DC matning via koax med QRO på 432MHz

Funderade på om det går att ha en preamp på ett en-koax system på 432MHz, dvs. använda DC-matning via samma koax, med ett större slutsteg (upp till 700W).
Dom flesta bias-tee burkarna är inte avsedda för halva kilowatt på UHF, snarare för mindre effekter som standard UHF apparaterna ger eller nåt litet PA.

Så frågan är hur man fixar en sådan DC-matning.

Första försöket, en standard DC-matning på koax, en stripline och seriekonding.
Inte lätt att få detta perfekt, drossel spelar stor roll när det börjar bli tal om hög effekt.

 

Generell modell av DC matning på en stripline och ATC seriekonding samt drossel + avkoppling.
En liknande modell sitter i köpeprodukter (värdet på drossel och konding är frekvensberoende)

Vad händer om man lägger på UHF effekt på ovanstående konstruktion ?.
Redan vid 50W börjar det bli varmt i komponenterna -  så jag kopplade in den via nätverksanalysator för att se vad som pågår.
I analysatorn ser man att anpassningen är mesiga -12dB, dvs. det kommer antagligen att brinna fint med hundratals watt.

Så nån ny typ av DC matning måste användas.

Här är en annan modell, där man utnyttjar egenskaperna från en kvartvågslängd 50ohms koaxsnutt som är öppen i en ända. Klippte först till en 130mm lång koaxsnutt, enligt kalkylatorn blir den teoretiska kvartvågslängen i en PTFE koax 121.45mm (räknat på skärmen).

Principen är enkel, använder här semirigid PTFE koax och en öppen ända.
Två koaxer, en till antennen, en till sändaren/mottagare och en DC-block kondensator som hindar DC att nå sänd/mottagarkoaxen, DC når bara antennkoaxen.

 Koaxsnutten trimmas först ner till målfrekvensen med avbitaren, bit for bit.

Anpassningen till 432MHz gör man genom att korta ner kvartvågskoaxsnutten en bit i taget, började med 4mm, sen 3mm och sist 2mm, då hamnade man ganska nära målet.

Så där ser kretsen ut i mätning, Markören ligger på 432.2MHz, och max.anpassning ligger längre ner runt 410MHz.

 Tvärr är det lite svårt att hamna på rätt frekvens med klippning och det är lätt att koaxstumpen blir för kort. Att få rätt elektrisk längd bli ett problem när DC-matningen ansluts, när man stoppar in detta i en låda eller om man har lokala avvikelser som man måste anpassa sig till.

Perfekt anpassning men på lite fel frekvens,  -38dB ser lovande ut, räcker nog till för att DC-kretsen ska klara sig även vid höga effekter på UHF.

Det är väldigt knepigt att få rätt anpassning på rätt frekvens på UHF, så nästa knep är att göra kvartvågskoaxsnuttens längd variabel.

Variabel längd med en adderad och trimbar LC krets i "öppna" ändan av koaxen.
Nu i efterhand så är det kanske bara kondensatorn som behövs för att kunna justera längden elektriskt, men jag har inte hunnit prova detta ännu. Så nästa steg är klippa bort spolen och mäta igen.

En liten spole ca. 5mm ID och 2varv, samt en PTFE trimkonding 1-10pF.
På detta löder man sen på DC_matningen.

Så här ser det ut så långt, med LC trim, med DC-matning med drossel.
Förlust runt 0.1dB och anpassning strax under -30dB på målfrekvensen 432.2MHz.

Med trimbar kvartvågslängd kan man justera in bästa anpassningen efterhand på ett enkelt sätt.

Skulle tro att man justera även induktansen och få ett lite annat resultat, kanske t.o.m ett bättre resultat!.


Nästa steg i den här protorypen är att anpassa seriekondingen som blockerar DC mot sändaren, till höga effekter. Den nuvarande kondensatorn är en enda 470pF keramiskt ATC för runt 300V. Dom blir gärna varma vid flera hundra watt -  så tanken är att parallelkoppla ett antal silver mica för att distribuera värme och spänning över flera kondingar.
Det blir sen ett provskott på 400W CW - sen visar det sig om det kommer att fungera i praktiken med ett riktigt antennsystem istf. en ideal 50ohm konstlast.


Ovanstående kan man även göra med en enkel UHF VSWR mätare, en 50ohms UHF konstlast, lite kvalitetskoax och en vanlig kalkylator. Räkna fram rätt elektriska kvarvågslängd allt efter hastighetsfaktorn i koaxen (PTFE har 0.70%).
Sen trimmas stumpens längd grovt med klipnning, genom att sända 432MHz effekt igenom VSWR mätaren förbi kvartsvågskoaxen in i konstlasten, sen finjusteras VSWR med trimkondensatorn för bästa resultat.