Wenn ich eine hochwertige Mehrbandantenne habe und ich einen Arbeitsplatz für mehrere Transceiver einrichten muss, ist der Triplexer eine sehr interessante Lösung. Er ermöglicht es, das gemeinsame Antennensystem nach Frequenz zu trennen, damit die einzelnen Radios gleichzeitig auf verschiedenen Bändern arbeiten können. Daher hat er die größte Bedeutung im Wettbewerb, bei SO2R, Multi-Op-Stationen, Field Day oder DX-Expeditionen.
Wichtig ist jedoch, dass der Triplexer nicht nur ein „Splitter“ oder ein Hochfrequenzverteiler ist. Es handelt sich um ein frequenzselektives Filtersystem. Und gerade die Qualität der Filter, deren Dämpfung im Durchlassbereich und vor allem die Isolation zwischen den einzelnen Ports entscheiden darüber, ob die resultierende Anordnung tatsächlich verwendbar ist.
In diesem Artikel erfahren Sie
Was ist ein Triplexer?
Ein Triplexer ist ein passives HF-Gerät mit einem gemeinsamen Antennenport und drei Bandports. Das Sendesignal eines einzelnen Transceivers gelangt über den entsprechenden Filterzweig in die gemeinsame koaxiale Leitung und weiter zur Mehrbandantenne. Beim Empfang funktioniert das System umgekehrt – das Signal von der Antenne gelangt je nach Frequenz zum entsprechenden Port.
Eine typische Konzeption besteht aus drei Filtern: einem Tiefpass, einem Bandpass und einem Hochpass. Bei einem klassischen Triplexer für 20, 15 und 10 m lässt also ein Zweig 20 m, der andere 15 m und der dritte 10 m durch. Die Filtercharakteristiken werden so entworfen, dass die einzelnen Bänder möglichst gut getrennt werden.
Das Ergebnis ist eine Situation, in der ich beispielsweise drei Transceiver an einer Tribandantenne anschließen kann. Jeder von ihnen sieht hauptsächlich sein Arbeitsband, während das gemeinsame Koaxialkabel und die Antenne allen drei Geräten dienen.
Ist es wert, über einen Triplexer nachzudenken?
Bei gewöhnlichem Amateurfunkbetrieb ist ein Triplexer keine Notwendigkeit. Wenn ich einen Transceiver habe und mehrere Antennen verwenden kann, ist das klassische Antennenwechseln einfacher. Die Situation ändert sich jedoch bei SO2R und Contesten. Dort möchte ich beispielsweise auf 20 m senden und gleichzeitig auf 15 oder 10 m hören, ohne für jeden Transceiver eine separate Antenne verwenden zu müssen.
Ein Triplexer kann die Antenneninfrastruktur erheblich vereinfachen. Eine Triband-Yagi kann mit einem einzigen Koaxialkabel angeschlossen werden, und die einzelnen Bänder werden erst bei den Geräten im Shack aufgeteilt. Bei geeigneter Konfiguration kann ich so aus einer Antenne drei separat nutzbare Bandports erstellen.
Der Vorteil zeigt sich auch bei Stationen, wo die Anzahl der Masten, Koaxialkabel oder Antennen begrenzt ist. Es ist günstiger, einen Mast und eine Antenne zu haben als drei Masten mit drei Antennen, ganz zu schweigen von den Kosten für das Grundstück. Im Contesting gewinne ich zudem die Möglichkeit, mit einer Antenne von mehreren Radios aus zu arbeiten, ohne mechanisch die Bänder umzuschalten.
Tipp: gleichzeitiger Betrieb auf mehreren Bändern
Die interessanteste Verwendung des Triplexers sehe ich gerade im gleichzeitigen DX-Betrieb. Stellen wir uns einen Tribander für 20, 15 und 10 m und drei Transceiver vor. Das erste Radio arbeitet auf 20 m, das zweite auf 15 m und das dritte auf 10 m. Jedes Radio ist an den entsprechenden Port des Triplexers angeschlossen, und alle drei Ports teilen sich eine Antenne.
In der Praxis kann man jedoch einen Triplexer nicht mit einem vollständigen System zum Schutz gegen Interaktionen zwischen den Radios verwechseln. Die bloße Trennung der Filter reicht oft nicht aus. Ein starker Sendesignal von einem Transceiver kann durch unzureichende Isolation in den Empfänger eines anderen Radios eindringen. Daher wird in hochwertigen Contest-Setups der Triplexer zusammen mit Bandpassfiltern (BPF) an den einzelnen Ports verwendet.
Dies ist besonders wichtig bei leistungsstarken Stationen. Auch wenn der Triplexer beispielsweise Dutzende von Dezibel Isolation bietet, bleibt bei einer Leistung von 100 W nach einer solchen Isolation immer noch ein relativ starkes Signal. Bei höherer Sendeleistung ist das Problem noch ausgeprägter. BPF bietet daher eine zusätzliche Selektivität direkt vor dem Transceiver und verringert das Risiko einer Überlastung des Empfängers, Blockierung und Intermodulationsprodukte.
Schwierigkeit des Aufbaus eines Triplexers
Auf den ersten Blick mag es scheinen, dass der Triplexer ein einfacher LC-Schaltkreis ist. Konstruktiv ist es jedoch ein wesentlich anspruchsvolleres Gerät. Es reicht nicht aus, einen guten Signalfluss in drei Betriebsfrequenzen zu erreichen. Gleichzeitig muss eine ausreichende Isolation zwischen allen Ports, ein niedriger SWR, ein geringer Einfügedämpfung und stabile Parameter bei realer Last sichergestellt werden.
Bei der Planung beeinflussen sich die einzelnen Filter gegenseitig. Alle treffen sich an einem gemeinsamen Antennenpunkt, und eine Änderung der Impedanz eines Zweigs kann sich auf die anderen beiden auswirken. Daher kann ich beim Abstimmen des Triplexers die einzelnen Filter nicht völlig isoliert betrachten.
VA6AM pri svojej konštrukcii používa trojicu filtrov typu LPF, BPF a HPF mit Resonanzspeichern für weitere Bänder. Gerade diese Speicher helfen, die Isolation zwischen den einzelnen Ports zu erhöhen. Beim Abstimmen ist es auch notwendig, den richtigen Abschluss der anderen Ports mit 50 Ω Lasten sicherzustellen. Der Hersteller weist ausdrücklich darauf hin, dass die Abstimmung bereits mit dem in einem Metallgehäuse montierten Triplexer erfolgen sollte.
Bei meiner eigenen Konstruktion würde ich daher VNA als grundlegende Messausrüstung betrachten. Ohne die Messung von S11 und S21 kann ein Filter zwar experimentell aufgebaut werden, aber es ist sehr schwierig, die endgültige Isolation zwischen allen drei Ports zuverlässig zu überprüfen. Bei höheren Leistungen kommen weitere Anforderungen an die Spannungs- und Strombelastbarkeit der Kondensatoren, die Erwärmung der Spulen und die mechanische Ausführung hinzu.
Beispiele für Schaltungen
Die bekannteste Anwendung ist der Triplexer für 20, 15 und 10 m. Diese Kombination wird häufig mit einer Tribander-Yagi in Contest-Stationen verwendet. Es gibt jedoch auch andere Kombinationen. Niedrigband-Systeme bietet beispielsweise Triplexer für 80, 40 und 20 m an, während VA6AM auch entwickelt hat WARC triplexer pre 30, 17 a 12 m.
| Konfiguration | Typische Verwendung | Antenne |
|---|---|---|
| 20 / 15 / 10 m | SO2R, Contesting, Field Day, DX-Expeditionen | Tribander Yagi |
| 80 / 40 / 20 m | Mehrband-KW-Station | Mehrbandantenne |
| 30 / 17 / 12 m | WARC-Betrieb | Mehrbandantenne |
Die Antenne selbst muss für die verwendeten Bänder geeignet sein. Der Triplexer ist kein Ersatz für einen Antennentuner. INRAD Zum Beispiel wird direkt angegeben, dass sein HF-Triplexer für einen Tribander gedacht ist, der einen niedrigen SWR in allen drei Bändern hat, und nicht für einen Zufallsleiter oder eine andere deutlich nicht resonante Antenne, die an einen Tuner angepasst werden müsste.
Ein interessantes Beispiel ist System 4O3A. Dieser verwendet einen Hochleistungs-Combiner zusammen mit Bandfiltern für 20, 15 und 10 m. In diesem Konzept ist der Combiner selbst nicht für den eigenständigen Betrieb gedacht; Das vollständige System besteht aus dem Combiner und dem entsprechenden BPF. Der Hersteller bietet auch Lösungen an, mit denen die Dreibandkonfiguration um weitere Bänder erweitert werden kann.
KW-Triplexer: praktische Demonstration
Übersicht der Triplexer-Hersteller
Zu den bekannten Lösungen gehören VA6AM-Projekte, Niedrigband-Systeme, 4O3A-Signatur, INRAD und Dunestar. VA6AM widmet sich eigenen Niedrig- und Hochleistungs-Triplexern und veröffentlicht auch Konstruktions- und Abstimmverfahren. Low Band Systems bietet Triplexer und andere Multiplexer in verschiedenen Leistungsklassen an. 4O3A konzentriert sich insbesondere auf Hochleistungs-Contest-Systeme.
INRAD gehört zu den älteren bekannten kommerziellen Lösungen für 20, 15 und 10 m, und Dunestar bot einen Triplexer an, der auf dem von K6KV in QST veröffentlichten Konzept basiert. In letzter Zeit beschäftigen sich auch neuere Projekte mit dem Thema, wie zum Beispiel SO9I Engineering, die den Triplexer als Teil eines umfassenderen Systems für SO2R und Mehrband-Antennensysteme betrachten.
Zusammenfassung
Ein KV-Triplexer macht Sinn, wenn ich aus einer geeigneten Mehrbandantenne mehrere unabhängig nutzbare Bandanschlüsse erstellen möchte. Sein größter Nutzen zeigt sich bei SO2R, Multi-Op Contesting, Field Day und DX-Expeditionen, wo ich gleichzeitig auf mehreren Bändern arbeiten muss.
Es ist jedoch wichtig, den Triplexer als Teil des gesamten Filtersystems zu betrachten. Der Triplexer selbst muss möglicherweise nicht genügend Isolation zwischen den Transceivern bieten. Daher werden bei anspruchsvoller Betriebsweise auch BPF an den einzelnen Anschlüssen verwendet. Bei der Planung oder dem Bau sollten nicht nur der Einfügedämpfung, sondern vor allem die Isolation zwischen den Bändern, SWR, Leistungsbelastbarkeit und Stabilität der Parameter beachtet werden.
Für den Funkamateur, der eine hochwertige Tribander-Yagi hat und das Maximum daraus herausholen möchte, kann der Triplexer eine sehr effektive Lösung sein. Für eine normale Einbandstation ist seine Komplexität jedoch oft nicht gerechtfertigt. Entscheidend ist also nicht, ob der Triplexer 'funktioniert', sondern ob er ein spezifisches Problem im Antennensystem besser löst als eine einfachere Lösung.