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6-cm-Sender für FM und SSB

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Um das von DD0OT in Heft 3/1981(1) so treffend beschriebene "Pile-up" im 6-cmBand zu verstärken, wird hier als Gegenstück zum Empfangskonverter ein Sender vorgestellt.

1. Beschreibung

Zunächst konnte mit Hilfe einiger Modifikationen der Empfangskonverter nach (1) als FM-Sender aufgebaut werden (Bild 1). Der Wirkungsgrad der Varaktordiode wurde durch einen Idlerkreis und eine zusätzliche Anpaßschraube zwischen Filter und Vervielfacherdiode verbessert. Zur optimalen Anpassung des Hohlleiter-Übergangs wurden zusätzlich drei Kompensationsschrauben zwischen Filter und N-Norm-Buchse angeordnet (Bild 2). Eine zur Kompensation des Auskoppelstiftes vorgesehene Schraube hat sich als überflüssig erwiesen. Der HL-Übergang wird angeflanscht und zu Meßzwecken gegen einen Diodenmeßkopf (1N21) ausgetauscht.

Bild 1
Bild 1: Der Vervielfacher- (FM-) Sender 144/5760 MHz basiert auf dem in (1) beschriebenen Empfangskonverter.

Bild 2
Bild 2: Auf der Unterseite des Vervielfacher-Senders erkennt man die Schraube für die Varaktordiode, die eingelöteten Filterstäbe und die Ausgangs-Kompensationsschraube.

Bei den anschließenden Sendeversuchen in FM (Feststationen, Entfernung 35 km) war die Verständlichkeit wegen der geringen Feldstärke (15 dB) nicht zufriedenstellend, so daß ein SSB-Sender aufgebaut werden mußte (Bild 3). Auch diese Version ist auf den in (1) vorgestellten Empfangskonvertere zurückzuführen. Die Empfangsmischdiode wird durch einen Speichervaraktor ersetzt, und es werden die am FM-Sender vorgestellten Ergänzungen hinzugefügt. Die Varaktordiode erhält über das in Bild 4 gezeigte Anpaßnetzwerk die erforderliche Injektionsfrequenz, das anschließende Filter sorgt für ausreichende Selektion. Das gefilterte Oszillatorsignal erreicht die Mischdiode. Das 144-MHz-SSB-Signal wird der Mischdiode über ein weiteres Anpaßnetzwerk (Bild 5) zugeführt. Das Nutzsignal passiert ein Filter nach (2) auf dem Weg zur Auskoppelbuchse (HL-Übergang). Kompensationsschrauben sorgen wieder für optimale Anpassung. Mit diesem Sender konnte dann problemlos ein 2-Weg-SSB-QSO gefahren werden.

Bild 3
Bild 3: Der SSB-Sender läßt sich aus mehr oder weniger modifizierten Baugruppen nach UKW-Berichte-Veröffentlichungen zusammenstellen.

Bild 4
Bild 4: Anpaßnetzwerk für die Injektionsfrequenz 1123,2 MHz / 4 W

L1: 1 Wdg. versilb. Draht 1,5 mm ø auf 6-mm-Dorn, freitragend zwischen den Trimmern eingelötet
L2: 1 Wdg. versilb. Draht 0,8 mm ø auf 5-mm-Dorn, freitragend
C3: Trapezkondensator, 270 bis 1000 pF
C4 ... C6: mögl. hochwertige Rohr- oder Spindel-trimmer, 0,3 - 6 pF

Bild 5
Bild 5: Anpaßnetzwerk für das 144-MHz-Signal.

L3: 6 Wdg. versilb. Draht 1 mm ø auf 6-mm-Dorn, freitragend zwischen Masse und C7 eingelötet. Anzapf zur Buchse: 1 Wdg., für C8: 1,5 Wdg. vom kalten Ende
Dr1: 50 cm Kupfer-Lack-Draht 0,4 mm ø auf 3-mm-Dorn
C7: Lufttrimmer (Tronser) max. 34 pF
C8: Keramikkondensator 1 nF

2. Aufbau

Der Hohlleiter kann aus 0,8 mm bis 1 mm Messingblech angefertigt werden. Die Innenmaße betragen 34,8 mm × 15,8 mm. Die Muttern für die M5- bzw. M 6-Abstimm- und Kompensationsschrauben, sowie die N-Normbuchse (Einlochmontage) werden aufgelötet. Sollen als Varaktor- und Mischdiode BXY...-Typen verwendet werden, gilt die in (1) beschriebene Halterungsanfertigung. Bei Verwendung von "Low-cost-Dioden" (Patronengehäuse ähnlich 1N21) gelten die Angaben der Konstruktionsskizze (Bild 6). Die Anpaßnetzwerke werden auf Leiterplattenmaterial hergestellt und seitlich an den fertigen Hohlleiter gelötet (Bild 7).

Bild 6
Bild 6: Maßskizze des Überlagerungssenders im Grund- und Aufriß.
Hohlleiter: R70 (WR137 / WG14) C1, C2: Eigenbau-Klatschkondensatoren mit PTFE-(Teflon) Folie, wie bereits mehrfach beschrieben Vervielfacher-Diode: BXY38 (Valvo) oder ähnlich
Mischdiode: 1N23 oder Billigtyp

Bild 7
Bild 7: Der Überlagerungssender 144/5760 MHz auf Hohlleiterbasis mit angelöteten Anpaßnetzwerken für Injektions- bzw. Signalfrequenz.

3. Abgleich

Zunächst wird dem Varaktorvervielfacher über das Anpaßnetzwerk eine Oszillatorleistung von 3 bis 4 W bei 1123,2 MHz zugeführt. An einem zwischen dem Meßpunkt MP 1 und Masse geschalteten mA-Meter werden die Eingangskreise auf maximalen Strom abgeglichen. Außerdem sollte zwischen Vervielfacher und Oszillator ein geeignetes Stehwellenmeßgerät eingefügt werden, um auf optimales Stehwellenverhältnis abgleichen zu können.

Anschließend wird die Abgleichschraube des lnjektionsfrequenzfilters auf größten Mischdiodenstrom abgestimmt. Der Mischdiodenstrom läßt sich an einem mA-Meter zwischen Meßpunkt MP 2 und Masse ablesen. Die Ein-tauchtiefe der M 6-Filterschraube beträgt bei 5616 MHz ca. 5 mm. Bei einer Eintauchtiefe von ca. 12 mm wird die 4. Oberwelle erregt!

Das Nutzfrequenzfilter nach der Mischdiode wird ebenfalls mit der Injektionsfrequenz abgestimmt. Ein Diodentastkopf auf der Auskoppelbuchse oder ein geeignetes Wattmeter werden als HF-Indikator eingesetzt. Sämtliche Schrauben können jetzt auf maximale Ausgangsleistung abgestimmt werden.

Nach diesem Abgleich wird der Mischdiode über das vorgesehene Anpaßnetzwerk ein 144-MHz-Signal (ca. 300 mW) zugeführt. Anschließend wird der Anpaßkreis mit L3 und C7 optimiert, so daß die Oszillator-Ausgangsleistung am Diodentastkopf deutlich zurückgeht. Die Filterschraube nach der Mischdiode wird ca. 1 bis 2 mm herausgedreht, und somit auf maximale Nutzfrequenz-Ausgangsleistung (5760 MHz) abgestimmt. Wird jetzt die Oszillator-Eingangsleistung am Vervielfacher unterbrochen, darf der HF-Tastkopf keine HF-Leistung mehr anzeigen. Das Gleiche gilt für die Unterbrechung des 144-MHzSignals.

Danach werden sämtliche Kreise wechselseitig auf maximale Ausgangsleistung der Nutzfrequenz abgeglichen. Die Einstellung der Kompensationsschrauben kann nur mit Hilfe einer Gegenstation mit deren S-Meter oder an einem Spektrum-Analysator vorgenommen werden. Der Arbeitswiderstand der Mischdiode wird ebenfalls durch Beurteilung der Gegenstation auf beste SSB-Modulationsqualität eingestellt.

4. Meßergebnisse

Beide beschriebene Sender wurden an einem Spektrum-Analysator untersucht und gemessen. Die Oszillator-Eingangsleistung (1123,2 bzw. 1123,5 MHz) betrug 4 W. Der FM-Sender erzeugte bei 4 W Eingangsleistung eine Ausgangsleistung von 380 mW (5760 MHz). Bei gleicher Oszillator-Eingangsleistung und 300 mW 144-MHz-Signal lieferte der SSB-Sender 40 mW Ausgangsleistung. Die Spiegelfrequenz-Unterdrückung betrug - 38 dB, die Injektionsfrequenz-Unterdrückung wurde mit -18 dB ermittelt. Die in den Sendern verwendeten Mikrowellendioden sind sogenannte "Low-cost-Dioden" (Rolf Heidemann, DC3QS). Der Wirkungsgrad kann erfahrungsgemäß durch den Einsatz spezieller Mikrowellendioden z.B. BXY38, BXY41 gesteigert werden.

Als Antenne wird von mir ein 50-cm-Parabolreflektor mit einem 5760-MHz-Horn benutzt (ca. 30 dB), DC0DA als Gegenstation verwendet einen 70-cm-Parabol mit Kombihorn 13 cm + 9 cm (ca. 20 dB). Die Rapporte über 35 km (sehr schlechte Lage zueinander!) liegen bei SSB 10 dB über dem Rauschen.

Zum Schluß danke ich der Firma SSB-Elektronik in Iserlohn für die meßtechnische Unterstützung.

5. Literatur

  1. Morzinck, Thomas, DD0QT: Empfangskonverter für das 6-cm-Band, UKW-Berichte 21 (1981) Heft 3, Seite 173-177
  2. Heidemann, Rolf, DC3QS: Empfangsmischer für das 6-cm-Band, UKW-Berichte 19 (1979) Heft 3, Seite 142-146

DF5QZ, Hans-Joachim Senckel.