Расчет ЧРУ Опции

[cyro]

Здравствуйте, столкнулся с проблемой при проектировании ЧРУ. Необходимо суммировать 2 сигнала мощностью до 5 кВт. Диапазоны частот 20,9-21,6 МГц и 3,46-3,88 МГц. Импеданс входов и выхода равен 50, КСВ не более 1,25, потери не более 0,4 дБ, развязка между входами не менее 20 дБ. Смоделировал идеальные ФНЧ и ФВЧ на сосредоточенных элементах в MWO для разных частот. Контур, в котором сигналы суммируются, выбрал микрополосковый шириной 2,74 на подложке FR-4. Параметры потерь и КСВ в модели получились порядка 9 дБ и 20 соответственно. есть мысли по поводу суммирования сигналов?

[Yuri Potapoff]

Просто представил себе микрополосковое устройства на FR4 на частоту 3 МГц.

[EUrry]

Просто представил себе микрополосковое устройства на FR4 на частоту 3 МГц.

Ну, если бы ТС написал, что фильтры на элементах с распределенными параметрами, то тогда да - есть что представлять, да и потерям есть откуда браться. А так то что? С мощностью надо только аккуратнее да при таком КСВ - это ж несколько сотен ватт назад вернется: генератор благодарностью может не ответить. Хотя я к таким частотам вообще не привык - там понятие КСВ то используется? Этож почти постоянный ток!
cyro, по поводу элементов с сосредоточенными параметрами, - у Вас в модели дискретные индуктивности и емкости или квазираспределенные индуктивности и емкости на топологии? В последнем случае, может быть, большие потери FR4 сказываются.

[cyro]

Просто представил себе микрополосковое устройства на FR4 на частоту 3 МГц.

ну конечно, там по 50 метров полоски получаются для нормальных параметров))) проблема в этом и заключается... я не знаю как просуммировать эти два сигнала, причем так, чтобы исключить или уменьшить влияние, мощности не маленькие...

у Вас в модели дискретные индуктивности и емкости или квазираспределенные индуктивности и емкости на топологии? В последнем случае, может быть, большие потери FR4 сказываются.

собственно дискретные, топологию я ещё не делал.

[EUrry]

ну конечно, там по 50 метров полоски получаются для нормальных параметров))) проблема в этом и заключается...

Так Вы что, кольцевой делитель что ли сделали??? Я же уже писал, что у Вас почти постоянный ток, делайте на элементах с сосредоточенными параметрами. Посмотрите, например, Карпов В. М., Малышев В. А., Перевощиков И. В. "Широкополосные устройства СВЧ на элементах с сосредоточенными параметрами", а дальше сами еще чего-нибудь в этом направлении погуглите.

собственно дискретные, топологию я ещё не делал.

По-моему, Вы не понимаете разницу между дискретными и квазисосредоточенными (извините - неправильно выразился до этого, назвав их квазираспределенными) топологическими элементами. Дискретные - это конденсаторы, индуктивные компоненты, которые впаиваются на плату, как отдельные дискретные компоненты, т. е. которые можно отделить от этой платы. А квазисосредоточенные - это емкостные и индуктивные элементы, выполненные как часть топологического рисунка платы с, соответственно, пониженным или повышенным волновым сопротивлением относительно базового значения (типично 50 Ом).

[ledum]

Необходимо суммировать 2 сигнала мощностью до 5 кВт. Диапазоны частот 20,9-21,6 МГц и 3,46-3,88 МГц. ... Контур, в котором сигналы суммируются, выбрал микрополосковый шириной 2,74 на подложке FR-4.

А зачем FR4 здесь вообще? Я так понял, нужен диплексор с частотой раздела где-то 9МГц? Дык на дискретах. И только. Катушки большие. Кондеры что-то типа К15-13, К15-14 или вообще К61-ХХ (вакуумные). Или что?
Обратные потери минус 21дБ на рабочих частотах, это как раз где-то 1.2 КСВ. Ослабление смежных каналов где-то 22дБ. Так что третьего порядка может и хватить. L1 и С1 нет в реале, заменил фигней. Единственно не представляю 680 и 560 нГ на 5кВт.

Сообщение отредактировал ledum - Jan 27 2013, 16:47

Эскизы прикрепленных изображений

 

[EUrry]

Кстати, да, книжечка то, которую я предложил, тоже для СВЧ - там хоть и сосредоточенные, да не совсем те. Что называется - из ружья по воробьям!

[felix2]

Здравствуйте, столкнулся с проблемой при проектировании ЧРУ. Необходимо суммировать 2 сигнала мощностью до 5 кВт. Диапазоны частот 20,9-21,6 МГц и 3,46-3,88 МГц. Импеданс входов и выхода равен 50, КСВ не более 1,25, потери не более 0,4 дБ, развязка между входами не менее 20 дБ. Смоделировал идеальные ФНЧ и ФВЧ на сосредоточенных элементах в MWO для разных частот. Контур, в котором сигналы суммируются, выбрал микрополосковый шириной 2,74 на подложке FR-4. Параметры потерь и КСВ в модели получились порядка 9 дБ и 20 соответственно. есть мысли по поводу суммирования сигналов?

Не вижу смысла при такой узкой полосе сигнала делать полосовые фильтры. Такие вещи делаются на на режекторных фильтрах. К примеру, по одному режекторному параллельному контуру последовательно от каждого передатчика в общую точку (антенну). Плюс по одному компенсирующему элементу в каждый канал. Итого - шесть элементов. Для 20 дБ развязки этого достаточно. Если нужно больше, то придется вводить в каждый канал еще по одному режекторному звену (последовательный контур в параллель).

[cyro]

А зачем FR4 здесь вообще? Я так понял, нужен диплексор с частотой раздела где-то 9МГц? Дык на дискретах. И только. Катушки большие. Кондеры что-то типа К15-13, К15-14 или вообще К61-ХХ (вакуумные). Или что?
Обратные потери минус 21дБ на рабочих частотах, это как раз где-то 1.2 КСВ. Ослабление смежных каналов где-то 22дБ. Так что третьего порядка может и хватить. L1 и С1 нет в реале, заменил фигней. Единственно не представляю 680 и 560 нГ на 5кВт.

Огромное спасибо за совет. Получил несколько другие характеристики... а что можете на счет катушек подсказать? в интернете наткнулся на пару китайских сайтов, но у них даже описания продукта нет...

По-моему, Вы не понимаете разницу между дискретными и квазисосредоточенными топологическими элементами.

Нет, я понял именно так, как Вы говорили =) но спасибо, за разъяснение темы, мне это очень пригодится)

К примеру, по одному режекторному параллельному контуру последовательно от каждого передатчика в общую точку (антенну). Плюс по одному компенсирующему элементу в каждый канал. Итого - шесть элементов.

Извините, не совсем понял про какие компенсирующие элементы Вы имеете ввиду. Разъясните, пожалуйста.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[ledum]

Получил несколько другие характеристики... а что можете на счет катушек подсказать?

Частота раздела - среднегеометрическое из границ. У Вас - ровно 9МГц. Я обычно диплексоры считаю в древнючей Ансофт Серенаде, это первая попытка в Филтерс Сольюшен ради прикола. Тем более, если эта прога есть у Вас - можно поиграться и в ней. Например - см. приложение. Отключайте галочку Reflect Comp в полученной схеме - подозреваю характеристики на разделе мало волнуют. Что касается катушек - на таких частотах и мощностях я - пас. Думаю, это должны быть самодельные.

Сообщение отредактировал ledum - Jan 29 2013, 11:59

Эскизы прикрепленных изображений

 

[felix2]

Извините, не совсем понял про какие компенсирующие элементы Вы имеете ввиду. Разъясните, пожалуйста.

Если по-быстрому, то как-то так...

[Proffessor]

По развязке наиболее подходящий вариант - в посте #10. Компоненты: индуктивности - бескаркасные, гнутые спиралями из трубки или прутка диаметром не менее 5мм; конденсаторы - керамические высоковольтные (10kV) и с большой допустимой реактивной мощностью (6kVA), что-то типа дисковых КВИ-3.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jan 30 2013, 13:09

[ledum]

Единственно не представляю 680 и 560 нГ на 5кВт.

В принципе попробовал на http://hamwaves.com/antennas/inductance.html первую попавшуюся в голову цифру индуктивности, медную трубку 5мм, которую можно вроде так согнуть (чтобы средний диаметр по катушке был 5см) - наверное осуществимо

Эскизы прикрепленных изображений

 

[cyro]

В итоге:



1. Конденсаторы КВИ-3
2. Расчет индуктивностей в Coil32
1 ----------------------------------------------------------------------------
— Однослойная катушка виток к витку
Индуктивность катушки 1200 нГн
Рабочая частота 20,81 МГц
Диаметр каркаса D: 25 мм
Диаметр провода d: 5 мм
=>Длина намотки l: 44,085 мм
=>Число витков катушки: 8,817
=>Q~ 129
2 ----------------------------------------------------------------------------
— Однослойная катушка виток к витку
Индуктивность катушки 330 нГн
Рабочая частота 20,81 МГц
Диаметр каркаса D: 25 мм
Диаметр провода d: 5 мм
=>Длина намотки l: 16,8 мм
=>Число витков катушки: 3,36
=>Q~ 73
3 ----------------------------------------------------------------------------
— Однослойная катушка виток к витку
Индуктивность катушки 150 нГн
Рабочая частота 20,81 МГц
Диаметр каркаса D: 25 мм
Диаметр провода d: 5 мм
=>Длина намотки l: 9,895 мм
=>Число витков катушки: 1,979
=>Q~ 38
4 ----------------------------------------------------------------------------
— Однослойная катушка виток к витку
Индуктивность катушки 820 нГн
Рабочая частота 3,747 МГц
Диаметр каркаса D: 25 мм
Диаметр провода d: 5 мм
=>Длина намотки l: 32,66 мм
=>Число витков катушки: 6,532
=>Q~ 48

Вроде ничего не забыл

[ledum]

— Однослойная катушка виток к витку

Не уверен, что это правильно при 5 кВт.

Диаметр каркаса D: 25 мм
Диаметр провода d: 5 мм

А это технологически выполнимо - радиус загиба, равный 2.5 диаметра провода/трубки?
ИМХО можно заглянуть к индукционщикам http://electronix.ru/forum/index.php?showforum=180 - они постоянно работают с такими низкими частотами и большими мощностями

Сообщение отредактировал ledum - Jan 31 2013, 07:39