Spiegelfrequenz

Als Spiegelfrequenz (auch Spiegelempfangsfrequenz) bezeichnet man beim Überlagerungsempfänger die unerwünschte zweite Empfangsfrequenz im Abstand der doppelten Zwischenfrequenz f_ZF zur gewünschten Empfangsfrequenz.

Spiegelfrequenzempfang kann durch ausreichend geringe Bandbreite beziehungsweise hohe Selektion der abgestimmten (veränderlichen) Vorkreise (Filter) zwischen Antenne und Mischstufe sowie durch Abschirmung der Mischstufe unterdrückt werden.

Ursache

Darstellung im Frequenzbereich

Beim Überlagerungsempfänger wird die Empfangsfrequenz f_E1 mit der Frequenz f_LO des Lokaloszillators auf eine meist tiefere Zwischenfrequenz f_ZF gemischt und dort weiterverarbeitet. Der Grund ist, dass die niedrigere Zwischenfrequenz einfacher gefiltert und verstärkt werden kann. Für diesen erwünschten Fall gilt

f_ZF = f_E1 − f_LO

Die Filter am Mischerausgang können aber keine Vorzeichen unterscheiden, deshalb würde eine zweite Kombination

f_ZF = f_LO − f_E2

die gleiche Zwischenfrequenz erzeugen. Erzeugt der Oszillator die Frequenz 2,0 MHz, können bei einer Zwischenfrequenz von 455 kHz und fehlender Vorselektion die beiden Frequenzen

$f_\mathrm{E1} = f_\mathrm{LO} + f_\mathrm{ZF} = 2{,}455\, \mathrm{MHz}$

und

$f_\mathrm{E2} = f_\mathrm{LO} - f_\mathrm{ZF} = 1{,}545\, \mathrm{MHz}$

gleich gut empfangen werden. Beide Empfangsfrequenzen unterscheiden sich um $2 \cdot f_\mathrm{ZF} = 910\, \mathrm{kHz}$.

Diese Zweideutigkeit ist im Regelfall unerwünscht, deshalb muss mindestens ein ausreichend trennscharfer Filter (Schwingkreis) die gewünschte Frequenz selektieren.

Mischung im Zeitbereich:

$r(t) = s(t)\cdot \cos(2\pi f_\mathrm{M} \cdot t) = s(t)\cdot \frac{1}{2}\cdot(e^{j 2\pi f_M t}+e^{-j 2\pi f_M t})$

Nach der Mischung ergibt sich für das Frequenzband:

$R(f)= S(f) \ast \frac{1}{2}\cdot \Big(\delta(f_\mathrm{L0}+f_\mathrm{ZF}) + \delta(f_\mathrm{L0}-f_\mathrm{ZF}) \Big)$

$R(f)=\frac{1}{2}\cdot \Big(S(f_\mathrm{L0}+f_\mathrm{ZF})+S(f_\mathrm{L0}-f_\mathrm{ZF}) \Big)$

Spiegelfrequenzdämpfung

Das Verhältnis des Signals bei der Empfangsfrequenz und bei der Spiegelfrequenz wird als Spiegelfrequenzdämpfung oder auch Spiegelfrequenzunterdrückung bezeichnet und gehört zur Weitabselektion. Bei professionellen Empfängern sind Werte zwischen 60 und 70 dB üblich, in Geräten der Unterhaltungselektronik können die Werte auch deutlich darunter liegen.

Spiegelfrequenzabstand

In vielen Fällen liegt die Zwischenfrequenz unterhalb der Frequenz des Lokaloszillators. Dann beträgt der Spiegelfrequenzabstand

$\Delta f = |f_{E1} - f_{E2}| = 2 \cdot f_{ZF}$

und entspricht der doppelten Zwischenfrequenz.

Liegt die Zwischenfrequenz jedoch oberhalb der Überlagerungsfrequenz, beträgt der Spiegelfrequenzabstand

$\Delta f = |f_{E1} - f_{E2}| = 2 \cdot f_{LO}$

Literatur

• H. H. Meinke, F. Gundlach: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik. 5. Auflage, Springer, Berlin, 1992, ISBN 3-540-54717-7.
• H.-J. Pietsch: Kurzwellen-Amateurfunktechnik. Franzis, München, 1979, ISBN 3-7723-6591-4.