Fantastic Es opening on June 25 and June 26 - 144MHz activity SM0NCL JO99AK

 Ovanligt långvarig sporadiskt E-skikt vågutbredningsförhållanden under 25:e och 26:e Juni 👍

26QSO in total, very nice 144MHz activity!!!!!!!!

My old 2M transceiver lost its RX intermittently - so had to swap to the old IC-706 during the Es activity. Luckily it worked out and some more QSO could be done....

8 QSO to France

12 QSO to Italy

1 QSO to Spain

2 QSO to Ireland

2 QSO to UK

2 QSO to Croatia

I am using a 7 element yagi 25masl (10magl) and about 100-180W output, no LNA.

Snapshot from DX-maps June 25th
2300km + was best QRB this time

Go from PCB toner transfer making to 3-axis CNC G-code PCB making - part 5: Learning more

 Go from PCB toner transfer making to 3-axis CNC G-code PCB making - part 4: Learning more

Hårdvaruproblem 

Med den nya ER11 Chucken på nya 20000rpm motorn vs. kunna fräsa kretskort med 0.25mm ledarseparation....finns problem.....

När man köper en ER11 chuck billigt är det underförstått att man vet ingenting om vilka toleranser den uppfyller

Har sett följande definitioner (tillverkarspecifikt?) på olika toleranser ER11 finns att köpa

EP (extreme-precision)  < 0.0025mm Total Indicated Runout 

UP (ultra-precision) < 0.005mm Total Indicated Runout

PG (precision) < 0.01mm Total Indicated Runout

Rz 2.5

HRC 46

Den billiga chucken jag har nu och försöker förbättra hade mer än >0.10mm TIR uppmätt med mätklocka

Skala 0.01mm

Det mesta av felet, gissningsvis, kommer från radiell koncentricitet pga. sämre maskinefterbearbetning i fjäderhylsan/muttern/chucken och som då resulterar i ökad fräs/borr radie.

Fjäderhylsa i chuck med 3.1mm bit

(OBS: konspirationsvarning)

Den chucken är troligen nåt kasserat exemplar? från tillverkaren som inte uppfyller några krav? och istället säljs den kanske billigt på nätet där nån webshop troligen plockar upp den billigare och säljer den kanske vidare med en liten vinst - utan att veta/deklarera vad det är för data på prylen.....kan man iaf. låta sig gissa sig till ;-)

Så i nuläget efter egen inslipning av:

fjäderhylsans fjäderspår, ta bort vassa och utstickande kanter

inslipning av 3mm hålet i fjäderhylsan, ta bort vassa och utstickande kanter

samt yttre slipning av de koniska ytorna mot chuck och mutter, ta bort vassa och utstickande kanter

Nu är den totala koncentriciteten ~0.03mm enligt mätklockan

På en skala är resultatet inte ens nära den lägsta precisionsnivån "PG 0.01mm runout"

MOMENT

Ett vanligt fel man riskerar att göra är att att dra åt chuckmuttern för hårt och mosa chucken

För ER11 med M14x0.75 gänga och en 3mm bit är moment 16-24Nm som riktmärke...

X Y FEED RATE

Ett annat problem är att förstå hur snabbt man ska låta CNC X/Y axlarna röra sig under fräsoperationen.

V-bits är inte det bästa valet för att fräsa i FR4 och det finns bara en skärande egg.

Många tabeller avser C typen av fräsbits och dessa har 2 eller fler skärande eggar.

Så vad är feed rate för min CNC med 18 000 rpm, med dessa usla 0.1 V-bits med ett skär ?

Copilot ger följande info för mina förutsättningar:

Spindle speed (RPM):            18 000

Chip Load (Fc mm/tooth):    0.003

Number of flutes Z:                 1

Feed Rate Fr mm/min:         54

Här ser jag att hittills har jag kört X och Y fortare än 54mm/minm, ofta runt 60-90mm/min men då med den gamla motorn som är under 10 000 rpm....not so good      8-o

Med substandard RPM på spindeln och usla V-bits får man backa av en hel del på feedrate X och Y.

Backar man av för mycket på feed rate blir kanterna lite sämre, men det är kanske ett mindre problem i nuläget.

Vad händer nu - närma sig prov med 0.25mm mellan ledarna i isolationsfräsningen?

Gör ny kretskortsfixering (inte längre med aluminiumtejp)

Tillverkade två nya aluminiumbitar med hål för
de 20mm c/c spår som fräsbordet har

Kretskort med 1.6mm tjocklek, går precis in under
de nya spännbitarna

Ta en ny bits 0.1n-ish (med korrekt formad spets, ej defekt)

Använd Z probe

Använd höjdkarta

Fräs på 40um Z  (strax över koppartjockleken 35um)

18 000 RPM-ish på spindeln (har ingen varvräknare men data indikerar RPM vid 26V)

X,Y feed rate 40mm/min (gå ned lite i fart med extra marginal)

Go from PCB toner transfer making to 3-axis CNC G-code PCB making - part 4: Learning

Hur går det?

Har nu tillverkat en mängd kretskort med CAD och sen fräst ut dessa med en CNC fräs.

Inledningsvis så är inlärningskurvan brant, men även fortsatt ser inlärningskurvan ut att fortfarande var brant :-)

Att tillverka kretskort är en specialistverksamhet.....och verktyg för att tillverka är invecklade....och felfrekvensen är hög, mycket kan gå fel och det gör det ofta....

Med lite AI hjälp så är det numera enklare att hitta svar, man frågar AI och promptarna blir bättre och bättre, man kan fråga efter stegvisa instruktioner för olika steg i kretskortstillverkningen man har svårigheter med.

Man måste ha checklistor för de olika stegen i kretskortstillverkningen, speciellt för att hantera Gerber och för att hantera .nc filerna i respektive verktyg.

Just nu:

• Att göra enkelsidiga kretskort för hålmonterade komponenter på FR4 känns helt OK i nuläget. God repeterbarhet.
• Att  göra enkelsidiga kretskort för ytmonterade komponenter ner till storlek 0805 och ledningsbanor ner till 0.5mm  på FR4 1.6mm känns helt OK i nuläget.  God repeterbarhet.

Nästa steg är att få bättre resultat på:

• Non Copper Clearing/Rub out: bort med koppar under komponenter, försvårar lödpasta lödning idag.Kan göras med multi depth milling och en annan fräsbits, vertygsbyte.
  
  
• Milling bit calculation: Få grepp om den verkliga effektiva fräsbredden på fräsbits, skär ofta för brett, visar på begränsningar i CNC hårdvaran.
  
  
• Isolation routing: att fräsa 0.4- 0.2ish  mm smala ledningsbanor, dessa förstörs idag helt

0.4mm paj

0.4mm paj

• Multi-depth milling: att fräsa 0.4 och 0.2ish mm smala ledningsbanor i två steg för att minska risken för förstöra ledningsbanor och belastning/glapp i CNC hårdvaran.
  
  

Saker som inte varit prioriterande är:

• Kantfräsning, PCB contour routing: enklare att klippa med plåtsaxen, mindre damm
• Dubbelsidiga kretskortsbanor: enklare att dra en eller två ledare med kopplingskabel.

CNC förbättringar som gett bättre resultat:

• Z probe funktionen, ett måste för god repeterbarhet

Z probe

Z probe

• Ny motor på spindeln, bytte från en långsam 775 motor till en som kan gå över 10 000rpm och ända upp till 20 000rpm med rätt spänning. Ny motor är fortfarande en 775 motor som kan drivas av den inbyggda motordrivande 10Ampere fet transistorn i CNC kontrollerkortet. Hoppas att bytet från glidlager till kullager inte syns alltför mycket i fräsresultaten (återstår att se).
  
  Den långsamma motorn är misstänkt att orsaka V-bitens sidotryck på kopparbanorna var större, det märktes tydligt på små kopparlödytor som tenderade lossna så fort man lade på lödpasta och värme....provade med långsam X,Y matning men kanske inte långsamt nog....

20 000 rpm 775 motor

Speciella situationer som ställt till det i tillverkningsprocessen

• Jag har inga gränslägesbrytare för att kunna använda HOMING funktionen, så jag har en grbl sekvens i Candle som ställer spindeln på ett säker plats, min längd på Z är begränsad och kan ofta stöta i övre ändläget och Z kalibreringen blir oanvändbar 
  
  
• Mjukvaru bugg i Flatcam som gör Z kalibreringen helt oanvändbar för V-bits, Z djupet nollställs om man har grbl11 processing och senaste Flatcam versionen med V-bits data. Lösningen är en "workaround" då man anger att använda C (cylindrical, flat end)  bits, räknar först ut den effektiva fräsdiametern med kalkylatorn för V-bits och sen använder man den dimensionen för C1 bits. C bits är raka så man använder V-bits diametern vid det fräsdjupet som används, något som kalkylatorn i Flatcam kan ange. Man kan även byta processing till grbl med lite sidoeffekter.
  
  
• Billiga V-bits från öst är inte att lita på, fräsbredden på isolation routing blir oftast mycket bredare än tänkt. Spetsarna kan vara fula redan i boxen dom kommer i. Man måste inspektera och kassera vissa bits. Spetsdiametern är inte 0.10mm för alla bits i boxen, vissa är bredare än så. Tittar man på dyra V-bits så ligger styckpriset runt 600SEK, på dessa billiga ligger styckpriset runt 17SEK.
  
  Ska man tillverka 0.4 -> 0.2mm = 025mm isolationsfräsning - är det en chansning och man måste först göra "kretsbanekalibreringstestfräsningar" innan man vet vad man får, för varje V-bit man tänker använda på det slutliga kretskortet eftersom spetsarnas riktiga diameter är sådär....
  
  I teorin ska V-bits med 0.08 respektive 0.13 spetsar klara av att fräsa;
  0.005'' / 0.0762mm (0.08mm) = klarar 0.152mm spacing på PCB (plus dåliga CNC egenskaper)
  0.003'' / 0.127mm (0.13mm)  = klarar 0.254mm spacing på PCB (plus dåliga CNC egenskaper)
  
  En box med 10st riktiga V-bits med rätt spetsdiameter kostar runt 5900:-
  Med så smala och dyra spetsar måste man använda Z multi depth milling ?

Utmaningen fortsätter att göra 0.4-> 0.20mm anslutningar med 0.25mm separation -  till enstaka QFN ytmonterade komponenter 

• Nr #1 Hårdvaruproblem

Spindeln är inte centrerad, varken på den gamla eller nya snabbare spindelmotorn är bra.
I båda motorerna finns en variation på 0.11-0.12mm över 360graders rotation.

! > dvs. frässpindeln gör förstorade hål och större fräsbredd <!

Att fixa till detta blir 1:a prioritet innan gå vidare med några mer försök på 0.25mm isolationsfräsning / 0.20mm ledare.

Felet ligger i ER11 chuck, hylsa och spänninsats som tillverkats i öst.....precision kostar mer
Har sett liknande problem med större borrchuckar från öst, har då bytt chuck tills ett exemplar uppvisar bra resultat, verkar vara stora variationer i tillverkningen och ingen kalibrering efter montering av chuckdelarna.

ER11 chuck är värmekrympt på motoraxel och svår att få loss utan att riskera skada motor/lagerlägen. 

• 
  
  
  Första försöket är att använda den gamla checkens mutter och fjäderhylsa eftersom dom ser ut att vara av ett bättre utförande än den nya chucken (som är har vassa kanter efter maskinbearbetningen).
  Med gamla chuckmutter och hylsa på den nya chuckhållaren finns nu 0.06mm variation på 360grader, en halvering!!!
  
  Exempelvis: Om en V-bit 0.12mm spets med -0.042mm Z djup så anger kalkylatorn 0.142mm effektiv fräsbredd och med chuckproblemen blir då effektiv fräsbredd 0.0202mm ???? eftersom V-bit spetsen vobblar runt centrum 0.06mm???. Inte bra :-(
  
  Dessutom varje gång man monterar om en fräsbit i chucken blir felet olika varje gång, har monterat om fräsbiten flera gånger och mätt med mikrometern - mellan varje montering varierar det mellan 0.06 till 0.08mm - repeterbarheten är inte konsistent, inte bra :-(

• Jag försöker slipa in precision i den nya ER11 chuck med fjäderhylsa. som sitter på nya motorn. Den gamla chucken på långsamma motorn får vara som den är tillsvidare.



Gamla chucken, men samma princip att slipa på



Denna version av spännhylsa har mer flexibilitet än den nya spännhylsan
som inte har dessa yttre små skärningarna som gör hylsan mer följsam

Ny ER11 chuck justering

1. Dra ett slippapper igenom alla slitsarna på fjäderhylsan, eventuella skarpa kanter tas ned
2. Kontrollera mutterns inre koniska yta där fjäderhylsans spets ligger an - finns vassa kanter? så tas dom bort med mycket fint slippapper lindat runt ett borr, se upp så det inte blir repor på koniska ytan annars kan mutter och fjäderhylsan material hugga tag i varandra och göra spår...(gissa hur jag vet det....)
3. Montera en mindre borr, typ 2.8mm diameter och dra åt chucken, ny flexar fjäderhylsan lite extra i chucken 
   
4. Sätt chuck och fjäderhylsa i en fast fixtur, för in en roterande 3mm rundfil/brotsch fjäderhylsan, låt dessa jobba/slipa en stund, dra successivt åt chuck något om det går runt lite lättare.
   
5. Sätt upp enbart fjäderhylsan i roterbar fixtur (t.ex med en lång igenomgående skruv 3mm + mutter + bricka igenom hylsan), slipa yttersidorna på de koniska delarna av fjäderhylsan, låt jobba en stund med roterande chuckhylsa.
6. Rengör noggrant, slipdamm bort, blås ur fjäderhylsan
   
7. Provmontera komplett chuck med 3.1mm borr och mät med mikrometer under rotation
   
8. Jag fick ned variationen på 360grader rotation till 0.03mm - Bäst resultat hittills!!! 
   

•     Teori och V-bits
  
  
• Med teoretisk V-bit spets på 0.10mm plus 0.03mm "ovaltitet" har jag 0.13mm att beräkna isolation routing med.
  Enligt V-bit kalkylatorn blir då det frästa isolationsspåret 0.1514mm bredd (med 30 Grader V-bit) och  Z -0.040mm fräsdjup.
  Även om detta är optimistiska siffror, bästa fallet, så är det långt ifrån den 0.127mm som anges för att kunna klarar 0.254mm spacing på kretskortsledare  :-/
  
  
• En tillverkare av 0.127mm tip diameter V-bits och 30graders V-bits anger att man kan klara av 0.254mm spacing med den tip diametern - troligen med en proffsigare CNC fräs....
  Det finns 15 och 20graders V-bit vilken är mer intressant med tanke på geometrin vid små skärdjup och smala isolationssspår.

Mer saker att förbättra?

Japp - det finns mer

Kretskortshållarfixtur är nästa grej att få kontroll på

Har hittills använd aluminiumtejp (3M Scotch 425) som har kraftigt lim och styv tejp och det har räckt till som fixering upp till nu när 0.25mm ska kunna provas....

Har en misstanke om att det kan flexa lite och det syns på 0.20mm kretskortsledare som blir ojämnt utförda.....

Ett första försök
men detta fungerar inget bra, kretskortet lyfts upp lite granna när man drar åt skruvarna
så det blir att prova en ny variant med helt annan klämfunktion än med dessa brickor

2.5GHz to 10.3GHz signal source / x4 multiplier / old DRO LNB re-purposed

Hur snabbt få fram en  enkel signalkälla för 10.368GHz

Jag behöver en signalkälla på 10.368MHz men har ingen signalgenerator som klarar 10GHz.

Vanligast är att sätta på en multiplicerare och då min signalgenerator går upp till 3GHz kan man ha 2.5GHz och multiplicera fyra gånger (x4) till 10.368MHz.

Det finns många exempel på hur man kan göra en multiplicerare men många av dessa exempel har gått långt när det gäller konstruktionen, mycket gain och s.k pipe cap filter.

En inspiration var en artikeln från DUBUS nr 1 1988 som DC0DA Jürgen gjort med titel: "Spektrale Untersuchungen an einem aktiven Frekvenzvervierfacher"

Fyrfaldiga multiplikatorkretsen består av två GaAsFet och ett filter på ett litet kretskort. Med 4mW in på 2.5GHz gav den kretsen 25mW på 10.368GHz.

Denna version har en kavitetsresonator t.ex i svarvad mässing som bandpassfilter.

Hur göra?

Min ide var att använda nåt enklare filter utan att behöva starta upp metallsvarven, dvs. ett enklare bandpassfilter och att återanvända kretskort från gamla satellit LNBer så man slipper den dyra omvägen att köpa uW laminat....

Vad göra, rota i junkboxen!

Rotar lite i junkboxen och hittar några gamla DVB-S LNB med DRO för 12GHz. 

Innehållet i dessa äldre LNB är användbart, där finns fina 12GHz kretskort och GaAs Fet'ar och inte minst ett DC regulator kort med negativ och positiva spänningar.

PTFE 11-12Ghz kretskortet har tre stycken GaAs FETar i serie som LNA och mellanförstärkare innan diodmixern.

Exempel på äldre LNB som är klart användbart för liknande projekt

På motsatta sidan sitter DC reglerkortet för alla GaAs Fetar med mera...

Att jämföras med en senare med fortfarande en DRO LNB modell, lite mindre format på allt och en multifunktionell IC som tillhandahåller många funktioner inklusive DC reglering. Man kan prova återanvända hairpin 12GHz filtret, LNAerna och kanske även mixern.

Klipper isär PTFE LNB kretskorten i två delar, vardera med en GaAsFet, och sätter ett bandpassfilter emellan.

Bandpassfiltret är baserad på en annan bit PTFE kretskorts 50ohm stripline som sedan modifieras med skalpell.

Man gör en halvvåg lång del av stripline samt två kopplare för in och utgång, avsedd att resonera på 10GHz.

En FET gick nog sönder vid de första försöken att sätta fart på multipliern så den byttes ut till en NE72084 GaAsfet, den andra FET är okänd men satt som nummer tre i LNA kedjan.

Alla PTFE korten är monterade på ett underlag i form av en FR4 enkelsidigt kretskort.
I varje PTFE PCB genompläteringar/nitar/jordpunkter har lödpasta applicerats på undersidan av PTFE PCB och sen värmts upp så en jordförbindelse uppstår till underlaget.

Det DC reglerkort som fanns i LNB har i orginalskick trimpottar för -Vg och +Vd - mycket bra!

På kretskortet syns en 8V regulator, en ICL7660CPA charge pump som ger den negativa gatespänningen -. och en bunt trimpottar för respektive GaAsFet 

Matningsspänningen är +8V och jag räknar ut serieresistorns värde, dvs. 8V matning, 3V Vd samt för 30mA Id, löder dit nya resistorer eftersom en orginal LNA och en junk multiplier kommer att jobba på helt olika strömmar.

FET på ingången får en ny serieinduktans på -Vg, kapar av 11-12GHz DC avkopplingen vid stripline och löder på 5.6nH induktans. se foto.

Sätta fart på junk - eller vad kan man modda en gammal LNB till?

Ansluter signalgeneratorn på 2.59205GHz med 0dBm nivå på ingången, ansluter spektrumanalysator på 10.3682GHz på utgången och börjar justera:

- Steg ett är att justera -Vg och se om x4 signalen börjar synas.

- Steg två är att justera bandpassfiltret, använder en tandpetare med en pålimmad kopparflagga (1x1mm stor), man hittar platser där filtret resonerar bättre och löder dit permanenta kopparflaggor och fortsätter hitta nya platser med tandpetaren.

Kopparflaggorna i mitt fall förlängde kvartsvågselementet samt de två kopplingsstriplines.

- Steg 3 är att åter justera -Vg för maximal signal på 10Ghz.

Mäter med multimetern på -Vg och +Vg och jämför resultatet med databladet för NE72084 med graferna för olika arbetsförhållanden.

Den andra FET har jag inga data på så där gäller enbart utsignal och justering av -Vg.

Justeringen av -Vg är avgörande för  styrkan på på 10.368GHz signalen, den varierar kraftigt med olika -Vg DC nivåer

Resultatet!

Junk från en 11-12GHz LNB återanvänt!!!

Här syns i bild, 2.5GHz drivsignalen 

och den resulterande 10.368GHz utsignalen.

Med lös koppling till spektrumanalysatorn är signalnivån tillräckligt stark som signalkälla för mottagarprov/trimning.

Funktion!

Man kan enkelt variera 10GHz signalens styrka om man justerar 2.5G signalgeneratorn, i mitt fall gick det backa av från 0dBm och ned till -18dBm på 2.5G och fortfarande få en multiplicerad 10G signal.
Med lägre nivå slutar multiplikatorn fungera.

Nu har jag möjlighet att justera 10.225GHz och 10.368GHz kaviteter för bästa resonans, samt GaAsFet biasnivåer för bästa signal i signalkedjor.

Cheap LNA 2026

Inköp som ny

" Wow - den klarar upp till 6GHz "

Innehåller optionen med internt li-ion batteri och laddkrets för batteriet

Man kan då ansluta LNA boxen på ett instrument utan kablar - mycket bra för kortare mätningar portabelt

Här syns en applikation, en portabel batteridriven spektrumanalysator och bredbandsantenn samt denna batteridrivna lågprisLNA från öst inkopplad för lite mer känslighet.

Med LNA ser man FM sändarna på några km avstånd med denna usla antenn

Usel antenn: En logperiodisk antenn som matas på detta sättet med en SMA direkt i framsidan verkar inte helt korrekt - troligen ska en semiridig koax dras från den punkten till baksidan av antennen och skärmen lödas i ändarna på koaxen.....

Jag inspekterade kretskort och låda

lådan är i gul "eloxerad" aluminium utförande, eloxering (som alla vet?) är isolerande (och som alla vet så säljer guldfärgade prylar bättre än prylar i rå obehandlad aluminum....)

Kanterna är gula, färg eller oxid?

Kanterna är icke-ledande, helt isolerande skikt med färg eller oxid

På det sättet kretskortsgavlarna är utförda kan man se att tanken var att gaveln ska vara i kontakt med kretskortsgavlarnas exponerade jordplan. I orginal är all jordplan centrerad runt SMA kontaktens kretskortgenomföring/bicka/mutter.

En enkel lösning är att helt enkelt slipa av all eloxering på båda gavlarna.

Nu har man en RF tät(are) låda.

Slipade kanter, ren aluminium exponerat

Aluminium är en bra ledare :-)

Kretskortet sitter inuti den extruderade aluminiumlådan i kretskortsspår som också är eloxerade

Lådan är isolerad på insidan med denna oxid eller färg

Egentligen borde dessa spår vara o-eloxerade - men jag orkar inte ta bort oxiden eftersom spåren är såpass breda att det inte finns nån garanti att det blir en konsistent jordanslutning mellan kretskortets jordplan och lådans spår. Om det ändå blir glappt här så är det en sämre lösning.....

Ytterligare en modifiering  -SMA kontakterna är inte lödda på båda sidor om kretskortet....

Före

Efter

Den aktiva komponenten är TQP3M9037 och är snart en 10år gammal krets.

I databladet finns specifikationer för 3.3V och 5.0V.

700-6000MHz låter kompentent - men data varierar en hel del inom det frekvensområdet!

25dB gain på 700MHz och 10dB på 6000MHz

0.4dB NF på 700MHz och 1.6dB på 6000MHz.

Men det är med kretsen monterad på demokretskortet från tillverkaren och komponentvalet är kritiskt uppe på 6GHz.

I testkretsen på 3.4GHz används 0402 storlekar på R, C och L.

I detta massproducade exemplar från öst matas LNA kretsen med 3.7V från den inbyggda li-ion batteriet.

Li-ion med inbyggd BMS?

Även om man ansluter en 5V mini-USB till intaget så lär kretsen gå på runt 3.7V från den spänning som den inbyggda li-ion laddkretsen ger ifrån sig till batteriet.

Har inte lyckats mäta på kretsen ännu men har sett andra som mätt i orginalskick och komponenter på denna massproducerade produkt:

LNA kretskortet i orginalutförandet

Det som är lite unikt i denna massproducerade produkt är:

- BAV99 dubbeldioden på ingången, används som begränsare/skydd av ingången

- B5819 schottkydiod på utgången som nån typ av skyddsfunktion?

- 100kohm på ingången till jord, även det nån typ av skyddsfunktion?.

- Seriekondensatorn på ingången (som är ett krav från tillverkaren) är på 100nF - ett försök att leda in HF signaler till kretsen.

- Alla komponenterna är 0603 eller större.

- den minsta induktansen på DC matningen är 300nH, den största induktanser är 47uH.
Otroligt stor induktans -  och i en bias-tee krets skulle 1uH räcka till för 100MHz som lågfrekvensinduktans. Högfrekvensinduktanser 330nH är även den jättestor, här skulle 56-100nH passa bättre för flera GHz.

- kretskortet är tjockt FR4, dvs. förluster i kretsen uppstår på vid flertalet GHz.

Troligt kretsschema och komponenter

Dessa unika lösningar kommer inte ge några bra prestanda uppe på höga GHz frekvenser :-)

Grundtesten är att denna pryl är gjord för låga frekvenser, långt under de 6GHz som LNA kretsen i sig kan klara av.

Både kretskort, komponentval och paketering (låda + SMA) signalerar låga frekvenser....

Rotade i junkboxen - ett antal Sage wireline prylar dök upp

Wireline

Förkapade wireline från fabrik

En innerledare försilvrad
En innerledare med isolering

Vad ska man ha dessa udda prylar till - förutom att slänga dom på återvinningen?

Sage wireline (och wirepac) är en pryl som ser ut som en semirigid koaxkabel med två innerledare 

varav en innerledare är isolerad, de två innerledarna är tvinnade med 3 varv per 25mm för att öka kopplingsgraden kan man förmoda.....

Vanligtvis ser man dessa i t.ex äldre LNA eller PA kretskort där man kombinerar två förstärkarsteg med -3dB 90graders kopplare gjord av wireline samt ett 50ohm terminerande RF motstånd.

Exempel på wireline 3dB 90 grader fördelning respektive kombinering - på in och utgång på ett 400W VHF slutsteg äv äldre modell
De wireline som syns på bilden är lite grövre än de jag har i junkboxen

Detalj i slutsteget där en ledare ansluts till ena PA halvans utgång och en ledare går till ett termineringsmotstånd 50ohm på den isolerade porten i wireline

Detalj i slutsteget där en ledare ansluts till ena PA halvans ingång och en ledare går till ett termineringsmotstånd 50ohm på den isolerade porten

Kopplingsprincipen -3dB 90grader

-3dB 90degrees Power Combiner

Samma princip som i VHF PA på bilderna ovan

Hembyggd provkrets, tanken var att ansluta två 23cm yagi antenner till en 23cm station
Kopplingsfaktorn blev runt 3.5dB i båda portarna på 23cm, bandbredden är stor
Enligt andra artiklar där wireline har förekommit i 23cm slutsteg som kombinerats - så har man använt en Längd på 36mm på 1296MHz.

Principen är att en kvartsvågslängdslång wireline ger -3dB koppling vid 90grader

Enligt designnoteringar beräknas längden: L = 4700/MHz = (cm) 

Avviker man ifrån den beräknade kvartsvågslängden ändras kopplingsgraden från -3dB och ned mot -30dB i extrem fall och det sker vid 0 eller 180 grader.

Mer vanligt idag är den ytmonterade s.k lågprofil 3dB hybrid kopplaren, med 50ohms ledare inuti en lödbar kapsel. 

Anaren Xinger ytmonterade 3dB 90 kopplare
Mycetk lite och kompakt komponent

Vill man inte ha 90 graders skillnad mellan förstärkarstegen kan man använda en Wilkinsson kopplare med ett 100ohm RF motstånd och köra två förstärkarsteg parallellt

Båda dessa -3dB kopplarna är bandbestämda, man beräknar längden till den frekvens det ska gå på för att få 3dB kopplingen

DC BLOCK

Jag gillade iden med att göra DC block för de olika banden och på så sätt skydda mätinstrument från DC på mätportarna.

Enligt designnoteringar ska man löda ytterhäöjet till jord vid respektive ändar.

Två snabbt ihoplödda DC blockerare
Mätte dessa i frekvens för att se var  förlusten är som lägst
jag såg runt 0.3-0.5dB som lägst och samtdigi fortfarande inom en acceptabel anpassning -15dB, dvs. en bra VSWR
Bandbredden, med ovanstående faktorer, blev rätt likaför båda DC blocklängderna : 525MHz

40mm lång wireline

Mätning på 40mm wireline

70mm lång wireline

Mätning på 70mm wireline

DIPLEXER

Gillade också iden att göra en diplexer för t.ex QO-100 eller transverter, dvs. i de fallen man använder en koaxkabel för IF frekvensen samt 10MHz som referens till transverter LO, PLL. Istället för induktorer och kondensatorer använder man endast två bitar wireline.

Det finns andra tillämpningar

DC Return

Man ha wireline till diodblandare också, som en diplexer för IF och LO signalen och på RF sidan sitter diod-er.

DC return = dvs. om komponenten kräver en ström, i en diod eller transistorkrets kan man via wireline isolera RF från DC till jord (via ett strömbestämmande motstånd R)

DC Return

Eller varför inte prova om man kan göra samma sak på spänningsmatningen, isolera RF från DC

har inte provat detta, ersätter en induktans

DC isolation

Lite annat

Man kan ändra på kopplingsgraden genom att använda andra längder än inom -3dB oktaven, dvs. mellan 0-60 eller 120-180 grader

Som exempel en wireline längd på 21mm ger en -20dB kopplingsgrad på 144MHz, 19mm ger en -20dB kopplingsgrad på 50MHz.

Så en mycket kort bit wireline sänker kopplingsgraden, inte helt oväntat :-)

Enligt designnotering kan man använd wireline som directive coupler långt över 10GHz

LÄS MER

Sök på WIRELINE® and WIREPAC® Design Guide så hittar man en bra översikt nånstans på nätet

det finns även en wireline wirepac kalkylator man kan betala för på en RF websida.