📡 Technischer Leitfaden HB9V
Leitfaden zu Topfkreisfiltern (Kavitäten) für das Relais Yaesu DR-2X
Konfiguration mit getrennten TX- und RX-Antennen
Das Yaesu DR-2X ist ein Dualband-Relais (VHF/UHF) mit bis zu 50W Sendeleistung. Wird ein Relais mit zwei getrennten Antennen installiert, eine zum Senden (TX) und eine zum Empfangen (RX), könnte man meinen, Filterkavitäten seien überflüssig. Ein weit verbreiteter Irrtum.
⚠️ Kernpunkt: Auch mit getrennten Antennen reicht die räumliche Entkopplung (typisch 40-60 dB) nicht aus, um den Empfänger wirksam zu schützen. Kavitäten bleiben unverzichtbar, allerdings in geringerer Zahl als bei einem System mit nur einer Antenne und Duplexer.
🔍 Warum braucht es Kavitäten?
1. Die Desensibilisierung des Empfängers
Auch wenn der Sender auf einer anderen Frequenz arbeitet als der Empfänger (Ablage 600 kHz auf VHF oder 7.5 MHz auf UHF), kann das TX-Signal die Eingangsstufe des Empfängers übersteuern. Ein 50-W-Sender erzeugt ein so starkes Signal, dass trotz der Dämpfung durch zwei getrennte Antennen genug Energie durchkommt, um den Empfänger zu «blenden».
2. Das Phasenrauschen des Oszillators
Der Oszillator des Senders ist nie vollkommen «sauber». Er erzeugt Phasenrauschen, eine Störenergie, die sich über mehrere MHz um die Trägerfrequenz verteilt. Dieses Rauschen kann also direkt auf der Empfangsfrequenz landen und schwache Signale überdecken.
3. Oberwellen und Intermodulationsprodukte
An einem Standort mit mehreren Sendern schützen die Kavitäten auch vor Intermodulationsprodukten, die durch die Mischung verschiedener Frequenzen entstehen.
📊 Schema: Das Problem ohne Filterung
🔧 Die zwei Arten von Kavitäten mit Tauchkolben
Koaxiale Kavitäten mit Tauchkolben sind abstimmbare Resonatoren. Man unterscheidet zwei grundlegende Konfigurationen:
🟢 Bandpass-Kavität (Pass)
Lässt die Frequenz durch, auf die sie abgestimmt ist, und dämpft alles andere.
Verwendung: Nur das Nutzsignal auswählen
🔴 Notch-Kavität (Sperrkreis)
Sperrt die Frequenz, auf die sie abgestimmt ist, und lässt alles andere durch.
Verwendung: Ein bestimmtes unerwünschtes Signal entfernen
📊 Schema: Frequenzgang der Kavitäten
Kombination Band-Pass / Band-Reject (BP/BR)
Es gibt auch kombinierte BP/BR-Kavitäten, die beide Funktionen gleichzeitig erfüllen: Sie lassen eine Frequenz durch und sperren eine andere. Diese Kavitäten sind besonders wirksam, aber schwieriger abzugleichen.
⚙️ Empfohlene Konfiguration für das DR-2X
Bei einer Konfiguration mit getrennten TX- und RX-Antennen sieht die optimale Anordnung der Kavitäten so aus:
📊 Schema: Komplette Installation mit Kavitäten
Details der Konfiguration
| Kette | Kavitätstyp | Abgestimmt auf | Funktion |
|---|---|---|---|
| RX | Notch (Sperrkreis) | TX-Frequenz | Sperrt das TX-Signal, das zum RX durchsickert |
| RX | Bandpass (×1 oder ×2) | RX-Frequenz | Lässt nur das gewünschte Empfangssignal durch |
| TX | Bandpass (optional) | TX-Frequenz | Säubert das Sendesignal (weniger Phasenrauschen) |
💡 Wichtige Klarstellung: Der Notch auf F-TX auf der RX-Seite und der Bandpass auf F-TX auf der TX-Seite sind beide auf dieselbe TX-Frequenz abgestimmt. Der Unterschied liegt in ihrer Funktion: Der eine sperrt dieses Signal (zum Schutz des Empfängers), der andere lässt es sauber durch (für ein sauberes Sendesignal).
📊 Vergleich VHF und UHF
Die Zahl der nötigen Kavitäten hängt stark vom verwendeten Band ab:
VHF (144 MHz)
Nur 600 kHz Ablage, Filterung schwieriger
UHF (430 MHz)
7.5 MHz Ablage, Filterung einfacher
| Parameter | VHF (2m) | UHF (70cm) |
|---|---|---|
| Standard-Ablage TX/RX | 600 kHz | 5 MHz (oder 7.6 MHz) |
| Schwierigkeit der Filterung | Schwieriger (nahe Frequenzen) | Einfacher (weit auseinanderliegende Frequenzen) |
| Grösse der Kavitäten | Grösser (~60-80 cm) | Kompakter (~30-40 cm) |
| Kavitäten (getrennte Antennen) | mindestens 3-4 | mindestens 2-3 |
| Kavitäten mit Duplexer (eine Antenne) | 6-8 Kavitäten | 4-6 Kavitäten |
📐 Faktoren, die die Zahl der Kavitäten beeinflussen
- Antennenabstand: Je weiter TX- und RX-Antenne auseinander liegen (idealerweise mehrere Meter vertikal), desto besser die natürliche Entkopplung und desto weniger Kavitäten brauchen Sie.
- Sendeleistung: Das DR-2X sendet mit bis zu 50W. Bei voller Leistung ist mehr Filterung nötig.
- Qualität des Standorts: Ein abgelegener Bergstandort ist «sauberer» als ein städtischer Standort mit vielen Sendern in der Umgebung.
- Erforderliche Empfindlichkeit: Wenn Sie sehr schwache Signale (DX) empfangen möchten, braucht es eine strengere Filterung.
- Antennenkonfiguration: Antennen mit gekreuzter Polarisation oder gerichteten Strahlungsdiagrammen können die Entkopplung verbessern.
🎯 Faustregel: Mit vertikal 3-5 Meter auseinanderliegenden Antennen und sorgfältiger Konfiguration rechnen Sie mit 3-4 Kavitäten auf VHF oder 2-3 Kavitäten auf UHF. Mit einem Duplexer an einer einzigen Antenne wäre es fast das Doppelte.
🛠️ Praktische Installationstipps
Reihenfolge der Verkabelung
Setzen Sie auf der RX-Seite den Notch (TX-Sperrkreis) an die erste Stelle, direkt nach der Antenne. So wird das TX-Signal so früh wie möglich in der Kette entfernt, bevor es irgendetwas übersteuern kann.
Abgleich
Für den Abgleich der Kavitäten braucht es einen Netzwerkanalysator oder mindestens einen Signalgenerator und ein Wattmeter. Jede Kavität muss genau auf ihre Zielfrequenz abgestimmt werden. Ein schlechter Abgleich kann die Leistung verschlechtern statt verbessern.
Einfügedämpfung
Jede Kavität bringt eine Einfügedämpfung mit sich (typisch 0.5-1 dB pro Kavität). Auf der RX-Seite verschlechtert das die Empfindlichkeit leicht. Ein notwendiger Kompromiss für eine gute Sperrwirkung.
Qualität der Kavitäten
Investieren Sie in hochwertige Kavitäten (Telewave, TX RX Systems, DB Products usw.). Billige Kavitäten haben einen tieferen Q-Faktor, also weniger Trennschärfe und mehr Verluste.
🎯 Praxisbeispiel: Relais 145.700 / 145.100 MHz
Hier ein konkretes Konfigurationsbeispiel für ein VHF-Relais mit folgenden Parametern:
⚠️ Achtung: Die Ablage von 600 kHz auf VHF ist die anspruchsvollste in Sachen Filterung. TX- und RX-Frequenz liegen sehr nahe beieinander, was hochwertige Kavitäten mit hohem Q-Faktor erfordert, um eine ausreichende Trennung zu erreichen.
Empfohlene Konfiguration für diesen Fall
Für einen mässig belasteten Standort (städtisches Gebiet mit Park/Wald) wird folgende Konfiguration empfohlen:
| Kette | Typ | Frequenz | Anz. | Aufgabe |
|---|---|---|---|---|
| RX | Notch | 145.700 MHz | 2 | TX sperren (kritisch) |
| RX | Bandpass | 145.100 MHz | 1-2 | Störungen am Standort ausfiltern |
| TX | Bandpass | 145.700 MHz | 1 | Signal säubern, Nachbarn schützen |
📊 Schema: Installation für Relais 145.700 / 145.100 MHz
🏆 Empfohlene Kavitäten-Marken
Für eine professionelle Installation mit Neumaterial sind dies die Referenzmarken:
| Marke | Herkunft | Stärken | Preis/Kavität |
|---|---|---|---|
| Telewave 🥇 | USA | Temperaturstabilität (Invar-Stäbe), sehr hoher Q | 400-600 CHF |
| TX RX Systems 🥈 | USA | Industriestandard, sehr robust | 350-550 CHF |
| Sinclair 🥉 | Kanada | Q-Circuit-Serie, beliebt bei OMs | 300-500 CHF |
| DB Products | USA | Gute Qualität, auch gebraucht erhältlich | 250-400 CHF |
| EMR / Wacom | USA | Solide, gute Dokumentation | 300-450 CHF |
Empfohlene Modelle für VHF 2 m (144-146 MHz)
Telewave TPRC-1506
EMPFOHLENTyp: Pass-Reject 6"
Band: 148-174 MHz
Leistung: 350W
Einfügedämpfung: ~0.5 dB
~550-650 CHF
Telewave TPC-1506
BANDPASSTyp: Bandpass 6"
Band: 148-174 MHz
Leistung: 350W
Einfügedämpfung: ~0.4 dB
~450-550 CHF
Sinclair Q-2220E
GUTES PREIS-LEISTUNGS-VERHÄLTNISTyp: Pass-Reject Q-Circuit
Band: 132-174 MHz
Leistung: 250W
Besonderheit: Für das Amateurfunkband konstruiert
~400-500 CHF
💰 Geschätztes Budget (Neumaterial Telewave):
| Anz. | Modell | Verwendung | Preis |
|---|---|---|---|
| 2× | TPRC-1506 | RX: Pass 145.1 / Reject 145.7 | ~1'200 CHF |
| 1× | TPC-1506 | TX: Pass 145.7 | ~500 CHF |
| TOTAL | ~1'700 CHF | ||
🛒 Wo kaufen in der Schweiz/Europa?
| Händler | Land | Website | Hinweise |
|---|---|---|---|
| Wimo | 🇩🇪 Deutschland | wimo.com | Lager in Europa, schnelle Lieferung in die Schweiz |
| Difona | 🇩🇪 Deutschland | difona.de | Gute Auswahl VHF/UHF |
| UKW-Berichte | 🇩🇪 Deutschland | ukw-berichte.de | VHF/UHF-Spezialist |
| The Antenna Farm | 🇺🇸 USA | theantennafarm.com | Grosses Lager, liefert in die EU |
| Telewave direkt | 🇺🇸 USA | telewave.com | Auf Bestellung, Lieferfrist 2-3 Wochen |
⚠️ Worauf Sie achten sollten:
- Verbindungskabel zwischen den Kavitäten: Die Länge ist kritisch (elektrisch λ/2). Bestellen Sie sie fertig konfektioniert oder lassen Sie sie nach Mass anfertigen.
- Abgleich: Planen Sie einen Netzwerkanalysator (VNA) ein. Ein NanoVNA für ~50 CHF kann für einen einfachen Abgleich genügen.
- Stecker: Profi-Standard = N-Buchse. Das DR-2X hat SO-239-Buchsen, Adapter einplanen.
- Wetterschutz: Bei Aussenmontage ein Gehäuse oder einen belüfteten Schrank vorsehen.
✅ Zusammenfassung
Für die Installation des DR-2X 145.700/145.100 MHz mit getrennten Antennen:
- JA, Kavitäten sind auch mit zwei Antennen nötig
- RX-Seite: 2× TPRC-1506 (Pass 145.1 / Reject 145.7)
- TX-Seite: 1× TPC-1506 (Pass 145.7)
- Empfohlene Marke: Telewave (Temperaturstabilität, hoher Q)
- Gesamtbudget: ~1'700 CHF (Neumaterial)
📡 Technischer Leitfaden, erstellt für HB9V
Funkamateure des Kantons Waadt • 73 de HB9V
