Скчать

RN3A, 2013
Почему УКВ?






«Молодой» УКВист – в КВ эфире с 1979 года.
329 стран сработано и 322 подтверждено. С
2000 по 2011 годы – первая двадцатка во
многих крупных международных КВ
соревнованиях в своих подгруппах.
Опыт в УКВ – «резинка» и «болтушка»
Первые шаги в УКВ – почти как наркотик.
Попробовал один раз, и хочется еще и еще.
Первые Тропо, MS и JT65 связи.
Первые связи через Луну.
Надо совершенствовать антенны и аппаратуру!
Как сделать выбор?







Опыт самостоятельных разработок – 90-е годы
прошлого века.
Опыт конструирования своими руками – там же.
Инженерное образование и системный подход – еще
что-то помню!
Отсутствие на рынке усилителей на 144 и 1296, за
разумные деньги, которые бы подошли под мои
требования.
Вывод – надо искать готовые конструкции, пригодные
для повторения «на коленке», на доступной
элементной базе и требующие минимальный набор
измерительных приборов.
Второй вывод – не умеешь что-то делать сам своими
руками – попроси того, кто это умеет лучше тебя!
Третий вывод – учиться никогда не поздно!
Почему W6PQL?










Вечная проблема при знакомстве с новыми публикациями и
конструкциями – непонятно, недоступно, а иногда просто неграмотно.
Часто отсутствует полная информация, необходимая для понимания
особенностей конструкции.
Очень часто авторы ссылаются на «общеизвестные» факты.
Общеизвестные кому?
«Know-How» – ключ к успеху.
Меня не интересен процесс сборки и настройки ради самого процесса.
Мне нужен результат – готовый и полностью работоспособный усилитель.
Первое знакомство с описаниями и конструкциями Джима – самые
приятные впечатления от простоты и доступности описания сложных
вещей.
Подробные и хорошо сделанные видеоролики.
Наличие наборов, с различными вариантами комплектации и разной
степени готовности.
Гибкая ценовая политика.
Надежная обратная связь с автором – всегда готов ответить на любые,
даже самые наивные вопросы и подсказать решение, в случае
затруднений.
Выбор сделан!!!
Усилитель мощности на 144 МГц
Усилитель на 144 МГц - дизайн





Основа – транзистор LDMOS MRFE6VP61K25H, более 1кВт
выходной мощности на 144 МГц при 50В и около 32А
потребляемых от источника питания.
УМ предназначен для работы в составе КВ SDR
Трансивера и Трансвертерной приставки с выходной
мощностью не более 25 Вт.
УМ сделан по «классической» схеме, с внутренними реле
обхода и простой внешней коммутацией – только сигнал
PTT.
Исполнение моноблочное (ИП находится внутри),
настольное.
Минимальное количество органов управления и индикации
– только питание, обход и контроль основных параметров:
выходная и отраженная мощность, температура (перегрев)
и высокое КСВ в фидере (сработавшая защита).
Стрелочные приборы – индикаторы напряжения питания и
потребляемого тока.
Блок-схема усилителя
Использованные компоненты





Усилитель спроектирован с учетом
максимального использования готовых
узлов коммутации и управления от W6PQL.
В их числе: секвенсор, токовые ключи,
светодиодные индикаторные линейки, ФНЧ
и направленные ответвители для контроля
выходной отраженной мощности.
ВЧ Реле коммутации обхода – Tohtsu CX600N и CX-230.
Блок питания 50В – MeanWell SPV-1500-48
Корпус был заказан отдельно, после
уточнения габаритов и посадочных
размеров всех элементов. Определяющим
оказался размер источника питания.
Передняя панель УМ 144МГц
Задняя панель УМ 144 МГц
Внутренний монтаж УМ 144 МГц
Особенности монтажа и
настройки УМ





Ключ к успеху – внимательно прочитать и посмотреть все, что
W6PQL рекомендует и советует. И далее стараться неукоснительно
следовать его рекомендациям.
Монтаж не вызвал никаких трудностей – обычный монтаж обычных
SMD компонентов. Некоторое количество адреналина получил при
напайке LDMOS транзистора на медную пластину – боялся, что
убью транзистор. По итогу – транзистор все прекрасно пережил. Я
тоже.
Настройка собственно платы УМ свелась к подбору тока покоя
транзистора. Все остальное заработало сразу.
Настройка платы секвенсора и управления свелась к подбору
времени задержек и уровней срабатывания защиты. Для чистоты
эксперимента я нагревал модуль усилителя до указанных
температур и контролировал уровни. Выяснилось, что этого делать
было не нужно – значения уровней, полученных
экспериментально, и описанных у W6PQL, совпали с точностью
10%.
Пришлось немного повозиться в точным местом установки
компонентов на ФНЧ для получения лучшего значения прямых и
обратных потерь, а так же частоты и крутизны среза.
Параметры УМ на 144 МГц
(по результатам измерений)









Выходная мощность – 1120 Вт на 50 Ом согласованной нагрузке.
Максимальная мощность раскачки – 23Вт (или 2,3 Вт без 10dB
входного аттенюатора).
Максимальный потребляемый ток от ИП – 32А при напряжении
питания 50В.
Расчетный КПД усилителя – 70%
Подавление 2 и 3 гармоник при полной выходной мощности за ФНЧ –
не хуже 65 dB.
Время работы на передачу при полной мощности до перегрева при t
окружающей среды 21 С – не ограничено.
Время работы на передачу при полной мощности до перегрева при t
окружающей среды 30 С – около 30 минут.
Уровень срабатывания защиты при отраженной мощности – не более
100 Вт. (КСВ 2:1 при Рвых. 1кВт)
Измерения проводились следующими приборами: (Векторный
измеритель мощности проходного типа LP-100A c головкой на 144
МГц, эквивалент нагрузки TWL-1500, измерительный комплекс
SignalHound SA-44B и TG-44A и цифровой мультиметр Fluke-289.
Трудозатраты на монтаж и
настройку УМ






Время ожидания появления заказа из США
(Почта России….. Без комментариев…) и
изготовления корпуса на производстве – не
учитывается.
Сборка плат (пайка SMD компонентов и т.д.) и
проверка работоспособности – 10 часов.
Монтаж и комплексная сборка усилителя в
корпусе – 5 часов.
Поэтапная настройка всех узлов – 5 часов.
Комплексная проверка – 5 часов.
Все! В общем и целом за 25 часов работы
усилитель был полностью готов.
Усилитель мощности на 1296
МГц для ЕМЕ
Требования к системе на 1296









Общая идея – КВ SDR Трансивер и Трансвертерная
приставка.
2 комплекта антенн – Тропо и ЕМЕ, 2 ВЧ тракта, 2
УМ.
Повышенные требования к кабелям и разъемам, ко
всему СВЧ тракту.
Необходимость размещения УМ в максимальной
близости к антенне.
Устойчивость к погодным условиям
Требования ТБ
Ремонтопригодность и надежность
Минимально необходимые масса и габариты.
Система удаленного управления и контроля
параметров.
Выбор дизайна системы.





Общий Трансвертер на 1296 МГц с ПЧ 28
МГц
Раздельные тракты RX и TX - ,более
простая коммутация, меньше потерь, выше
надежность.
Необходимость дополнительного усиления
для компенсации потерь в длинном кабеле.
TX и RX.
Максимально простые блоки УМ – чем
проще, тем надежнее.
Отказ от ламповой техники – высокие
напряжения и повышенная опасность.
Только полупроводники!
Блок-схема системы на 1296
Усилитель мощности на 1296 МГц
Решение







Наборы от W6PQL – кирпичики новой конструкции.
Подход такой же, как и для 144 МГц.
Проверено и надежно – уже есть опыт.
Модульная конструкция – модуль трансвертера и
предусилителя (в шеке) и модули УМ (непосредственно
у антенн).
Уровни мощности – до 200 Вт для Тропо системы, и до
700 Вт для ЕМЕ.
LDMOS транзистор XRF286 – универсальное решение.
Платы модулей УМ (паллеты) от W6PQL. Сумматоры /
делители мощности – тоже от него.
Все остальное – от родного Китайского производителя,
и да здравствует eBay!
Передняя панель модуля управления
Задняя панель модуля управления
Вид на внутренний монтаж
Паллета УМ на 1296 МГц
УМ 1296 200 Вт для Тропо
4 Паллеты УМ и предусилитель
УМ 1296 МГц 700 Вт для ЕМЕ
Монтаж и настройка УМ



Как и в случае УМ на 144 МГц, монтаж плат и
настройка паллет никаких проблем не вызвали.
Настройка паллет свелась к настройке
подстроечных керамических конденсаторов до
получения максимальной выходной мощности.
После объединения паллет через сумматоры
мощности процесс несколько усложнился –
потребовалось одновременно подстраивать все
подстроечные конденсаторы. Эта процедура
оказалась достаточно тонкая и длинная, и она
заняла у меня практически целый день.
Параметры УМ 1296 МГц 700 Вт
(по результатам измерений)









Выходная мощность – более 650 Вт на 50 Ом согласованной
нагрузке.
Максимальная мощность раскачки – 1 Вт (с предусилителем).
Максимальный потребляемый ток от ИП – 50 А при напряжении
питания 28 В.
Расчетный КПД усилителя – 46%
Подавление 2 и 3 гармоник при полной выходной мощности за
ФНЧ – не хуже 50 dB
Время работы на передачу при полной мощности до перегрева
при t окружающей среды 21 С – не ограничено.
Время работы на передачу при полной мощности до перегрева при
t окружающей среды 30 С – около 25 минут.
Уровень срабатывания защиты при отраженной мощности – не
более 60 Вт. (КСВ 2:1 при Рвых. 600 Вт)
Измерения проводились следующими приборами: (Измеритель
мощности проходного типа Bird-43 c головкой на 1000 МГц 1000
Вт, эквивалент нагрузки TWL-1500, измерительный комплекс
SignalHound SA-44B и TG-44A и цифровой мультиметр Fluke-289.
Вопросы?
Спасибо!