Unerwünschte Aussendungen II (Klasse E)

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Unerwünschte Aussendungen entstehen bei Amateurfunksendern häufig durch Oberwellen, welche ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz des Senders darstellen. Durch Oberwellen können andere Funkdienste beeinträchtigen oder gestört werden. Dies sollte unbedingt vermieden werden und kann durch diverse technische Maßnahmen realisiert werden, auf die in dieser Lektion näher eingegangen wird.

Ein ideales Sendesignal, welches nur auf einer gewünschten Frequenz aussendet sollte ein idealer Sinus sein. Dieser enthält ausser der Grundfrequenz keine weiteren Frequenzanteile.

EJ201: Welche Signalform sollte der Träger einer hochfrequenten Schwingung haben, um Störungen durch Oberwellen zu vermeiden?
EJ202: Wie kann man hochfrequente Störungen reduzieren, die durch Harmonische hervorgerufen werden? Sie können reduziert werden durch ein ...

Signalformen, welche nicht sinusförmig sind und insbesondere scharfe „Ecken und Kanten“ enthalten, bestehen aus vielen verschiedenen Sinus-Frequenzanteilen und enthalten viele Oberwellenanteile.

Insbesondere wenn Sender übersteuert werden, werden zuvor sinusförmige Signale oft verzerrt bzw. in deren Amplitude beschnitten. Hierdurch entstehen auch massive Oberwellenanteile. Jede Abweichung von der idealen Sinus-Form ist daher bei idealen Sendesignalen zu vermeiden.

Für die Unterdrückung von Oberwellen werden im Kurzwellenbereich bei sogenannten Mehrbandsendern üblicherweise Tiefpass-Filter verwendet, deren Charakteristik derart gestaltet ist, dass Frequenzen unterhalb einer vorgegebenen Grenzfrequenz das Filter nahezu ungedämpft passieren können. Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz können das Tiefpassfilter nicht oder nur sehr abgeschwächt passieren.

Abbildung 112: Frequenzgang eines Tiefpassfilters
EJ204: Welches Filter wäre zwischen Senderausgang und Antenne eingeschleift am besten zur Verringerung der Oberwellenausstrahlungen geeignet?
EJ205: Um Oberwellenaussendungen eines UHF-Senders zu minimieren, sollte dem Gerät ...
EJ206: Welche Schaltung wäre, zwischen Senderausgang und Antenne eingeschleift, am besten zur Verringerung der Oberwellenausstrahlungen geeignet?
EJ207: Welche Charakteristik sollte ein Filter zur Verringerung der Oberwellen eines KW-Senders haben?
EJ208: Welche Filtercharakteristik würde sich am besten für den Ausgang eines KW-Mehrband-Senders eignen?
EJ203: Was für ein Filter muss zwischen Transceiver und Antennenzuleitung eingefügt werden, um Oberwellen zu reduzieren?

Das Gegenstück zum Tiefpassfilter ist das Hochpassfilter. Es lässt alle Frequenzen oberhalb seiner Grenzfrequenz nahezu ungehindert passieren und unterdrückt im Gegenzug hierzu alle Frequenzanteile unterhalb der Grenzfrequenz bzw. schwächt diese massiv ab. Hochpassfilter werden häufig im Empfängereingang z.B. bei Fernsehgeräten verwendet, damit der Empfänger nicht durch tiefere Frequenzanteile wie z.B. starke UKW-Rundfunksender in unmittelbarer Nähe übersteuert wird.

Abbildung 113: Frequenzgang eines Hochpassfilters

Auch Amateurfunkstationen können den Fernseh- und Rundfunkempfang bei hohen Sendeleistungen beeinträchtigen. Hier kann z.B. der Einbau eines Hochpassfilters in die Antennenzuführung eines Empfängers abhilfe schaffen. Auch höherwertige Kurzwellenempfänger haben im Eingang schaltbare Hochpass-Filter, so dass nur der gewünschte Frequenzanteil die Empfangsstufen erreicht und eine Übersteuerung durch andere Signale vermieden wird (z.B. Rundfunksender in der Nähe).

Eine weitere Möglichkeit Oberwellen zu unterdrücken stellt der Einsatz eines Bandpassfilters dar. Beim Bandpassfilter können nur Frequenzen nahe dem Durchlassbereich des Filters dieses passieren. Alle anderen Frequenzanteile eines Signals werden durch das Bandpassfilter unterdrückt bzw. massiv abgeschwächt.

Bandpassfilter werden häufig bei Einbandsendern sowie bei Sendern für den VHF/UHF/SHF-Bereich verwendet. Hierbei müssen oft auch Signalanteile, welche innerhalb der Aufbereitung des Sendesignals entstehen, und sich auch unterhalb der Sendefrequenz befinden können, unterdrückt werden.

Abbildung 114: Frequenzgang eines Bandpassfilters

Wie schon zuvor erwähnt sind sinusförmige Signale für die Vermeidung von Oberwellenanteilen essentiell. Dies wird unter anderem dadurch erreicht, dass die Sender-Stufen, insbesondere die Leistungs-Endstufen eines Senders verzerrungsfrei arbeiten. Erfolgt eine Neueinstellung des Arbeitspunktes einer Sender-Endstufe ist im Anschluss auf jeden Fall auf deren Linearität und die Qualität der Aussendung auf Oberwellenarmut zu prüfen.

EF404: Wann sollte ein Sender auf mögliche Oberwellenaussendungen überprüft werden?