CROSS BAND REPEATER

vollwertige Cross-Band Relaisstation mit 2 Transceivern

Cross-Band-Repeater erfreuen sich immer größerer Beliebtheit, erlauben Sie es doch den Einzugsbereich eines Handfunkgerätes beträchtlich zu vergrößern.

Das typische Anwendungsbeispiel wie es meist gemacht wird:

Der Funkamateur liegt gemütlich im Lehnstuhl vor dem Fernseher und möchte mit dem Handfunkgerät auf einem entfernten Relais QRV sein. Leider kann diese Relaisstation nur mit der großen Außenantenne vom Shack erreicht werden, mit dem Handfunkgerät ist man chancenlos. Also baut man im Shack einen Cross-Band-Repeater auf, welcher die Kommunikation der Relaisstation empfängt und zum Handfunkgerät weiterleitet (und umgekehrt). 

Mit dieser Einrichtung kann man sich mit dem Handfunkgerät im ganzen Haus, und in einigem Abstand davon frei bewegen und trotzdem auf seiner Frequenz QRV sein.

Zu beachten ist, dass Funkstationen immer unter Aufsicht des Funkamateurs stehen müssen. Will man den Cross-Band-Repeater unbeaufsichtigt laufen lassen, so sollte man ihn nur an einer Dummyload betreiben, was aber für die geringe Entfernung zum Handfunkgerät meist gut ausreicht.

Die herkömmliche Art eines Cross-Band-Repeaters ist ein Duo-Band Transceiver mit eingebauter Cross-Band Funktion. Viele Geräte haben das standardmäßig eingebaut (z.B. FT-8800), bei anderen Geräten muss man durch kleine Modifikationen (z.B. Dioden entfernen) diese Funktion erst freischalten.

Herkömmlicher Cross-Band Repeater:

Dieses Bild zeigt einen Duo-Band Transceiver welcher im Cross-Band Modus arbeitet.

Typisch für diese Betriebsart ist, dass eine Seite auf 2m und die andere Seite auf 70cm arbeitet.
Wir haben also auf der linken Seite beispielsweise das 2m Band. Hier funkt das Gerät mit einer entfernten Relaisstation. Dies wird dann intern im Gerät auf 70cm umgesetzt und auf der rechten Seite zum Handfunkgerät weitergegeben.

Das Handfunkgerät ist also immer auf 70cm eingestellt, wenn man zu einer entfernten 2m Station funken will, und umgekehrt.

Der Duo-Band Transceiver macht eine bidirektionale Umsetzung zwischen 2m und 70cm. Der Vorteil von dieser 2-band Lösung ist, dass nur billige Antennenweichen benötigt werden, welche in den meisten modernen Transceivern bereits eingebaut sind.

so einfach diese Lösung auch zu machen ist (einschalten, Geräte einstellen, fertig), so unpraktisch ist sie leider auch, aus folgendem Grund:

Fast alle Relaisstationen haben eine Abfallzeit. Nachdem der Funker die PTT losläßt, sendet das Relais noch ein paar Sekunden weiter. Diese Nachlaufzeit führt bei diesem Cross-Band Repeater jedoch zu einem großen Problem:

Da auch diese Nachlaufzeit von der Relaisstation zum Handfunkgerät weitergeleitet wird, kann das Handfunkgerät in dieser Zeit nicht auf Sendung gehen. Man muss immer die Nachlaufzeit abwarten bevor man sprechen kann, damit der Cross-Band Repeater seine Empfangs-/Senderichtung umdrehen kann.

In der Praxis ist das äußerst störend und macht Funkbetrieb in größeren Runden sogar unmöglich, da man sich kaum mehr bemerkbar machen kann. Ein weiterer Nachteil ist, dass nur FM-FM Betrieb möglich ist, eine Umsetzung von D-Star Signalen ist damit unmöglich.

Aus diesem Grund habe ich mir eine neue Anordnung für einen Cross-Band Repeater ausgedacht und aufgebaut, welche alle diese Nachteile nicht hat und vollwertigen Funkbetrieb zuläßt:

Vollwertiger Cross-Band-Repeater mit 2 Transceivern:

Ziel dieses neuartigen Cross-Band Repeaters ist:

	einfacher Aufbau
	unabhängig von Relaisnachlaufzeit
	FM - FM Umsetzung
	D-Star - FM Umsetzung !

Dieses Bild zeigt den Prinzipaufbau mit zwei Duo-Band Transceivern:

Transceiver-1 muss eigentlich kein Duo-Band Gerät sein, er ist nur auf die Frequenz der entfernten Relaisstation eingestellt, daher reicht im Prinzip auch ein Monobander.

Betrieb über externe FM-Relais:

Transceiver-2 muss zwingend ein vollwertiges Duo-Band Gerät sein, ebenso das Handfunkgerät !

Betrieb über externe D-Star Relais:

Transceiver-2 kann ein Monobandgerät sein, ebenso das Handfunkgerät. Da D-Star Repeater nur eine sehr kurze Abfallzeit haben, reicht bei Transceiver-2 ein Band, vorzugsweise das entgegengesetzte Band zum Repeater.

Eine entfernte Relaisstation auf 145,600 MHz soll gearbeitet werden. Transceiver-1 ist auf diese Station eingestellt, also auf 145,600 MHz mit der üblichen Relaisablage.

Transceiver-2 muss sich mit dem Handfunkgerät unterhalten. Hier MUSS Sende- und Empfangsrichtung auf unterschiedlichen Bändern sein damit es funktioniert ! Daher können hier nur echte Duo-Band Geräte zum Einsatz kommen. Wir stellen das Sendeband des Handfunkgerätes auf eine freie Simplexfrequenz in 2m Band ein, ebenso das Empfängerband des Transceivers-2. Das Empfangsband des Handfunkgerätes stellen wir auf eine freie Simplexfrequenz in 70cm Band ein, ebenso das Senderband des Transceivers-2.

Durch diesen kleinen Trick mit der Verwendung von 2m und 70cm, sparen wir uns eine sündhaft teure Antennenweiche. Die in üblichen Duo-Band Geräten bereits eingebaute Weiche reicht aus.

Wichtig: Die SENDE-Frequenz des Handfunkgerätes muss immer im gleichen Band liegen wie die Frequenz der externen Relaisstation. Ansonsten würde man sich den eigenen Cross-Band Repeater mit dem Handfunkgerät zustopfen !

Mit dieser Anordnung ist:

es jederzeit möglich zur externen Relaisstation zu senden, selbst wenn diese auf Sendung ist, damit ist vollwertiger Betrieb möglich.

Anmerkung: der Yaesu FT-8800 ist ein richtiger Dual-Bander. Das FT-7800 ist das NICHT. Ein richtiger Dual-Bander muss auf einem Band senden und gleichzeitig am anderen Band empfangen können, daher wäre ein FT-7800 hier nicht geeignet.

Als Handfunkgerät kommt bei mir ein IC-91 zum Einsatz. Auch hier können nur Geräte benutzt werden, die auf einem Band senden und am anderen Band empfangen können (hier muss es aber nicht gleichzeitig sein).

Eine entfernte D-Star Relaisstation auf 145,600 MHz soll gearbeitet werden. Transceiver-1 ist auf diese Station eingestellt, also auf 145,600 MHz mit der üblichen Relaisablage.

Transceiver-2 muss sich mit dem Handfunkgerät unterhalten. Hier ist Sende- und Empfangsrichtung auf dem entgegengesetzten Band wie der D-Star Repeater. Das spart teure Filter vor dem Empfängereingang, wie sie in Relaisstationen benutzt werden.

Im Gegensatz zu FM Relais haben D-Star Relais keine lange Abfallzeit. Daher ist der bei FM notwendige Trick mit unterschie

Natürlich müssen sich Transceiver-1 und Transceiver-2 miteinander unterhalten können. Diese Verbindung macht der Repeater-Controller.

Aber keine Angst, dieser Controller kann bereits auf einfachste Weise gebaut werden, mit 2 Widerständen, 2 Transistoren und ein paar Anschlusskabeln, eine schnell zu erledigende Arbeit.

Die Aufgabe des Repeater-Controller ist:

	Anpassung der NF Pegel
	Steuerung der PTT
	optional: Sicherheitsfunktionen

Diese Schaltung zeigt die Minimalausführung eines Repeater Controllers. Einfacher gehts wirklich nicht, aber er bietet bereits die volle Funktionalität !

Hinweise:

	GND (Masse): muss natürlich nur 1x verdrahtet werden.
	NF-OUT (LS): der Lautsprecherausgang kann immer benutzt werden. Unter Umständen geht auch der 1200 Bd Packet Ausgang an der Datenbuchse. Dieser hat den Vorteil, dass er unabhängig von der Stellung des Lautstärkereglers ist, läßt sich aber nicht bei jedem Transceiver einstellen, das muss man ausprobieren.
	NF-IN (MIC): der Mikrofoneingang kann immer benutzt werden. Unter Umständen geht auch der 1200 Bd Packet Eingang an der Datenbuchse, das muss man ausprobieren.
	SQUELCH: man nimmt das SQL Signal von der Datenbuchse
	PTT: entweder man nimmt die PTT an der Datenbuchse, oder die am Mikrofonstecker.

Dieser Minimal-Repeater-Controller hat KEINE Sicherheitsabschaltung für unbeabsichtigtes Dauersenden. Daher darf er nur benutzt werden, wenn man jederzeit Kontrolle über den Crossband Repeater hat und ihn jederzeit abschalten kann !

Anschlussbeispiel:

ein Crossband Repeater mit Hilfe eines IC-E2820 und eines FT-8800 wird wie folgt verdrahtet:

Bei reinen FM<>FM Crossband-Repeatern kann anstelle des Mikrofoneingangs auch der 1200 Bd Packet Eingang an der Datenbuchse verwendet werden. Ich habe allerdings festgestellt, dass die Modulation am Mikrofoneingang schöner ist.  Weiters kann anstelle des Lautsprecherausgangs auch der NF-Ausgang der Datenbuchse benutzt weden.

Für FM<>D-Star muss zwingend der Mikrofoneingang und der Lautsprecherausgang benutzt werden.

Wie gesagt, diese Anordnung hat keine Sicherung gegen unbeabsichtigtes Dauersenden. Daher darf sie nur benutzt werden, wenn der Operator jederzeit Kontrolle über die Geräte hat, sich also im Nahbereich befindet.

Auch sollte man verhindern, dass fremde QSOs die zufällig auf der benutzten Simplexfrequenz laufen nicht übertragen werden. Dafür eignet sich CTCSS oder vor allem DCS (DTCS) hervorragend. Transceiver-2 sowie das Handfunkgerät werden auf den gleichen DCS Code gestellt und DCS aktiviert. Damit tastet der Crossband-Repeater nur auf, wenn der korrekte DCS Code übertragen wird. Mit CTCSS geht das genauso, wenn auch weniger störfest. Beide Systeme sind in praktisch allen modernen Transceivern eingebaut.

Hier noch eine Schaltung eines hochwertigen Crossband Repeater Controllers, der mit Hilfe eines Microcontrollers Sicherheits- und Schaltvorgänge realisiert.

Die eingebaute Software verfügt über eine Zeitbegrenzung und schaltet die PTT nach ein paar Minuten aus. Damit wird sichergestellt dass der Crossband-Repeater nicht unbeabsichtigt dauerhaft sendet.

Die Filterschaltung war ursprünglich für einen Software-CTCSS Decoder vorgesehen. Sie wird aber nicht benutzt, da das verwendete FT-8800 bereits über CTCSS und DCS verfügt, sie kann also weggelassen werden.

Cross-Band-Repeater arbeiten wie der Name schon sagt "Cross-Band" also von einem Band auf das andere, in der Regel von 70cm auf 2m und umgekehrt.

Das ist auch sehr sinnvoll, denn dadurch senden und empfangen die Funkgeräte immer auf unterschiedlichen Bändern, was den Aufwand für die Frequenzweichen minimal macht. Die in den Duoband-Transceivern eingebauten Weichen reichen vollkommen aus.

In machen Fälle ist es aber erwünscht, dass beide Transceiver auf dem gleichen Band arbeiten. Das könnte z.B. in hügeligen Gegenden erforderlich sein, wo das 70cm Band keine befriedigenden Reichweiten zulässt.

In dem Fall soll also z.B. eine entfernte Relaisstation auf dem 2m Band über den Crossband-Repeater gearbeitet werden, zusätzlich soll aber auch die Verbindung zum Handfunkgerät ebenfalls auf 2m erfolgen:

Hier sieht man sich schnell enormen Problemen gegenüber, da der Sender von Transceiver-1 den Empfänger von Transceiver-2 zustopft und stört.

Die einzige Lösung für dieses Problem ist der Einbau von hochwertigen Filtertöpfen vor den Empfängereingang und den Senderausgang:

RX Filterropf:

Dieser sperrt die Sendefrequenz von TRX-1, also im Bild die 145.000 MHz. Damit wird verhindert, dass der Sender TRX1 den Empfänger von TRX-2 zustopft.

TX Filtertopf:

Moderne Transceiver haben leider ein erhebliches breitbandiges Senderrauschen. Auch wenn TRX-1 auf 145.000 MHz sendet, so erzeugt er zusätzlich noch eine Menge HF auf 144.550, der Eingabe von TRX-2. Das führt zu starken Prasselstörungen in TRX-2. Mit dem TX Filtertopf wird diese Frequenz unterdrückt und das Sendesignal von TRX-1 gesäubert.

Als Ergebnis erhält man einen sauberen Empfang bei TRX-2, auch bei schwachen Signalen.

Jetzt könnte man sich fragen, ob man nicht weitere 2 Filtertöpfe für den anderen Sender und Empfänger benötigt. Das ist prinzipiell richtig. Jedoch wird man zunächst einmal dafür sorgen, dass die Empfangsfeldstärke an TRX-1 ausreichend groß ist, so dass er nicht so leicht zugestopft werden kann.

Ich verwende als weitere Lösung dafür einen Rückkanal auf 70cm. Das ist oft leicht möglich, da man bei TRX-2 die Sendeleistung sehr hoch wählen kann, im Gegensatz zur Sendeleistung des Handfunkgerätes.