www.radartutorial.eu Grundlagen der Radartechnik

Diplexer/Filter

Dummy-Load abstimmbare Umwegleitung erster -3dB-Koppler zweiter -3dB-Koppler
Bild 1: Teil des Diplexers in einer ASR-910

Pseudokohärente Mehrfrequenzradargeräte mit mehreren Hochleistungsoszillatoren als Sender (POT) benötigen zur effektiven Arbeit einen Diplexer.

Der Diplexer ist eine Frequenzweiche und hat die Aufgabe, zwei Kanäle unterschiedlicher Frequenz (also zwei Sender und zwei Empfänger) so zu entkoppeln, dass diese an einer Antenne betrieben werden können. (Im Gegensatz dazu schaltet ein Duplexer Signale gleicher Frequenz!) Die Sendeenergie eines jeden Senders muss zur Antenne geleitet werden und die jeweiligen Echosignale an die dazugehörigen Empfänger verteilt werden.

Dabei sollen die Signale im Durchgang möglichst gering bedämpft werden und die Entkopplung zwischen beiden Kanälen sollte möglichst groß sein.

Besondere Vorteile eines Diplexers aus Hohlleiterabschnitten sind einmal die hohe Leistungsfestigkeit und zum anderen ist auch ein einfacher Frequenzwechsel durch Veränderung der Längen der Umwegleitungen möglich.

Diplexer Dummy-Load nichtabstimmbare Umwegleitung (nur zur Demonstration gezeichnet) abstimmbare Umwegleitung erster -3dB-Koppler zweiter -3dB-Koppler
Bild 2: Prinzip eines Diplexers

Der Diplexer besteht im Wesentlichen aus zwei -3 dB- Kopplern und zwei verschieden langen Leitungen aus Hohlleiterstücken. Die Wegdifferenz beider Leitungen Δl = l2- l1 muss so gewählt werden, dass für beide Frequenzen eine optimale Leistungsanpassung entsteht. In der Praxis werden diese Umwegleitungen mit einem sehr großen Vielfachen der Wellenlänge dimensioniert, da sich auch kleinere Phasendifferenzen dann vervielfachen und das Filter dadurch eine schmalere Durchlasskurve erhält. Leider wird dadurch der Diplexer aber auch für mehrere andere Frequenzen durchlässig, die, wenn sie im Spektrum der Senderöhre auftreten können, dann durch ein zusätzliches Filter unterdrückt werden müssen.

Ein weiterer Grund für die Nutzung einer mehrfachen Wellenlänge ist, dass dadurch der installierte Frequenzabstand zwischen A- und B- Frequenz verringert wird. Dieser Frequenzabstand ist hier konstruktiv vorgegeben und lässt sich auch nicht mehr durch ein Abstimmen optimieren.

Gerade bei der ASR-910 ist diese Abstimmung sehr kritisch, da die Zwischenfrequenz auch in der Nähe des Frequenzabstandes liegt und deshalb der StaLo des B-Empfängers auf der A-Frequenz stören kann. Wenn es gar nicht mehr anders geht, dann kann der StaLo auch als „hochliegender” Oszillator umgestimmt werden. Allerdings muss dann auch der Motor der AFC umgepolt (umgelötet) werden. (Für einen Verbesserungsvorschlag, statt dessen einen einfachen Polaritätsumschalter einzubauen, hatte ich nicht mehr genügend Restdienstzeit.)