WSPR (Weak Signal Propagation Reporter)

Kurzwellensignale können oft weltweit übermittelt werden, weil die oberen Schichten der Ionosphäre für Frequenzen unterhalb etwa 9 MHz bei jedem Einfallswinkel reflektiert werden. Die nutzbare Frequenz kann bei flacherem Strahlungswinkel und geeigneter Sonnenaktivität bis etwa 50 MHz steigen, ist jedoch kaum vorhersagbar. Deshalb wird zur laufenden Ermittlung der Ausbreitungsbedingungen auf Kurzwelle die Empfangsqualität entfernter Bakensender aufgezeichnet. Neben den bereits länger verwendeten Baken, die in Morsetelegrafie senden, gibt es weitere Systeme. Ein besonders gut für das Studium von Ausbreitungsbedingungen geeignetes Verfahren ist WSPR, wegen der geringen Bandbreite ist es jedoch anfällig für Dopplerverschiebung. Die Signale dieser leistungsschwachen Baken können bis zu 32 dB unter den Störsignalen liegen (d.h. die Leistung des Nutzsignals ist mehr als 1000 mal kleiner als die der Störsignale, bezogen auf eine NF-Bandbreite von 2500 Hz), weshalb nur spezielle, schmalbandige Empfangsverfahren die Signale dekodieren können.

Dieses Verfahren wurde 2008 von dem Funkamateur und Nobelpreisträger für Physik Professor Joseph Hooton Taylor Jr. (K1JT) als Teil der WSJT-Protokollgruppe entwickelt. Aussendung und Empfang der Signale erfolgt über einen an die Soundkarte angeschlossenen Sende-Empfänger für Einseitenbandmodulation. Das WSPR-Verfahren verwendet Frequenzumtastung mit vier Symbolfrequenzen (4-FSK) und eine Vorwärtsfehlerkorrektur. Die Uhren von Sender und Empfänger müssen auf wenige Sekunden genau synchronisiert sein. Die Aussendungen erfolgen über Intervalle von 2 Minuten Dauer, die jeweils zu geradzahligen Minuten beginnen (z.B. von xx:04 Uhr bis xx:06 Uhr usw.)

Das WSPR-Signal hat eine sehr geringe Bandbreite (5,9 Hz). Es benötigt damit etwa nur 0,1 % der Bandbreite eines AM-Rundfunksignals. In der von der WSPR-Software unterstützten Empfangsbandbreite von lediglich 200 Hz können mehrere Signale gleichzeitig empfangen und dekodiert werden.

Was brauchen wir dazu:

Links

Ich benutze dazu einen ICOM IC 718 mit einer Fritzel GPA 50 Vertikalantenne und als Software WSPR. Ganz wichtig ist die aktuelle Uhrzeit die mit dem WSPR Sender bis auf wenige Sekunden synchron sein muss! Dazu das Programm Dimension 4 verwenden.

WSPR Frequenzen (MHz) USB
  • 0.136
  • 0.4742
  • 1.8366
  • 3.5926
  • 5.2872
  • 7.0386
  • 10.1387
  • 14.0956
  • 18.1046
  • 21.0946
  • 24.9246
  • 28.1246
  • 50.293
  • 70.091
  • 144.489
  • 432.300
  • 1296.500
Links

YouTube Video zum WSPR Empfang

Empfangsversuche auf 30 m. Schon nach kurzer Zeit werden die ersten Stationen empfangen und decodiert.

Interpretation der Anzeige

UTC Signalstärke DT Zeitoffset Frequenz Drift Rufzeichen Locator 4 Bit Leistung in dBm
1852 -25 1.8 10.140205 0 JQ2WDO PM95 37

Die Angaben erklären sich ja eigentlich von selbst. Die Driftrate (Drift) ist in Hz/Minute angegeben. Eine offensichtliche Frequenzdrift größer als ±1 Hz/ Minute tritt meistens am Sender auf und sollte wenn möglich behoben werden. Natürlich kann auch der Empfänger zu einer Frequenzdrift beitragen. Diese ist jedoch einfach zu erkennen, da dann fast alle Signale mit nahezu der gleichen Drift erscheinen.

Ein Zeitoffset (DT) größer ±2 Sekunden kann durch einen signifikanten Zeitfehler im Sender oder Empfänger, oder durch beide, hervorgerufen werden. Für beste Ergebnisse sollte der Rechner innerhalb ±1 Sekunde zur UTC gehalten werden.

WSPR (Beispiel) Setup

Umrechnungstabelle, dBm in Watt (Sender)

dBm   Watt   dBm   Watt   dBm   Watt
0 = 0.001   23 = 0.2   47 = 50
3 = 0.002   27 = 0.5   50 = 100
7 = 0.005   30 = 1   53 = 200
10 = 0.01   33 = 2   57 = 500
13 = 0.02   37 = 5   60 = 1000
17 = 0.05   40 = 10        
20 = 0.1   43 = 20        

Auf der Seite www.wsprnet.org kann man sich sehr schön anzeigen lassen, welche Stationen man empfangen hat. Dazu im WSPR Programm ein Häkchen bei "Upload Spots" setzen.

Eigene Sendeversuche am 11.11.2015

Bei mäßigen Bedingungen war nicht mehr zu erwarten. Immerhin konnte ich NA und Reunion Island mit 5 W erreichen und wurde dort "gehört."

Sende- und Empfangsversuche am 26.03.2016 zwischen 22:00 und 08:00 Uhr MESZ auf 80m