts hören kann, d.h. wenn die Signale vom Rauschen verschluckt werden? Nun, da hilft wieder der Computer und ein Internet-Anschluss. Man klickt sich in den Chat-Room der EME-Freaks ein (http://www.chris.org/cgi-bin/jt65eme) , und da sieht man sie alle, die Freaks (siehe günes Fenster Bild unten). Im Chat werden natürlich auch nur spezielle Abkürzungen genutzt, aber das kapiert man sehr schnell mit. Z.B. KB8RQ/24x13/2k bedeutet folgendes: ich, der KB8RQ, habe 24 Antennen gestockt, mit je 13 Elementen, und ich ich blase den Mond mit 2 KW Leistung an. Da wird es sogar dem Mann im Mond noch ganz schön warm! Der ist also schon in der Top-Liga der EME-Freaks!

Mein erstes Erfolgserlebnis

KB8RQ gab im Chat an, dass er gerade auf 144.127 sendet. Ich stellte gleich meinen IC-821 darauf ein, das Programm WSJT hatte ich schon vorbereitet, und siehe da, ich konnte ihn mit meiner mickrigen Kreuzyagi empfangen. Das war das erste Erfolgserlebnis! Das mit den 24x13 vom KB8RQ ( 24 Yagis mit je 13 Elementen?!) hielt ich erst für einen Schreibfehler, und ich googelte mich zu seiner Homepage http://www.spasalon.com/kb8rq/ durch, und sah hier, es war kein Schreibfehler. Der Mann hat ein Riesengrundstück, und dreht seine 24 Antennen mit Hilfe von 2 ferngesteuerten Lastwagen-Chassis, die das Gebilde im Kreis herumfahren. Da wurde ich blass vor Neid, und es war mir klar, da werde ich nie mithalten können. Anderseits ermöglichen aber gerade diese Power-Stationen mit den Super-Antennengebilden den anderen armen Schluckern wie mich, ein QSO zu fahren. Und hier liegt die Chance für Einsteiger, die einfach mal in EME herein schnuppern wollen. Diese dicken Stationen produzieren nicht nur dicke Signale, sondern sie sind mit ihren extrem leistungsfähigen Antennen auch in der Lage, extrem schwache Signale von weniger gut ausgerüsteten Stationen zu empfangen. Aber den KB8RQ mit seiner dicken Anlage konnte ich zu der Zeit gerade mit -22 dB unter dem Rauschen empfangen, und mit meinen 100 W Sendeleistung hätte er mich rein rechnerisch allenfalls mit -38 dB empfangen können. Aber bei -30 dB unter dem Rauschen macht das Programm WSJT auch schon nicht mehr mit. Also habe ich erst gar nicht versucht, zu senden.

Wie komme ich zu einem Mond-QSO mit meiner schwachen Station?

Nun, was tun? Sollte ich mich als EME-SWL begnügen, oder meine Station ein bischen aufrüsten? Ich hatte noch einigen Resturlaub und Lust auf Antennenbasteln. Die Antennenaktivitäten habe ich weiter unten beschrieben, aber es wäre auch ohne Aufrüstung gegangen. Wenn man den Chat aufmerksam verfolgt, kann man sich seine Chancen selbst ausrechnen. Je magerer die eigene Antenneanlage ist, desto mehr Geduld braucht man eben. Wenn man keinen Elevationsrotor hat, dann klappt es auch, wenn man halt den Mond bei Auf- bzw. Untergang, bis zu 20 Grad Elevation, erwischt. Die Auf- und Untergänge werden mir von meinen Satellitenprogramm SATPC32 schön dargestellt, es gibt da aber auch massenweise Freeware im Internet. Der aktuelle Stand des Mondes wird auch vom Programm WSJT selbst angezeigt.

Nun, als erstes richte ich mal meine Antenne nach dem Mond aus. Dann schaue ich in den Internet-Chat und suche mir die Stationen heraus, die da von den anderen Stationen die dicksten Signalreporte erhält. Wenn der so zwischen -10 ... -18 dB (oder besser) ist, dann hat man eben auch eine Chance. Irgendwann hatte diese Station auch schon mal seine Frequenz im Chat bekannt gegeben. Wenn nicht, frage ich mal selbst im Chat kurz nach, auf welcher QRG er denn sendet. Jetzt stelle ich meinen Transceiver auf die Frequenz, und beobachte die Spektrum-Anzeige (Wasserfall wie bei PSK31). Mit viel Glück kann ich dann das typische JT65-Signal erkennen. Wenn ich den OM dann sogar selbst mit besser als -17 dB empfange, habe ich sogar die Chance, dass er mich mit meinen mageren 100 W empfängt. Wenn er also 1 KW fährt, würde er mein Signal mit -27 dB empfangen, und das reicht vielleicht gerade noch, um mein Rufzeichen zu dekodieren. Die Ausbreitungen sind zwar nicht immer symmetrisch bzw. manchmal "one-way", aber es ist schon mal ein Richtwert für seine eigenen Chancen. Eine andere Möglichkeit ist, einfach die Stationen herauszupicken, die die besten Antennenanlagen haben. Im Chat wird die superknappe, aber ausreichende Stationsbeschreibung ja mit dem Rufzeichen mitgeteilt, siehe KB9RQ/24x13/2KW.

Im Folgenden erzähle ich mal, wie ich zu meinem ersten QSO gekommen bin. Ich hielt zunächst im Chat nach dicken Stationen Ausschau. Und siehe, da teilte HB9Q mit, dass er gerade auf der Frequenz 432.070 CQ mit einem 15m Spiegel ruft. Das ist doch ein Versuch wert, denke ich, mit dem Spiegel hört der auch die Mars-Männchen. Ich stelle den Transceiver auf die Frequenz ein, und siehe da, ich sehe im Spektrum-Fenster sein JT65-Signal.

In dem weissen Fenster kann man erkennen, dass das Signal dekodiert werden konnte, und HB9Q CQ ruft. Ich habe ihm geantwortet mit HB9Q DK5EC JO30 (in dem Fenster nicht sichtbar). Er hatte mich nur fehlerhaft lesen können, deswegen noch mal QRZ. Ich sendete noch mal mit der gleichen Zeichenfolge (Button Tx1), und er antworte mir diesmal mit DK5EC HB9Q OOO, das gemäß den EME-Regeln eine Bestätigung für den Anruf ist. HB9Q sendet nun eine Bestätigung meiner Bestätigung mit RRR. Dann schicke ich ihm noch 73, um das QSO zu beenden. Das weisse Fenster zeigt also nur die empfangenen Signale. Meine Aussendungen kann ich den Feldern TX1..5 rechts im Bild vorbereiten. Vor Aufregung habe ich beim QSO mit HB9Q die Sende-Reihenfolge nicht nach Lehrbuch eingehalten, ich erkläre aber noch mal den genauen Verlauf eines QSOs weiter unten mit RN6BN, wo ich dann schon etwas mehr Routine hatte.

Die jeweiligen Aussendungen haben nur sehr begrenzten Inhalt, teilweise nur 1 Buchstaben, und dauern jeweils so an die 50 s. Das ganze funktioniert zeitgesteuert: Ich muss mir vorher von einem Zeit-Server im Internet die sekundennaue Uhrzeit holen, damit wird meine Rechner-Uhr automatisch genau gestellt. Das ist insofern wichtig, da die Signallaufzeiten zwischen den QSO-Partnern verglichen werden, und da muss die Zeit auf beiden Seiten sekundengenau stimmen. In unserem QSO hat HB0Q in den geraden (TX first), ich in den ungeraden Minuten gesendet. Die restlichen 10 s der jeweiligen Minute werden dazu benötigt, das Signal aus dem Rauschen herauszufiltern und zu dekodieren.

Die in dem weißen Feld dargestellten Zahlenangaben bedeuten folgendes:
FileID:
ist die Uhrzeit, wann dieses Paket empfangen wurde. Hier ist 11.48 UTC in der ersten Zeile.
Sync:
ist die Anzahl der Synchronisationen des empfangenen Signals. Je mehr Syncs, desto verlässlicher sind die empfangenen Zeichenfolgen. Man kann die Bilder unter dieser File-ID (Dateinamen) auch automatisch abspeichern lassen.
dB:
ist die Empfangsfeldstärke. Bei längeren Zeichenfolgen wie DK5EC HB9Q JN47 braucht man mindestens -28 db, bei einfachen Zeichenfolgen wie RRR genügen teils auch nur -30 dB. Aber dann ist Schluss.
DT:
ist die Delta Time. Hier kann man erkennen, ob es tatsächlich ein EME-QSO war, oder vielleicht nur terrestrisch oder Tropo-Scatter. Hier wird zwar nur eine DT von 1.9 angezeigt und sollte etwa 2.3 sein, das liegt aber an der unterschiedlichen Zeitsynchronisation zwischen mir und HB9Q. Würde nur DT = 0 bis +/- 0,5 angezeigt, wäre es nur ein terrestrisches QSO gewesen. Die durchschnittliche Signallauffzeit Erd-Mond-Erde ist ca. 2,5 s.
DF:
ist Delta Frequency, vergleichbar mit dem Doppler-Shift. HB9Q hat auf 1200 Hz gesendet, ich habe sein Signal aber hier mit 2000 Hz empfangen. Diese Frequenzverschiebung bzw. Doppler-Shift kommt durch die Mondbewegung zum Bezugspunkt Königswinter zustande. An diesem Doppler-Shift kann man auch erkennen, ob hier ein EME-QSO oder terrestrisches QSO stattgefunden hat. Natürlich hängt der Wert DF auch von der Frequenzgenauigkeit der Transceiver der QSO-Partner ab. Meine ersten empfangenen Signale waren Stationen im Umkreis von 300 km, die ich fälschlicherweise und voreilig als EME-Signale interpretierte. Erst nach einigen Übungen konnte ich das anhand von DT und DF unterscheiden.
W:
das ist Width bzw. die Breite des empfangenen Signals.

In dem blauen Wasserfall im Hintergrund sind die langen vertikalen Striche Störsignale (Birdies), das Nutzsignal ist aber hier gut zu erkennen, es ist etwa unter der Frequenzskala bei 2000 Hz gelegen. Typischerweise unterscheidet man ein EME-Signal von einem Birdie dadurch, dass die Striche genau in der ersten Sekunde der jeweiligen Minute anfangen, und ca. 10 s vor der nächsten Minute aufhören. Die Minuten sind durch die horizontalen Linien angedeutet. Bei der Linie 12.14 h erkennt man, dass HB9Q mit seinem Signal nicht genau den Anfang trifft. Normalerweise scannt das Programm automatisch den Bereich 800 ...1600 Hz ab und versucht da, gültige Signale herauszufiltern. Allerdings klappt das nicht immer. Dann klickt man das vermutete Signal an, und da wird noch mal mit 50 Hz Bandbreite versucht, das Signal zu dekodieren, siehe das Feld TOL 50 = Toleranz 50 Hz. Wenn man mehrere Striche (Nutz- und Störsignale) eng beieinander sieht, kann man die Filterbandbreite bis auf 10 Hz reduzieren. Apropo Birdies: Später stellte ich fest, dass die Störsignale hausgemacht waren. Mein Computer-Bildschirm haute da ziemlich rein, auch mein Satelliten-Packet-Modem produzierte da einige Lattenzäune in der Spektralanzeige von WSJT. Inzwischen habe ich aber einen LCD-Monitor, das Packet-Moden schalte ich während EME-Bettrieb einfach ab, und jetzt ist Ruhe!

Da hat man also ein QSO gefahren, dass 10 min gedauert hat, und man hat gerade mal ca. 25 Zeichen ausgetauscht. Nun ja, das ist nichts für ungeduldige Schwätzer. Aber gerade hierin liegt das Geheimnis des Systems, mit dem noch mit 30 dB unter dem Rauschen Signale herausgefiltert werden können. Wenn z.B. das RRR gesendet wird, werden über die 50 s nur 2 Töne gesendet, aber das viele Mal. Die Signale werden in der Soundkarte der Sendeseite für eine sehr effektive Vorwärtsfehlerkorrektur aufbereitet. Mit diese Korrektur, auch FEC (Forward Error Correction) genannt, können auf der Empfangsseite eventuelle Übertragungsfehler erkannt und korrigiert werden. Da gibt es den Viterbi, Reed Solomon und Grey Code, die nach bestimmten mathematischen Algorithmen aufgebaut sind, und die eben eine solches FEC ermöglichen. Diese Wiederholungen und zusätzlichen FEC-Bits (Fehlerredundanz) gehen natürlich zu Lasten der Anzahl der Nutzdaten, also die Daten, die wir dann nach der Dekodierung sehen. Bei dem Programm WSJT ist diese Fehlerredundanz natürlich extrem hoch, aber mit dem Vorteil, dass man eben noch mit -30 dB wenigstens 1 Zeichen über 800.000 km übertragen bekommt. Weiterhin arbeitet WSJT mit einer Datenbank, in der die meisten aktiven EME-Stationen schon gespeichert sind. Ist das Programm sich nicht ganz sicher, ob es das Rufzeichen richtig dekodiert hat, so vergleicht es die Ergebnisse mit denen der Datenbank, und stellt dann das Rufzeichen mit QTH-Locator korrekt dar. Oder auch nicht, manchmal wird auch mal ein falsches Rufzeichen angezeigt! Natürlich braucht man hier sehr, sehr viel Geduld. Da glotzt man stundenlang auf den blauen Wasserfall von WSJT, abwechselnd dann auf den Internet Chat, ob jemand neu da ist, man kann mit Mühe vielleicht nur die Signale von 4 -5 Stationen dekodieren, die sind aber zu schwach, um mit meiner mickrigen Anlage antworten zu können. An manchen Tagen sieht man viele starke Signale, an anderen vielleicht nur ganz wenige. Das ist vergleichbar mit einem Angler, der 12 Stunden am See sitzt, und keinen einzigen Fisch fängt, und der dann trotzdem zufrieden abends nach Hause geht. So etwas nennt man Hobby. Nicht unbedingt rationial und sinnvoll, aber schön.Oder eben mondsüchtig.

Hier noch mal der Screenshot von oben. Um alles wirklich gleichzeitig zu kontrollieren, braucht man eigentlich 2 Bildschirme. Ich selbst habe die nicht, und muss eben zwischen den Fenstern hin und her schalten. Im folgenden Bild ist der Rest der Programme zu sehen, die den Plausch über den Mond unterstützen.

Im linken Teil des Bildes ist der Internet-Chat gezeigt, auf der sich weltweit und rund um die Uhr die Creme de la Creme der EME-Freaks versammelt. Die erste Zeile hat SM2ILF geschickt, hinter seinem Rufzeichen hat er wie gewohnt noch seine Ausrüstung angegeben, also eine Antennengruppe mit 6 Antennen, je 16 Elemente, und QRO, d.h. ab 1 KW Sendeleistung aufwärts. In der 6. Zeile gibt WA4NJP einen typischen Signalreport. Den kopiert man einfach aus dem WSJT-Fenster, das ich oben schon erklärt hatte und die wichtigsten Daten enthält, also Uhrzeit, Anzahl der Synchronisationen (3), Empfangsfeldstärke, -16 dB), Delta Time (2,4 s, also EME und nicht terrestrisch). In der Zeile darunter wird mit der Angabe "112" kurz und bündig mitgeteilt, dass viele Stationen auf der Frequenz 144.112 MHz rufen. Und noch mal 3 Zeilen weiter teilt der S52LM mit, dass er mit seiner 4er-Gruppe von je 17-Element-Yagis und 1500 W jetzt auf der 144.131 CQ ruft, und zwar als "1st" (first), d.h. er ruft CQ in den geraden Minuten in der Erwartung, dass ihm jemand in den ungeraden Minuten (TX second) dann antwortet. So haben die WSJT-Funker ihre eigene, aber sehr knappe und präzise Sprache entwickelt. Man gewöhnt sich aber schnell daran.

Rechts oben im Bild habe ich einen Time Client laufen, der holt sich von einem Zeit-Server im Internet die genaue Uhrzeit. Die Rechnerzeit sollte bis auf 1 s genau sein, weil sich die OMs eben mit TX first und TX second absprechen, wer wann genau sendet. Das Programm WSJT kann den Beginn der eigenen Sendung automatisch triggern, wenn im WSJT-Fenster unten rechts "Auto is OFF(ON)" markiert ist. Das sollte man natürlich immer so machen, da man nur so eine annähernd genau Delta Time von der Gegenstelle erhält. Der Time-Client ist übrigens Bestanedteil von UI-View, dass ich für APRS benutze. Man kann aber jeden anderen Time Client nutzen, über Google findet man immer etwas Brauchbares. Das mittlere kleine Fenster auf der rechten Bildseite ist mein Antennensteurungsprogramm, das mir den gegenwärtigen Stand von Sonne und Mond anzeigt, und dann die Antenne automatisch in Richtung Mond dreht. Für EME braucht man das aber nicht unbedingt, da genügt auch eine manuelle Steuerung, da der Mond ja im Gegensatz zur ISS sehr träge ist. Viele EME-Funker haben auch keine Elevationsrotoren, die machen halt nur EME bei Mondauf- und -untergang. Da kann man auch so etwa 1-2 Stunden mit einer horizontalen Antenne ohne Elevation arbeiten. Bis 20 Grad Elevation des Mondes über dem Horizont geht das mit einer Yagi noch. Manche Funker kennen die erste Nebenkeule (Lobe) ihrer Antenne, da geht das auch noch bei 30 Grad oder so.

Rechts unten im Bild lasse ich das aktuelle Regenradarbild mit laufen. Bei meiner mickrigen Antennenanlage und QRP-Leistung habe ich Null Chance, wenn über meinen QTH dicke Regenwolken hängen. Hier fehlen mir einfach die paar DBchen, die ich für die schlappen 800.000 km benötige. Wenn ihr SAT-TV zu Hause habt, habt ihr bestimmt auch schon mal einen Black-Out bei sehr starkem Regen erlebt. Nur beim Sat-TV gibts noch genug Reserve bei normaler Bewölkung, die ich aber bei meiner unterbelichteten EME-Anlage leider nicht habe. Da kann ein bischen fette Bewölkung schon über Leben und Tod eines EME-QSOs entscheiden.

Ein normales EME-QSO mit RN6BN

Zum Abschluss habe ich unten noch mal das WSJT-Fenster dargestellt, wo ich ein erfolgreiches QSO mit RN6BN hatte. Das weiter oben dargestellte QSO mitz HB9Q lief nicht ganz korrekt ab, da hatte ich vor lauter Aufregung die Buttons im WSJT-Fenster rechts unten in der falschen Reichenfolge gedrückt. Also hier noch mal der Ablauf einer Verbindung nach Lehrbuch, jedenfalls fast:

Im Chat teilt RN6BN mit, dass er auf .111 CQ ruft, d.h. 144.111 MHz. Ich stelle meinen Transceiver auf die Frequenz ein, und sehe bald sein Signal im Spektrum-Fenster (Wasserfall), das dann als CQ- bzw. QRZV- und QRZH-Ruf von RN6BN im WSJT-Fenster dekodiert wird. Das H und V bedeutet, dass er einmal mit horizontaler, einmal mit vertikaler Polarisation sendet. Seine Signalstärke ist mit max. -10 dB hervorragend, sodass ich mir gute Chance ausrechen kann, ihn erfolgreich arbeiten zu können. Wäre er hier nur mit z.B. -22 dB oder schlechter angekommen, hätte ich erst gar nicht versucht, da es rein rechnerisch mit meinen 100 Watt gar nicht klappen kann. Aber die Chancen sind gut, also klicke ich auf sein Rufzeichen. Damit wird das Rufzeichen automatisch in die Fenster von TX1 und TX2 übernommen. Ich sehe, dass RN6BN in den geraden Minuten, also "TX first" sendet, d.h. ich muss also "TX second" senden, damit wir nicht doppeln. Das gewährleiste ich dadurch, dass ich die Box "TX first" nicht markiere. Dann makiere ich den Button TX1, d.h. bei der nächsten Sendung wird dieser Text gesendet. Anschließend klicke ich den Button unten rechts "Auto is OFF", der dann rot wird und "Auto is ON" anzeigt. Sobald die ungerade Minute beginnt, wird mein Transceiver vom WSJT-Programm automatisch hochgetastet, und der markierte Text wird ca. 50 s lang ausgesendet. Beim nächsten Empfangsintervall sehe ich im Spektrum-Fenster (Wasserfall, siehe oben QSO mit HB9Q) wieder sein starkes Signal, das dann im WSJT-Fenster als "DK5EC RN6DN KN95 OOO 1 10" automatisch dekodiert wird. Vor lauter Aufregung hatte ich vergessen, sofort die Antwort RO mit dem Button TX3 zu markieren, und ich schickte ihm also noch einmal die Zeichfolge von TX1, also RN6BN DK5EC JO31. Er nahm also an, ich hätte sein OOO nicht empfangen, und schickte mir noch mal ein OOO. Inzwischen hatte ich aber den Button TX3 markiert, und somit wude dann beim der nächsten Sendung das korrekte RO gesendet. Danach bestätigte er meine Quittung mit RRR, ich markierte dann den Button TX 5, womit bei meiner nächsten automatischen Sendung ein 73 gesendet wurde. RN6BN schickte mir dann auch noch mal ein 73. Hier noch mal zum Verständnis: in dem Empfangsfenster sehe ich nicht die Zeichenfolge, die ich selbst gesendet habe, sondern nur die vom RN6BN. Wenn ich also einem CQ-Ruf (Tx first) antworten möchte, muss ich Tx second sein (Box Tx First nicht markiert), dann zuerst den Text von Tx1, dann von Tx3, und zuletzt den von Tx5 senden. Die Buttons TX6, Tx2, Tx4 und Tx5 hätte ich wählen müssen, wenn ich als TX first CQ gerufen hätte. Wenn die Signale stark genug sind, schreiben viele OMs auch hinter der 73 noch einen Signalreport, z.B. 73 -19 best, tnx. D.h., von den mindestens 3 Aussendungen war die Beste mit -19 db empfangen worden. Der Signalreport wird aber meist über den Chat ausgetauscht.

Nicht nur Refelektionen vom Mond

Hier noch mal einen Wasserfall mit einer Station, die ich sowohl terrestrisch als auch über EME empfangen konnte und einige interessante Dopplershift-Effekte aufzeigte. In dem unteren Bildteil (Zeit 07.50) sendet die Station CQ PA1GYS JO22, also eine Zeichenfolge von 14 Zeichen. Die Zeichen werden mehrmals als verschiedene Töne gesendet mit entsprechender Fehlerkorrektur. Links ist die Grund- bzw. Synchronisations-Frequenz als Strich zu erkennen, die weissen Punkte rechts daneben sind die verschiedenen Zeichen. Der PA1GYS wohnt nur 200 km entfernt von mir, und ich kann ihn terrestrisch empfangen. Jemand antwortet ihm, der ist in der Folge-Minute ganz schwach bei 07.51 ca 1cm links vom PA1GYS zu erkennen. Hier kann ich nur den Synchronisations-Strich sehen, die Buchstaben nicht mehr. Aber das Programm hat es als PA1GYS UA9SL LO71 OOO dekodiert, mit -25 dB. In der Minute 07.52 antwortet GYS mit der Bestätigung RO. Hier kann man erkennen, dass ich das Signal 2 mal empfange, die beiden dünnen Striche rechts daneben. Das sind runde 160 Hz daneben, das ist das EME-Signal mit dem Dopplershift von 160 Hz.

Jetzt wird es noch interessanter: in der Minute 07.54 (ganz oben) empfange ich den PA1GYS gleich 4 mal, davon 3 mal über terrestrische Reflektion. Der rechte schräge Strich ist vermutlich ein Flugzeug, dass sich zwischen mir dem GYS befindet und in meine Richtung fliegt. Das ist durch den Dopplershift des sich bewegenden Objektes verursacht, bei abnehmender Frequenz nähert sich das Flugzeug mir also. Die beiden Kurven links sind Reflektionen, die wahrscheinlich durch ein anderes Flugzeug verursacht werden, welches sich in einer Kurvenbewegung zuerst in meine Richtung bewegt (abnehmende Frequenz), dann aber sich wieder entfernt (zunehmende Frequenz). Die beiden dicken Striche ist das eigentliche direkt empfangene Signal, aber auch mit leichten Reflektionen überlagert. Das kann jetzt Tropo-Scatter sein.

Sonstige Besonderheiten bei den EME-Signalen

Bei diesen riesigen Entfernungen gibt es Effekte, die die Empfangsfeldstärke beinflussen, die dem normalen "Erd-Funker" völlig unbekannt sind. Ein ganz wesentlicher Effekt ist hier die Polarisationsdrehung. Eine davon ist die "Faraday Rotation". Hierbei kann sich die die Polarisation des Signals im Weltraum mehrmals drehen, bis sie am Mond ankommt. Wie das Singal jetzt am Mond reflektiert wird, z.B. am Kraterrand oder auf ebene Fläche, kann man auch nicht so vorher sagen, siehe obige Mondlandschaft. Dann hängt die Empfangspolarisation auch ab, wo die Gegenstation liegt. So kommen die Australier hier mit einer anderen Polarisation an wie die europäischen Nachbarn. Da sind die OMs natürlich gut dran, wenn die umschaltbare Polarisation besitzen. Aber das haben die Wenigsten. Da kann es schon mal passieren, dass man eine Station für 5 min sehr gut hört, dann verschwindet sie so langsam, und nach 30 min ist sie wieder da. Da hatte wohl Meister Faraday wieder zugeschlagen, würde der verzweifelte EME-Operator sagen.

Weiterhin ist der Abstand Mond-Erde auch unterschiedlich, ein paar 10.000 km weiter weg bringen natürlich auch ein bisschen Signalverlust. Oder wenn die Sonne in der Nähe des Mondes steht, ist das mit empfangene Sonnenrauschen ein Störfaktor. Das Rauschen ist auch bei Vollmond höher als bei Neumond. Die Einflüsse hat Bob, K6PF, ganz gut erklärt.

Meine EME-Antennen heute

Da ich nach dem ersten QSO mit HB9Q sozusagen mit dem Mond-Virus infiziert wurde und mit einem Schlag mondsüchtig wurde, wollte ich mich etwas verbessern, d.h. mein Antennensystem aufrüsten. Zufällig wohnt in der Nähe DF2ZC, ein passionierter EME-DXer. Bei ihm hatte ich mich mal eingeladen, um mir den EME-Betrieb von einem Profi erklären zu lassen. Das Meiste hatte ich zwar schon selbst irgendwie herausgefunden, Bernd konnte mir doch noch einige Tricks erklären. Der hatte zufällig noch 4 Stück 17-Element-Yagis von seiner alten Antennenanlage in der Garage liegen, von denen er mir zwei davon für einen passablen Obulus überließ. Die anderen beiden Yagis hatte er sich für seine anstehende Gibraltar-EME-DXpedition reserviert. Gibraltar war eben noch ein weisser Fleck auf der EME-Country-Liste. Ein paar Tage später hatte ich diese Yagis schon auf meinem schon vorhandenen H-Antennen-Boom aufgepflanzt. Damit bin ich zwar mit meinen 16 dBd Antennengewinn und 100 Watt immer noch in der aller untersten Liga der EME-Funker, aber das ein oder andere QSO gelingt mir doch ab und zu. Im Bild unten ist die Antennanlage nach dem Umbau zu sehen.

Auf dem 18m-Versa-Tower rechts ist mein Kurzwellen-Beam, auf einem Teleskopmast mit H-Boom sind meine VHF/UHF/SHF-Antennen aufgepflanzt. Die beiden 17-Element 2m-Yagis oben benutze ich jetzt für EME. Die sind über selbstgemachte lamda/4-75-Ohm-Kabel parallelgeschaltet, mit optimalen Abstand 254 cm. Vorne unten ist eine 2m-Kreuzyagi, deren Element-Ebenen ich is so zusammengeschalet habe, dass sie rechts drehend polarisiert (RHCP) arbeitet. Unten hinten ist eine 19-Element 70cm-Kreuzyagi, auch für RHCP zusammengeschaltet. Mit der 2m-Kreuzyagi hatte ich meinen ersten Empfang von KB8RQ, mit der 70cm-Krezuyagi mein erstes QSO mit HB9Q. In 90 Prozent der Fälle funktioniert für EME die horizontale Gruppe oben besser, nur wenn das empfangene Signal ziemlich vertikal plarisiert ankommt, empfange ich mit der Krezugyagi besser. Aber es gibt auch OMs, die mit einer 6-Element-Yagi und 100W vom Balkon aus EME gemacht haben, da war dann natürlich am anderen Ende eine Super-Station mit einer Riesen-Antennenanlage zugange.

Noch ein paar Tipps zum Schluss

So, die ganze EME-Geschichte mag vielleicht ein bischen verwirrend oder zu aufwändig für den Anfang sein. Ist es aber eigentlich nicht! Versucht es doch mal selbst, ein Signal von über 800.000 km wenigstens zu empfangen. Wenn ihr eine 2m Yagi habt, sollte das eigentlich klappen. Man braucht nur etwas Geduld. Also WSJT aus dem Netz herunterladen, die NF mit der Soundkarte verbinden, und los geht's. Im WSJT-Chat dann Ausschau nach Power-Stationen halten, bei Gegenstation mit/ab 8-er Yagi-Gruppen sind die Chancen eigentlich gut. Ggf. müsst ihr euch dann noch ein paar Tage gedulden, damit ihr den Mondunter- bzw. aufgang zu christlichen Uhrzeiten erwischt. Diese Zeiten sind auf vielen Kalendern mit eingetragen, oder holt euch die Zeiten aus dem Netz. Die genaue Position ist dann in WSJT auch angezeigt. Also nur Mut!

73, Karl DK5EC

DK5EC@DB0MKA