Выходной усилитель мощности 20Вт на 2400 МГц для QO-100

23/02/2020

Назначение

Выходной усилитель мощности 20 Вт на 2400 МГц предназначен для работы совместно с трансвертером STC_7013 через геостационарный спутник Phase-4A/QO-100.

Особенности

  • Активный модуль NXP / Freescale MW7IC2725
  • 20 Вт выходной мощности
  • Высокий коэффициент усиления
  • Высокая чистота спектра благодаря наличию отдельного ФНЧ на выходе
  • Контроль выходной мощности через направленный ответвитель и детектор
  • Прямое управление режимом прием/передача от платы ATT_PTT_PS
  • Легкая замена маломощного усилителя EDUP EP-AB003 — 20 Вт вместо 2 Вт

Отличие финальной версии усилителя мощности (версия 1.1) от предыдущей (версия 1.0)

Основными целями улучшений для новой версии 1.1 были:

  • Уровень гармоник
    Уровень гармоник в первой версии 1.0 был высокий: вторая гармоника -минус 28 дБн; третья гармоника — минус 38 дБн.
    После добавления на выходе MW7IC2725 дополнительного ФНЧ уровень гармоник в финальной версии 1.1 существенно понизился: вторая гармоника стала — минус 79 дБн; третья гармоника — минус 53 дБн.
    Данные цифры указаны для одинакового режима работы усилителя мощности: выходная мощность 23 Вт; напряжение питания 28 В; ток потребления 2.1 А; входная мощность +17 дБм.
  • Повторяемость параметров
    Второй основной целью было получение максимальной повторяемости параметров усилителя мощности вне зависимости от крепления печатной платы и активного элемента (паяное соединение на медную пластину или механическое соединение на алюминиевый радиатор).

Параметры усилителя мощности (версия 1.1. от 2020/01/10):

  • Диапазон частот: 2400 -2450 МГц
  • Выходная мощность: от 12 до 20 Вт (при напряжении питания 20 В…28 В)
  • Коэффициент усиления: не менее 26 дБ
  • Входная мощность: до +15…+17 дБм
  • Напряжение питания: от 18 до 28 В (в зависимости от требуемой выходной мощности)
  • Ток покоя: 0.4А
  • Ток потребления при выходной мощности 20 Вт (питание 28 В): 2.0 А
  • Уровень второй гармоники: менее — 70 дБн
  • Уровень третьей гармоники: менее — 50 дБн
  • Управление прием/передача (с платы ATT_PTT_PS) – уровнем +6 В
  • Индикатор выходной мощности
  • Входной ВЧ разъем: U.FL
  • Выходной ВЧ разъем: SMA
  • Плата поставляется без радиатора и выходного разъема SMA
  • Размеры платы: 102 х 45 мм

Комплект поставки:

  • Настроенная рабочая плата усилителя мощности – 1 шт.
    ( плата поставляется без радиатора и выходного разъема SMA — они выбираются в соответствии с Вашими конкретными требованиями конструктива )
  • ВЧ кабель с разъемами U.FL <-> U.FL — для подключения усилителя мощности к передающему конвертеру (опция по запросу)
  • Инструкция по подключению

Параметры усилителя при питании 28 В

Pin, дБмPout, ВтPout, дБмI, A
00.627.80.6
10.728.50.6
20.8529.30.6
31.130.40.6
41.331.10.7
51.732.30.7
62.033.00.7
72.534.00.8
83.134.90.8
93.935.90.9
104.836.81.0
116.137.91.1
127.738.91.2
139.739.91.3
1412.340.91.4
1515.441.91.6
1619.142.81.8
1723.043.62.1

Параметры усилителя при питании 24 В

Pin, дБмPout, ВтPout, дБмI, A
00.5427.30.52
10.6828.30.55
20.8429.20.57
31.030.00.58
41.230.80.61
51.632.00.65
62.033.00.69
72.433.80.74
83.034.80.78
93.735.70.86
104.636.60.94
115.737.61.0
127.038.51.13
138.639.31.24
1410.540.21.4
1512.641.01.54
1614.941.71.70
1716.742.21.85

Параметры усилителя при питании 20 В

Pin, дБмPout, ВтPout, дБмI, A
00.426.00.55
10.527.00.56
20.627.80.57
30.728.50.58
40.929.50.63
51.130.40.65
61.431.50.69
71.732.30.73
82.133.20.78
92.734.30.84
103.335.20.91
114.136.10.99
125.037.01.1
136.237.91.20
147.738.91.33
159.339.71.47
1610.940.41.63
1712.140.81.75

Спектр гармоник выходного сигнала

Спектр гармоник усилителя мощности при выходной мощности 23 Вт (Uпит = 28 В; Iпот. = 2.1 А; Pin = +17 дБм)

Уровень второй/третьей гармоник (в дБн) выходного сигнала в зависимости от напряжения питания и уровня входного сигнала

Уровень входного сигнала, дБм
Питание
20 В
Питание
24 В
Питание
28 В
+ 11 -81/-62-78/-63-79/-66
+ 14-82/-57-82/-57-74/-60
+ 17-81/-51-76/-52-79/-53

Термограмма

Термограмма усилителя мощности при выходной мощности 23 Вт (Uпит = 28 В; Iпот. = 2.1 А; Pin = +17 дБм) после 5 минут непрерывной работы.

Плата усилителя установлена на радиаторе из алюминиевого профиля AB0071 размерами 100 х 152 х 30 мм.
Чертеж радиатора    https://static.chipdip.ru/lib/140/DOC001140386.pdf

Максимальная температура (на активном элементе MW7IC2725) после 5 минут непрерывной работы на максимальной мощности 23 Вт составила 67 градусов Цельсия (активный элемент).

Вполне возможно, что Вам не потребуется использовать максимальную ВЧ мощность 23 Вт и тогда, при понижении питания, температурный режим будет легче.

Евгений, R5AO (QTH Московская область) сообщает, что для уверенной нормальной работы со спутником в режимах CW, SSB, FT8 вполне достаточно питания 19 В, то есть до 10 Вт на выходе усилителя. Евгений на передачу использует спиральную антенну 16 витков с расчетным усилением 15 dBi.  При 10 Вт на выходе усилителя мощности его сигнал только на 3 дБ ниже уровня телеграфного маяка спутника (от максимально рекомендованного значения). 

Подключение усилителя мощности к передающему трансвертеру STC_7013

Расположение элементов на печатной плате усилителя мощности

Для подключения усилителя мощности к трансвертору STC_7013 следует сделать следующие соединения:
1. С выхода J6 (RF out) платы передающего конвертера (TX_STC) сделать соединение опциональным ВЧ кабелем с U.FL разъемами на вход J1 усилителя мощности.
2. К выходу J5 усилителя мощности через разъем SMA подключить согласованную передающую антенну на 2400 Мгц.
3. Контакт J6 (GND) усилителя мощности подключить к общему проводу блока трансвертера
4. Контакт J3 (+24V) усилителя мощности подключить к положительному выводу блока питания (от 18 до 28 В). Желательно питание подавать от лабораторного регулируемого блока питания начиная с напряжения 18 В (выставив ограничение по току 3 А).
5. Контакт J4 (RF det) усилителя мощности подключить к аналоговому или цифровому измерительному прибору, если требуется индикация уровня передающего сигнала.
6. Контакт J2 усилителя мощности подключить к контакту J8 (+6V TX) платы ATT_PTT_PS.

Стоимость

Стоимость указанного усилителя мощности – 100 евро в рублевом эквиваленте.
Срок изготовления: 2-3 недели

Заказ изделий и контактные координаты

Вы можете разместить заказ и получить консультацию по координатам:
Карен Тадевосян
моб. +7 925 517 18 93  (Viber; WhatsApp)
Email: ra3apw@mail.ru
http://www.ra3apw.ru
г. Москва, Россия

Ссылки