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Ausbildung

Amateurfunk in der Ingenieurausbildung (1)

Sachit, Master-Student, baut den elektronischen Teil der Aktivantenne zusammen.

Sachit, Master-Student, baut den elektronischen Teil der Aktivantenne zusammen.

Ich benutze seit einigen Jahren Themen aus dem Amateurfunk im Master-Studiengang „Communications Technology“ an der Universität Ulm, der von Studierenden aus aller Welt besucht wird. Die Lehrveranstaltung heißt Radio Frequency Elecronics Project. 

Bezüge aus dem Amateurfunk in der akademischen Lehre zu nutzen, ist nicht wirklich neu:

  • In den USA wird an einzelnen Hochschulen die Amateurfunk-Lizenzprüfung mit der Bachelor-Ausbildung in Hochfrequenztechnik verbunden, so bei Cal Poly San Luis Obispo in Kalifornien, wo 2011 erstaunliche 150 Studierende die Amateurfunk-Lizenz erworben haben. Oder an der University of Colorado, Boulder, wo Professor Zoya Popovic (AC0XJ), die seit 2011 eine Einführung in die Hochfrequenztechnik liest. Am Ende der Veranstaltung haben die Studierenden einen 7 MHz Transceiver aufgebaut. Die Prüfung zur Technician-Lizenz und der darauf aufbauenden General-Lizenz stellt gleichzeitig die Abschlussprüfung des Kurses dar.
  • Zoyas Kurs orientiert sich an dem wunderbaren, bei Cambridge University Press erschienen Buch „The Electronics of Radio“ von Professor David Rutledge (KN6EK). Dieses Buch hat ebenfalls den Amateurfunk als Leitthema und führt mit praktischen Übungen zum Bau des NORCAL40-Transceivers. 
  • Zoyas Kurs orientiert sich an dem wunderbaren, bei Cambridge University Press erschienen Buch „The Electronics of Radio“ von David Rutledge (KN6EK). Das Inhaltsverzeichnis und das erste Kapitel gibt es kostenlos zum Download bei der Library of Congress in den USA. Dieses Buch hat den Amateurfunk als durchgängiges Leitmotiv und führt ebenfalls mit den praktischen Übungen zum Bau eines NORCAL40-Transceivers. Dave ist Professor am California Institute of Technology, einer der renommiertesten ingenieurwissenschaftlichen Hochschulen der USA, und unter anderem ehemaliger Herausgeber der „IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques“, der wichtigsten Fachzeitschrift in der Mikrowellentechnik. Dünnbrettbohrerei, die dem Amateurfunk akademischerseits gern unterstellt wird, kann man Dave wirklich nicht vorwerfen.
  • In einem Beitrag für die American Society for Engineering Education, „Ham Radio and Engineering Education“ stellten Hochschullehrer der South Dakota School of Mines and Technology 2004 die vielfältigen Möglichkeiten des Amateurfunks in der Ingenieurausbildung vor.

In Deutschland finden sich weniger Beispiele. Am bekanntesten sind wohl die Aktivitäten der Hochschule Münster, Abteilung Steinfurt, die stets bei der Ham Radio in Friedrichshafen präsent sind und die sogar mit „Amateurfunk studieren“ im Internet wirbt. Studierende von Professor Matthias Hein (selbst kein Funkamateur) an der TU Ilmenau erleben ab und an eine praktische Demonstration an der großen Kontest-Station in Ilmenau.

Ziel meiner Unterrichtsveranstaltung ist nicht primär die Vermittlung neuen Wissens. Die nötigen Vorkenntnisse sollten die Studierenden aus ihrem Bachelor-Studium bereits mitbringen. Allerdings wächst Kompetenz erst aus der Anwendung und aus der Verknüpfung von Wissen, das traditionell in unterschiedlichen Veranstaltungen gelehrt wird. Hier zeigen unsere Studierende häufig große Defizite, denn diese Kompetenz wird in Prüfungen nicht „abgefragt“. 

Hier sind selbst einfache Projekte eine große Hilfe, wenn man nur Wert darauf legt, dass alle Aspekte gründlich durchdacht werden. 

Am Anfang steht die Aufgabenstellung, in diesem Jahr der Aufbau einer sehr breitbandigen Aktivantenne. Die Aufgabe ist zunächst bewusst unscharf gehalten, die für die Schaltungsentwicklung notwendigen Spezifikationen werden gemeinsam mit den Studierenden entwickelt – in diesem Jahr müssen sie sich erst einmal mit den Gegebenheiten mit dem „Kanal“ beschäftigen, der erforderlichen hohen Dynamik etwa, oder dem dominierenden Umgebungsrauschen bei niedrigen Frequenzen, die die Rauschzahl der Aktivantenne dort wenig relevant macht. Dann folgt die Schaltungssynthese (mit mehr oder weniger Hilfestellung, abhängig von den Vorkenntnissen), Simulation und Optimierung. Auch den Strahler gilt es zu entwerfen, mit Hilfe frei verfügbarer elektromagnetischer Simulationsprogramme. Dann wird ein erster Prototyp aufgebaut und vermessen. Ein zweiter Prototyp, diesmal bereits tauglich für den praktischen Einsatz und ein ausführlicher Bericht bilden den Abschluss.

Abhängig vom Vorwissen der Studierenden liefern wir weniger oder mehr Hilfestellungen. Das geschieht mit dem heute modernen „Blended Learning“-Ansatz, bei dem Dokumente für das Selbststudium auf einer Lernplattform (Moodle) bereitgestellt werden, während die Präsenzveranstaltungen ausschließlich der Diskussion von Ergebnissen und der Planung der nächsten Schritte gewidmet sind. Zwischen den Treffen kommunizieren alle Beteiligten über ein Online-Forum, ebenfalls auf der Moodle-Plattform.

In einem weiteren Beitrag werde ich detaillierter auf das Projekt des letzten Wintersemesters, eine breitbandige Aktivantenne, eingehen.

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