Создание генератора на 2,45ГГц >50Вт Опции

[tl494]

Здравствуйте!

По теме своего диплома хочу создать генератор для накачки безэлектродной серной лампы. Смысл в том что в цилиндрическом резонаторе возбуждаем моду ТЕ111 и в пучность поля помещаем колбу с газом.
Сейчас имеется прототип такой системы с возбуждением от печного магнетрона мощностью около 700Вт.
Магнетрон подключается к волноводу а тот к резонатору через щель связи.


Требуется по сути создать аналогичное устройство но с мощностью порядка 50..100Вт частотой также 2,45.
Резонатор планирую возбуждать петлёй связи по коаксиалу.
Рассматривал несколько вариантов - автогенератор либо отдельно задающий ген + усилитель мощности.
Остановился пока на втором варианте т.к. по автогенераторам такой мощности и частоты не смог толком найти информации.

Задающий ген хочу взть готовый, VCO модуль 2436...2496MГц, 10мВт.
http://rfbayinc.com/upload/files/data_sheet/vco/v800me20.pdf

Вот с усилителем пока много неясностей..
Как я понимаю каскады должны работать в классе C т.к. повышается КПД а высокой линейности не требуется.
Для первых проб выбрал транзистор BLF2047
http://www.dectel.ru/philips/techdoc/RF/Ce...z/BLF2047_4.pdf
Импедансы у него документированы до 2,5ГГц.

В даташите приведена разводка платы для 2,2ГГц, попробовал для примера посчитать входную часть по диаграммам Смита (в программке Smith-chart) чтобы потом пересчитать на 2.45, но получается что-то совсем не то, т.е. импеданс приходит совсем не к 50 Омам. (линии считал в AppCADe, толщину и проницаемость подложки учёл). Проделывал тоже самое для другого транзистора PTF080901, там указаны электрические длины линий согласования, тоже не сходится.
Подскажите пожалуйста что здесь не так ?
Как-то приходилось согласовывать каскады усилителя ~200МГц по диаграммам Смита, тогда всё получалось.
Может быть совсем некорректно разбивать на отдельные линии даташитовскую топологию, а нужно моделировать топологию целиком ? Сейчас осваиваю HFSS для моделирования резонатора, возможно ли там смоделировать цепочку соласования ?

Заранее спасибо!

Мои знания в электронике - контроллеры Avr, Stm32, инверторы до киловатта, некоторые высоковольтные устройства на лучевых лампах., т.е. с СВЧ серьезно не сталкивался.

[tl494]

Можно конкретнее, как считали и что с чем не сходится?

В даташите на BLF2047 на стр.6 приведена тестовая схема и печатка с размерами микрополосковых линий.

Попробовал смоделировать входную цепь (L1...L10, С1,С2), На диаграмме смита задал входной импеданс транзистора Zвх* = 4-J3, и последовательно добавлял элементы L10, L9 и т.д.(длинну в лямбдах беру из AppCad)

Сейчас понял что L10,L8 наверно нужно представлять в виде параллельно подключенной линии с открытым концом, попробовал, тоже невыходит, и в даташите импеданс L10 - 5ом т.е. будто она последовательно соединена.
Ожидал прийти таким образом к чисто активным 50 омам уже в точке соединения L7,L6 и С1 либо на входе у C2,L2.
(Кстати, элементы L2,L6,C1,C2 действительно являются П-фильтром ?)
Понимаю, что рассчитывать такую топологию по диаграммам Смита это совсем уж не точно, но хотябы приблизительное совпадение ведь должно быть..

Те Вам стоит поискать магнетрон для СВЧ печи меньшей мощности...

Действительно, в самом начале этой затеи предлагал использовать маломощный магнетрон, но начальник сектора, в общем главный, настаивает на полупроводниках аргументируя это вот таким зарубежным аналогом -
http://www.luxim.com/technology/how-lep-works

подробнее -  lux.doc ( 486.5 килобайт ) Кол-во скачиваний: 319

Научный руководитель также за то чтобы я "влез" в свч т.к. похоже во всем институте никто в этом серьезно не разбирается, а работы по свч тематике попадаются. Да и для диплома хотелось бы что-то руками сделать.

Вопрос все таки удастся Вам зажечь разряд в колбе при меньшей мощности?

Удалось, - на выходных подключил ВЧ модуль ~900МГц 20Вт, со спиралькой λ/4 на выходе, горит, но сера не испаряется - нехватает мощности. Колба тут поменьше раза в 3 чем та которая для 700Ватт, рассчитана, как мне сказали, на максимум 200..300Вт. Планируется использовать именно её.



Сейчас, чтобы не изобретать и не ошибиться, решил взять топологию тестовой платы из даташита на транзистор, пересчитать её на 2.45ГГц, и возможно подправить цепочку согласования для связи с резотатором.
Ещё потребуется усилить 10мВт генератора до 6..8Вт, тут думаю так-же действовать.
Платы есть возможность отдать изготавливать в "резонит" на специальных свч подложках.

Так-же начал осваивать Microwave Office, в основном потому, что нашел подробное описание. Може быть рассмотреть другие программы для проектирования которые для моей задачи лучше подойдут ?