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Oberwellen und das Tiefpassfilter

Begriffsblatt für die Amateurfunkprüfung – kurz, mit den Fragen, die dazu drankommen.

OberwelleVielfaches der GrundfrequenzAuch Harmonische genannt.
Reiner Sinuskeine OberwellenEr enthält nur die eine Frequenz.
Rechteck, Dreieckenthalten OberwellenJede Abweichung von der Sinusform bringt Vielfache mit.
Anzustrebende TrägerformsinusförmigNicht rechteckförmig, nicht dreieckförmig; „kreisförmig“ ist keine Signalform.
Lage der Oberwellenoberhalb der NutzfrequenzVielfache sind stets größer als die Grundfrequenz.
Richtiges FilterTiefpassfilterLässt das Nutzsignal unten durch und sperrt die Vielfachen oben.
Oberwellenfilteranderer Name, dieselbe AufgabeKein ZF-Filter, kein Nachbarkanalfilter, kein CW-Filter — die gehören in den Empfänger.
Einbauortzwischen Senderausgang und AntenneDem Gerät nachgeschaltet, auch bei einem UHF-Sender.
Hochpass an dieser Stellefalsche RichtungEr nähme das Nutzsignal weg und ließe die Oberwellen durch.
Messortam SenderausgangUnter Einbeziehung des gegebenenfalls verwendeten Stehwellenmessgeräts und Tiefpassfilters.
Nicht gemessen wirdam AntennenfußpunktAuch nicht am Ende der Antennenleitung und nicht unter Einbeziehung des Anpassgeräts.

Merken: Ein reiner Sinus hat keine Oberwellen; jede Abweichung von der Sinusform bringt Vielfache der Grundfrequenz mit. Vielfache liegen immer oberhalb der Nutzfrequenz — deshalb ist das Mittel ein Tiefpassfilter zwischen Senderausgang und Antenne, auf Kurzwelle wie bei einem UHF-Sender. Ein Hochpass wirkt an dieser Stelle genau verkehrt. Gemessen wird am Senderausgang, und zwar mit dem Stehwellenmessgerät und dem Tiefpassfilter, die im Betrieb wirklich verwendet werden.

Der Zusammenhang

Eine reine Sinusschwingung enthält genau eine Frequenz und sonst nichts. Das ist der ganze Kern: Oberwellen sind nichts, was von außen hinzukommt, sondern das, was eine Schwingung zwangsläufig mitführt, sobald sie NICHT sinusförmig ist. Jede Abweichung von der Sinusform — jede Verzerrung, jede Begrenzung, jede Ecke im Kurvenverlauf — lässt sich als Summe von Schwingungen mit ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz beschreiben. Ein rechteckförmiger oder dreieckförmiger Träger strahlt also auf Vielfachen mit. Deshalb soll der Träger einer hochfrequenten Schwingung sinusförmig sein, und deshalb erzeugt jede Verzerrung im Sender Oberwellen, auch wenn am Oszillator nichts falsch eingestellt ist. Aus dem Wort „Vielfache“ folgt alles Weitere. Vielfache sind größer als das Original, also liegen Oberwellen immer OBERHALB der Nutzfrequenz: die zweite Harmonische eines 28-MHz-Senders bei 56 MHz, die dritte bei 84 MHz. Wenn das Störende oben liegt und das Nutzsignal unten, dann ist das richtige Mittel ein Filter, das Tiefes durchlässt und Hohes sperrt — ein TIEFpassfilter. Genau darum wird es zwischen Senderausgang und Antennenzuleitung eingeschleift, dem Sender also NACHgeschaltet und nicht vorgeschaltet. Das gilt unabhängig vom Band: auch die Oberwellen eines UHF-Senders liegen über dessen Nutzfrequenz, also gehört auch dort ein Tiefpass hinter das Gerät. Hier steckt die Verwechslung, in die man am leichtesten tappt: ein Hochpass wirkt genau verkehrt, er nähme das Nutzsignal weg und ließe die Oberwellen durch. Ein Oberwellenfilter ist dabei kein anderes Bauteil, sondern der Name für dieselbe Aufgabe. Und daraus folgt zuletzt die Messvorschrift. Was eine Station wirklich abgibt, hängt nicht nur vom Sender ab, sondern von allem, was im Funkbetrieb tatsächlich zwischen Sender und Antenne liegt. Gemessen wird deshalb am Senderausgang unter Einbeziehung des gegebenenfalls verwendeten Stehwellenmessgeräts und des gegebenenfalls verwendeten Tiefpassfilters — also so, wie die Station betrieben wird. Nicht am Fußpunkt der Antenne und nicht am Ende der Antennenleitung: gemessen wird, was der Sender abgibt.

Herkunft: Fragenkatalog Klasse E, Abschnitt unerwünschte Aussendungen (EJ201 bis EJ205 und EJ209). Zusatzwissen: das Zahlenbeispiel mit der zweiten und dritten Harmonischen eines 28-MHz-Senders ist zur Veranschaulichung gerechnet und steht nicht im Katalog; ebenso die Einordnung von ZF-, Nachbarkanal- und CW-Filter als Empfängerfilter, die hier nur der Abgrenzung dient. Geprüft werden die Filterart, der Einbauort und der Messort.

Diese Prüfungsfragen gehören dazu

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