In der Klasse N haben wir bereits unerwünschte Aussendungen kennengelernt. Solche Aussendungen sollten unbedingt vermieden werden, was durch verschiedene technische Maßnahmen erreicht werden kann – auf diese gehen wir in dieser Lektion näher ein. Unerwünschte Aussendungen entstehen bei Funksendern häufig durch Oberwellen , also ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz, sowie durch sogenannte Nebenaussendungen , wie in der Abbildung E-11.3.1 gezeigt. Zunächst befassen wir uns mit den Oberwellen, da sie andere Funkdienste beeinträchtigen oder stören können. Von einer Störung spricht man, wenn eine Amateurfunkstation unerwünschte Frequenzanteile so stark abstrahlt, dass die zulässigen Grenzwerte überschritten werden. Ein typisches Beispiel ist die Aussendung einer Oberschwingung eines Transceivers im UKW-Rundfunkbereich, wie in Abbildung E-11.3.2 dargestellt. Hierbei führt die vierfache Frequenz ($145,9 MHz\cdot 4 = 583,6 MHz$) der Grundfrequenz zu einer Störung. Die Nebenaussendungen betrachten wir am Ende dieser Lektion.
Ausführliche Beschreibung: Auf der linken Seite steht eine Antenne mit der Beschriftung „f = 145,9 MHz“. Von ihr gehen nach rechts Funkwellen aus. Auf der rechten Seite gibt es ein „TV“-Gerät mit Antenne und der Beschriftung „f = 582–590 MHz“ und „DVB-T2 Kanal 35“.">
Abbildung E-11.3.2: Störung des DVB-T2-Empfang eines Fernsehers durch die Oberwelle einer Amateurfunkaussendung
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Die Messung unerwünschter Aussendungen eines Senders erfolgt – im Gegensatz zur PEP-Messung – immer am Senderausgang unter Einbeziehung des gegebenenfalls verwendeten SWR-Meters, zusätzlicher Anpassgeräte und eventuell eingesetzter Tiefpassfilter (vgl. Abbildung E-11.3.3 ).
Hierdurch wird sichergestellt, dass nur die unerwünschten Aussendungen gemessen werden, die auch die Antenne erreichen können. Als Messgerät eignet sich hierfür am besten ein Spektrumanalysator. Wie genau eine solche Überprüfung durchgeführt wird, wie das Frequenzspektrum von Oberwellen aussieht und welche gesetzlichen Vorgaben dabei gelten, werden wir erst in der Klasse A näher betrachten.
Prüfungsfrage EJ209
Wie erfolgt die Messung der Leistungen, die zu unerwünschten Aussendungen führen?
A
Die Messung erfolgt am Senderausgang unter Einbeziehung des gegebenenfalls verwendeten Stehwellenmessgeräts und des gegebenenfalls verwendeten Tiefpassfilters.
B
Die Messung erfolgt am Senderausgang mit einem hochohmigen HF-Tastkopf und angeschlossenem Transistorvoltmeter.
C
Die Messung erfolgt am Fußpunkt der im Funkbetrieb verwendeten Antenne unter Einbeziehung des gegebenenfalls verwendeten Antennenanpassgeräts.
D
Die Messung erfolgt am Ausgang der Antennenleitung unter Einbeziehung des im Funkbetrieb verwendeten Antennenanpassgeräts.
Ein ideales Sendesignal, welches nur auf einer gewünschten Frequenz aussendet sollte ein idealer Sinus sein. Dieser enthält außer der Grundfrequenz keine weiteren Frequenzanteile.
Prüfungsfrage EJ201
Welche Signalform sollte der Träger einer hochfrequenten Schwingung haben, um Störungen durch Oberwellen zu vermeiden?
A
kreisförmig
B
sinusförmig
C
dreieckförmig
D
rechteckförmig
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Zur Unterdrückung von Oberwellen werden im Kurzwellenbereich üblicherweise Oberwellenfilter eingesetzt. Ihre Charakteristik ist so ausgelegt, dass Frequenzen unterhalb einer bestimmten Grenzfrequenz das Filter nahezu ungedämpft passieren, während Frequenzen oberhalb dieser Grenze nicht oder nur stark abgeschwächt durchgelassen werden. Ein Oberwellenfilter ist somit ein Tiefpassfilter , wie wir es bereits im Kapitel Schwingkreise kennengelernt haben. Der Frequenzgang eines solchen Tiefpasses ist in Abbildung E-11.3.4 dargestellt. Abbildung E-11.3.5 zeigt ein selbstgebautes Tiefpassfilter bestehend aus Kondensatoren und Spulen welche auf Ringkerne gewickelt wurden. Schaltet man bei einem Mehrbandsender das Band um, wird dabei in der Regel auch ein passendes Oberwellenfilter ausgewählt. Oft ist dann das Klicken eines Relais zu hören, das diese Umschaltung vornimmt.
Dass dieses Thema sehr wichtig ist, zeigt sich an der großen Zahl von Prüfungsfragen dazu. Mit dem Wissen über Oberwellen und Tiefpässe lassen sich diese jedoch sehr leicht beantworten.
Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „f“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „Leistung“. Im rechten Teil der Abbildung ist eine gestrichelte vertikale Linie eingezeichnet. Eine horizontale Kurve verläuft links bis zur vertikalen Linie und fällt rechts davon steil nach unten ab. Am Ende verläuft sie bis zum Ende der horizontalen Achse auf der Nulllinie.">
Abbildung E-11.3.4: Frequenzgang eines Tiefpassfilters
Prüfungsfrage EJ202
Wie kann man hochfrequente Störungen reduzieren, die durch Harmonische hervorgerufen werden? Sie können reduziert werden durch ein ...
A
Nachbarkanalfilter.
B
ZF-Filter.
C
Hochpassfilter.
D
Oberwellenfilter.
Prüfungsfrage EJ204
Welches Filter wäre zwischen Senderausgang und Antenne eingeschleift am besten zur Verringerung der Oberwellenausstrahlungen geeignet?
A
Ein Sperrkreisfilter
B
Ein Hochpassfilter
C
Ein Tiefpassfilter
D
Ein Antennenfilter
Prüfungsfrage EJ205
Um Oberwellenaussendungen eines UHF-Senders zu minimieren, sollte dem Gerät ...
A
ein Tiefpassfilter nachgeschaltet werden.
B
ein Notchfilter vorgeschaltet werden.
C
eine Bandsperre vorgeschaltet werden.
D
ein Hochpassfilter nachgeschaltet werden.
Prüfungsfrage EJ203
Was für ein Filter muss zwischen Transceiver und Antennenzuleitung eingefügt werden, um Oberwellen zu reduzieren?
A
Hochpassfilter
B
CW-Filter
C
NF-Filter
D
Tiefpassfilter
Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „f“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „Leistung“. Im rechten Teil der Abbildung ist eine gestrichelte vertikale Linie eingezeichnet. Eine Kurve verläuft von links zunächst entlang der Nulllinie und steigt dann bis zur vertikalen Linie steil an. Rechts der vertikalen Linie fällt sie wieder steil ab und verläuft bis zum Ende der horizontalen Linie auf der Nulllinie.">
Abbildung E-11.3.6: Frequenzgang eines Bandpassfilters
Eine weitere Möglichkeit Oberwellen zu unterdrücken stellt der Einsatz eines Bandpassfilters dar. 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.
Wie schon zuvor erwähnt sind sinusförmige Signale für die Vermeidung von Oberwellenanteilen essentiell. Dies wird unter anderem dadurch erreicht, dass die Senderstufen, insbesondere die Leistungsendstufen 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.
Prüfungsfrage EF404
Wann sollte ein Sender auf mögliche Oberwellenaussendungen überprüft werden?
A
Wenn der Arbeitspunkt der Endstufe neu justiert wurde.
B
Vor jedem Sendebetrieb.
C
Wenn Splatter-Störungen zu hören sind.
D
Bei Empfang eines Störsignals.
Unerwünschte Aussendungen können auch in unmittelbarer Nähe zum eigentlichen Sendesignal auftreten (vgl. Abbildung E-11.3.1 ) und betreffen damit oft andere Funkamateure auf demselben Band. Solche Störungen lassen sich mit Filtern nur schwer oder gar nicht unterdrücken und sollten daher bereits am Anfang der Signalaufbereitung durch geeignete Maßnahmen vermieden werden. Häufig entstehen diese Nebenaussendungen – auch Nebenprodukte genannt und umgangssprachlich als „Splatter“ bezeichnet – durch eine zu hohe Einstellung des Mikrofonverstärkers im Sender, wodurch sich das Sendesignal ungewollt verbreitert.
Prüfungsfrage EJ213
Die Übersteuerung eines Leistungsverstärkers führt zu ...
A
einem hohen Anteil an Nebenaussendungen.
B
einer besseren Verständlichkeit am Empfangsort.
C
einer Verringerung der Ausgangsleistung.
D
lediglich geringen Verzerrungen beim Empfang.
Prüfungsfrage EJ214
Ein SSB-Sender wird Störungen auf benachbarten Frequenzen hervorrufen, wenn ...
A
die Ansteuerung der NF-Stufe zu gering ist.
B
der Leistungsverstärker übersteuert wird.
C
der Antennentuner falsch abgestimmt ist.
D
das Antennenkabel unterbrochen ist.
Das Gleiche gilt auch für digitale Übertragungsverfahren, wie zum Beispiel Packet Radio. Um Nebenaussendungen und Überschreitungen der zulässigen Bandbreite zu vermeiden, kann insbesondere bei AFSK-modulierten FM-Sendern entweder der Hub begrenzt oder die NF-Aussteuerung reduziert werden.
Prüfungsfrage EJ212
Sie modulieren Ihren FM-Sender mit einem AFSK-Signal (Niederfrequenzumtastung). Wie können Sie die Bandbreite der Aussendung reduzieren? Durch ...
A
Absenken des NF-Pegels oder des Frequenzhubs
B
Anheben des NF-Pegels oder des Frequenzhubs
C
Anheben der Sendeleistung oder der ZF
D
Absenken der Sendeleistung oder der ZF
Auch die Stabilität des im Sender verwendeten Oszillators kann dazu führen, dass Aussendungen außerhalb der Bandgrenzen liegen oder benachbarte Stationen gestört werden. Besonders bei älteren Selbstbaugeräten ohne quarzstabilisierte Oszillatoren ist dies möglich. Moderne Kurzwellentransceiver, aber auch aktuelle Selbstbaugeräte und Bausätze, verfügen in der Regel über sehr stabile Referenzoszillatoren.
Prüfungsfrage EJ216
Welche unerwünschte Auswirkung kann mangelhafte Frequenzstabilität eines Senders haben?
A
Überlastung der Endstufe des Senders
B
Verstärkte Oberwellenaussendung innerhalb der Bandgrenzen
C
Spannungsüberschläge in der Endstufe des Senders
D
Aussendungen außerhalb der Bandgrenzen