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Crossband-Repeater 2m/70cm
Für Zuhause war ich auf der Suche nach einem brauchbaren Crossband-Repeater für FM. Ziel war es, die effektive Zeit in der man auf der 2m Ortsfrequenz QRV ist, zu erhöhen. Mit einem Crossband-Repeater ist es möglich, ein empfangenes 2m Signal auf 70cm zu übertragen und umgekehrt. Man kann also mit einem 70cm Handfunkgerät in Reichweite des Crossband-Repeaters über die heimische Stationsantenne die 2m Signale empfangen und entsprechend rücksprechen.
Erste Tests mit eingebauten Crossband-Repeater-Funktionen namhafter Funkgeräte (Icom, Yaesu etc.) überzeugten mich nicht. Das Problem war immer, dass der Empfänger auf der einen Frequenz taub wurde, wenn auf der anderen Frequenz (im anderen Band) gesendet wurde. Das Problem lag also an einer mangelnden Isolation zwischen den Bändern.
Die Funkgeräte
Meine Wahl bei den Funkgeräten fiel auf Motorola GM900. Diese Geräte haben einen wirklich sehr guten Empfänger und man kann über die Programmier-Software so ziemlich alles einstellen und konfigurieren, was man sich vorstellen kann. Außerdem werden sie günstig gebraucht angeboten (30-50€). Professionelle Technik, bei der Afu-Geräte nicht mithalten können! Weiterhin befindet sich bei den GM900 auf der Unterseite ein Sub-D 25 Stecker. Man muss lediglich die Flansche des Sub-D 25 (female) Steckers umbiegen. Auf dem Sub-D 25 Anschluss befinden sich sämtiche Signaleingänge und Ausgänge.
Verschaltung der Funkgeräte
Im nebenstehenden Bild seht ihr die Belegung des Sub-D 25 Anschlusses auf der Unterseite des GM900. Wichtig ist, dass man in der RSS Pin 8 entsprechend konfiguriert, um die PTT des anderen Gerätes zu schalten.
Ich habe zwei Schalter eingebaut (2-Pol Kippschalter und 4-Pol Kippschalter). Dadurch kann man den vorderen Lautsprecher der Geräte einschalten zum "Mithören", sowie die Repeater-Funktion ein- und ausschalten. So kann man die Geräte auch einzeln betreiben.
Ich habe die Bauteile auf eine Lochraster-Platine gelötet und die Anschlüsse beschriftet.
Auf der Rückseite habe ich die Bauteile mit Kupferlackdraht miteinander verbunden.
Filter
Ich habe mich dazu entschlossen, die Filter für den Crossband-Repeater selbst zu bauen. Dabei sollten ca. 100db Isolation zwischen den beiden Bändern erreicht werden. Zum Abgleich der Filter habe ich einen Spektrumanalyzer verwendet. Mit dem Nano-VNA geht es aber natürlich auch.
2m / 70cm Weiche
Bei Ebay fand ich in China eine sehr günstige Weiche (ca. 10€ inkl. Versand). Nach etwas Biegen an den Spulen ließ sich diese Weiche brauchbar für 2m / 70cm Afu abstimmen.
Hier sind die Messwerte der Weiche. Alle offenen Ports wurden beim Messen mit 50 Ohm abgeschlossen:
70cm Hochpass
Die Messung der Weiche ergab (s.o.) ca. 60db Isolation 70cm -> 2m. Es fehlten also noch ca. 40db, um die erwünschten 100db Isolation zu erreichen. Um das zu erreichen, habe ich einen Hochpass-Filter für 70cm gebaut. Er besteht aus Koaxkabel und einem Drehko. Der Aufbau ist recht unkritisch. Ich empfehle für solche Bauvorhaben IMMER Teflon-Koaxkabel. Das lässt sich besser löten.
Ich habe den Drehko auf ein Stück Lochraster-Platine gelötet, entsprechend dem Bild oben angeschlossen. Mit Hilfe des Drehkos konnte ich das Filter einfach abstimmen auf die Wunschfrequenz.
Hier sind die Messwerte des Hochpass-Filters für 70cm:
70cm Notch
Die Messung der Weiche ergab (s.o.) ca. 45db Isolation 2m -> 70cm. Es fehlten also noch ca. 55db für die erwünschten 100db Isolation. Um das zu erreichen, habe ich einen Notch-Filter für 70cm gebaut. Der Aufbau ist unkritisch. Die Länge der beiden Stubs ist etwas unterschiedlich. Dadurch wird das Filter etwas breiter.
Für den Abgleich des Filters geht man wie folgt vor:
Zunächst wird die Länge der Stubs so verändert, dass man auf seiner Wunschfrequenz (70cm) die höchste Dämpfung erhält. Anschließend gleicht man das SWR mit Hilfe der Spule ab. Das geht durch vorsichtiges "Zurechtbiegen" der Spule. Ist die Resonanzfrequenz zu niedrig, muss die Induktivität kleiner werden. Ist die Resonanzfrequenz zu hoch, muss die Induktivität erhöht werden. Das Verändern der Induktivität hat keinen Einfluss auf die Sperrfrequenz!
Hier sind die Messwerte meines Notch-Filters für 70cm:
Das komplette Filter
Ich habe alle Filterkomponenten in ein Weißblechgehäuse gebaut.
Hier sind die Messwerte der kompletten Filtereinheit. Alle offenen Ports wurden beim Messen mit 50 Ohm abgeschlossen. Die absoluten Messwerte liegen außerhalb des Dynamikbereichs des Spektrumanalyzers. Zusammengerechnet werden aber ca. 100db Isolation erreicht:
Einbau in einen Koffer
Ich wollte den Crossband-Repeater auch portabel nutzbar machen. Daher habe ich mich entschlossen, ein Netzteil einzubauen. Die Stromversorgung ist aber auch über 12V möglich. Weiterhin sollte das komplette System abschließbar sein.
Meine Wahl fiel daher auf einen Koffer. Die Funkgeräte wurden auf einer Holzplatte montiert.
Für die Kühlung habe ich kleine Lüfter eingebaut, die mittels Temperatursensor geschaltet und geregelt werden.
Der Crossbandrepeater in der Praxis
Die Performance des Crossband-Repeaters ist unglaublich gut. Ich nutze ihn Zuhause mittlerweile ausschließlich zum Betrieb auf der 2m Ortsfrequenz. Die Empfindlichkeit des Empfängers ist deutlich besser, als bei meinem ebenfalls vorhandenen FT-7900. Mit einer "IP-Steckdose" kann ich mittels App auf dem Smartphone den Crossbandrepeater ein- und ausschalten. Jetzt kann ich mich mit einem kleinen 70cm Handfunkgerät in der ganzen Stadt frei bewegen und dennoch mit weit entfernten Stationen auf der 2m Ortsfrequenz funken. Der Crossband-Repeater ist durch CTCSS vor "ungewollten" Nutzern geschützt. Es ist ja keine offizielle Relaisfunkstelle.
Viel Spass beim Nachbau =)