Trägerfrequenzspektrum

Trägerfrequenzspektrum bezeichnet in der Nachrichtentechnik die spektrale Verteilung der Energie, die durch Trägerfrequenzen in modulierten Signalen getragen wird. Es gibt an, welche Frequenzen verwendet werden, wie stark Energie um die Träger herum verteilt ist und wie breit das Spektrum eines Signals ist. Das Trägerfrequenzspektrum hängt von der Modulationsart, der Informationsbandbreite und der Sendeverarbeitung ab und ist grundlegend für Bandbreitenplanung, Mehrfachzugriff und die Einhaltung regulatorischer Vorgaben.

Bei amplitudenmodulation (AM) besteht der Träger bei f_c und zwei seitliche Bänder um f_c herum: f_c ± f_m, wobei f_m Elemente des Modulationssignals sind. Das Spektrum enthält eine Trägerlinie bei f_c sowie symmetrische Seitenbänder. Wird das Modulationssignal vollständig moduliert, beträgt die Bandbreite ungefähr 2B_m, wobei B_m die Bandbreite des Nachrichtensignals ist.

Bei Frequenz- oder Phasenmodulation breitet sich das Spektrum des Trägers deutlich aus. Mit zunehmendem Modulationsindex entstehen mehr Nebenbänder mit Abständen von f_m, gewichtet durch Bessel-Funktionen. Die ungefähre Frequenzbandbreite kann laut Carson-Regel geschätzt werden: W ≈ 2(Δf + f_m), wobei Δf die Frequenzabweichung bzw. Modulationsindex beschreibt.

Multiträger-Systeme wie OFDM verwenden eine Vielzahl von Trägerfrequenzen, die als diskrete Trägerlinien im Spektrum erscheinen. Die Gesamtbandbreite ergibt sich aus der Subcarrier-Anordnung, der Symbolrate und dem Guard-Band. Die Carrier-Frequenzen liegen nahe beieinander, um eine effiziente Nutzung des Frequenzspektrums zu ermöglichen.

Messbar wird das Trägerfrequenzspektrum mit Spektrumanalysatoren, die Bandbreite, Leistungsdichte und Störungen sichtbar machen. Praktisch dient es der Planung, Filterauslegung und der Einhaltung gesetzlicher Vorgaben für Sendeleistungen und Frequenznutzung.

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