Poslední aktualizace  2021

    
 

   Moje PA pro 2.4 GHz NB uplink satelitu QO-100
 
Úvod

Pokud milujete QRP, máte několik možností, jaký PA si pořídit. Pro komunikaci v digitálním módu FT8 poskytne dostatečný výkon PA osazený obvodem MMIC, typ SZM-2166, a to i s použitím malé antény (parabola 40 cm s vertikální polarizací). Se setupem, který je osazen tímto obvodem (osazeným modulem - viz foto), zrealizujete většinu spojení FT8 nebo CW a jen několik stanic na QO-100 nebude schopno dekódovat vaše signály. Ještě menší výkon vám poskytne zesilovač osazený MMIC, typ SZA 2044Z, který je též použitelný k provozu FT8 s malou TX anténou. Pro QRP provoz SSB lze použít zesilovač EDUP typ EP-AB003 (WiFi booster).
 
1. PA QRP osazený MMIC typ SZM-2166

MMIC SZM-2166 je třístupňový zesilovač s vysokým ziskem, který je schopen trvale oevzdávat výkon do 1W (CW) při zisku kolem 35 dB. PA osazený tímto čipem, vyrobený v Číně a koupený na ebay.com používám pro provoz digitálních druhů provozu (FT8, FT4) přes QO-100NB.
 

 
Box s tímto zesilovačem je opravdu poloprázdný: 		 

 
Závěr

Výše popsaný zesilovač č. 1 zůstal trvale instalovaný pro provoz digimódů. Zesilovač je stabilní, spolehlivý a může být trvale zapnutý (trvale zapnuté v mém setupu jsou tyto přístroje:  LNB, GPS-DO pro LNB a tento PA).

Pro zesilování slabších signálů z diodového směšovače transvertoru (můj starší koncept pro QO-100) snáší tento zesilovač na vstupu budicí stupeň realizovaný např. obvodem SPF5189Z. Zisk cca 35 dB má zesilovač i na malých signálech.

Popisy experimentů a provozu FT8 na QO-100 NB jsem zapsal na této stránce.

 
Vysílání s vyšším výkonem na NB transpondéru

Hranici 1W pro SSB provoz jsem zvolil u příležitosti setkání radioamatérů, které se mělo uskutečnit v říjnu 2020 v hotelu Medlov ve Fryšavě pod Žákovou horou. Zkoumal jsem, zda je tento výkon použitelný s malou parabolickou anténou (40 cm) a s lineární polarizací. Výkon 1W byl dostačující natolik, že jsem v průběhu zkoušek realizoval desítky spojení. Žadné QSO jsem neztratil, všechna jsem dokončil a rovněž jsem se mohl účastnit OK/OM kroužku. Rovněž jsem se s výkonem 1W@40 cm parabola účastnil OK@OM pondělních kroužků. Signál SSB s malou parabolou charakterizuji jako slabý, cca 10 dB pod majákem ve středu NB. Pro zlepšení komunikační účinnosti jsem proto používal signálový procesor pro úpravu modulace. S tímto výkonem jsem pracoval asi 2 měsíce. Protistanice můj signál hodnotily jako slabý, ale čistý.

Po uplynutí této doby jsem pro SSB instaloval jiný PA, který budím na výkon cca 6-7 Wattů@40 cm parabola (viz malá parabola vpravo nad textem, s ozařovačem Andrew, V polarizace, napáječ RG-213, vynikající VSWR = 1.1). To je dostatečný výkon pro seriózní práci. Signály mám v této konfiguraci spolehlivě pod hranicí Leila. Díky atenuátoru před PA mám dostatečnou výkonovou rezervu (Můj PA je schopen odevzdat cca 25 W@komprese1dB). 
 

2.  PA QRP osazený jediným obvodem RFMD SZA 2044Z

SZA 2044Z je moderní výkonový zesilovač pro pásmo 900 MHz až 2700 MHz, který vyrábí firma RFMD. Katalogový list dávám ke stažení zde.
Jedná se o dvoustupňový MMIC obvod v pouzdře QFM 4x4 mm. Obvod je schopen dodat výkon 1Watt při zisku cca 25 až 29 dB. Napájení lze realizovat z malého 5V zdroje. Já jsem použil adaptér Aligátor 2.4 A/ 1A, který se prodává v trafikách a globalizovaných obchodech s kabely různého typu pro nabíjení mobilů a tabletů.
Já jsem pořídil zdroj s kabelem USB-mikro USB.

Fotografie

Foto je pořízeno ze zkoušky na stole, při úrovních cca - 10 dBm na vstupu. Na výstupu lze naměřit + 20 dBm. Zesilovač lze budit až do komprese +1 dB. V tomto bodě odevzdá zesilovač téměř 1 Watt výkonu při buzení nepatrně přes 0 dBm.
 

 
Zesilovač č. 2 s obvodem SZA-2044Z jsem zkoušel při provozu SSB přes QO-100. Výkon 1W@40 cm parabola. Sleduji, jak reagovaly protistanice. Někdy volám výzvu a nemám problém obdržet reporty RS 57 až 59. 

Poznámky:

1. Zesilovač bez kovového boxu není vhodný k použití poblíž otevřeného upconvertoru na stole. Jeho vysoký zisk může způsobit různé zpětné vazby a zakmitávání. To poznáme na spektrálním analyzátoru, ale taky jednoduchým dBm metrem naměříme signály i bez buzení, kdy na výstupu být nemají. 

2. Zesilovač dobře funguje v malém plastovém boxu přímo pod LNB antény. Potom stačí krátký okonektorovaný jumper k napájení šroubovice helix ozařovače.

3. Tímto zesilovačem jsem nahradil dva původní QRPP sdružené zesilovače osazené SiGe typ BFQ 790, které mi dávaly dohromady rovněž jeden Watt výkonu.

4. Družice QO-100 má poměrně citlivý přijímač. Lze přes ni pracovat s výkony malými. Nicméně, 1 Watt výkonu je dobrý kompromis a rozumná QRPP varianta pro FT8 a CW provoz.

5. Rovněž s touto anténou (vpravo) pracoval 1Wattový zesilovač dobře i za deště.

   

3. PA EDUP EP-AB003 

Z internetu jsem zjistil, že velice oblíbeným prvkem je tzv. WiFi booster EDUP typ EP-AB003:
http://www.szedup.com/product-item/8w-wireless-wifi-signal-booster-broadband-amplifiers/
Uvedený typ jsem vyzkoušel v sestavě s předzesilovačem na vstupu - viz foto vpravo.

PA jsem vestavěl do přístrojové skříňky v blízkosti antény. V této skříni je rovněž spínaný zdroj 13.5 V a budicí zesilovač.

Úpravy zesilovače EDUP EP-AB003:

1. Výstupní konektor (SMA reverzní samice) jsem nahradil typem SMA.

2. Vstupní konektor lze ponechat, je typu SMA samice. Já jsem ho vyměnil za opačné pohlaví. Důvod - je v něm přímo našroubován výstupní konektor budiče bez redukce.

3. U mého zesilovače nebylo nutné, ale doporučuji vřele provést tuto úpravu:
https://www.george-smart.co.uk/2019/03/limesdr-edup-pa/
tedy propojení špiček č. 4 a č. 5 obvodu 4851. Obrázek jsem převzal z uvedeného zdroje. Propojením trvale přepnete EDUP EP-AB003 do režimu zesilovače.


 

Propojení jsem provedl pomocí tenkého hrotu mikroletovačky. Rychle jsem přiložil hrot, přidal trubičkovou pájku a nakonec zkontroloval pod lupou s osvětlením.

Po úpravách můžeme EDUP EP-AB003 vyzkoušet měřením na malých signálech.
Protože nám po úpravě nezasahuje VOX, provedl jsem jedno z měření signálem
o úrovni -10 dBm (0.1 mW).

Při této úrovni můj zesilovač měl zisk cca 15 dB (tedy asi 30x) a z desetiny mW vyrobil výkon 3 mW.

Při buzení 100 mW (20 dBm) však zesilovač nedal očekávané tři Watty, ale při použitém napájecím napětí již docházelo ke kompresi signálu.

Můj zesilovač byl schopen dávat výkon něco přes 2W, tj. asi 33 dBm při kompresi 1dB. Z tohoto důvodu byl pro buzení použit předzesilovač se ziskem 30 dB a výstupní úrovní 20 až 22 dBm (100 až 150 mW).

Budicí zesilovač je přímo na vstupním konektoru modulu EDUP EP-AB003. Budicí zesilovač obsahuje filtr Murata pro pásmo ISM. Na vstupu ho lze budit úrovní asi -10 dBm (0.1 mW). Tato úroveň nám umožňuje signál přivádět koaxiálním kabelem dlouhým několik metrů a vyhovuje pro připojení na výstup z moderních SDR (např. Adalm Pluto). Budicí zesilovač je osazen 2 ks MMIC a je napájen ze stejného zdroje, jako PA EDUP EP-AB003.

Poznámka: PA č. 2 a č. 3, tak, jak jsem je vyfotografoval, již nemám instalované.

   TU 73, Mira, ok1ufc