Sender(-technik)

Grundlegendes
Vereinfacht gesagt ist ein Sender ein elektrischer Schaltkreis, welcher elektromagnetische Schwingungen erzeugt und über eine Antenne an die Umwelt abgibt. Der einfachste Sender wandelt niederfrequente Schwingungen des Sprachbereiches (30 bis 3000 Hz) in hochfrequente, sendefähige Schwingungen um. Es handelt sich hierbei also um eine Analog-Übertragung. Angefangen hat alles mit Sendern zur Übermittlung von Morsezeichen. Sprach-, Text- und Bild-Übertragung erfordert immer Zusatzgeräte und Einrichtungen, zur Wandlung der Quellensignale (zum Beispiel Sprache) in elektromagnetische, niederfrequente Schwingungen (Modulator).

Komponenten eines Senders
Im nachfolgenden, wollen wir beispielhaft die einzelnen Komponenten eines Senders zur Sprachübertragung betrachten. Die Grafik zeigt ein sogenanntes Blockschaltbild, eine schematische Darstellung der Sender-Komponenten. Schematisch deswegen, weil ein detailliertes elektronisches Schaltbild den Rahmen sprengen würde, und zudem nur fachlich versierten Lesern verständlich ist.

Mikrofon und NF-Verstärker
Das Mikrofon wandelt die akkustischen Wellen der Sprache (zwischen 30 und 3000 Hz) in eine Wechselspannung gleicher Frequenz um. Der nachgeschaltete NF-(Niederfrequenz-) Verstärker verstärkt das Wechselspannungs-Signal möglichst linear, das heisst ohne Verzerrung oder Veränderung des Signals.

Oszillator
Eine aktive elektromagnetische Komponente (Schwingkreis) erzeugt eine elektromagnetische Schwingung, welche schon die eigentliche Sendefrequenz besitzt. Ein Oszillator kann entweder durch Quarze oder durch eine PLL (Phase Locked Loop, Phasenrückkopplung) genannte Mikroprozessorschaltung gesteurt werden. Mit Quarzen werden üblicherweise Sender für Einzelfrequenzen (Kanalgeräte) betrieben, PLLs können eine mehr oder weniger große Bandbreite an Frequenzen erzeugen (Multikanal- oder Frequenzband-Sender).

Mischer/Modulator
Im Mischer/Modulator werden die hochfrequenten Signale des Oszillators mit den niederfrequenten Signalen aus dem Mikrofon gemischt zu einem einzigen hochfrequenten, aber noch schwachen sendefähigen Signal. Es gibt viele Möglichkeiten, wie Amplituden- oder Frequenz-Modulation, welche in einem eigenen Kapitel erläutert werden. Je nach Modulationsart ist der Modulator mehr (SSB/FM) oder weniger komplex (AM, CW) aufgebaut.

HF-Verstärker und Antenne
Jeder Sender besitzt einen internen Verstärker des Signales, welches im Mischer/Modulator erzeugt wird. Je nach Geräteart und verfügbarer Stromversorgung fällt diese Verstärkung mehr oder weniger groß aus. Es kann jederzeit ein externen HF-Verstärker (sogenannte Endstufe, im CB-Funk-Jargon auch "Brenner" bzw "Nachbrenner" genannt) am Senderausgang nachgeschaltet werden.
Die Antenne ist keine Senderkomponente, und wird über eine Draht-Verbindung mit dem Sender verbunden und hat die Aufgabe, die am Senderausgang entstehenden hochfrequenten Signale an die Umwelt abzustrahlen.

Bei hohen Frequenzen: Skin-Effekt
Ein elektrischer Grundsatz lautet: Mit zunehmender Frequenz verlagert sich der Elektronen-Strom an die Oberfläche eines Leiters (Skin-Effekt). Dies bedeutet, das zum Beispiel im Kurzwellenbereich die Signale eines Senders durch einen Kupferleiter fliessen. Bei Frequenzen im Gigahrtz-Bereich fliessen die Elektronen der Funksignale an der Oberfläche eines Kabels oder Leiters. Das bedeutet wiederum, das Sender mit zunehmender Frequenz wesentlich komplexer aufzubauen sind. Im Gigahertz-Bereich werden zum Beispiel Hohlleiter anstatt Kupferleitungen verwendet. Lang-, Mittel- und Kurzwellensender können relativ problemlos mit herkömmlicher Elektronik aufgebaut werden.