Direktes Transceiver Signal mit SDR Stick verarbeiten

Fri, 30 Oct 2026 00:00:00 GMT

Es war mal wieder Zeit für den Dortmunder Amateurfunkmarkt in Kamen. Nachdem dieser in 2025 ausgefallen war, jetzt mit neuem Standort in Kamen. Ein wirklich gelungener Neustart!

Ich wollte mir schon seit längeren eine Dummy-Load mit Messausgang kaufen. Leider habe ich da bisher nie ein bezahlbares Angebot gefunden, mit dem man auch mal ein bisschen Leistung machen kann. Als Alternative hab ich in Kamen dann aber einen schönen Leistungsabschwächer von JFW aus den USA gefunden.

Zusammen mit einem weiteren Abschwächer für meinen RTL-SDR v4 Stick ist daraus ein kleiner Messaufbau für meinen Icom IC-737A geworden. Ich wollte mir unbedingt das eigene Sendesignal mit vollen 100 Watt am Laptop anschauen. Den RTL-SDR v4 mit SDR++ hatte ich schon, er läuft bei mir unter macOS und Linux.

Zwischen Sender und SDR sitzt jetzt der JFW 50FH-040-100-3N mit 40 dB Dämpfung und 100 Watt Dauerleistung. Dahinter hab ich noch ein 20-dB-Dämpfungsglied mit SMA-Anschlüssen gesetzt und die Verbindung zum JFW mit passenden Adaptern hergestellt. Zusammen sind das nominal 60 dB. Warum es beide Glieder braucht, lässt sich gut ausrechnen.

Vom Sender zum SDR

Hier die Strecke nochmal grafisch darstellt:

Und wieso das alles? Der Transceiver darf niemals direkt an den RTL-SDR angeschlossen werden. Die Senderleistung, selbst nur 20 Watt, kann den Eingang des SDR zerstören.

Aber auch mit Dämpfung muss vor dem Anschluss klar sein, welchen Pegel der Empfänger verträgt. Denn dabei sind zwei Grenzen zu unterscheiden: Der Eingang kann schon übersteuern, lange bevor er beschädigt wird. Selbst wenn man seinen SDR Stick nicht sofort zerstört, das Signal auf dem Computer wäre dann durch den Empfänger stark verfälscht.

Der große JFW sitzt zuerst in der Kette, weil er fast die gesamte Senderleistung in Wärme umsetzen muss. Das kleine SMA-Glied kommt dahinter. Bei vertauschter Reihenfolge müsste das kleine Glied die volle Senderleistung aufnehmen. Dafür ist ein gewöhnliches SMA-Dämpfungsglied nicht ausgelegt.

Warum die 40 dB allein noch nicht reichen

Bei 100 W kommen hinter dem JFW rechnerisch noch 10 mW raus. Für einen empfindlichen Empfänger ist das weiterhin viel. Das zusätzliche 20-dB-Glied reduziert diese Leistung noch einmal auf ein Hundertstel.

Die Rechnung dahinter: 10 dB Dämpfung teilen die Leistung durch zehn, 20 dB durch hundert und 40 dB durch zehntausend. Bei hintereinandergeschalteten Dämpfungsgliedern in einem angepassten System lassen sich die dB-Werte addieren:

\begin{aligned} A_{\mathrm{gesamt}} &= 40\,\mathrm{dB} + 20\,\mathrm{dB} = 60\,\mathrm{dB} \\ P_{\mathrm{aus}} &= P_{\mathrm{ein}} \cdot 10^{-A_{\mathrm{gesamt}}/(10\,\mathrm{dB})} \end{aligned}

60 dB bedeuten damit ein Millionstel der ursprünglichen Leistung. Aus 100 W werden nominal 0,1 mW.

Empfängerpegel werden häufig in dBm angegeben. Das ist eine Leistungsangabe bezogen auf 1 mW. 0 dBm entsprechen genau 1 mW; bei negativen Werten liegt die Leistung darunter. Für den Leistungspegel $L_P$ wird daraus eine einfache Subtraktion:

\begin{aligned} L_P &= 10\log_{10}\!\left(\frac{P}{1\,\mathrm{mW}}\right)\,\mathrm{dBm} \\ L_P(100\,\mathrm{W}) &= 10\log_{10}(100\,000)\,\mathrm{dBm} = 50\,\mathrm{dBm} \\ L_{\mathrm{nach\ 40\,dB}} &= 50\,\mathrm{dBm} - 40\,\mathrm{dB} = +10\,\mathrm{dBm} \\ L_{\mathrm{nach\ 60\,dB}} &= 50\,\mathrm{dBm} - 60\,\mathrm{dB} = -10\,\mathrm{dBm} \end{aligned}

Für einige Senderleistungen ergibt sich folgende Tabelle. Alle Werte sind berechnet, die dBm-Werte gerundet:

Leistung am JFW-Eingang	Nach 40 dB	Pegel nach 40 dB	Nach insgesamt 60 dB	Pegel nach 60 dB
5 W	0,5 mW	−3 dBm	0,005 mW	−23 dBm
10 W	1 mW	0 dBm	0,01 mW	−20 dBm
50 W	5 mW	+7 dBm	0,05 mW	−13 dBm
100 W	10 mW	+10 dBm	0,1 mW	−10 dBm

Das setzt die nominale Dämpfung in einem angepassten 50-Ohm-System voraus. Die tatsächlichen Pegel hängen auch von den Bauteiltoleranzen, Kabelverlusten und Fehlanpassungen ab. Aus den 60 dB folgt deshalb keine pauschale Zusicherung, dass der SDR damit in jeder Einstellung unverzerrt arbeitet.

Wo die 100 Watt bleiben

Der JFW hat einen Eingang und einen abgeschwächten Ausgang. So ein Bauteil heißt Zweitor. Eine separate, fast ungedämpfte Verbindung zur Antenne gibt es daran nicht, wie sie etwa ein Richtkoppler hätte. In meinem Aufbau wird die Senderleistung halt einfach verheizt.

Im JFW-Datenblatt stehen für die Baureihe nominal 50 Ohm und ein Frequenzbereich von Gleichspannung bis 3 GHz. Bei der 40-dB-Ausführung beträgt die Dämpfungstoleranz ±0,75 dB, das maximale SWR ist mit 1,4:1 angegeben. Die zulässige mittlere Eingangsleistung liegt bei 100 W bei 25 °C und sinkt bei 85 °C auf 50 W.

Bei 100 W am Eingang und nominal 10 mW am Ausgang bleiben im JFW rechnerisch etwa 99,99 W als Wärme. Der Kühlkörper braucht also freie Luft. Zum Ausprobieren hab ich mit wenig Leistung und kurzen Sendedurchgängen angefangen. Wird der Abschwächer heiß, muss die Leistung reduziert werden oder das Gerät abkühlen. Bei höherer Umgebungstemperatur darf man nicht mehr von 100 W Belastbarkeit ausgehen.

Bei meinen mehrminütigen SSB-Sendedurchgängen mit der 100-Watt-Einstellung ist der Abschwächer nicht heiß geworden. Bei SSB schwankt die Leistung mit der Sprache, die mittlere Leistung liegt bei Sprachbetrieb gewöhnlich unter der Spitzenleistung.

Das Signal in SDR++ anschauen

Mit SDR++ lässt sich das Sendesignal im Spektrum und Wasserfall ansehen und als Audio demodulieren. So lassen sich zum Beispiel unterschiedliche Mikrofonpegel oder Einstellungen des Sprachkompressors vergleichen. Im Wasserfall sieht man, wie sich das Signal beim Sprechen verändert und welchen Frequenzbereich es einnimmt.

Für den Einstieg reichen geringe Senderleistung und niedrige manuelle Empfangsverstärkung. Für vergleichbare Pegel sollten automatische Verstärkungsregelungen ausgeschaltet sein, damit sie Unterschiede nicht ausgleichen. Frequenz, Betriebsart und Empfangsbandbreite müssen zum Sendesignal passen. Die Bias-Tee-Speisung bleibt bei dieser passiven Messstrecke aus.

Der V4 braucht einen passenden Treiber. Der berücksichtigt auch die interne Kurzwellenumsetzung, ein eigener Frequenzversatz ist dafür nicht nötig. Die Herstellerbeschreibung des V4 erklärt das und die verfügbare Verstärkungsregelung auf Kurzwelle.

Für einen Vergleich bietet sich folgender Ablauf an:

Einstellungen von Sender und SDR notieren und einen kurzen Ausgangszustand aufnehmen
Nur eine Größe verändern, etwa den Mikrofonpegel
Das Ergebnis bei unveränderten Empfangseinstellungen vergleichen
Zur vorherigen Einstellung zurückkehren und den Vergleich wiederholen

Tauchen zusätzliche Linien oder ein auffällig breites Signal auf, kommt auch Übersteuerung im SDR als Ursache infrage. Zur Prüfung lässt sich bei unverändertem Sendesignal und unveränderten Empfangseinstellungen zusätzliche externe Dämpfung vor den SDR setzen. Nehmen die Nebenprodukte relativ zum Nutzsignal deutlich ab, spricht das für Verzerrungen im Empfänger. Ein einzelnes Wasserfallbild reicht nicht, um sie sicher dem Sender zuzuschreiben.

Für belastbare Angaben zu Oberwellenabständen oder Intermodulation braucht man eine entsprechend geprüfte Messkette. Auch eine dBm-Anzeige in der Software wird durch die vorgeschalteten Dämpfungsglieder allein noch nicht zu einer kalibrierten Leistungsmessung.

weinboerner.de

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