Design-Grundlagen:
Bei der Messung der rohen, ungefilterten PA waren die Werte für die Harmonischen:
| Frequenz | Dämpfung nach der PA | fehlend auf -45 dB | |
| Grundwelle | 18 MHz | ||
| Grundwelle | 21 MHz | ||
| 2.Harmonische | 36 MHz | -39 | -6 |
| 2.Harmonische | 42 MHz | -43 | -2 |
| 3.Harmonische | 54 MHz | -17 | -28 |
| 3.Harmonische | 63 MHz | -17 | -28 |
Üblicherweise mache ich 7-pol Filter. Obige Werte könnten aber auch mit einem 5-pol Filter erreichbar sein. Das hätte den Vorteil einer geringeren Durchgangsdämpfung, was in einer 1kW PA sehr wichtig ist.
Mit RFsim99 wurde folgendes Filter entworfen:
Rechnerisch ist die Dämpfung auf allen oben angegebenen Frequenzen besser als gefordert.
praktischer Aufbau:
zunächst als Filter mit einzelnen Kondensatoren:
und mit je 2 in Reihe geschalteten Kondensatoren:
für 100pF ... 330pF in Reihe mit 150pF
für 220pF ... 330pF in Reihe mit 680pF
Man sieht dass die Reihenschaltung der Kondensatoren (FKP1) eine positive Wirkung auf die Filterqualität hat. (Eine Parallelschaltung ist übrigens nicht möglich, ich habe das getestet und die Durchlassdämpfung wurde zu schlecht).
Egal welcher Aufbau, die in obiger Tabelle geforderten Werte werden mit Reserve erfüllt, die gesetzlichen Vorschriften sollten im Zusammenspiel mit der PA mit ca. 8dB Reserve erfüllt werden.
Die Durchgangsdämpfung ist 0,2dB. Das bedeutet, dass bei 1kW Sendeleistung nur mehr 46 Watt verloren gehen. Besser gehts kaum und liegt sicher auch schon in den Messungenauigkeiten.
Interessant ist der Vergleich zwischen idealen gerechneten Werten und den realen Praxisergebnissen:
| Frequenz | gerechnet | gemessen |
| 36 MHz | -11,2 | -14,7 |
| 42 MHz | -19 | -24 |
| 53 MHz | -30,9 | -37,4 |
das Filter ist besser als es sein sollte. Das kommt durch Toleranzen (vor allem der Spulen) die dem Filter eine leicht andere Charakteristik geben.
Reflexionsdämpfung:
berechnet: ca. -30dB
gemessen: ca. -23dB
die Reflexionsdämpfung ist extrem abhängig von Bauteiltoleranzen. Der Wert von besser als -20dB ist für mich ok.
Messungen am Antennenausgang:
jetzt wurde es spannend. Schließe ich obiges Filter an die PA an und messe das Spektrum am Antennenanschluss, wie wird das Ergebnis sein.
Hier das Ausgangssignal auf dem 15m Band (21 MHz):
die 2.Harmonische bei 42 MHz ist um 63dB gedämpft und die dritte bei 63 MHz um 58 dB. Damit ist das Ausgangssignal deutlich besser als die gesetzlichen -40dB und die von mir gewünschten -45 dB. (zum Vergleich, rechnerisch ergäbe sich: 62dB und 57dB, das ist fast genau der gemessene Wert).
Und hier das 17m Band:
Erwartungsgemäß sind die Dämpfungswerte nicht so hoch wie auf 15m, weil das Filter für das 17m Band zu hoch liegt. Aber wir müssen aufgrund des Aufwands zwei Bänder kombinieren.
die 2.Harmonische bei 36 MHz ist um 41,5 dB gedämpft und die dritte bei 54 MHz um 59 dB. Damit erfüllt das Ausgangssignal die gesetzlichen -40dB gerade so, die von mir gewünschten -45 dB zwar nicht, jedoch ist das Ergebnis im Vergleich zum Aufwand akzeptabel. Die rechnerischen Werte sind hier deutlich anders. Das kommt daher, dass die 2.Harmonische aus der PA größer wird sobald das Filter angeschlossen ist (im Vergleich zur Dummyload).
Betriebstemperatur:
die FKP1 Kondensatoren erwärmen sich bei 1 Minute Dauerträger auf ca. 40 Grad. Etwas Kühlluft kann nicht schaden. Man könnte auch Glimmer-Cs verwenden, diese haben aber nur 500V Spannungsfestigkeit was mir zu knapp ist. Glimmer-Cs mit 2 oder 3kV gibt es auch, aber bei einem Stückpreis von 5 bis 10 Euro hört der Spaß auf. Für SSB Betrieb sind die FKP1 auf jeden Fall sehr gut zu gebrauchen. Die T106-6 Kerne erwärmen sich kaum, sind also groß genug dimensioniert.