5. Große Setups und Optimierungen

Ein einzelnes Funkmikrofon zum Laufen zu bringen, stellt meist keine große Herausforderung dar. Spannender wird es, wenn Störfaktoren hinzukommen oder mehrere Funkmikrofone zeitgleich betrieben werden sollen. In diesem Abschnitt geht es darum, wie man schon beim Kauf und später beim Betrieb positiv auf das Ergebnis einwirken kann und auf was man beim Betrieb mehrerer Systeme achten sollte.

Wichtige Features

Bereits bei der Auswahl der Funksysteme und deren Ausstattungsmerkmale kann man die Weichen für ein zuverlässiges Funksetup stellen. Umschaltbare Frequenzen sind Gold wert, wenn es auf der genutzten Trägerfrequenz einmal zu Störungen kommt. Die Anzahl der wählbaren Frequenzen spielt eine eher untergeordnete Rolle. Im Bedarfsfall ist man einfach nur froh, dass man überhaupt ausweichen kann.

Ein weiteres Merkmal, auf das Sie achten sollten, ist der Diversity-Empfang, zu erkennen an den doppelten Antennen. Man unterscheidet hauptsächlich zwischen Antennen- und dem besseren True-Diversity mit zwei getrennten Empfangsteilen. Es gibt Unterschiede, in der Praxis fallen diese allerdings eher gering aus. Entscheidend ist vielmehr, ob Diversity oder nicht. Der Diversity-Empfang spielt eine wesentliche Rolle zur Vermeidung von Dropouts (Signalaussetzern). Verursacht werden diese durch Reflexionen im Raum.

Abgesicherter Empfang durch Diversity
Abgesicherter Empfang durch Diversity

Der Umweg über Wände, Decken und Böden sorgt für Überlagerungen (Interferenzen) des Funksignals an den Empfangsantennen. Mal addieren sich Direktsignal und Reflexionen (gut), mal schwächen sie sich aber auch gegenseitig ab (schlecht). Im ungünstigsten Fall führt das dann zu kurzzeitigen Dropouts. Insbesondere, wenn der Sender in Bewegung ist, ändern sich die geometrischen Gegebenheiten ständig. Eine zweite Antenne an einem anderen Punkt im Raum sorgt dafür, dass die gleiche Auslöschung so gut wie nie an beiden Antennen zeitgleich stattfindet. Der Diversity-Empfang stellt somit ein Empfangs-Backup dar.

Zur Überbrückung größerer Distanzen kann eine höhere Sendeleistung vorteilhaft sein. Üblich sind im Einsteigerbereich 10 mW, bei Profisystemen meist schaltbar bis 50 mW, was abhängig von weiteren Faktoren, den ein oder anderen Meter bringen kann. Nachteilig ist eine höhere Sendeleistung hingegen bei kurzen Distanzen und natürlich mit Blick auf den Batterieverbrauch. Hier gilt wie so oft: So wenig wie möglich, so viel wie nötig.

Streuen über Frequenzbereiche

Je nach Umfang des Setups macht es Sinn, die Funksysteme instinktiv auf unterschiedliche Frequenzbereiche zu verteilen, anstatt sie alle in ein schmales Frequenzband zu quetschen. Es ist ratsam, stets unterhalb der angegebenen Maximalanzahl zu bleiben, um das System nicht ans instabile Limit zu bringen und im Störfall noch Ausweichkanäle auf Reserve übrig zu haben. Bei Festinstallationen ist es zudem empfehlenswert, sich nach potentiellen Störquellen vor Ort zu erkundigen. Sofern zusätzlich InEar per Funk im Spiel ist, empfiehlt es sich, hierfür einen gesonderten Frequenzbereich zu reservieren und die InEar-Sender ein paar Meter entfernt von den Mikrofonempfängern zu platzieren.

Frequenzwahl mit System

Dass wir beim Betrieb mehrere Sender jeweils unterschiedliche Frequenzen einstellen müssen, sollte soweit klar sein. Der notwendige Schutzabstand zwischen zwei Trägerfrequenzen ist mit 400 kHz (0,4 MHz) übrigens ziemlich gering. Das eigentliche Problem stellen die sog. Intermodulationsprodukte dar. Bildlich gesprochen handelt es sich hierbei um weitere Frequenzen, welche im Wechselspiel zweier Sender entstehen.

Intermodulationsprodukte 3. Ordnung
Intermodulationsprodukte 3. Ordnung

Deren gibt es viele, die meisten liegen jedoch bei einem Vielfachen der Frequenz relativ weit entfernt und stören erstmal nicht. Problematisch sind die zwei Intermodulationsprodukte 3. Ordnung, welche sich nach der Formel 2*f1-f2 und 2*f2-f1 berechnen, oder anders ausgedrückt, in gleichem Frequenzabstand zweier Funkmikrofone jeweils darüber und darunter liegen (siehe Grafik). Problematisch deshalb, weil sie in relativer Nähe unserer Trägerfrequenzen entstehen, sich somit schwer filtern lassen und an dieser Stelle wertvollen Platz für weitere Trägerfrequenzen versperren. Aber es kommt noch schlimmer. Mit jedem weiteren Sender potenzieren sich die Intermodulationsprodukte, da jeder mit jedem interagiert. Haben wir es bei zwei Sendern mit nur zwei kritischen Intermodulationsprodukten zu tun, sind es bei drei Sendern bereits derer neun. Die Stärke der Interferenzen nimmt zudem zu, je näher sich die Sender kommen. Im Extremfall schnellen dann auch Intermodulationsprodukte weiterer Ordnungszahlen steil nach oben.

Sie können sich vorstellen, wie unübersichtlich die Situation bei steigender Anzahl der Funkstrecken wird. Die Trägerfrequenzen zufällig zu wählen, wird irgendwann im Chaos enden. Kopfrechnen als Option dürfte für die meisten von uns wohl auch ausscheiden. Die schlechteste aller Ideen wäre es übrigens, alle Funksysteme mit exakt gleichem Abstand zueinander einzustellen, da sich dann Trägerfrequenzen und Intermodulationen zu 100% überlagern würden.

Die Lösung stellen Frequenztabellen dar, welche bereits bei Systemen der gehobenen Einsteigerklasse in Form von Gruppen und Kanälen implementiert sind. Die Idee dahinter: In jeder Gruppe (auch Bank genannt) befinden sich zueinander kompatible Kanäle (=Trägerfrequenzen). Bleiben Sie daher bitte immer in einer Gruppe und verwenden Sie ausschließlich Kanäle aus dieser Gruppe. Wer ausschließlich Funksysteme des gleichen Typs verwendet, hat es besonders einfach. Sofern ein Fremdsystem im Spiel ist, macht es Sinn, dieses von Hand auf eine freie Frequenz Ihrer Gruppe zu programmieren. Wenn nicht einstellbar, so empfiehlt es sich, zu prüfen, ob diese Intermodulationsprodukte 3. Ordnung Festfrequenz irgendwo in einer der Gruppen vorkommt. Anschließend wechseln Sie mit Ihrem kompletten Setup auf diese Gruppe.

Auszug einer Frequenztabelle
Auszug einer Frequenztabelle

Manche Empfänger können auch das Frequenzband nach freien Frequenzen scannen. Das kann auf die Schnelle hilfreich sein, wenn man als Aushilfsmusiker auf ein bestehendes und bisher gut funktionierendes Setup stößt. Um ein komplexes Setup von Grund auf einzurichten, ist ein Scan nur dann sinnvoll, wenn alle Systeme in einem Netzwerk zusammenarbeiten. Moderne Funksysteme in höherem Segment unterstützen dies. Ansonsten bieten führende Funkmikrofon-Hersteller auch Softwarelösungen zum Errechnen idealer Frequenzraster an. Bei Großveranstaltungen ist dies gängige Praxis.

Aufgeräumt: Antennensplitter

Mit zunehmender Anzahl an Empfängern erhöht sich die Anzahl der Empfangsantennen. Bei einem Funkrack mit acht Diversity-Empfängern wären das bereits 16 Antennen auf engstem Raum. Ein solcher „Antennenwald“ sieht nicht nur chaotisch aus, die vielen Antennen beeinflussen sich auch gegenseitig negativ. Antennensplitter haben daher die Aufgabe, die Anzahl der Antennen zu reduzieren. In den meisten Fällen speisen sie auch noch die Empfänger mit Strom, so dass nur noch ein Netzteil benötigt wird. Antennensplitter gibt es passiv für zwei Empfänger, aktiv meist für vier oder mehr Empfänger. Manche Splitter lassen sich zudem kaskadieren, so dass einer z. B. alle linken und der andere alle rechten Antennen übernimmt. Bei noch größeren Setups verwendet man einen Master-Splitter, um mehrere Splitter-Funk-Gruppen unter einem Dach zusammenzufassen.

8-fach Funksystem mit Antennensplitter
8-fach Funksystem mit Antennensplitter

Falls Sie sich jemals gefragt haben, warum abnehmbare Antennen am Empfänger stets hinten angebracht sind, haben Sie mit dem Antennensplitter jetzt die passende Antwort. Antennenseitige Optimierungen sind natürlich nur dann möglich, wenn es am Funkempfänger überhaupt abnehmbare Antennen gibt. Einsteigersysteme mit festen oder gar im Empfängergehäuse integrierten Antennen sind allgemein nicht prädestiniert für große Funksetups. Das sollte man beim Kauf bereits beachten.

Antennen und Antennenkabel

Möglichkeiten der Optimierung gibt es auch im Bereich der empfängerseitigen Antennen und Antennenkabel. Den Funksystemen beiliegend sind üblicherweise Rundstrahlantennen in Form kurzer 1/4 Lambda Stabantennen. Die Abstrahlung erfolgt rings um die Antennenachse. Die Stabantenne sollte somit nicht auf das Mikrofon zeigen, denn in axialer Richtung ist die Abstrahlung am geringsten.

Anders sieht dies bei einer Richtantenne aus. Die Ausrichtung erfolgt pfeilförmig Richtung Funkmikrofon/Sender. Richtantennen bieten einen verbesserten Empfang aus einer bestimmten Richtung, wohingegen Störsignale außerhalb des Erfassungsbereichs weitgehend unterdrückt werden. Man sieht solche Richtantennen bei Veranstaltungen häufig am seitlichen Bühnenrand mit Ausrichtung quer über die Bühne. Die Montage erfolgt meist auf Mikrofonstativen.

Richtantenne für Stativmontage
Richtantenne für Stativmontage

Überhaupt bieten sich abgesetzte Antennen immer dann an, wenn das Rack mit den Empfängern ungünstig platziert ist. Daher gibt es auch Rundstrahlantennen für Stativmontage. Wichtig ist, dass die Antenne für abgesetzte Montage vorgesehen sein muss, sprich ihren eigenen Massebezug hat. Die den Funksystemen beiliegenden Stabantennen sind üblicherweise hierfür nicht vorgesehen. Sie müssen am Empfänger oder Splitter angebracht werden, bzw. Metallkontakt über die Rackblende haben.

Vorsicht ist bei der Auswahl der Antennenkabel geboten, da es ähnlich aussehende Kabel, Stecker und Verbinder auch für andere Anwendungen mit anderen Wellenwiderständen gibt. Für Funksysteme nutzen wir ausschließlich Komponenten mit 50 Ohm. Qualitativ gibt es bei Antennenkabel große Unterschiede hinsichtlich der Dämpfung auf Distanz. Eine sinnvolle Antennenpositionierung sollte zwar immer Vorrang haben, unnötig lange Antennenkabel gilt es dennoch zu vermeiden. Je länger notwendigerweise das Kabel ist, desto mehr kann man mit Qualität, ggf. zusätzlich mit Antennenverstärkern gegensteuern. Bei kurzen Verkabelungen, beispielsweise innerhalb des 19“-Racks, spielt die Qualität der verwendeten Kabel hingegen eine untergeordnete Rolle.

Platzierung der Empfänger

Funkempfänger gehören auf die Bühne, auch und vor allem dann, wenn das Mischpult auf der anderen Seite der Halle steht. Führen Sie sich immer vor Augen, dass ein Funkmikrofon die primäre Aufgabe hat, dem Darsteller Bewegungsfreiheit zu bieten, nicht aber das Kabel zum Mischpult zu sparen. Zwar sollte man immer besser ein paar wenige Meter Mindestabstand zwischen Sender und Empfänger lassen, ansonsten gilt aber: Je größer die Distanz, desto schwächer das ankommende Signal. In geschlossenen Räumen steigt zudem mit zunehmender Distanz der Anteil an Reflexionen und Interferenzen, die das Signal weiter schwächen können. Sofern es Ihnen also irgendwie möglich ist, sollten Sie bitte unnötige Distanzen vermeiden und weitgehend für Sichtkontakt zwischen Sender und Empfänger sorgen. Wo eine Kabelverlegung völlig ausgeschlossen ist, kann man versuchen, sich mit guten Richtantennen zu retten. Sie würden seitlich einfallende Interferenzen zumindest verringern.

Wissenswertes zu Dämpfung und Schattenwurf

Bei der Gelegenheit sei erwähnt, dass Funkwellen in der Lage sind, Objekte in gewissen Grenzen zu durchdringen und/oder zu umschiffen. Relativ gut durchdrungen werden beispielsweise Glas, Holz oder Kunststoffe, Mauersteine dämpfen schon etwas mehr, Stahlbeton noch stärker. Metallflächen haben die geringste Durchdringung, sie reflektieren nahezu vollständig. Natürlich spielt auch die Materialstärke eine Rolle. Je dicker die Wand, desto stärker die Dämpfung des Signals. Am besten wäre es natürlich, wenn sich nichts außer Luft zwischen Sender und Empfänger befinden würde.

Bei Personen, die sich zwischen Sender und Empfänger aufhalten, hängt es maßgeblich von der Anzahl ab. Bei 500 Zuhörer zwischen Sender und Empfänger ist die Dämpfung mehr als erheblich. Aus diesem Grund sollten Sie den Empfänger eben nicht am FOH-Platz (Front of House = mitten im Publikum) platzieren. Einzelne Personen oder ähnlich schmale Objekte, wie z. B. Säulen im Raum, spielen hingegen kaum eine Rolle. Zwar wirft ein Objekt zwischen Sender und Empfänger auch so etwas wie einen „Funkschatten“, doch sind die Konturen nicht scharf abgegrenzt. Die Wellenlängen, in denen wir uns bewegen, sind in etwa mit Schallwellen zu vergleichen.

Zur Veranschaulichung ein Beispiel: Stellen Sie sich vor, Sie sitzen auf einem Stuhl im Freien und 5m entfernt vor Ihnen spielt eine Lautsprecherbox Ihren Lieblingstitel ab. Die Schallwellen gelangen ungehindert an Ihr Ohr. Nun stellt sich ein unfreundlicher und sagen wir etwas beleibterer Mensch genau zwischen Ihnen und den Lautsprecher. Das ist zwar nicht nett, aber die Schallwellen gelangen auch ohne Sichtkontakt noch weiterhin an Ihre Ohren. Das geschulte Ohr würde vermutlich eine leichte Abschwächung in den Höhen feststellen. Gesellen sich in unserem Beispiel noch weitere 10 Personen hinzu, werden Sie einen stärkeren Dämpfungseffekt wahrnehmen. Die Höhen lassen noch mehr nach, auch mittlere Töne werden leicht bedämpft. Bässe hingegen bleiben weiterhin unverändert. Bei Funk ist dies sehr ähnlich. Kleinere Objekte stören selten. Mit mittelgroßen Objekten kann hingegen eine Funkstrecke im hohen GHz-Bereich schon erste Probleme bekommen. Mit einem Funksystem im VHF- oder niedrigen UHF-Bereich können Sie auch mal um die Ecke laufen und werden meist noch immer brauchbaren Empfang haben.

Zusammenfassung
Achten Sie beim Kauf auf die maximal mögliche Anzahl und lassen Sie ausreichend Reserven gegenüber Ihrem Bedarf. Verteilen Sie die Systeme auf mehrere Frequenzbänder und separieren Sie InEar. Sofern Ihnen bekannt, berücksichtigen Sie örtliche Störquellen. Achten Sie bei den Ausstattungsmerkmalen auf Diversity-Empfang und wählbare Frequenzen. Für größere Funksetups sind abnehmbare Antennen, die Verwendung eines Antennensplitters und eine Frequenzorganisation nach Kanäle und Gruppen essentiell. Sorgen Sie für eine sinnvolle Platzierung der Empfänger und optimieren Sie ggf. mit Richtantennen. Wenn Sie dies alles berücksichtigen, sind im Grunde schon die wichtigsten Weichen für einen zuverlässigen Betrieb gestellt.

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