Трансвертер на 1296 МГц на доступных элементах.
Автор: И. Афанасьев (UN9GW)
Часть 1: Основная плата тарнсвертера.
Много лет назад (1997 г.) американский радиолюбитель КК7В опубликовал очень интересное решение трансвертера на 23 см по т.н. "No tune" технологии. Такая методика построения очень привлекательна для радиолюбителей, поскольку после изготовления подобной конструкции не требуется изрядное количество дорогостоящих измерительных приборов для её настройки. Последнее в свою очередь являлось одной из неразрешимых преград для радиолюбителей при конструировании аппаратуры и проведении экспериментов на СВЧ. Конструирование же аппаратуры на СВЧ с применением объёмного монтажа вызывает, как правило, ещё большие затруднения, поскольку для этого требуется достаточный опыт работы с СВЧ элементами.
Исходя из всего вышесказанного, мною был полностью пересчитан и переработан вариант КК7В с тем, чтобы ещё более упростить технологию изготовления трансвертера на 23 см диапазон и сделать эту конструкцию "low cost".
В конструкции применены элементы, использующиеся в конвертерах спутникового ТВ (Ku band 10-12 GHz). Микросхемы из серии uPC - это очень даже не плохие модули для усиления сигналов в диапазоне 2-3 ГГц при Ку порядка 20dB и Кш - 3-4dB, т.е. модули которыми в полной мере можно заменить мс серий MAR, ERA, MSA, INA и пр.
Блок-схема трансвертера приведена ниже. В конструкцию входит основная плата, МШУ, усилитель мощности и опорный генератор.
Наибольшее внимание при повторении конструкции следует уделить изготовлению печатной платы. От качества её изготовления будет на 90% зависеть успех всей работы.
Печатная плата трансвертера была изготовлена фотоспособом, с применением плёночного фоторезиста российского производства ПФ-ВЩ-50. Как им пользоваться на практике многочисленно описано на страницах интернета. Кое-что есть здесь: http://www.cqun.kz/forum/viewtopic.php?p=2193#2193
Следует заметить, что печатная плата трансвертера была рассчитана для материала FR-4 или ему подобного, со следующими параметрами: толщина стеклотекстолита (без меди) - 0,9мм, толщина меди (одной стороны) - 0,05мм, диэлектрическая проницаемость - 4,5, тангенс угла потерь - 0,016. Можно применить и другой материал, если его качество (!) и параметры близки к указанным. Качество стеклотекстолита можно проверить простым способом: нужно нагреть кусочек стеклотекстолита с удалённой с него медью до температуры около 200 град., попробовать сломать (при нагреве стеклотекстолит не должен желтеть и гореть!). Если он ломается, значит качество его для данной конструкции не подойдёт. Стеклотекстолит хорошего качества (FR-4 и ему подобный) при нагреве не желтеет и не горит - он просто становится мягче. Легко сломать его тоже не получится.
Рисунок печатной платы был сделан в программе Sprint Layout 5.0 - не очень подходящей для проетирования п/п СВЧ диапазона, однако, для частот 1-2 ГГц качество и точность рисунка вполне приемлемы.
Так выглядит готовая основная плата трансвертера:
Основная плата трансвертера настройки, как таковой не требует. Нужно лишь проверить режимы по постоянному току модулей uPC. На входе которых должно быть ~0,9В, а на выходе ~3,8В постоянного напряжения. При измерениях на вход приёмного и выход передающего тракта необходимо подключить нагрузки в виде SMD резисторов 50 Ом.
Следующим этапом работы был расчёт и изготовление блока удвоителя частоты на 1152МГц. Поскольку в этот блок помимо собственно каскада удвоителя частоты вошли полосовые микрополосковые фильтры и усилители частоты 1152МГц с цепями согласования, то расчёт занял достаточно времени. Расчёт производился покаскадно, что позволило контролировать правильность расчётов на каждом этапе. В результате была сформирована достаточно простая и эффективно работающая схема,
в конструкции которой основное внимание также уделено точности изготовления печатной платы.
Индуктивности L2 и L4 представляют собой четыре витка провода (ПЭЛ, ПЭВ) диаметром 0,2мм, намотанных виток к витку на оправке диаметром 1,8мм.
Настройка удвоителя, также как и предидущей платы, заключается в проверке режимов модулей uPC по постоянному току. Следует заметить, что в удвоителе применены модули, имеющие на выходе открытый коллектор, поэтому постоянное напряжение на выходе будет равно напряжению на "горячих" концах резисторов фильтра (18 Ом). Далее нужно проконтролировать выходную частоту удвоителя и мощность сигнала на выходе. Для этого на вход удвоителя подаётся сигнал с опорного генератора частотой 576МГц и мощностью 1-5dBm. На выходе должен быть сигнал с частотой 1152МГц и мощностью не менее 10dBm.
