Trägerwelle

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Der Begriff Trägerwelle hat seinen Ursprung im Radio. In einem Funkkommunikationssystem, wie z. B. bei Radio- oder Fernsehübertragungen, werden Informationen mittels Radiowellen über den Raum übertragen. Auf der Sendeseite wird die Information in Form eines Modulationssignals an ein elektronisches Gerät, den Sender, angelegt. Im Sender erzeugt ein elektronischer Oszillator einen sinusförmigen Wechselstrom mit Radiofrequenz, die Trägerwelle. Das Informationssignal wird verwendet, um die Trägerwelle zu modulieren, wobei ein bestimmter Aspekt der Trägerwelle verändert wird, um der Welle die Information aufzuprägen. Der Wechselstrom wird verstärkt und an die Antenne des Senders angelegt, der Radiowellen ausstrahlt, die die Informationen an den Standort des Empfängers tragen. Beim Empfänger treffen die Funkwellen auf die Antenne des Empfängers und induzieren in ihr einen winzigen Schwingungsstrom, der an den Empfänger weitergeleitet wird. Im Empfänger wird das Modulationssignal aus der modulierten Trägerwelle extrahiert, ein Prozess, der Demodulation genannt wird.

Die meisten Funksysteme im 20. Jahrhundert verwendeten Frequenzmodulation (FM) oder Amplitudenmodulation (AM), um dem Träger Informationen hinzuzufügen. Das Frequenzspektrum eines modulierten AM- oder FM-Signals eines Radiosenders ist oben dargestellt. Es besteht aus einer starken Komponente (C) bei der Trägerfrequenz f C {\displaystyle f_{C}}

{\displaystyle f_{C}}

, wobei die Modulation in schmalen Seitenbändern (SB) oberhalb und unterhalb der Trägerfrequenz enthalten ist. Die Frequenz eines Radio- oder Fernsehsenders wird als Trägerfrequenz betrachtet. Der Träger selbst ist jedoch für die Übertragung von Informationen nicht von Nutzen, so dass die Energie in der Trägerkomponente eine Verschwendung von Sendeleistung darstellt. Daher wird bei vielen modernen Modulationsverfahren der Träger nicht übertragen. Bei der Einseitenbandmodulation (SSB) zum Beispiel wird der Träger unterdrückt (und bei einigen SSB-Formen sogar eliminiert). Der Träger muss am Empfänger durch einen Schwebungsoszillator (BFO) wieder eingefügt werden.

Träger werden auch häufig verwendet, um mehrere Informationskanäle über ein einziges Kabel oder ein anderes Kommunikationsmedium mit Hilfe der Technik des Frequenzmultiplexing (FDM) zu übertragen. So werden beispielsweise in einem Kabelfernsehsystem Hunderte von Fernsehkanälen über ein einziges Koaxialkabel an die Verbraucher verteilt, indem jeder Fernsehkanal auf eine Trägerwelle mit einer anderen Frequenz moduliert und dann alle Träger durch das Kabel geschickt werden. Am Empfänger können die einzelnen Kanäle durch Bandpassfilter mit abgestimmten Schaltkreisen getrennt werden, so dass der gewünschte Fernsehkanal angezeigt werden kann. Eine ähnliche Technik, das so genannte Wellenlängenmultiplexing, wird verwendet, um mehrere Datenkanäle durch eine Glasfaser zu übertragen, indem sie auf getrennte Lichtträger moduliert werden, d. h. auf Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen.