Telekrig
Avsnittet Telekrig handlade om signalspaning, radiopejlning och störsändning och där man med en rad olika metoder kan vilseleda eller helt slå ut FI:s radiosamband. Patrik Persson, utbildare i Telekrigföring på S1 gav en intressant föreläsning i ämnet, med inslag av praktiska demonstrationer av några typer av utrustning och materiel.
En längre rapport kommer i FRO-nytt
Har du störningar på din radio?
Leta då upp störkällorna och lös problemet! I de allra flesta fall kommer störningarna från andra apparater i den egna fastigheten. Med mycket enkla medel kan du själv gå på störningsjakt och få den ena "aha-upplevelsen" efter den andra. Om detta höll Bengt Falkenberg föredrag på en FRO kurs i Telekrig och Störningar weekenden den 2-4 april, i Karlsborg.
En kort resumé av avsnittet "Störningar"
-Av Bengt Falkenberg Telecom Lund AB -
Störningsproblem vid mottagning
Switchade nätaggregat, modem, datorer och liknande apparater kan vara svåra att kombinera med en känslig radiomottagare för kortvågsområdet. I stort sett all modern elektronik innehåller som bekant någon form av switchade spänningsomvandlare eller mikroprocessorer vilka är potentiella källor till allvarliga radiostörningar. Att apparaterna är EMC-provade och CE-märkta och därmed antas uppfylla alla relevanta krav i EMC-direktivet är ingen garanti för total störningsfrihet.
Skillnaden på två godkända nätdelar kan vara så stora som 40...50 dB. I radiosammanhang är detta naturligtvis en enormt stor skillnad. Detta är också en av förklaringarna till att vissa radioinstallationer uppenbart fungerar bra och att andra lider av svåra störningsproblem.
Även våra vanliga vardagsprylar som t ex batterieliminatorer och laddare kan orsaka störningar. Ett vanligt hem är fullt av dess små apparater och nästan alla orsakar dom radiostörningar, mer eller mindre svåra.
Bilden visar en laddare av fabrikat Canon avsedd för en digitalkamera. Laddaren ger ifrån sig en mycket kraftigt vinande radiostörning som breder ut sig över alla frekvenser från några hundra kHz till långt upp i VHF-området. Laddaren är CE-märkt och uppfyller kraven i EMC-direktivet vilket också har bekräftats genom EMC-kontrollprovning av just detta exemplar. Liknande laddare av andra fabrikat har också provats. Några av dessa befanns vara helt störningsfria medan en laddare, även den CE-märkt underkändes helt. Detta visar att även till synes små och CE-märkta apparater kan orsaka stora bekymmer.
Radioinstallationen
Vi har kopplat upp en radioanläggning bestående av en ICOM IC 706MK2G kortvågstranceiver vilken strömförsörjs från en switchad nätdel 230VAC - 13.5V/20 Ampere. Antennen består av en terminerad 10 m lång tråd fritt upphängd utomhus. Matarkabeln mellan antenn och tranceiver är c:a 20 m RG58. Till tranceivern är telegrafinyckel, mikrofon samt extern högtalare anslutna. Den switchade nätdelen är kopplad i ett ojordat 230 VAC vägguttag. Hela utrustningen är placerad på ett kontorsbord. Samtliga enheter är CE-märkta. Vid en tidigare kontrollmätning hade konstaterats att nätdelen uppfyllde samtliga relevanta EMC-krav, dock med minsta möjliga marginal. Uppställningen kan därför betraktas som en "worst case" installation med CE-märkt "från hyllan utrustning", d v s utrustning som är kommersiellt tillgänglig i handeln och där inga speciella åtgärder i syfte att minimera ev störningsproblem gjorts.
Redan vid igångkörningen upptäcktes en kraftig störningsmatta över hela kortvågsbandet. Störningarnas styrka varierade mellan S5 upp till över S9 beroende på vilket frekvensband mottagaren ställdes in på.
Exempel på felsökningsfall
1. Som första åtgärd kopplades antennen bort från tranceivern. Störningarna reducerades till S2 men var fortfarande tydligt hörbara.
2. Nätdelen flyttades en bit bort ifrån tranceivern. Vid 10...20 cm försvann återstående störningar helt.
3. Antennen anslöts igen. Störningarna var dock kvar lika starka som från början.
4. Nätdelen ersattes temporärt av ett 12V ackumulatorbatteri. Alla störningar var borta och perfekt störningsfri mottagning erhölls.
Slutsats
Vi kunde konstatera att störningarna kommer från nätdelen. Nätdelen strålar så pass kraftigt i sin omedelbara närhet att störningarna läcker rakt in i mottagaren d v s även när antennen inte ens är ansluten. Här hjälper det alltså bara att öka avståndet om man inte vill modifiera apparaterna och mekaniskt skärma av dem bättre.
Tänkbara kopplingsvägar - hur når störningarna radiomottagaren?
Störningarna från den switchade nätdelen kan i princip kopplas till radiomottagaren via två s k kopplingsvägar - som luftstrålade eller som ledningsbundna störningar - eller som i detta fall, via båda vägarna.
För att reda ut störningarnas utbredning och kopplingsvägar användes en enkel transistorradiomottagare (se bild nedan) för MV/FM försedd med en kopplingsanordning med en ferrittransformator. Anledningen till valet av en enkel mottagare som denna var att påvisa att man kan komma långt med mycket enkla och billiga medel. Det är alltså inte alls nödvändigt att använda högklassig laboratorieutrustning för flera hundratusentals kronor. Med dessa prylar har alla råd att gå på störningsjakt. Viktigt att komma ihåg.
De flesta mottagare av denna typ har inbyggd ferritantenn för mellanvåg. Den är alltid placerad horisontellt högt upp i radion. En effektiv strömtransformator tillverkas genom att linda tre varv kopplingstråd kring ena halvan i en klämferrit och en tre-varvs spole runt hela transistorradion. Det är inte nödvändigt att göra ingrepp i radion. Vill man ansluta ferrittransformatorn till en mottagare med antennkontakt så kopplas den ena tråden till mittstiftet och den andra till jord. Kabellängden mellan klämferrit och radio är okritisk och kan vara vilken längd som helst. För en handburen "störningssökare" som på bilden är c:a 1 meter en lagom och bekväm längd.
Genom att klämma ferriten över de olika kablarna kan man lätt konstatera vilken eller vilka kablar som är "smutsiga", d v s som har störningar i sig. Gå runt i huset och lyssna på dina olika apparater, telefonen, TV, Video, DVD-spelaren, Fax, nummerpresentatör, dator, klockradion, Internet-modem, batterieliminatorer, nätdelen till bordslampan, laddaren till mobiltelefonen eller från den moderna diskmaskinen med inbyggd dator. De flesta som praktiserar denna typ av störningssökning får första gången garanterat en omtumlande "Aha-upplevelse" och inser att störningarna kanske kommer från de egna apparaterna, trots allt. Kanske är det inte grannens fel som jag trott...
Med hjälp av transistorradion konstaterades att störningarna från den swichade nätdelen var som allra kraftigast på DC-sidans kablage och fortplantade sig därifrån via IC706:ans metallhölje vidare ut längs koaxialkabelns skärm. Vi kunde följa störningarna ända ut till där antennen började. Eftersom antennen befanns vara nersmittad med störningar så är det också lätt att förstå att dessa störningar når mottagaren i IC706:an tillsammans med alla de andra radiosignalerna som antennen plockar upp och som vi vill lyssna på. Nej, några störningar på koaxialkabeln och antennen vill vi absolut inte ha. Dessa måste elimineras
Lösning - ett exempel
Vi vet att störningarna alstras av nätdelen leds vidare ut till antennen. Det gäller alltså att på något sätt stoppa störsignalerna som går på koaxialkabelns utsida utan att antennsignalen som går inne i kabeln påverkas. En enkel och effektiv metod är att tillverka en s k strömdrossel eller mantelsrömsfilter/drossel. Anordningen har många namn och kan tillverkas på många sätt.
Exempel på en strömdrossel bestående av 9 varv teflonisolerad koaxialkabel i en ferritkärna. Drosseln är försett med BNC-kontakter och inbyggt in i ett plaströr. Effektiviteten av drosseln är beroende på impedansen i den punkt på koaxialkabelns skärm man sätter in den. Vid låga impedanser blir drosseln mer effektivt, vid höga impedanser närmast verkningslöst. En strömdrossel kan i all sin enkelhet ses som en resistans på några tusen ohm i serie med koaxialkablens skärm. De önskade antennsignalerna som flyter inne i koaxialkabeln påverkas dock inte alls.
Dämpningen av signaler på skärmens utsida mätt i en 50 ohms testjigg. Kurvan visar en dämpning av c:a 38 dB mellan 7-18 MHz, 31 dB på 21 MHz och 27 dB på 28 MHz. Genomgångsdämpning, inne i koaxialkabeln, d v s för nyttosignalerna är c:a 0.1 dB inklusive de två st BNC-kontakter. Helt försumbart. Genom att linda fler eller färre varv kan man optimera strömdrosseln för lägre eller högre frekvenser. Just denna strömdrossel är bäst mellan 7-18 MHz.
Ladda ner hela bilden som pdf-dokument
Genom att montera en strömdrossel omedelbart vid IC706:an reducerades störningarna avsevärt. Ytterligare en drossel monterades på c:a 10 meters avstånd från den första. Avståndet mellan de två strömdrosslarna är okritiskt och kan vara allt från några meter och uppåt. För maximal stördämpning bör koaxialkabeln om möjligt läggas på marken eller nära marken.
För att ytterligare förbättra installationen kan två stycken 5 meter långa trådar anslutas till skärmens mellan de båda drosslarna. (Se bild ovan). Trådarna skall om möjligt ligga direkt på marken. Denna lösning passar bra för temporära installationer utomhus, vid field-days eller i sommarstugan.
Ett annat sätt att ordna en effektiv barriär i en fast radioanläggning är att koppla samman alla kabelskärmar inkl en skärmad kabel till ev rotor etc till en gemensam kopplingspunkt utanför huset helst nära marken och ansluta denna till ett väl tilltaget jordspett ev i kombination med några trådar som nämts ovan.
-------
Användning av klämferriter för avstörning av en PC.
EMC och Radiostörningar
Av Bengt Falkenberg, Telecom Lund AB
Artikel publicerad i FRO-nytt 5/01 December 2001 sid 16-17
Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) kan beskrivas som förmågan hos en elektrisk eller elektronisk anordning, utrustning eller installation som innehåller elektriska och/eller elektroniska komponenter att fungera tillfredsställande i sin elektromagnetiska miljö utan att introducera oacceptabla elektromagnetiska störningar till någonting i denna miljö.
Att fungera tillfredsställande är det bra nog när det gäller radio?
Vi undersöker en typisk radioanläggning bestående av en ICOM IC 706 kortvågstranceiver, en 13.5 V switchad nätdel, ett packet-modem samt en vanlig PC. Samtliga enheter är CE-märkta. Installationen är utförd i enlighet med de riktlinjer som ges i respektive användarmanualer.
I samband med provningen av radioanläggningen noterades följande:
- Besvärande störningar i mottagaren mellan 1 och 8 MHz.
- Datorns tangentbord låser sig ibland när sändaren aktiveras. Frekvenser mellan 1-12 MHz.
- Bildstörningar på monitorn när sändaren aktiveras. Frekvenser mellan 230 MHz.
- Datorn orsakar kraftigt brus i mottagaren, företrädelsevis i frekvensområdet 6-20 MHz.
Resultatet är nedslående men ingalunda ovanligt. Det ligger naturligtvis nära till hands att misstänka att apparaterna är dåliga. Kontrollmätningar av EMC-egenskaperna visade dock att apparaterna var för sig uppfyllde alla relevanta EMC-krav. Några apparater var t o m bättre än vad som krävs för att få lov att CE-märkas. Vad är då problemet?
Med hjälp av några olika EMC-mätinstrument och en systematisk analys av anläggningen konstaterades att mottagarstörningarna mellan 1 och 8 MHz kom från den switchade nätdelen. Störningarna läckte ut på 230 VAC nätkabeln och använde fastighetens elnät som sändarantenn Avståndet mellan IC706:ans antenn och elnätet var endast 3 meter. Genom att flytta antennen till 10 m avstånd, kunde störningarna reduceras till en acceptabel nivå. För helt störningsfri mottagning krävdes dock ett avstånd av 40 meter eller mer.
Problemet med att datorns tangentbord låste sig och att monitorn blev störd visade sig bero på att sändaren orsakade en ganska hög fältstyrka omedelbart i närheten av datorn. Vanliga hemma-PC och liknande konsumentprodukter är konstruerade för en betydligt lägre nivå. Störproblemet löstes genom att öka avståndet mellan IC706:ans antenn och datorn till 10 m.
Bruset från datorn i frekvensområdet 6-20 MHz var svårare att tackla. Visserligen minskade brusets styrka genom att flytta IC706:ans antenn, men inte tillräckligt. Här visade det sig att störningarna huvudsakligen kom från seriekabeln mellan PC:n och modemet. Några s k klämferriter monterades utanpå kabeln. Bruset reducerades till en acceptabel nivå. Senare konstaterades att den använda modemkabeln var oskärmad. Byte till en skärmad kvalitetskabel medförde att allt brus försvann, t o m med IC706:ans antenn monterad på den ursprungliga platsen, endast 3 m ifrån datorn.
Ovanstående praktiska exempel visar att ganska små åtgärder kan öka prestandan många gånger om. Vad kan vi då lära oss av detta? Jo, att en godkänd och CE-märkt apparat INTE är någon absolut garanti för NOLL utstrålning och TOTAL tålighet.
Artikeln tidigare publicerad i FRO-nytt 5/01 December 2001 sid 16-17
Copyright @ Bengt Falkenberg
