In der Klasse E haben wir bereits unerwünschte Aussendungen in Form von Oberwellen und Nebenaussendungen kennengelernt. Oberwellen bzw. Harmonische eines Signals entstehen immer, wenn sich Abweichungen von der idealen Sinus-Kurve bilden und sind immer ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz, wie in Abbildung EA-11.10.2 dargestellt.
Ein Beispiel zeigt die folgende Prüfungsfrage: Wird ein Verstärker übersteuert, werden die Spitzen der Amplitude des Sinussignals begrenzt – dadurch entstehen Oberwellen.
Bei der Betrachtung von Vielfachen der Grundfrequenz eines Signals unterscheiden wir zwischen den Begriffen Harmonische und Oberwellen des Signals. Diese beiden Begriffe unterscheiden sich nur in deren Definition und Zählweise. Die 1. Harmonische eines Signals ist dessen Grundfrequenz selbst. Die 2. Harmonische entspricht der 1. Oberwelle eines Signals, die 3. Harmonische der 2. Oberwelle eines Signals und so weiter. Die nebenstehende Tabelle EA-11.10.2 zeigt den Zusammenhang.
| Vielfaches der Grundfrequenz | Harmonische | Oberwelle |
|---|---|---|
| $f_0$ | 1 | ~ |
| $2 \cdot f_0$ | 2 | 1 |
| $3 \cdot f_0$ | 3 | 2 |
| $4 \cdot f_0$ | 4 | 3 |
Der UKW-Rundfunk ist der „klassische“ Rundfunk auf Ultrakurzwelle (UKW). Die Ausstrahlung von Radioprogrammen erfolgt im Frequenzbereich zwischen 87,6 und 107,9 MHz.
Sollen bestimmte Oberwellen oder Harmonische eines Signals einzeln unterdrückt werden, so kann dies neben des klassischen Oberwellenfilters (Tiefpass) auch durch sog. Sperrkreise erfolgen. Ein Sperrkreis unterdrückt genau eine Frequenz maximal und lässt ansonsten alle anderen nahezu ungehindert passieren.
Laut Amateurfunkverordnung (AFuV) sind unerwünschte Aussendungen auf das geringstmögliche Maß zu beschränken. Die Verfügung 33 von 2007 legt allerdings genaue Grenzwerte fest, welche durch den Funkamateur aber auch von Herstellern kommerzieller Geräte beachtet werden müssen.
Für den VHF/UHF/SHF-Bereich von 50 MHz bis 1000 MHz gilt, dass Nebenaussendungen und Oberwellen mindestens 60 dB gegenüber dem maximalen Sendesignalspitzenpegel des Senders (PEP) gedämpft werden müssen, so lange sich die Leistung der Signale oberhalb eines Pegels von 0,25 µW befindet (vgl. Abbildung EA-11.10.4).
Für den Kurzwellenbereich von 1,7 MHz bis 35 MHz gilt, dass Nebenaussendungen und Oberwellen mindestens 40 dB gegenüber dem maximalen Sendesignalspitzenpegel des Senders (PEP) gedämpft werden müssen, so lange sich die Leistung der Signale oberhalb eines Pegels von 0,25 µW befindet.
Mit einem Spektrumanalysator lässt sich im Modus spurious emissions eine Messung der Oberwellen bzw. Harmonischen (engl. harmonics) durchführen, wie in Abbildung EA-11.10.4 dargestellt. Der Spektrumanalysator erfasst dabei automatisch den Pegel des Trägers sowie die Unterdrückung der Harmonischen und zeigt diese zusätzlich auf dem Bildschirm an. Wenn man ein Gerät selbst baut, ist es entscheidend, durch Messungen sicherzustellen, dass die vorgeschriebenen Grenzwerte eingehalten werden. Ein kommerzieller Funkgerätehersteller bestätigt mit der CE-Erklärung zwar die Einhaltung dieser Grenzwerte, dennoch kommt es vor, dass einzelne Geräte die Vorgaben nicht erfüllen – in solchen Fällen kann die Bundesnetzagentur deren Betrieb und Verkauf verbieten.
Unerwünschte Aussendungen entstehen nicht nur durch Oberwellen, sondern können auch in der Frequenzaufbereitung von Sendern auftreten – etwa durch unerwünschte Mischprodukte, durch Schwankungen in der Versorgungsspannung oder durch eine Übersteuerung des NF-Signals. Das wollen wir uns im Folgenden noch etwas genauer anschauen.
Zur Unterdrückung von unerwünschten Mischprodukten – aber auch der Oberwellen – wird nach Mischern häufig ein Bandpassfilter eingesetzt. Besonders bei Einbandsendern sowie bei Geräten für den VHF-, UHF- und SHF-Bereich kommen statt klassischer Oberwellen-Tiefpässe nämlich Bandpässe zum Einsatz. Bei diesen Funkgeräten müssen oft auch Signalanteile unterdrückt werden, die bereits innerhalb der Aufbereitung des Sendesignals entstehen und sich sogar unterhalb der eigentlichen Sendefrequenz befinden können.
Unerwünschte Aussendungen können auch in unmittelbarer Nähe zum Sendesignal vorliegen. Diese sind durch den Einsatz von Filtern nur schwer oder gar nicht zu unterdrücken und sollten daher bereits zu Beginn der Signalaufbereitung durch entsprechende Maßnahmen wirksam unterdrückt werden. Häufig entstehen solche Nebenaussendung, oder auch Nebenprodukte genannt (umgangssprachlich auch als „Splatter“ bezeichnet), welche das Sendesignal ungewollt verbreitern, durch eine zu hohe Einstellung des Mikrofonverstärkers eines Senders. Hierdurch wird das NF-Signal verzerrt, was unerwünschte Nebenaussendungen zur Folge hat. Abbildung EA-11.10.2 zeigt die Nebenaussendungen.
Auch durch eine nicht ausreichend stabilierte Versorgungsspannung von Senderendstufen können unerwünschte Aussendungen entstehen. Hierbei kann beispielsweise ein schlecht gefiltertes oder stabilisiertes Netzteil (mit Brummspannung behaftet) auf der Versorgungsspannungsseite zu AM-Aussendungen der Endstufe führen. Auch Einstreuungen von NF-Signalen auf der Netzversorgungsseite eines Senders können zu entsprechenden AM-Aussendungen führen. Dies ist oft bei CW-Aussendungen als „verbrummter“ Träger/Ton wahrzunehmen, insbesondere bei älteren Sendern.
