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VHF Band III Linearverstärker 10 Watt für DAB

Im Spätsommer 2014 hat es mein Kollege Christian Brülhart doch tatsächlich geschaft, eine befristete Sendelizenz für sein Veranstaltungsrundfunkprojekt Radio Glarissimo im Kanton Glarus zu erhalten. Einen UKW Sender konnte er bei ATO Electronic mieten, aber ein DAB Sender fehlte noch. Mit der Software von Open Digitalradio und einem USRP lässt sich das realisieren, aber für etwas mehr Reichweite brauchten wir noch eine DAB Endstufe mit ca. 10 Watt. Auf DAB wurd vom 19. September bis 26. September 2014 auf Kanal 9B gesendet. UKW lief schon etwas früher. Siehe auch die Diskussion im Radioforum Schweiz.

Glarissimo online hören:

Vorstufe mit zwei mal BFG591


Das Eingangsfilter der Vorstufe dient lediglich dazu Oberwellen, die allenfalls schon aus der Quelle (einem USRP oder bei langer Zuleitung einem Zwischenverstärker) kommen zu unterdrücken. Eine Impedanzanpassung ist hier nicht nötig. Hat man ein sauberes Eingangssignal und lässt den Verstärker nie ohne Quelle eingeschaltet, kann auf dieses Filter verzichtet werden.

10 Watt Endstufe mit RD15HVF1

Anders als bei der Vorstufe ist bei der Endstufe das Eingangsfilter unerlässlich. Es sorgt für eine Impedanzanpassung der 50 Ohm am Eingang auf eine mehrheitlich kapazitive Impedanz (ca. 60pF) am Gate des Mosfets. Die in Version 0.9 der Schaltung angegebenen Werte sind für das ganze Band III berechnet. Beim realen Aufbau funktioniert die Schaltung allerdings nur von Kanal 5 bis 9 mit hinreichendem Gewinn. Vermutlich werden die Abweichungen durch parasitäre Kapazitäten und Induktivitäten der Leiterbahnen verursacht. Ich arbeite an einer verbesserten Version, die wirklich im ganzen Band III verwendet werden kann.

Der Abgleich der Endstufe ist denkbar einfach: Es muss nur der Trimmkondensator am Ausgang auf maximale Ausgangsleistung eingestellt werden.

Oberwellenfilter

Es wird empfohlen am Ausgang ein zusätzliches Oberwellenfilter zu verwenden. In unserem Fall ist das ein einfaches Pi-Filter aus zwei Trimmkondensatoren 40pF und einer Spule (Schaltung und Bilder werden hier später noch Eingefügt). Dies dient uns gleichzeitig als Antennentuner.


Pi-Filter als Oberwellenfilter und zur Impedanzanpassung der Antenne.


Vor-und Endstufen im Gehäuse, Testbetrieb

Antenne


Vor- und Endstufe im Gehäuse sowie die Sendeantenne im Betrieb beim Veranstaltungsrundfunkprojekt Glarissimo am Standort Fronalp. Reichweite auf Sicht ca. 20km mit starkem Signal (bis Uznach) und noch viel weiter mit DX Equipment empfangbar (Neuhausen Galgenbuck, ca. 70km).


Abmessungen der Antenne für Kanal 9B:

Dipol 2 * 32.8cm = 65.7cm, Aluminiumrohr 8mm Durchmesser
Abstand Dipol - Reflektor 29.6cm
Reflektor 71cm Aluminiumrohr 8mm Durchmesser
Abstand Reflektor - Mast 60cm
Berechnete Werte der Antenne:
Gewinn: 4.3dBd , 6.5 dBi
Vor/Rückverhältnis: 8.5dB

Kanal Dipol Reflektor Abstand Gain Vor/Rückverh.
5C 2 * 37.6cm 80cm 36.2cm 4.38dBd, 6.53dBi 7dB
6B 2 * 36.7cm 77cm 36.2cm 4.4dBd, 6.55dBi 6.0dB
8C 2 * 33.7cm 74.7cm 27.2cm 4.07dBd, 6.22dBi 10.3dB
9B 2 * 32.8cm 71cm 29.6cm 4.3dBd, 6.5 dBi 8.5dB
12C 2 * 31.7cm 63.3cm 27cm 4.36dBd, 6.51dBi 8dB

Die oben angegebenen Masse sind exakt für Kanal 9B berechnet. Die Antenne funktioniert vielleicht noch auf Nachbarkanälen, aber nicht im ganzen Band III. Eine Tabelle mit den Abmessungen für andere Kanäle werde ich hier später einfügen.

Das Bild rechts zeigt den sogenannten Balun, der das asymmetrische Koaxialkabel an die symmetrische Antenne anpassen soll. Ohne Balun würde ein beträchtlicher Teil der Sendeenergie von der Antenne als Mantelwelle über das Kabel zurückfliessen. Das aufgerollte Kabel wirkt dabei als Induktivität, die den Rückfluss dämpft. Dabei ist es wichtig, dass die drei Windungen nahe beim Speisepunkt der Antenne angebracht werden, und dass die Rolle senkrecht zum Dipol steht und nicht flach abgelegt wird. Flach abgelegt würde nämlich das Magnetfeld aus dem Dipol wieder eine Spannung in der Zuleitung induzieren die man ja gerade vermeiden will.

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