Modulation erklärt: AM, FM, SSB und wie Information auf Funkwellen kommt

Die Grundlagen, ohne die kein SDR-Empfang Sinn ergibt

Eine Funkwelle allein transportiert keine Information. Sie schwingt einfach vor sich hin - eine reine Sinuswelle^¹ auf einer bestimmten Frequenz. Um Sprache, Musik oder Daten zu übertragen, muss die Welle verändert werden. Das nennt man Modulation^².

Die Trägerwelle

Bevor wir modulieren, brauchen wir eine Trägerwelle^³. Das ist die Frequenz, auf der der Sender arbeitet - zum Beispiel 100 MHz für einen UKW-Sender.

Die Trägerwelle hat drei Eigenschaften, die man verändern kann:

1. Amplitude - Die Stärke/Höhe der Welle
2. Frequenz - Wie schnell die Welle schwingt
3. Phase - Wo im Schwingungszyklus die Welle gerade ist

Je nachdem, welche Eigenschaft du veränderst, bekommst du verschiedene Modulationsarten. Jede hat ihre Vor- und Nachteile.

AM - Amplitudenmodulation

Bei AM^⁴ wird die Amplitude der Trägerwelle verändert. Lautes Audio = starke Welle, leises Audio = schwache Welle. Die Frequenz bleibt konstant.

Wie es funktioniert

Stell dir die Trägerwelle als gleichmäßiges Auf und Ab vor. Das Audiosignal (Sprache, Musik) wird daraufgelegt und “drückt” die Amplitude hoch oder runter. Im Ergebnis sieht die Welle aus wie eine Sinuswelle, deren Hüllkurve^⁵ dem Audiosignal entspricht.

Vorteile

• Einfach zu empfangen - Ein Kristalldetektor^⁶ reicht. Keine Stromversorgung nötig.
• Große Reichweite - AM auf Mittel- und Kurzwelle erreicht tausende Kilometer durch Reflexion an der Ionosphäre^⁷.

Nachteile

• Störanfällig - Jede Störung (Gewitter, Motoren, Schaltnetzteile) verändert die Amplitude und wird als Knacken oder Rauschen hörbar.
• Ineffizient - Mehr als zwei Drittel der Sendeleistung stecken im Träger, der keine Information enthält.
• Begrenzte Audioqualität - AM-Rundfunk nutzt nur 9 kHz Bandbreite^⁸. Das reicht für Sprache, aber Musik klingt dumpf.

Wo AM verwendet wird

• Mittelwelle-Rundfunk (531-1602 kHz) - stirbt langsam aus
• Kurzwelle (3-30 MHz) - internationale Sender, Amateurfunk
• Flugfunk (118-137 MHz) - weil Einfachheit wichtiger ist als Qualität

FM - Frequenzmodulation

Bei FM^⁹ bleibt die Amplitude konstant, aber die Frequenz ändert sich. Hohe Töne = höhere Frequenz, tiefe Töne = niedrigere Frequenz.

Wie es funktioniert

Die Trägerwelle “wackelt” um ihre Mittenfrequenz herum. Bei einem 100-MHz-Sender schwankt die tatsächliche Frequenz vielleicht zwischen 99,925 und 100,075 MHz - je nachdem, wie laut das Audio gerade ist. Dieser Schwankungsbereich heißt Hub^¹⁰.

Vorteile

• Störungsresistent - Störungen ändern meist die Amplitude, nicht die Frequenz. FM-Empfänger ignorieren Amplitudenänderungen.
• Bessere Audioqualität - UKW-Radio nutzt 200 kHz Bandbreite und überträgt Stereo^¹¹ mit fast CD-Qualität.
• Konstante Lautstärke - Weil die Amplitude konstant ist, gibt es keinen Lautstärkeunterschied zwischen starken und schwachen Sendern.

Nachteile

• Braucht mehr Bandbreite - Ein FM-Sender belegt etwa 200 kHz, ein AM-Sender nur 9 kHz. Deshalb gibt es FM nur auf UKW, wo Platz ist.
• Begrenzte Reichweite - FM auf UKW wird nicht an der Ionosphäre reflektiert. Reichweite typisch 50-100 km (Sichtlinie).
• Komplexerer Empfänger - Ein einfacher Kristalldetektor funktioniert nicht.

Wo FM verwendet wird

• UKW-Rundfunk (87,5-108 MHz) - der Standard für Radioempfang
• Analoger Fernsehton (war)
• Amateurfunk auf VHF/UHF
• PMR-Funkgeräte^¹²
• Wettersatelliten (APT auf 137 MHz)

SSB - Einseitenbandmodulation

SSB^¹³ ist eine Weiterentwicklung von AM. Um sie zu verstehen, musst du wissen, was Seitenbänder sind.

Das Problem mit AM

Bei AM entstehen durch die Modulation zwei Seitenbänder^¹⁴: eines oberhalb der Trägerfrequenz (USB - Upper Sideband), eines unterhalb (LSB - Lower Sideband). Beide enthalten die gleiche Information - eine Verschwendung.

Außerdem verbraucht der Träger selbst die meiste Energie, trägt aber keine Information. Er dient nur als Referenz für den Empfänger.

Die Lösung: SSB

SSB entfernt:

1. Den Träger (spart ~66% Energie)
2. Ein Seitenband (spart ~50% Bandbreite)

Übrig bleibt nur ein Seitenband mit der Nutzinformation. Das Ergebnis: Ein SSB-Signal belegt nur die Hälfte der Bandbreite eines AM-Signals und kommt mit einem Bruchteil der Sendeleistung aus.

Der Haken

Der Empfänger muss den fehlenden Träger selbst erzeugen - mit einem BFO^¹⁵ (Beat Frequency Oscillator). Und zwar exakt auf der richtigen Frequenz. Stimmt die Frequenz nicht, klingt die Stimme wie Donald Duck (zu hoch) oder wie ein Riese (zu tief).

USB vs LSB

Per Konvention wird verwendet:

• LSB (Lower Sideband) - unter 10 MHz, also auf Kurzwelle
• USB (Upper Sideband) - über 10 MHz, also auf VHF und höher

Das ist reine Vereinbarung, technisch geht beides überall.

Wo SSB verwendet wird

• Amateurfunk auf Kurzwelle - der Standard für Sprachübertragung
• Seefunk und Flugfunk auf Kurzwelle
• CB-Funk (optional)
• Militärische Kommunikation

Digitale Modulationsarten

Moderne Kommunikation nutzt oft digitale Modulation. Die Grundprinzipien sind die gleichen, aber statt analoger Audiosignale werden digitale Bits übertragen.

ASK / OOK

ASK^¹⁶ (Amplitude Shift Keying) ist die digitale Version von AM. OOK^¹⁷ (On-Off Keying) ist die einfachste Variante: Sender an = 1, Sender aus = 0. Das nutzen deine Funksteckdosen und Autoschlüssel.

FSK

FSK^¹⁸ (Frequency Shift Keying) ist die digitale Version von FM. Zwei leicht unterschiedliche Frequenzen stehen für 0 und 1. Robuster als OOK und daher beliebter bei Geräten, die zuverlässig kommunizieren müssen.

PSK

PSK^¹⁹ (Phase Shift Keying) verändert die Phase der Trägerwelle. Moderne Systeme wie WLAN, LTE und DVB nutzen komplexe Varianten wie QPSK oder QAM^²⁰, die Amplitude und Phase gleichzeitig variieren und so viele Bits pro Symbol^²¹ übertragen können.

Zusammenfassung: Wann was?

Für SDR-Einsteiger

Wenn du mit einem RTL-SDR empfängst, musst du in deiner Software die richtige Modulationsart einstellen:

• WFM (Wide FM) - Für UKW-Radio (87,5-108 MHz)
• NFM (Narrow FM) - Für Amateurfunk, PMR, BOS^²²
• AM - Für Flugfunk, Mittelwelle, Kurzwelle
• USB/LSB - Für Amateurfunk auf Kurzwelle

Die meisten SDR-Programme erkennen automatisch, was sinnvoll ist. Aber zu verstehen, warum du USB statt AM einstellst, macht den Unterschied zwischen “es funktioniert irgendwie” und “ich weiß, was ich tue”.

Fazit

Modulation ist das Herzstück jeder Funkübertragung. Ohne sie wäre eine Trägerwelle nur eine leere Hülle. AM, FM und SSB sind die drei klassischen Analogverfahren - jedes mit seinen Stärken. Digitale Modulationsarten wie FSK und PSK bauen auf den gleichen Grundprinzipien auf, optimieren aber für Datenübertragung.

Für den Funk-Enthusiasten lohnt es sich, die Unterschiede zu kennen. Wenn du verstehst, warum Flugfunk auf AM läuft (Einfachheit, Redundanz) und Amateurfunk auf SSB (Effizienz, Reichweite), wird das Hobby greifbarer.

Und falls du dich fragst, warum dein Empfang auf einer Frequenz gut klingt und auf einer anderen nur Müll: Vielleicht hast du einfach die falsche Modulationsart eingestellt.

Weiterführend: RTL-SDR für Einsteiger | GQRX vs SDR# | Funk-Glossar