70cm 432MHz RX combiner with selective switch for three antennas
PROBLEMET
I NAC 432MHz så används flera antenner parallellt, varje system har vardera en mastmonterad lågbrusig LNA
I radiorummet så kombinerar man antennsystemen och kan lyssna parallellt.
En nackdel med detta är det kombinerade systembruset samt backgrundsbruset adderas i den gemensamma mottagaren
och konsekvensen är att svaga signaler drunknar i signal-brus förhållandet, bruset döljer signalen.
En metod runt detta är att snabbt koppla ifrån de antennsystem som inte behövs vid tillfället och då brukar den
svaga signalen bli läsbar direkt.
Lösningar
på detta finns det många av, man kan mekaniskt skilja på antennsystemen med koaxreläer eller koaxomkopplare.
Ett annat sätt är att använda komponenter på kretskort och styra detta med enkla DC vippströmbrytare.
Nackdelen med det är att komponenter bidrar med egenbrus och egenskaper som kan vara sämre än en mekanisk lösning.
MEN
Ett kul projekt
manglades från under en tid, junkboxen inventerades och kretslöningar justerades därefter.....
I nuläget består prototypen av:
- Mini Circuits ERA-3SM Linear, Gain Block, HBT Amplifier, DC to 3000 MHz, 50Ω
- MA COM SW-338 GaAs SPDT Terminated Switch DC - 2.5 GHz, 50Ω
- MCL LRPS-3-850 3 Ways Core & Wire Power Splitter, 500 - 850 MHz, 50Ω
- ANALOG LTC1044 CMOS switched capacitor voltage converter
- Toshiba TA7805F Positive Voltage Regulators 5V 500mA
- MMIC förstärkarna används för att kompensera för förlusterna i power splitter
- SPDT används för att koppla ur/i respektive antennsystem till power splitter
- Volt konverteraren används för att generera negativ kontrollspänning till SPDT kretsen
- Vippströmbrytarna (3st) används för att växla den negativa kontrollspänningen till SPDT som då antingen växlar till en 50Ω terminering eller till power splitter.
- Power splitter är en passiv komponent som används som en RX combiner med tre ingångar till en utgång, förlusterna i denna är runt -6dB.
Realisering ;-)
Det hela byggs på 1.5mm FR4 kretskort med 50ohm stripline, en DC-del samt en RF-del
Kretskortet är fräst med min lilla CNC fräs med en 0.15mm V-bit som gått fyra varv runt kretsbanorna under isolationsfräsningen.
Mer om CNC fräsen finns i andra trådar om kretskortstillverkning.
Mer om CNC fräsen finns i andra trådar om kretskortstillverkning.
Det är dubbelsidigt FR4 kretskort och ett stort antal kretskortsnitar förbinder jordplan på båda sidor på kretskortet.
På bilderna ser man att två antenningångar RX2, RX3 används och en utgång, RX1 antenningång är terminerad med 47ohm i väntan på fler tester.
Man ser också de varierande ytmonterade passiva komponenterna - en variation mellan 0603 0805 1206 (metric size) och helt beroende på vad som finns i junkboxarna.
 |
| DC kretsarna syns på toppen i bild |
 |
| Tre identiska RX ingångar samt en gemensam utgång till radions RX ingång Luftlindade induktanser till vänster är s.k Bias.TEE DC matning till mastboxar |
På bilden ser man även induktanser på respektive antenningång, dessa är s.k bias-tee, och kan användas för att styra LNA boxen med en +26V DC spänning som kontrollerar
TX/RX växlingen, koaxreläet samt spänningsmatar LNA vid RX.
Styrning sker med vippomkopplare på en liten låda och en skärmad multiledarkabel
En multipolkontakt underlättar under prototypfasen
Använda denna makapär i praktiken ?
Det man kan se direkt är att nyttan är stor att kunna koppla ur antennsystem
signal brus förhållandet förbättras och ofta hör man mycket bättre - bra!
Problem?
SW-338 styrs med negativ kontrollspänning och i första utförande av mitt kretskort så fanns tendenser till självsvängade SPDT - det är viktigt att de två spännings nivåerna kretsen använder inte varierar i spänning, det är nu antingen -4.5V eller 0V.
Lösningen var fler avkopplingskondensatorer på respektive kontrollingång samt avkopplingskondensatorer på den switchade negativa spänningsgeneratorkretsen.
Lösningen var fler avkopplingskondensatorer på respektive kontrollingång samt avkopplingskondensatorer på den switchade negativa spänningsgeneratorkretsen.
Det kan vara så att switchfrekvensen läcker ut på de känsliga styrpinnarna på SPDT kretsen eller från vanligt 50Hz brum som plockas upp av kablar m.m i rummet.
Från start fanns ferriter monterade i serie med varje DC spänning - så dessa minskar högrekvent brus i teorin.
Ett annat problem är egenskaperna hos ERA-3SM - bidrar dessa till sämre IP3 i antennsystemet?
Det skulle då visa sig i mottagarens vattenfall/spektrumvisning.
Budgeten i denna lösning innebär ett litet gain överskott, ERA-3SM kompenserar för förluster i combinern och ger ett överskott på kanske 5-10dB vilket kan påverka mottagaren på nåt sätt.
Det kan vara så att dämpsats behövs efter varje ERA-3SM för att prova detta.
Det kan vara så att dämpsats behövs efter varje ERA-3SM för att prova detta.
Såklart borde kretskortet monteras i en RF skärmad låda med chassigenomföringar av typen 1-10nF avkopplingskondensatorer - men först OM denna prototyp visar sig användbar så tas det steget.....
