Р1-3_Эквивалент нагрузки от 144МГц до 10ГГц

[EU2AA]

Р1-3_Эквивалент нагрузки от 144МГц до 10ГГц

Резисторы Р1-3-49,9 Ом-50Вт на частоте 144МГц дают КСВ не лучше 1,4, на частоте 432МГц — хуже 4, что не позволяет их использовать выше 100МГц.
Причина: конструкция теплоотвода и большая емкость на корпус теплоотвода, которая составляет около 10пФ для Р1-3-50Вт.
-
Технические параметры: http://reom.ru/katalog/38/97/

[EU2AA]

Часть 1.
Прокладка из пачки слюды, толщиной 2мм и электрическая изоляция болта от корпуса улучшает КСВ до 1,1 на 144МГц и до 1,2 — на 432МГц. Пачка слюды теплоотвод восстанавливает.

Проверено при выпуске мелкой серии (около 100шт.) ЭНС: КСВ от 0 до 500МГц был не хуже 1,2.

30Вт можно подавать долго. 100Вт выдерживает кратковременно, но нужно следить за нагревом радиатора.

Металлическая крышка должна быть не ниже 30мм, чтобы не испортила КСВ.

Если слюду положить более тогкую, то КСВ будет похуже,
вот АЧХ со слюдой толщиной 1,0мм

ЭНС50_АЧХ.pdf

(91.49 КБ) 86 скачиваний

Видно, что КСВ на 432МГц стал=1,28.

На 1296МГц резистор Р1-3-50Вт-49,9 Ом дает КСВ хуже 1,6.

При замене на Р1-3-25Вт-49,9 Ом и толщине слюды 2мм КСВ до 1300МГц - не нуже 1,3.
*конструктивная емкость Р1-3-25Вт-49,9 Ом менее 4пФ.
**кроме того нужно заменить разъем Х1 на любой из: СР50-150ФВ, СР50-155ФВ, СР50-157ФВ, СР50-159ФВ, SMA, N.
Разъемы типа СР50-154, СР50-167 и того же ряда для частот 1296МГц уже совершенно непригодны.

[EU2AA]

Часть 2.
Как-то обратил внимание на транзистор КТ971А/2Т971А.
Сами транзисторы горели как свечки, но бериллиевая керамика Воронежской НПО «Электроника» оказалась превосходной.
Попробовал сделать «кентавра» из Р1-3 и КТ971А. Но все по порядку.

2.1 За прототип взял нагрузочное сопротивление RFP150-50, как 50 Ом на мощность 150Вт, часто упоминаемое на форумах.
Согласно ПДФ:

Резистор 50 Ом имеет теплоотвод через бериллиевую керамику.
Лучший из всех RFP150-50TCGF-S имеет КСВ=1,3 до 2ГГц. Прочие — хуже.

Измерил КСВ. Действительно, до 2ГГц КСВ=1,3-1,35. На 1296МГц — 1,3, на 2,3ГГц уже 1,8, на 5,6ГГц — хуже 4.

2.2 Весь процесс «скрещивания» КТ971А и Р1-3-49,9 Ом показан на фото:

1 - RFP150-50TCGF-S
2 - Р1-3-49,9 Ом -10Вт. Нагрел паяльником и отделил от болта М4.
3 - Р1-3-49,9 Ом -25Вт. Нагрел паяльником и отделил от болта М4.
4 - КТ971А, сгоревший.
5 - КТ971А. Крышку аккуратно раздавил тисками
6 - КТ971А. Аккуратно обломил у краев все 6 выводов и сошлифовал кремниевый кристалл шаровым карборундовым камнем, зажатым в шуруповерт.
7 - залудил все остатки выводов КТ971А с помощью «красного» флюса ТТ, затем Р1-3-49,9 Ом-25Вт (без снятого болта) напаял на КТ971А.
Результаты измерений: КСВ не хуже 1,3 до 3,6ГГц.
8 - КТ971А + Р1-3-49,9 Ом -50Вт. КСВ не хуже 1,3 до 2,3ГГц.

9 - ЭНС 10Вт до 6ГГц с фиксированным ослаблением 20dB.
Результаты измерений: КСВ не хуже 1,3 до 6ГГц.

[EU2AA]

Часть 3.
Про вариант 9 подробнее. «Скрещивание» КТ922Б и Р1-3-49,9 Ом -10Вт.
ЭНС 10Вт до 6ГГц с фиксированным ослаблением 20dB мне был нужен для самых разнообразных применений. Кратковременно подавал до 40Вт.
Результаты измерений: КСВ не хуже 1,3 до 6ГГц.

[EU2AA]

* у меня была мачта из профиля для Inverted Vee. Упала, погнулась, обрезки пошли на корпус ЭНС*

Схема

[EU2AA]

Детали ЭНС:

ЭНС 100Вт (144 - 5760)МГц
400Вт держит 1 минуту, проверил на 144, 432 и 1296. выше нет такой мощности.

КСВ на 144 - 1,15, на 432 - 1,08, на 1296 - 1,19, на 2320 - 1,32, на 2400 - 1,32, на 5760 - 1,37.
Затухание видно по наклейке.
-
ЭНС Э9-4 или Э9-4А 100Вт от Алтая
Э9-4 имеет выход, на котором сигнал ослаблен примерно на 15dB.
Э9-4А такого выхода не имеет.
Трансформатор легко спаять из кусков кабелей.
На 144 - λ/4=330мм. На 432МГц те же 330мм - это 3λ/4, что тоже хорошо.
Полезно иметь по бухте кабелей с разным волновым сопротивлением.
Концы сразу разделать в разъемы-вилки. И к грушам, и к передатчику.
Одна груша держит 100Вт долго. 200Вт - около часа, 300Вт - 10 минут.
Пара груш - в два раза больше.
КСВ на 144 и 432 отличный, указан на первом рисунке.
На 1296 - КСВ уже плохой.

Паял много лет тому назад, быстро, перед Полевым днем, так и осталось.

Если есть выход хотя бы у одной груши, то его можно использовать для измерений мощности.
Ослабления 15dB недостаточно,поэтому нужно добавить аттенюатор на (20-25)dB.

[EU2AA]

Часть 4.
ЭНС 10Вт с волноводом WR90.
Срочно разрабатывал передатчик 10,5ГГц на 10Вт.
Нужно было контролировать при настройке как мощность, так и качество сигнала.

Волноводы WR90 имеют стандартный размер, изготовлены из листовой латуни ЛС3-1,0мм и отполированы до изгибания.

Резисторы R1-R4 — P1-3-49,9 Ом-10Вт подогнаны на шлифовальном круге до 65 Ом и 140 Ом, согласно схемы. Тонкий резистивный слой на поверхности лучше срезать поочередно с двух сторон.

[EU2AA]

Зонд Ø1мм волновода выдвинут на половину его глубины. Размер определяет КСВ.

Схема

ENS10GHz-10W.png (9.48 КБ) 24104 просмотра

ЭНС имеет симметричную схему, т.е. мощность до 10Вт можно подавать как на левый вход WR90, так и на правый.

ЭНС использовался для измерения мощности передатчика 10Вт.
ЭНС включался между выходом передатчика и анализатором спектра при настройке, а также между выходом передатчика и датчиком мощности для его калибровки и измерения мощности.

[EU2AA]

Сделал пять балластных нагрузок для УМ

Измерил КСВ:
- на 1296МГц — 1,25/1,25/1,13/1,19/1,25 слева - направо
- на 2310МГц - 1,25/1,25/1,13/1,19/1,25
- на 3460МГц - 1,78/1,25/1,78/1,37/1,78
- на 5670МГц - 5,84/3,0/3,57/2,10/4,42

*заметил, что на 3460МГц КСВ сильно зависит от формовки вывода.
**если изгиб зафиксировать ровно на расстоянии 1,5мм от корпуса, то все нагрузки имеют КСВ не хуже 1,25.
***КСВ значительно улучшается, если нагрузку утопить ниже уровня платы, вывод вообще не изгибать, а корпус соединить с платой широкой полосой фольги 20мм.

****для этого УМ

после настройки:

[EU2AA]

Еще раз про нагрузку с выходом минус 20dB.

Это обычный Т-образный аттенюатор.
Основная мощность рассеивается на резисторе R2.
Но он должен быть изолирован от корпуса.

По этой причине дорогие и дефицитные "одноногие" резисторы RFP фирмы Anaren использовать не удастся.

1.Кто-то предложит применить П-образную схему с RFP.

Такой вариант лежит на поверхности, был мною опробован в предыдущие годы.
Стабильной величины минус 20dB удавалось достичь только до 1ГГц, на 2ГГц развязка падала до 12dB, выше - еще хуже ...
Экранировка мало что давала.

2.При Т-образной схеме развязку минус 20+-2dB удалось получить от 0 до 6ГГц.

3.Кто-то спросит:"Зачем это ослабление, минус 20dB?"
1) Для подключения анализатора спектра. Чтобы видеть форму сигнала. Анализатор спектра - это приемник, ему больше 1Вт подавать нельзя!
2) Для измерения проходящей мощности маломощным измерителем.

При мощности 100Вт и более приходится подключать даже две таких мощных нагрузки-аттенюатора по 20dB каждая.

[EU2AA]

Попутно испытал 2 нагрузки из этих:

на частоте 1296МГц и мощности 320Вт.
Первая нагрузка была прикручена на медный субрадиатор и использовалась в качестве балластной.
Температура на ней была такая же, как и на большом радиаторе. Разница +-1 градус - погрешность измерения.
*при хорошем балансе так и должно быть.
Вторая нагрузка с КСВ=1,25 была прикручена на тот же алюминиевый радиатор, что и УМ и подпаяна на выход 320вт.
Алюминиевый радиатор нагревал до +60 градС, нагрузка нагревалась до +72 градС.
*датчик температуры прижимал к подкове КТ971. К поверхности резистора Р1-3 не рискнул, сразу портится КСВ.

[EV6C]

Здравствуйте! У Вас случайно нет лишнего сопротивления нагрузочного Р1-3-50 50ватт?

[EU2AA]

есть, могу поделиться

[EU2AA]

ЭНС 10Вт 20dB до 10ГГц
-
Как пример: глаза боятся, а руки делают.
-
Сделал пару штук нагрузок 10Вт до 10ГГц.

ENS10WA.jpg (16.71 КБ) 8051 просмотр

На наклейках видны параметры.

ENS10W.jpg (11.38 КБ) 8051 просмотр

Левая от 144МГц до 10368МГц - почти идеальная, у правой - небольшой провал на 2,4 и 5,76.
-
Схема:

ENS-10W.png (47.22 КБ) 8051 просмотр

Отрезал от профиля 40х20мм ножовкой, часть стенки вырезал, чтобы был доступ:

ENS10WB.jpg (27.54 КБ) 8051 просмотр

Отверстия М3, чтобы привинтить П-образную крышку.
Еще пара отверстий Ø4,5мм, чтобы привинтить к радиатору.
С хорошим радиатором потянет и 30Вт до 5 минут,
а 100Вт - до 1 минуты.
-
Детали на основе сгоревшего транзистора КТ922Б:

det-10W.jpg (32.72 КБ) 8051 просмотр

SMA подготовил заранее, нарезал резьбу под гайку М4. Укорачивал по месту.
Важно поставить хорошие разъемы SMA, именно прямые (угловые завалят АЧХ!!!), распаивать ровно,не изгибая уже залуженную оплетку кабеля.
У ПРАВОЙ нагрузки с отверстием промахнулся, пришлось кабель с залуженной оплеткой подгибать, волновое сопротивление "поехало" выше 50 Ом, что немедленно отразилось на АЧХ.

[EU2AA]

Эквивалент нагрузки 200Вт для 144МГц и 432МГц
-
Использую 4 резистора Р1-3-50Вт-49,9 Ом можно сделать нагрузку на 200Вт.

Прокладку из слюды 2мм - под каждый резистор.
Согласующие кабели L1 и L2 50 Ом и должны иметь электрическую длину = λ/4 на 144МГц,
можно использовать любой другой 50-Омный кабель, имеющийся под рукой, обязательно учесть коэффициент укорочения, который приводится в .PDF кабеля.

Для 144МГц - λ/4, а для 432МГц получается = 3λ/4,
трансформирующие свойства практически сохраняются.

КСВ на 144 не хуже 1,1, на 432 - не хуже 1,2.
Радиатор должен быть соответствующим.

Используя 16 штук Р1-3-50Вт-49,9 Ом можно сделать нагрузку на 800Вт
аналогичным образом.
Я сам такую не делал, но препятствий никаких не вижу.

[EW1OM]

Владимир Ильич, на схеме кабели L1, L1 и L3. В подписи под схемой L1, L2 кабель РК75, и очевидно должно быть L3 произвольной длины (а не L1). В тексте L1, L2 кабель 50 ом (а не 75 или это неважно?). Можно ли уточнить что правильно?

[EU2AA]

Владимир Ильич, на схеме кабели L1, L1 и L3. В подписи под схемой L1, L2 кабель РК75, и очевидно должно быть L3 произвольной длины (а не L1). В тексте L1, L2 кабель 50 ом (а не 75 или это неважно?). Можно ли уточнить что правильно?

Вы совершенно правы, исправил схему.

[EU2AA]

Эквивалент нагрузки 800Вт для 144МГц и 432МГц
-
Используя 16 штук Р1-3-50Вт-49,9 Ом можно сделать нагрузку на 800Вт

[EU2AA]

ЭНС для 1296МГц
-
Поступил вопрос: "Нагрузка для 1296 только в однорезисторном варианте?"
-
Можно наращивать по такому же принципу, хоть до 800Вт, используя отрезки кабеля длиной = λ/4.
Согласующие кабели 50 Ом и должны иметь электрическую длину = λ/4 на 432МГц, На 1296МГц будет 3λ/4.
Резисторы использовать только Р1-3-25Вт-49,9Ом, у них монтажная ёмкость гораздо меньше.
На большом радиаторе они держат практически такую же мощность, как и 50Ваттные.
-
Пример 100Вт нагрузки на 432 и 1296МГц

Какое правило монтажа составных частей в нагрузку 800 Вт?
-
1 Отрезки кабелей позволяют разнести пары резисторов подальше друг от друга на радиаторе, либо даже на разные радиаторы.
2 Пары резисторов крепить как на фото https://qrz.by/forum/download/file.php?id=16188&t=1 Важна разделка центральной жилы кабеля и лента от оплетки кабеля до корпусных выводов резисторов.
3 При распайке звеньев мы имеем дело с соединением ТРЕХ кабелей в ОДНУ точку.
Это удобно делать, как на фото:

4 Использовать тонкий кабель, такой как РК50-2-22, RG-174 ...
С толстым кабелем хороший КСВ получить гораздо сложней.
5 Кабели, такие как RG58, у которых "плывет" изоляция не подойдут
-
Обязательно измерять КСВ, например, векторным анализатором mini-VNA.
VNA даст ответы на все вопросы.