Home

 

Erstling Sekundärradar

 

Das Erstling-Gerät, FuG25A, war ein Sekundärradar der deutschen Luftwaffe im zweiten Weltkrieg. Mit ihm konnten vom Radar erfasste Flugzeuge in eigene und feindliche Maschinen unterschieden werden. Wurde das Flugzeug von einem Radarimpuls erfasst sendete es einen Kode zurück der am Radargerät angezeigt, b.z.w. hörbar gemacht wurde. Anhand des Codes konnte dann das Flugzeug identifiziert werden.
Das FuG25A wurde zusammen mit dem Freya-Radar verwendet. Für andere Radarsysteme wurden Zusätzgeräte erforderlich.

Die vom Freya gesenden HF-Impulse (125 MHz) mit 3µs Länge und einer Folgefrequenz von 500 Hz werden empfangen, verstärkt und gleichgerichtet. Mit den so erhaltene Impulse werden im Codegeber verarbeitet und die so erhaltenen Morsezeichen mit einem Sender (156 MHz) wieder ausgestrahlt.

Der Codegeber arbeitet mechanisch ähnlich einem Schrittschaltwerk und wird mit Schlüsseln programmiert. Im rechten Bild sind zwei Schlüssel zu sehen. Je nachdem Teile des Barts entfernt werden, werden Stricke, Punkte oder Pausen gesendet. Der untere Schlüssel ist nicht programmiert und sendet nur Pausen, also keine Aussendung. Im oberen Schlüssel ist der Code für den Buchstaben S, also die Sendung von drei Punkten eingestellt. Da 10 verschiedene Teile des Barts entfernt werden können ergibt sich eine große Zahl von möglichen Codes.
Das zur Verfügung stehende Gerät war mit den notwendigen Zusätzen ( Antennenanpassgerät, Einschalter, Bedienkasten, Widerstandskasten) auf einer Holzplatte montiert. Das eigentliche Gerät ist wie beim Flugzeugeinbau üblich, auf einen Rahmen gesteckt und kann leicht entnommen werden.
Versorgt wird das FuG25A mit der 24V Bordspannung des Flugzeugs. Die benötigten Hochspannungen (ca. 1200V, 200V und -200V) werden mit einem kleinen Umformer erzeugt. Leider geschah nach der Anlegung der Spannung und dem Einschalten garnichts. Auch ein Wechsel der vorhandenen Sicherung änderte nichts daran.
Aber die Ursache war bald gefunden, ein vom Alter völlig zerstörtes Bandkabel. Nachdem Ersatz des Kabels durch Einzeldrähte begann schon der Umformer zu schnurren und das Signal des lokalen Oszillators der Superhetempfängers konnte mit dem Spektrumanalyzer detektiert werden.
Nach dem Entfernernen der Haube und einiger Abschirmbleche ist ein Großteil der Schaltung gut zugänglich obwohl das Gerät sehr kompakt aus Aludruckguss aufgebaut ist. Auffällig sind der Einankerumformer und der Codegeber mit Schlüssel.
Zum Glück gibt es im Netz das >>Handbuch des Geräts<< auf den Seiten >>cdvandt.org<< und eine sehr gute >>Dokumentation von Herrn Jucker<<
   

Eine Besonderheit des FuG25A ist der lokale Ozsillator. Um einen großen Empfangsbereich zu haben wird der Oszillator mit einem Drehkondensator und einem Motor um einige Megahertz gewobbelt. Deshalb die seltsame Darstellung des Signals auf dem Spektrumanalyzer. So können auch größere Frequenzabweichungen des Freyaradars ausgeglichen werden.
Zur Anregung des Geräts wurde ein gepulster Signalgenerator verwendet der wie das Freya einen Burst auf 125 MHz mit 3µs und einer Wiederholrate von 500 Hz liefert.
Leider war aber kein Antwortpuls des Geräts zu sehen.

 
Eine Signalverfolgung im ZF-Verstärker brachte ein erstes Ergebniss, eine defekte Röhre (RV12P200) mit Gitter-Kathodenschluss. Nach Austausch der Röhre war der Tastpuls am Gitter der Senderöhre LS50 zu sehen. Aber leider konnte immernoch kein Sendeimpuls erhalten werden.
Nun wurden die Spannungen des Netzteils gemessen. Hätte man auch früher machen können!!! Während alle übrigen Stufen mit einer Anodenspannung von 200V versorgt werden braucht die Sendestufe eine Anodenspannung von 1200V und eine negative Gittervorspannung von -210V. Die Anodenspannung betrug hier nur 300V also viel zu wenig. Diese Spannung wird von zwei Selengleichrichtern erzeugt welche eine viel zu hohen Reversestrom hatten. Ein Austausch gegen einer modernen HV-Diode beseitigte das Problem sofort.
Nun konnte am Senderausgang der Burst mit einer Frequenz von 156 MHz gemessen werden. Die Pulsleistung beträgt circa 280 Watt und liegt im erwarteten Bereich. Die Empfindlichkeit des Empfängers ist mit ca. -30dBm deutlich schlechter als der bei >>Jucker<< angegebene Wert von -60dBm. Die Triggerschwelle ist sehr ausgeprägt.
Im Video oben ist ein Test zu sehen. Es wurde der mit dem Zeichen S programmierte Schlüssel verwendet. Die Antenne wurde natürlich nicht angeschlossen da sich die Aussendung bei 156 MHz in dem Bereich des mobilen Seefunks bewegt. Trotzdem ist die Aussendung im nahen Empfänger gut zu hören. Als Empfänger dient ein AOR300 in AM-Mode. Eigentlich sollte im Bedienteil bei jeder Aussendung die Glimmlampe im Takt der Zeichen aufleuchten. Das ermöglicht dem Piloten festzustellen dass er vom Radar erfasst wurde und der entsprechende Code ausgesendet wird.
Dafür verantwortlich ist ein Relais das von der Sendeenegie angesteuert wird und so die Glimmlampe im Takt einschaltet. Leider war im vorliegenden Gerät ein falsches Relais eingesteckt das weder in der Pinbelegung noch mit den Spulendaten (270Ohm) passend war. Nachdem ein Relais mit hochohmigeren Spulen (1,5 kOhm) gefunden, umgelötet und eingebaut wurde leuchtet die Glimmlampe im Takte des Sendecodes. Auch das Problem der schlechten Empfindlichkeit des Empfänger wurde gelöst. Tatsächlich war im Aufhängerahmen eine falsche Messerbuchse eingebaut durch die der Empfängereingang kurzgeschlossen wurde. Mit einen Klebestreifen konnte der Kurzschluß beseitigt werden und die Empfindlichkeit auf -50dBm gesteigert werden.

Für einen autentischen Betrieb fehlen noch zwei Geräte. Zum einen der Abfragesender mit dem Codenamen "Kuh" und der Empfänger "Gemse "
Kuh: Als Ersatz für den Abfragesender wurde ein einfacher gepulster Oszillator gebaut. Er arbeitet mit einer LD1 in Dreipunktschaltung. Als Pulsgenerator arbeitet eine Gastriode LG200. Der Generator erzeugt Pulse von ca. 3 µs Länge mit einer Wiederholrate von 500Hz und einer Amplitude von 200V. Über einen 1:2 Trafo wird mit den Pulsen die Anode des Oszillators gepulst.
 
Gemse: der originale Kennungsempfänger ist als Superhet aufgebaut, wie beim Empfänger des Erstlings wird der lokale Oszillator gewobbelt um auch bei größeren Frequenzabweichungen des Senders Signale empfangen zu können. Für das Vorführsystem wurde der Aufwand nicht betrieben, da hier nur eine Strecke von ein paar Metern überbrückt werden muss.
Der Empfänger ist ein einfacher Diodenempfänger mit einer LG1 in der Eingangsstufe. Das Signal wird dann in einem 3-stufigen Verstärker (3 x RV12P2000) angehohen. Die ersten zwei der Stufen haben einen auf 500Hz abgestimmten Resonanzkreis als Anodenwiderstand. Die dritte Stufe arbeitet als Audiongleichrichter mit einstellbarer G1-Vorspannung und hat eine Glimmlampe in der Anodenleitung die dann im Takt des empfangenen Morsecodes aufleuchtet.

Der fertige Aufbau, Wie man sieht wird der Platz im Gehäuse sehr gut ausgenützt erreicht aber natürlich nicht die Dichte des kommerziellen Aufbau des Erstlings.
>Schaltplan im PDF-Format<
Mit dem Kopfhörerausgang der Gemse kann man zwar die vom Erstling gesendeten Zeichen hören, besser wäre für die Demonstration aber ein Gerät mit Lautsprecher. Da in der Kuh-Gemse absolut kein Platz für eine weitere Verstärkerstufe ist, wurde ein weiteres Gerät, ein Aktiv-Lautsprecher gebaut. Der Verstärker hat zwei Stufen, eine RV12P2000 im Eingang und eine RL12P2 als Lautsprecherröhre. Auch hier liegt im Anodenkreis der Eingangsstufe ein auf 500Hz abgestimmter Schwingkreis.
 
Wie der Erstling wurde der Sendeempfänger Q-Gemse zusammen mit den Zusatzgeräten auf einer Holztafel aufgebaut. Als Empfangsantenne dient ein halber Schleifendipol, eine Sendeantenne ist wegen der hohen Empfindlichkeit des Erstling-Empfängers nicht nötig.
Das Video zeigt das Zusammenwirken der Q-Gemse mit dem Erstling. Wird der Sender aktiviert antwortet der Erstling mit dem durch den Schlüssel eingestellten Code