Zirkulator-Modul DB0WIZ

An Standorten mit mehreren Sendern auf unterschiedlichen Frequenzen kommt es regelmäßig zu Problemen mit Mischprodukten. Diese Mischprodukte entstehen im Empfänger, aber auch im Sender. Wir nutzen sende- und empfangsseitig schmale Bandpassfilter um unerwünschte Mischprodukte zu vermeiden. Die Sendefrequenzen von DB0WIZ liegen alle sehr nah beieinander. Weiterhin gibt es viele kommerzielle Signale, die sich ebenfalls in der Filter-Durchlasskurve des Bandpassfilters vor dem Sender befinden. Um Mischprodukte der Signale im Sender zu vermeiden, habe ich für jeden Sendezweig bei DB0WIZ ein Zirkulator eingebaut. So sollen vor allem Störungen anderer Funkdienste ausgeschlossen werden.

Durch die Zirkulatoren wird auch ein wirksamer Schutz der Sender vor hohem Rücklauf, wie es z.B. bei vereisten Antennen vorkommt, gewährleistet. Eine Schutzschaltung schaltet bei hohem VSWR die Sender automatisch ab und informiert uns via Internet über den Störungsfall.

Zirkulatoren haben 3 Ports. Wenn alle Ports impedanzrichtig abgeschlossen werden, wird das Signal immer zum nächstgelegenen Port weitergeleitet.

In unserem Anwendungsfall wird an Port 1 der Sender angeschlossen und an Port 2 die Sende-Antenne. An Port 3 befindet sich ein 50-Ohm Abschluss.

Signale vom Sender werden somit ungehindert zur Sende-Antenne geleitet (grün). (Unerwünschte) Signale, die von der Sende-Antenne kommen, werden an Port 3 weitergeleitet und erreichen somit nicht den Sender (rot). So entsteht ein wirksamer SWR-Schutz und Mischprodukte durch andere Signale werden vermieden.

Ein Zirkulator, bei denen ein Port mit einem Widerstand impedanzrichtig abgeschlossen ist, nennt man Isolator.

Ich habe Doppel-Zirkulatoren von Valvo verbaut. Diese haben eine Isolation zwischen Port 1 und 3 von >40db auf 432 Mhz.

Rücklauf-Auswertung (50Ohm Dummy auf der Unterseite)

An dem Abschlusswiderstand an Port 3 habe ich mit Hilfe von DD9UG eine Auswertung gebaut. Liegt an dem Widerstand eine Leistung von 1W an, entspricht das einem R/L von ca. 10db (SWR 2). Eine Schutzschaltung unterbricht dann die PTT-Signalleitung des Senders.

Weiterhin wird nach Auslösung der Schutzschaltung eine Signal-LED angesteuert und eine Signalspannung für den Raspi ausgegeben.

Über den Raspi kann man die Schutzschaltung aus der Ferne wieder "scharf" schalten. Alternativ befindet sich auf der Frontseite des 19" Einschubs auch ein Reset-Taster.

Die Zirkulatoren mussten mit Abstand zum Stahlblechgehäuse montiert werden, da sich ansonsten die Resonanzfrequenz des Zirkulators verschiebt.

Es gibt bei DB0WIZ drei 70cm Sendefrequenzen, also auch entsprechend für jeden Sender einen eigenen Zirkulator und eine eigene Rücklauf-Auswertung. Weiterhin befindet sich im Gehäuse ein 2m/70cm Duplexer, um das 2m APRS-Signal einzuspeisen.

Über das Netzwerk / Internet erhalten wir mit Hilfe des Raspi im Störungsfall Kenntnis.

Auf der Rückseite des 19" Gehäuses befinden sich sämtliche Anschlüsse. Ich habe sie entsprechend beschriftet.