Obsah článků |
|
|
|
|
|
 |
|
|
Anténní relé pro UHF (432
MHz) |
|
Všeobecně Současný trh nám nabízí několik typů koaxiálních relé,
která jsou schopná přepínat vysoké výkony, mají dobrý izolační stav v
rozepnutém stavu a velmi dobré přizpůsobení (VSWR, refl. koeficient) v
průchozích směrech. To je dávno vyvinutá klasika a cena takového relé je srovnatelná s
levnějším TRXem pro amatérská pásma. Trh nám však také nabízí moderní, levná,
spolehlivá a
vysoce kvalitní mikrovlnná relé, která se hodí pro montáž do plošných spojů.
Tato relé mají
někdy ještě lepší izolační vlastnosti, než klasická koaxiální relé a téměř
neměřitelné VSWR v sepnutém stavu a v oblasti UHF kmitočtů, protože jsou opravdu
miniaturní. Mým cílem bylo ověřit, zda lze z moderních součástí realizovat UHF relé, které izoluje vstup LNA od vysílače naprosto spolehlivě,
které je schopné přenést při vysílání vysoké výkony do antény a které nám
neznehodnotí nízkošumovou přijímací část vysokým vloženým útlumem nebo
odrazem.
Princip činnosti a použité součástky
V prvním
zásilkovém obchodě jsem sehnal relé
Panasonic s
označením ARE10A12. Jde o relé, které jsou použitelná do
2.6 GHz. Na 432 MHz mají izolační útlum téměř 100 dB a vynikající VSWR.
Jejich další výhodou je spolehlivost a láce.
Nevýhodou je nízké dovolené výkonové zatížení
kontaktů.
Rozhodl jsem se pro osvědčené schéma, které jsem
kdysi, asi před 25 léty používal ve svém home made transceiveru pro satelitní
komunikaci.
Společný kontakt MW relé Panasonic je připojen na
vstup LNA předzesilovače. Relé spojuje vstup zesilovače při příjmu s
anténou. Při vysílání a v klidovém stavu (bez napětí) jej spojuje s
rezistorem 50 Ohmů. V takových případech je mezi anténu a LNA vložen izolační útlum téměř 100 dB.
|
 |
Anténní konektor je rovněž spojen se společným kontaktem 16 A
miniaturního relé s nízkým profilem. Použil jsem
typ Finder 41.61,
který jsem koupil za několik desetikorun ve stejném shopu, jako předchozí
relé. Toto relé není mikrovlnné. Nízký profil konstrukce a nepříliš vysoké
kontakty vkládají vysílači do cesty jen nepatrnou indukčnost, VSWR je
nízké a na relé nevzniká při vysílání téměř žádná ztráta. O izolační
schopnosti takového relé však nelze hovořit. Právě od toho je však v
zapojení to druhé mikrovlnné relé.
|
Konstrukce
Relé jsem naletoval na
oboustrannou desku z kuprextitu FR4. Motiv je vidět z obrázku vpravo.
Řešení je poplatné použitým součástkám. MW relé Panasonic je určené
pro povrchovou montáž (surface mount) a 16A relé Finder se montuje
standardně. Desku jsem vyráběl jako "echt" homebrew (tj. kreslil fixkou
a leptal v chloridu). Deska byla
navržena bez prokovených děr, ty ručně dělat neumím. Místo nich jsem
použil drátěné propojky. Pohled na Relé 16 A je "skrz měď", stejně,
jako na diodu a SMA konektor pro RX. Relé MW je ze strany spojů.
U motivu je z druhé strany ponechána měděná
fólie. Propojky, které mají být izolované, mají
vrtákem zahloubený
otvor, propojky, které propojují spoje, jsou nezahloubené a z obou stran zaletované.
Zelené plochy vpravo a pod motivem znázorňují
montážní prostor N konektorů (anténa a TX). Ve skutečnosti jsou
použity samice N konektorů, které jsou montované do díry o průměru 16
mm v bočních kuprextitových deskách. Zemní fólie všech desek jsou
propojené letováním.
Poznámka: Relé se k sobě konstrukčně moc nehodí.
Jedno má rastr 5 mm (16 A Finder nebo Schrack), druhé 2.54 mm. |
 |
Pomocné
obvody Cívky obou relé jsou spojené paralelně.
Ve stavu "bez energie" je vstup LNA spojen s odporem 50 Ohmů SMD a
anténa je spojena s výstupem vysílače. Po připojení napájecího napětí
RX (používám napájení RX po kabelu, které také někdy popíšu) obě relé sepnou.
Relé 16 A odpojí anténu od vysílače a MW relé Panasonic anténu propojí se
vstupem LNA. Paralelně k cívkám relé je připojena dioda a malý
blokovací kondenzátor 10 nF SMD.
Schéma
Schéma uvádím pro informaci, vše bylo popsáno.
Bohužel, v malém notebooku, který mám u vody, nemám kreslítko na
schémata, tak jsem vytáhnul blok a tužku:

Poznámky
1. Z MW relé jsem pro experimenty sehnal
také relé HF 353 od TE Connectivity (má jiné rozměry). Rovněž existuje pestrá nabídka u
16 A relé s malými rozměry, která jsou vhodná pro montáž do plošného
spoje, např.
relé RTD14012 ...
2. Vyrobil jsem také desku se zesilovačem MMIC typu
PGA103+. Schéma LNA najdete v jiném článku. Tvar spojů a osazovací
plán pasivních součástí je zde (poslední tvar ze dne 4.9.2016, použit
odlišný tvar MW relé, zde Panasonic ARE 10A12, tj. s většími ploškami
kvůli lepšímu pájení, LNA doplněn o vstupní indukčnost):

A získal jsem LNA s nízkým šumovým číslem uvnitř
krabičky malého anténního relé. Deska (66 x 45 mm) je osazena do
plechové krabičky s víčky, rozměr 67 x 46 mm. Ze tří bočních stran
jsou osazeny konektory SMA. Také s tímto zařízením, které bylo pomocí
koaxiální SMA propojky propojeno s 15 prvkovou anténou (N konektor byl
nahražen PCB destičkou s SMA samicí), jsem byl schopen detekovat
volací znaky relace JT65B EME. Nemám konektory SMA (male na
kabel) příliš v lásce kvůli pájení středního pinu. O tom připravuji
samostatný článek. A také se mi zdají titěrné pro připojení
tlustějších koaxiálů. Nicméně, rád bych
jednou ověřil, jaký výkon z TX SMA konektor bezpečně přenese a zda by se to
nehodilo pro malou EME portable stanici.
Pro pokusy mám
přichystanou také druhou desku s N konektory (byla by v krabičce u antény).
Také mám desku, která by byla za čtvrtvlnným symetrizačním a transformačním vedením dlouhé yagi.
Domnívám se, že 15Y mi umožňuje detekci silnějších (spíš big gun) stanic, ale pokus
o spojení by byl pro protistanici utrpením. To nemám rád. A tak svou
představu malé stanice pomalu přesouvám k delší, tedy jedné dlouhé (délka 8 x lambda) optimalizované yagi
a vážně uvažuji o soustavě. U dlouhé yagi mě láká možnost naletovat měděné
trubky přizpůsobovacího 35 Ohmového vedení (anténa má Z0 = 25 Ohm) k
desce relé (50 Ohm). Oba motivy PCB uvádím zde:
|
 |

Nahoře jsou nakresleny obě trubky Cu přizpůsobovacího
vedení. Z krabičky jdou jen dva signálové kabely (a napájení),
konektory jsou N.... nevýhoda je zjevná - nejde jednoduše měřit NF (dB).
Musím věřit tomu, co jsem naměřil bez transformačního vedení a po
sestavení antény si několikrát změřím a zaznamenám šumové spektrum v
kontrolních bodech. |
|
|
|