Jouw portable onder het mes:
Spectrum-analyse VHF/UHF handportable
Een geleid invulpracticum van meetopstelling tot interpretatie tot conclusie. Je leest een spectrum analyzer af, bereken dBc-waarden, vergelijkt met de Europese norm en leert wat harmonischen zeggen over de spectraalzuiverheid van jouw zender.
- Theorievoorbereiding — spectrum analyzer, attenuatoren, harmonischen
- Veiligheidsprotocol — de gouden regel vóór elke meting
- Meetopstelling — opstelling, verbindingen, instellingen
- Het scherm lezen — parameters, assen, markers
- Meting & invul — jouw meetwaarden noteren
- Berekeningen — dBm, dBc, attenuatorcorrectie
- Normtoetsing — vergelijking met ITU-R SM.329 / EN 301 783
- Trend & vergelijking — meerdere toestellen of vermogens
- Conclusie & evaluatie — jouw bevindingen
Theorievoorbereiding
1.1 Spectrum analyzer vs. oscilloscoop
Een oscilloscoop toont een signaal in het tijddomein: horizontale as = tijd, verticale as = spanning (V). Je ziet hoe het signaal golft door de tijd.
Een spectrum analyzer toont datzelfde signaal in het frequentiedomein: horizontale as = frequentie (Hz of MHz), verticale as = vermogen (dBm). Elke frequentiecomponent verschijnt als een afzonderlijke piek met zijn eigen sterkte. De wiskundige brug is de Fourier-transformatie.
| Eigenschap | Oscilloscoop | Spectrum analyzer |
|---|---|---|
| Domein | Tijddomein | Frequentiedomein |
| Horizontale as | Tijd (s, ms, µs) | Frequentie (Hz, MHz) |
| Verticale as | Spanning (V) | Vermogen (dBm) |
| Toont | Golfvorm, faseverschuiving | Frequentie-inhoud, harmonischen, spuri |
| Typisch gebruik | Signaalvorm, timing | Harmonischen, EMC, spectrale zuiverheid |
1.2 Harmonischen — de onvermijdelijke bijproducten
Een ideale zender produceert één zuivere sinusgolf op frequentie f₀ (de grondtoon of draaggolf). In de werkelijkheid zijn transistors, versterkertrappen en andere componenten niet perfect lineair — ze vervormen het signaal een klein beetje. Die niet-lineariteit heeft een wiskundig voorspelbaar gevolg: er ontstaan harmonischen, bijkomende sinusgolven op exacte veelvouden van de grondfrequentie.
f₀grondfrequentie (draaggolf) — de gewenste uitzendfrequentienharmonischorde: 2, 3, 4, ... (alleen positieve gehele getallen)voorbeeldf₀ = 145,500 MHz → 2e harm. = 291,000 MHz · 3e harm. = 436,500 MHzLET OPDe 3e harmonische van 2m (144–146 MHz) valt in de 70cm-band (430–440 MHz)!Een akoestische gitaar produceert ook boventonen: naast de grondtoon klinken er hogere frequenties mee die de klankkleur bepalen. Bij een zender wil je die boventonen (harmonischen) zo zwak mogelijk houden, omdat ze andere diensten kunnen storen.
Naast echte harmonischen (exact op n×f₀) kan een zender ook spurious emissies produceren op andere frequenties: afkomstig van de interne PLL/VCO-synthesizer, mengproducten of intermodulatie. Een piek op een afwijkende frequentie (meer dan enkele kHz van de verwachte harmonische) is vermoedelijk een spurious emissie. Beide worden door de norm beperkt.
1.3 Wat meet je precies met dBm en dBc?
0 dBm= 1 mW · 30 dBm= 1 W · 37 dBm≈ 5 W · 50 dBm= 100 WP(mW)terugrekenen: P(mW) = 10 ^ (dBm / 10)altijd negatiefeen harmonische is altijd zwakker dan de draaggolfvoorbeeldDraaggolf: −37,73 dBm · 2e harm.: −93,10 dBm → dBc = −93,10 − (−37,73) = −55,37 dBcintuïtie−55,37 dBc = de harmonische is 344.000× zwakker dan de draaggolf in vermogenEen attenuator verzwakt alle frequentiecomponenten met exact dezelfde factor. Als de draaggolf 40 dB verzwakt wordt, wordt de harmonische ook 40 dB verzwakt — de onderlinge verhouding (dBc) blijft dus identiek. Dit is de reden waarom je met attenuatoren correct kunt meten: dBc = constant ongeacht de attenuatie.
1.4 De regelgeving: van ITU tot CE
| Niveau | Document | Grens (2m, ≤25W) |
|---|---|---|
| Internationaal | ITU-R SM.329 — Category B | Spurious domain: < −60 dBc |
| Europees (CEPT) | CEPT/ERC Rec. 74-01 | Implementeert ITU-R SM.329 Cat. B |
| Europese norm | ETSI EN 301 783 | < −60 dBc voor alle spurious |
| EU-richtlijn | RED 2014/53/EU | EN 301 783 is ondersteunende norm |
| Certif. | CE-markering op toestel | Conformiteitsverklaring fabrikant |
Samengevat: alle ongewenste emissies (harmonischen én spurious) moeten voor amateurradio-apparatuur ≤ 25 W minstens 60 dB zwakker zijn dan de draaggolf.
Veiligheidsprotocol
Sluit nooit een zender rechtstreeks aan op een spectrum analyzer!
De maximale toegelaten ingang van een typische spectrum analyzer (zoals de Siglent SSA3021X) is +20 dBm = 100 mW continu. Dit geldt ook voor piekwaarden. Overschrijd je dit niveau, dan beschadigt de gevoelige ingangs-FET of het ingangsfilter onmiddellijk en permanent — dit is niet repareerbaar in het veld en de schade kost honderden tot duizenden euro.
Een VHF/UHF handportable heeft een zendvermogen van 1 W tot 5 W (+30 tot +37 dBm). Dat is 10 tot 50× het maximum toegelaten ingangsvermogen.
Procedure vóór elke meting:
1. Bereken het verwachte ingangsvermogen (zendvermogen − attenuatie in dB)
2. Verifieer dat dit minstens 10 dB onder het analyzer-maximum ligt
3. Verbind de attenuatorketen EERST, zender DAARNA
4. Stel de zender in op het LAAGSTE beschikbare vermogen bij de eerste test
Attenuatoren (verzwakkers): hoe werken ze?
Een attenuator (verzwakker) is een passief weerstandsnetwerk dat het vermogen met een exacte, gekende factor vermindert — zonder de frequentie-inhoud of de onderlinge verhoudingen tussen signaalcomponenten te wijzigen. Attenuatoren zijn gecalibreerd en thermisch stabiel.
| Attenuatie | Factor (vermogen) | Typische uitvoering |
|---|---|---|
| 10 dB | ÷10 | N-type of SMA, compact |
| 20 dB | ÷100 | N-type (Microlab, JFW, ...), BNC |
| 30 dB | ÷1 000 | N-type, hogere belasting |
| 2× 20 dB (serie) | ÷10 000 (= 40 dB) | Combinatie, meest gebruikte opstelling bij 5W |
Attenuatoren in serie worden gewoon opgeteld: 20 dB + 20 dB = 40 dB totaal. In het lineaire domein zou je vermenigvuldigen: ×100 × ×100 = ×10.000. Het is precies dit gemak waarvoor de dB-schaal bedacht is.
Meetopstelling
Signaalketen — blokdiagram
Aanbevolen instellingen voor VHF 2m + 70cm span
| Parameter | Aanbevolen waarde | Reden |
|---|---|---|
| Span | 120 MHz – 450 MHz | Dekt draaggolf (2m) + 2e harm. (~291 MHz) + 3e harm./spur (~434 MHz) |
| Reference level | −30 tot −40 dBm | Aanpassen zodat draaggolftop net onder de bovenrand valt |
| Scale | 8–10 dB/divisie (LOG) | Goed dynamisch bereik zichtbaar |
| RBW | 100–300 kHz | Compromis: smal genoeg om pieken te scheiden, niet zo smal dat sweep te traag wordt |
| VBW | 10 kHz (≈ RBW/10) | Ruisvloer glad maken zonder signaaldetails te verliezen |
| Detector | Peak of RMS | Peak voor piekwaarden; RMS voor gemiddeld vermogen |
| Interne attenuator | 0 dB (= uit) | Externe attenuatoren worden gebruikt; interne att. interfereert met berekening |
Een FM-zender heeft een bepaalde bandbreedte door de modulatie (typisch 8–16 kHz voor smalbandige FM). Als de RBW groter is dan de FM-bandbreedte, vang je meer van het FM-spectrum op in één meetfilter, wat de gemeten draaggolfpiek iets hoger (beter) lijkt. Met een brede RBW (bijv. 1 MHz) kunnen de dBc-waarden voor harmonischen daardoor iets slechter lijken dan de werkelijkheid. Gebruik een RBW van 100–300 kHz als compromis voor VHF metingen.
Het analyzerscherm lezen
Parameters op het scherm — wat betekent wat?
| Label op scherm | Betekenis | Typische waarde |
|---|---|---|
| Ref −40,00 dBm | Referentieniveau = bovenkant Y-as. Pas aan zodat draaggolf net eronder valt. | −30 tot −40 dBm |
| LOG 8 dB | Verticale schaalverdeling per rasterrij. Bij 8 dB/div en 10 rijen: 80 dB totaal zichtbaar. | 8–10 dB/divisie |
| Att 0,00 dB | Interne attenuatie van de analyzer. Houd op 0 dB als je externe attenuatoren gebruikt. | 0 dB |
| RBW 300 kHz | Resolution Bandwidth: breedte van het interne meetfilter. Bepaalt frequentieresolutie en meetsnelheid. | 100–300 kHz |
| VBW 10 kHz | Video Bandwidth: bepaalt de smoothing van de ruisvloer. Lagere VBW = stillere, gemiddeldere weergave. | 10–30 kHz |
| Start / Stop | Begin- en eindfrequentie van de weergave (span). | 120 – 450 MHz |
| SWT | Sweep Time: tijd voor één volledige scan. Automatisch bepaald door RBW/VBW/span. | 0,5 – 2 s |
Markeersystemen: absoluut vs. delta
De meeste spectrum analyzers bieden twee soorten markers:
- Absolute marker (M1, M2, ...): toont de absolute frequentie (MHz) en het absolute vermogensniveau (dBm) van de aangewezen piek.
- Delta marker (ΔM1, 2Δ1, ...): toont het verschil in frequentie (MHz) en vermogen (dB) ten opzichte van een referentiemarker. Dit is ideaal voor dBc-metingen: zet de referentiemarker op de draaggolf, dan toont ΔM automatisch de dBc-waarde van elke harmonische.
Zet Marker 1 op de draaggolftop. Activeer Marker 2 als delta (2Δ1) en beweeg hem naar de 2e harmonische piek. Het delta-vermogen dat verschijnt is rechtstreeks de dBc-waarde. Controleer: dit getal moet negatief zijn (harmonische is zwakker dan draaggolf). Een positieve waarde betekent dat je markers fout geplaatst zijn.
Meting — Meetwaarden invullen
Vul hieronder de waarden in die je rechtstreeks afleest van het spectrum analyzer scherm. Gebruik de markers zorgvuldig. Noteer steeds of de waarden absoluut (dBm) of relatief (dBc of dB verschil) zijn.
Gemeten toestel 1
Ruisvloer (noise floor)
Draaggolf (grondtoon)
Harmonischen en spurious emissies
| Component | Verwachte freq. (n × f₀) | Gemeten freq. (MHz) | Δfreq. t.o.v. verwacht (kHz) | Gemeten niveau aan analyzer-ingang (dBm) | Afgelezen dBc (delta-marker) | Type (harm. / spur) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Draaggolf | f₀ = MHz | 0 | 0 dBc (ref.) | — | ||
| 2e harmonische | 2 × f₀ | |||||
| 3e harmonische | 3 × f₀ | |||||
| Extra piek 1 | — | |||||
| Extra piek 2 | — |
Berekeningen
6.1 Attenuatorcorrectie — werkelijk zendvermogen berekenen
Voorbeeld: −37,73 dBm + 40 dB = +2,27 dBm
Terugrekenen naar W: 10^(2,27/10) / 1000 ≈ 1,69 mW
Het terugberekende zendvermogen kan afwijken van de nominale spec (bijv. 500 mW voor een "Low Power" instelling). Mogelijke oorzaken zijn: gebruik van de laagste vermogenstrap (sommige toestellen hebben meerdere lage-vermogensstanden), impedantiemismatch aan de antennepoort, verlies in verbindingskabels of connectors, en meetonzekerheid van de attenuatoren zelf (typisch ±1–2 dB per attenuator). Noteer altijd het gemeten werkelijk vermogen, niet het nominale vermogen.
6.2 dBc berekenen (indien geen delta-marker gebruikt)
Voorbeeld 2e harmonische:
−93,10 dBm − (−37,73 dBm) = −55,37 dBc
⚠️ dBc is altijd negatief voor harmonischen/spurious. Controleer altijd het teken!
6.3 Lineaire factor berekenen
Hoeveel keer zwakker is de harmonische dan de draaggolf?
Voorbeeld: −55,37 dBc → 10^(55,37/10) = 10^5,537 ≈ 344.000× zwakker in vermogen
Voorbeeld: −71,80 dBc → 10^(71,80/10) = 10^7,18 ≈ 15.000.000× zwakker
Normtoetsing
Volgens ITU-R SM.329 Category B, geïmplementeerd via CEPT/ERC Rec. 74-01 en opgenomen in ETSI EN 301 783 (de geharmoniseerde norm voor commercieel verkrijgbare amateurradio-apparatuur onder de EU RED 2014/53/EU): alle ongewenste emissies in het spurious domein moeten minstens −60 dBc zijn ten opzichte van de draaggolf. Dit geldt voor zenders met een uitgangsver mogen ≤ 25 W.
| Emissie | Gemeten freq. | Gemeten dBc | Grens (norm) | Marge (dBc − grens) | Oordeel | Opmerking |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Draaggolf | 0 dBc (ref.) | — | — | |||
| 2e harmonische | < −60 dBc | |||||
| 3e harm. / spur | < −60 dBc | |||||
| Extra piek 1 | < −60 dBc |
Trend & vergelijking
8.1 Meerdere toestellen vergelijken
De echte kracht van spectrum-analyse komt naar boven als je meerdere toestellen onder dezelfde omstandigheden meet en vergelijkt. Gebruik dezelfde attenuatie, dezelfde instellingen en dezelfde frequentie.
| Toestel | Draaggolf (dBm) | 2e harm. (dBc) | Norm 2e | 3e harm./spur (dBc) | Norm 3e | Algemeen oordeel |
|---|---|---|---|---|---|---|
8.2 Trends analyseren — denkvragen
Conclusie & zelfevaluatie
| Toestel | Algemeen oordeel | Toelichting (max. 1 zin) |
|---|---|---|
Referentie — Meetwaarden WLD Workshop (15 mei 2026)
Gemeten met Siglent SSA3021X · 2× 20 dB attenuator in serie · RBW 300 kHz · Span 120–450 MHz
| Toestel | Draaggolf | 2e harm. (dBc) | 3e harm./spur (dBc) | Norm 2e | Norm 3e |
|---|---|---|---|---|---|
| Yaesu FT-65 | −37,73 dBm | −55,37 dBc | −71,80 dBc | ⚠️ | ✅ |
| Icom (model n.b.) | −39,72 dBm | −57,33 dBc | −69,35 dBc | ⚠️ | ✅ |
| Retevis | −43,40 dBm | −61,01 dBc | −59,36 dBc | ✅ | ⚠️ |
| Wouxun | −39,93 dBm | −59,95 dBc | −48,82 dBc | ⚠️ | ❌ |
| Baofeng | −43,39 dBm | −45,06 dBc | −36,52 dBc | ❌ | ❌ |
| Baofeng UV-5R * | −37,95 dBm | −38,13 dBc | −38,83 dBc | ❌ | ❌ |
* UV-5R: afwijkende meetinstellingen (Att 10 dB intern, RBW 1 MHz). Waarden indicatief. Norm: ITU-R SM.329 Cat. B / ETSI EN 301 783: < −60 dBc. Meetonzekerheid ±3–5 dB. Geen officiële CE-keuring.