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Kalibrierung von HF-Pegelmessgeräten

Wenn Messgeräte für den Nachweis im Rahmen der Selbsterklärung der Funkamateure gegenüber der BNetzA (BEMFV) benutzt werden, muss der Nachweis geführt werden, dass die benutzten Geräte kalibriert sind. In jedem Fall stehen die Leih-Geräte des DARC zur Verfügung, die auch regelmäßig kalibriert werden. Benutzt man diese, muss man nichts weiter unternehmen.

Wer aber mit einem selbstgebauten Messgerät misst, oder wenn das gekaufte Gerät älter als 2 Jahre und damit der beigefügte Kalibrierschein ungültig ist, muss neu kalibriert werden.

In den meisten Ortsverbänden ist das Feldstärkemessgerät von Sat-Schneider im Einsatz. Hierzu gehören auch die entsprechenden Sonden für E- und H-Feld. Diese Sonden sind professionell hergestellt und weisen eine sehr gute Wiederholgenauigkeit auf.  Der Pegelmesser muss alle zwei Jahre neu überprüft und gegebenenfalls neu kalibriert werden. Dabei muss der Kalibriervorgang in einem Protokoll festgehalten und bei Bedarf der BNetzA vorgelegt werden.

Bei einem Selbstbauinstrument sollte man darüber hinaus noch ein Prüfprotokoll über die Prüfung wesentlicher Eigenschaften des Gerätes anfertigen und gegebenenfalls vorlegen können, damit Messungen mit dem Selbstbaugerät anerkannt werden. Für das Gerät wird dann ebenfalls alle zwei Jahre eine Überprüfung und Kalibrierung fällig. Über die Kalibrierung muss ein Protokoll angefertigt werden.

Die Überprüfung bzw. Kalibrierung des Pegelmessers ist keine große Sache und schnell erledigt. Notwendig ist hier der Kalibrator und am Besten ein 60 dB Dämpfungsglied. Nacheinander 0dBm und -60dBm anlegen, fertig.

Allerdings hat man keinen Nachweis darüber, dass der Pegelmesser mit E- bzw. H-Feld-Sonde auch richtig arbeitet. Dieser Nachweis ist allerdings nicht ganz so einfach. Man benötigt ein genau definiertes Feld, welches Fernfeldbedingungen entspricht: ein homogenes, transversales Elektromagnetisches Feld, in der elektrisches und magnetisches Feld senkrecht aufeinander und zur Aus-breitungsrichtung stehen. Dieses Feld wird in einer sogenannten TEM-Zelle generiert.


Pegelmesser und E-Feld-Sonde im Prüffeld der TEM-Zelle

Im obigen Bild sieht man den (kalibrierten) Pegelmesser mit der E-Feld-Sonde in einem Prüffeld von 30V/m. Die Abweichung zum Sollwert von -40,5 dBm beträgt nur 0,3 dB! Hiermit ist dann auch der Nachweis erbracht, dass Messgerät und Sonde einwandfrei funktionieren und für Feldmessungen verwendet werden können.

Die TEM-Zelle nach Thomas Moliére, DL7AV,  habe ich für unseren OV G50 selbstgebaut. Das geht relativ einfach. Die 3mm Alu-Bleche habe ich direkt beim Lieferanten schneiden und abkanten lassen. Der Abstand der Bleche muss aber exakt eingehalten werden. Ich habe hier Rundholz verwendet. Natürlich kann man auch Kunststoffmaterial verwenden.

Es kann natürlich auch ein anderer Aufbau gewählt werden. Beispielsweise dünneres Blech, oder Lochblech in einem festen Holzrahmen. Einzig der Abstand der Platten muss gewährleistet bleiben.

Wer die TEM-Zelle nachbauen möchte, kann hier Aufbauplan und Schaltung herunterladen. Beachten muss man, dass der Aufbau der Eingangsschaltung und der Abschlusswiderstand der Zelle der Belastung entsprechen. Hier müssen dann Lastwiderstände entsprechend kombiniert werden.

Beispiel für die Kombination der Widerstände (z.B. 2W, Metalloxid)
60 Ω: Serien- plus Parallelschaltung von insgesamt 16 x 120 Ω
120 Ω: Serien- plus Parallelschaltung von insgesamt 4 x 120 Ω
150 Ω: Serien- plus Parallelschaltung von insgesamt 4 x 150 Ω

Der Aufbau der Eingangsschaltung ohne induktive Elemente hat den Vorteil, dass die Zelle gleichspannungsmäßig, nur mit Netzteil und Voltmeter, kalibriert werden kann. Über die Prüfung und Kalibrierung der TEM-Zelle muss ebenfalls ein Protokoll angefertigt werden.

Bei Interesse kann ich auch weitergehende Informationen zur Verfügung stellen.

 

 

TEM-Zelle


Aufbau TEM-Zelle


Messanweisung für die TEM-Zelle