Dual band vhf uhf linear verstärker

Arten von Zweiband-VHF-UHF-Linearverstärkern

Ein Zweiband-VHF-UHF-Linearverstärker arbeitet in zwei Frequenzbändern – den sehr hohen Frequenzen (VHF) und den ultrahohen Frequenzen (UHF). Diese Bänder werden manchmal als Dualband bezeichnet, da sie Signale aus beiden Bändern gleichzeitig oder nacheinander verstärken können.

Um zu verstehen, warum es für diese Bänder verschiedene Arten von Linearverstärkern gibt, hilft es, zu wissen, was jedes Band bedeutet: VHF bezieht sich auf Radiowellen mit Wellenlängen zwischen 1 Meter und 10 Metern (30 Megahertz bis 300 Megahertz), während UHF-Wellen kürzere Längen von etwa 10 Zentimetern bis 1 Meter haben (300 Megahertz bis 3 Gigahertz). Diese Übertragungen decken viele Dienste ab, wie z. B. Fernseh- und UKW-Rundfunk sowie Amateurfunk und Kommunikation im öffentlichen Bereich, wie z. B. Polizei und Feuerwehr. Einfach ausgedrückt erhöhen Linearverstärker die Leistungsstärke von übertragenen Signalen, sodass diese Kanäle größere Entfernungen ohne Störungen erreichen können, wodurch ein klarer Empfang gewährleistet wird, insbesondere dort, wo der Empfang aufgrund geringer Signalstärke schlecht ist.

Lineare VHF- und UHF-Verstärker lassen sich nach verschiedenen Kriterien kategorisieren:

• Ausgangsleistung: Modelle mit geringer Leistung (ca. 1 bis 10 Watt Ausgangsleistung) für Dienstnutzer, während Mittelleistungsmodelle (10-50 Watt Ausgangsleistung) und Hochleistungsmodelle (> 50 Watt Ausgangsleistung) für Amateurfunker und gewerbliche Anwender bestimmt sind.
• Kühlmethode: luftgekühlt (am häufigsten) oder wassergekühlt (für Hochleistungsverstärker). Außerdem werden Verstärker mit variablen Tastverhältnissen für die Übertragung verwendet, wobei das Tastverhältnis als Verhältnis der durchschnittlichen Ausgangsleistung zur Spitzenleistung definiert ist.
• Modulation: Analoge Modulation umfasst Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation und Einzelmodulation, während digitale Modulation viele Techniken wie Code Division Multiple Access (CDMA) und Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) umfasst. Es ist wichtig zu beachten, dass digitale Modulation durch Multiplexing-Techniken mit analoger Modulation kombiniert werden kann.
• Netzspannung: Diese Verstärker können eine Zwei- (115/230VAC) oder eine Einzelversorgungsspannung (230/115VAC) mit einer Frequenz von 50 oder 60 Hz verwenden.
• Montageart: Sie können im Rack oder im Schrank montiert werden.
• Umgebung: Modelle für den Innen- oder Außenbereich sind verfügbar.
• VHF-Bandabdeckung: VHF-Verstärker können unterschiedliche Abdeckungen haben, darunter alle Bänder von 30-300MHz, 50-175MHz, 50-200MHz, 144-148MHz oder 136-174MHz.
• UHF-Bandabdeckung: UHF-Verstärker haben ebenfalls unterschiedliche Bandabdeckungen, wie z. B. 400-900MHz, 406-420MHz, 450-470MHz oder 500-600MHz.

Funktion und Eigenschaften des Zweiband-VHF-UHF-Linearverstärkers

Der lineare HF-Verstärker nimmt ein schwaches Signal und erhöht dessen Stärke, um es nutzbar zu machen. Der Zweibandverstärker arbeitet gleichzeitig in zwei Frequenzbändern. Die folgenden Merkmale finden sich in VHF-UHF-Verstärkern:

• Impedanzanpassung: Der Verstärker muss eine Eingangsimpedanz haben, die der Ausgangsimpedanz des Transceivers entspricht, damit die Energieübertragung effizient ist und die Frequenzbänder VHF und UHF sind.
• Zwischenstufenfilterung: Dies entfernt harmonische Frequenzen aus dem Eingangssignal, die den Ausgang verzerren können. Die Filter sollten in beiden Frequenzbändern VHF und UHF funktionieren.
• Gewinnregelung: Mit einem variablen Gewinn kann der Bediener die Verstärkung so steuern, dass die Signale nicht verzerrt werden. Der Gewinn muss hoch genug sein, um schwache Signale klar zu machen, und niedrig genug, um Verzerrungen zu vermeiden.
• Ausgangsstufe: Eine Push-Pull-Ausgangsstufe ermöglicht es dem Linearverstärker, in beiden Frequenzbändern VHF und UHF zu arbeiten. Transistor-Ausgangsstufen mit Leistung MOSFETs oder bipolaren JFETs können eine gute Linearität und ausreichende Ausgangsleistung liefern.
• Netzteil: Das Netzteil muss eine ausreichende Spannung und Stromstärke für beide Frequenzbänder liefern und in einer tragbaren Umgebung oder einer festen Station funktionieren. Einige verwenden Wechselspannung, während andere mit der Gleichspannung betrieben werden, die in Batterien vorkommt.
• Kühlkörper und Kühlung: Der Verstärker erzeugt Wärme, während er Signale verstärkt, und VHF/UHF-Verstärker benötigen möglicherweise mehr Kühlung als HF-Verstärker, da sie mit höheren Frequenzen arbeiten. Eine ausreichende Kühlung ist erforderlich, um thermische Verzerrungen zu vermeiden.
• Schaltungen zum Schutz: Diese verhindern Schäden durch übermäßiges SWR, Spannung und Strom durch Störsignale. Sie können Sicherungen, Dioden und Leitungsschutzschalter umfassen.
• Kompakte Größe: VHF- und UHF-Verstärker müssen klein und tragbar sein, da sie oft bei Feldeinsätzen wie mobilem Betrieb, Notfallkommunikation oder Wettbewerben eingesetzt werden, wo der Platz begrenzt ist.
• Robuste Konstruktion: VHF/UHF-Verstärker müssen den Strapazen des Reisens und der Witterungseinflüsse standhalten. Dies erfordert stoßfeste Komponenten und ein Gehäuse, das sowohl leicht als auch robust ist.

Einsatzszenarien des Zweiband-VHF-UHF-Linearverstärkers

Der globale Markt für Linearverstärker hatte im Jahr 2021 einen Wert von 652,34 Millionen US-Dollar und soll bis 2030 einen Wert von 899,59 Millionen US-Dollar erreichen, wobei er von 2022 bis 2030 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 3,3 % wächst.

Ein Verstärker für Dualband-VHF und UHF kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, darunter:

• Funkkommunikation: Linearverstärker erhöhen die Ausgangsleistung von Amateur-(Ham-)Funktreceivern, sodass Funker in der VHF- und UHF-Band über größere Entfernungen kommunizieren können.
• Rettungsdienste und öffentliche Sicherheit: Viele Polizei-, Feuerwehr- und Rettungsdienste verwenden VHF- und UHF-Funkgeräte. In diesen Bändern gibt es oft Bereiche mit schwachen Signalen. Ein Verstärker kann dazu beitragen, dass wichtige Einsatzkräfte schlechte Abdeckungsbereiche überwinden.
• UKW-Rundfunksender: Viele UKW-Rundfunksender verwenden VHF/UHF-Linearverstärker, um ihr Signal zu verstärken, sodass es von mehr Menschen klar empfangen werden kann. Schwache Signale hindern Hörer daran, auf diese wichtigen Informationsquellen während Notfällen oder öffentlichen Warnungen zuzugreifen.
• Kommerzielle Zweiwege-Funksysteme: Unternehmen verwenden kommerzielle Funkgeräte, die auf VHF/UHF-Kanälen arbeiten. Linearverstärker verbessern die Abdeckung in großen Gebäuden, ländlichen Gebieten oder anderen Orten, an denen schwache Signale die Kommunikation zwischen Teammitgliedern erschweren.
• Satellitenkommunikation: Verstärker werden oft verwendet, um sicherzustellen, dass Signalübertragungen zwischen Erdstationen/Satelliten trotz atmosphärischer Störungen oder Entfernungsdämpfung, die bei der Übertragung durch den Weltraum auftreten, klar empfangen werden können. Dies ist entscheidend für Systeme, die Telefonie, Rundfunk oder Datenübertragung beinhalten. All diese Anwendungen benötigen zuverlässige Systeme, die VHF/UHF-Linearverstärker verwenden. Sie ermöglichen es, klare Signale ohne Degradation über große Entfernungen zu übertragen, wodurch erfolgreiche Kommunikationsverbindungen zwischen Satelliten und Bodenstationen gewährleistet werden.

Wie Sie einen Zweiband-VHF-UHF-Linearverstärker auswählen

Bei der Auswahl eines Verstärkers ist es wichtig, einen zu wählen, der für die Art der Kommunikation geeignet ist. Das Gerät sollte auch die behördlichen Standards des Landes, in dem es verwendet wird, erfüllen.

Beachten Sie die folgenden Faktoren:

• Frequenzabdeckung: Stellen Sie sicher, dass der Verstärker den gesamten Frequenzbereich der verwendeten Geräte abdeckt. Berücksichtigen Sie die Benutzerbedürfnisse und Anwendungen, um zu entscheiden, ob ein Einband- oder Mehrbandgerät besser geeignet ist. Stellen Sie sicher, dass es die Bänder VHF, UHF und HF abdeckt, falls zutreffend.
• Ausgangsleistung: Dies beeinflusst die Fähigkeit des Verstärkers oder Signals, eine lange Distanz zu erreichen. Berücksichtigen Sie die Benutzerbedürfnisse und Kommunikationsziele, um die geeigneten Leistungsstufen zu bestimmen. Das Gerät sollte in der Lage sein, Signale auf mindestens 100 Watt zu verstärken.
• Linearität und Effizienz: Wählen Sie einen Verstärker mit guter Linearität, um Signalverzerrungen zu minimieren. Effiziente Designs maximieren die Batterielaufzeit oder die Laufzeit des Netzteils in tragbaren oder Remote-Anwendungen.
• Art der Transistoren: Verstärker, die Bipolartransistoren verwenden, haben andere Eigenschaften als solche, die Feldeffekttransistoren verwenden. FETs sind linear und haben eine geringe Rauschzahl, was sie für Kommunikationsverbindungen geeignet macht, während BJTs eine bessere Ausgangsleistung und RF-Treiberkapazitäten bieten, was sie ideal für allgemeine Anwendungen macht.
• Verstärkung: Dieser Faktor bezieht sich auf die Fähigkeit des Verstärkers, die Signalstärke zu erhöhen. Wählen Sie ein Gerät mit ausreichender Verstärkung, um schwache Signale zu verstärken, ohne Rauschen oder Verzerrungen einzuführen.
• Modulationsfähigkeit: Berücksichtigen Sie die Modulationsmodi, die der Linearverstärker verarbeiten kann. Wählen Sie ein Gerät, das die in der Anwendung verwendeten Modulationsschemata unterstützt, egal ob analog oder digital.
• Netzteil: Diese Geräte verwenden eine große Bandbreite an Netzspannungen. Achten Sie darauf, einen Verstärker zu wählen, der der verfügbaren Versorgungsspannung entspricht und die Leistungsanforderungen der Anwendung erfüllt.
• Größe und Gewicht: Platzbeschränkungen und Installationsumgebung beeinflussen diese Faktoren. Berücksichtigen Sie tragbare oder feste Installationen, um die passende Größe und das passende Gewicht des Geräts zu wählen.
• Umweltschutz: Stellen Sie sicher, dass der Schutzgrad des Verstärkers für die Einsatzumgebung geeignet ist, um einen zuverlässigen Betrieb unter widrigen Bedingungen zu gewährleisten.

F&A

F: Welche Probleme kann der VHF-Verstärker lösen?

A: Er ist nützlich, wenn man versucht, in abgelegenen Gebieten mit geringem Mobilfunkempfang zu kommunizieren (zu senden und zu empfangen). Er hilft, das verfügbare Signal zu verstärken, so dass Menschen mit Rettungsdiensten oder anderen Personen in Kontakt treten können. Er ist auch gut für die Verwendung von Handfunkgeräten. Menschen können ihr Signal verstärken, um die Reichweite des Funkgeräts zu erhöhen.

F: Wie wirkt sich die Verstärkung auf die Reichweite des Signals aus?

A: Modelle mit höherer Ausgangsleistung oder fortschrittlicheren Funktionen können eine größere Reichweite oder mehr Flexibilität bieten. Alle Verstärker benötigen jedoch eine gute Antennensystem, um ihre beste Leistung zu erbringen. Benutzer müssen außerdem alle geltenden Regeln befolgen, um die Kommunikation legal und sicher zu halten.

F: Was ist der Unterschied zwischen VHF und UHF?

A: VHF (sehr hohe Frequenz) und UHF (ultrahohe Frequenz) sind beide Funkfrequenzbereiche. VHF-Frequenzen reichen von 30 bis 300 MHz, während UHF-Frequenzen von 300 MHz bis 3 GHz reichen. VHF-Signale breiten sich über längere Strecken aus und durchdringen Hindernisse besser, daher sind sie ideal für Gebiete mit weniger Sendemasten. UHF-Signale haben kürzere Wellenlängen, die es ermöglichen, mehr Signale von konzentrierten Sendemasten zu senden. Daher ist UHF besser für städtische Gebiete geeignet.

F: Gibt es eine systematische Methode, um einen Verstärker auszuwählen?

A: Ja. Finden Sie zunächst den Gewinn des Systems oder die Signalverstärkung ohne Störungen heraus. Bestimmen Sie die verwendeten VHF- und UHF-Frequenzen. Überprüfen Sie die maximale Ausgangsleistung, d. h. die Leistung, die an die Antenne übertragen wird. Ermitteln Sie die Isolation des Verstärkers, d. h. die Trennung zwischen Eingangs- und Ausgangssignalen.