Oberwellenfilter

So ein Ding gehört bei jeder Radiostation zwischen Sender und Antenne: Der Oberwellenfilter. Er soll die vom Sender produzierten Harmonischen dämpfen und nur die gewollte Frequenz durchlassen. Siehe auch Entstörmassnahmen. Es soll hier gesagt sein, dass wirklich gute Filter eine schwierige Angelegenheit,  und ohne entsprechende Messinstrumente nicht zu bauen sind. Je steiler die erwünschte Dämpfung, um so geringer sind die Toleranzen der verwendeten Spulen und Kondensatoren und um so ausgefeilter muss das gewählte Layout sein. Solche Filter müssen nach dem Aufbauen mittels eines RF Spektrumanalysators abgestimmt werden, da sonst die Kurven irgendwie verlaufen, nur nicht wie man das gerne hätte.

Die hier gezeigten Filter sind  bezüglich den Toleranzen nicht so empfindlich. Hält man sich an die Angaben, kann man sich ein gutes Filter bauen das für die meisten Zwecke ausreicht. Ein Spectrumanalyser um das Gebaute zu überprüfen wäre trotzdem kein Luxus, aber wer hat schon so ein Ding..
Hat man vor sich einen 600W Sender zu bauen, dürfte das gut investierte Geld für ein käufliches Filter wohl nicht ins Gewicht fallen...

Hier ein einfaches Tiefpassfilter. Die Dämpfung bei der 2. Harmonischen ist mit -20dB nicht überragend, ist aber für kleine Sender mit 1 bis 2 Watt oder auch als Filter zwischen Steuersender und Endstufe ausreichend.

   

    C1 :        18 pF
    C2 :        47 pF
    C3 :        18 pF

    L1, L2 :   7 Windungen 5 mm Innendurchmesser
                   Länge: 12 mm 

 

 

Die Kurve eines 7 Pole Butterworth Filters senkt sich schon wesentlich steiler. Die 2. Harmonische von 88 MHz wird hier schon mit ~  -35dB gedämpft, die Dämpfung bei 250 MHz ist  ~  -50dB.

   

    C1 :       47 pF
    C2 :       47 pF
    C3 :       47 pF
    C4 :       27 pF

    L1 ... L3:  5 Windungen 6 mm Innendurchmesser
                    Länge: 10 mm

 

Die Werte hier sind optimiert für a) einen Frequenzbereich von 88 MHz bis 101 MHz bzw. b) 101 MHz bis 108 MHz. Ein so aufgebautes Filter eignet sich bei der Wahl von entsprechend spannungsfesten Kondensatoren (Glimmer) und mit einer Drahtstärke von 2 mm für die Spulen auch für grössere Leistungen.

a) 88 MHz ... 101 MHz

    C1, C4 :        27 pF                L1, L2 : 3 Windungen 11 mm Innendurchmesser 8 mm Länge 2 mm Draht (135 nH)
    C2, C3 :        47 pF                L3 :       3         "         11 mm               "             6 mm     "     2 mm    "     (180 nH)

b) 101 MHz ... 108 MHz

    C1, C4 :        27 pF                L1, L2 : 3 Windungen 11 mm Innendurchmesser 8 mm Länge 2 mm Draht (135 nH)
    C2, C3 :        47 pF                L3 :       3         "         11 mm               "             6 mm     "     2 mm    "     (150 nH)

In beiden so konstruierten Filtern ist die Durchlassdämpfung für den entsprechenden Frequenzbereich verschwindend klein.

Oberwellenunterdrückung a)                                              Oberwellenunterdrückung b)

    176 MHz :    -44 dB , 252 MHz :    -68 dB                        202 MHz :     -53 dB , 306 MHz :     -82 dB
    202 MHz :    -52 dB , 306 MHz :    -80 dB                        216 MHz :     -58 dB , 324 MHz :     -83 dB

 

Der Aufbau:

Damit die Spulen nicht gegenseitig koppeln, ist es wichtig sie beim Aufbauen des Filters entsprechend zu platzieren. Genügend Distanz bzw. eine versetzte Anordnung sind besonders bei höheren Leistungen wichtig. Das fertige Filter soll zur Abschirmung in ein Metallgehäuse kommen.

 

 

Drosseln:

Wie schon hier beschrieben, kann sich Hochfrequenz durch die Spannungsversorgung schleichen und im Netzteil oder auch weiter übers Hausnetz hinweg Störungen verursachen. Drosseln und Ferrite wie im Bild zu sehen, sollten deshalb in jedem Sender und in jeder Endstufe vorhanden sein.

 

Bild: RF Drossel auf dem Print und Ferritröhrchen über Spannungszuführung

 

Für stärkere Anlagen ist dies jedoch nicht immer ausreichend und man kann mit einem einfachen aber effektiven Mittel weitere Störungen unterdrücken. Dazu wird ein Ferritring wie auf dem Bild zu sehen in die Netzleitung eingebunden.