Wie bzw. mit welchen Bauelementen schaltet man ein HF-Signal z.B. bei einer HF-Schaltmatrix ? Welche Parameter wie z.B. Leistung und Frequenz spielen zusätzlich eine Rolle bei der Auswahl der Bauelemente ? Verwundert hat mich das bei einem bekannten Hersteller aus Deutschland die Leistung in einem Antennenanpassgerät bzw. Antennentuner mechanisch geschaltet wurde, was deutlich zu hören war. In welchem Leistungsbereich bzw. Frequenzbereich werden elektronische Schalter und in welchen Fällen mechanische Schalter verwendet ? Ich bin beim Surfen inzwischen auf PIN-Dioden, Reed Relais, TQ-Relais von Panasonic und auch integrierte Schalter (AS213,AS214 bei Farnell, BGS12A) bzw. Schaltmatrizen wie z.B. uPD5720K von NEC gestossen.
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Echte HF wird durch Hohlleiter geführt und dafür gibt es mechanische Wegeumschalter ähnlich den in der Presslufttechnik verwendeten, nur dass diese nicht rund sind, sondern rechteckig.
Bei mechanischen HF-Schaltern geht es jeweils um extrem niedrige Verluste und/oder hohe Leitungen. Voraussetzung ist natuerlich, dass die Umschaltzeit vertretbar lange dauert. Ich kenn unter anderem die Hohlleiterschalter. Da hat man Verluste im 0.0x dB Bereich. Und wir lassen da Kilowatt durch ohne auch nur in die Naehe der Leistungsgrenze zu kommen. Der Schalter hat dieselben Eigenschaften wir der Leiter daneben.
Na gut, im Englischen oder Amerikanischen Sprachraum spricht man von RF. Laut Wikipedia beginnt der Frequenzbereich für Hohlleiter bei 770 MHz. Das ist für dich dann "echte HF" ? Die Frage war nicht wie man Hohlleiter schaltet, sondern welche Bauelemente es in Abhängigkeit von Frequenz und Leistung gibt. Bei Reedrelais wird beispielsweise von Frequenzen bis 10 GHz gesprochen.
Hans-werner M. schrieb: > Bei Reedrelais wird beispielsweise von Frequenzen bis 10 GHz gesprochen. Und die hat der TO dann gehört? Wie groß sind die denn?
Ich leite HF bis 6 GHz über Streifenleitungen und schalte mit handelsüblichen Antennenschaltern, Verluste im Bereich 0.5-1dB, Bandbreite geht üblicherweise bei wenigen hundert MHz los (je nach Koppelkondensator) und Leistung geht bis ca. 30 dBm. siehe z.B. hier http://www.digikey.de/product-search/de/rf-if-and-rfid/rf-switches/ Hohlleiter werden bei uns auf Arbeit nur für Frequenzen >67GHz verwendet.
Hans-werner M. schrieb: > Wie bzw. mit welchen Bauelementen schaltet man ein HF-Signal z.B. bei > einer HF-Schaltmatrix ? Weil alle bisher von Hohlleitern und mechanischen Gizmos geredet haben will ich mal eine Alternative nennen: PIN-Dioden. Damit kann man natürlich keine ernstzunehmende Leistung schalten.
Wenn es vernehmlich geklappert hat, sind wahrscheinlich Koaxialrelais am Werk. Da gibt es verschiedene Bauformen für die unterschiedlichsten Leistungen und Frequenzen. Eine Übersicht liefert: http://www.ukw-berichte.de/ukw-docs/equipment/koaxrelais.html Aus der olivgrünen Ecke kommen z.B. http://www.ebay.de/itm/Ducommun-1P6T-Coaxial-Switch-DC-40GHz-/151077867219?pt=Mess_Pr%C3%BCftechnik&hash=item232cf14ed3 oder http://www.ebay.de/itm/COAXIAL-RELAY-bis-mind-6-GHZ-28V-von-RLC-mit-N-Buchsen-/261245790333?pt=LH_DefaultDomain_77&hash=item3cd376687d Gerade wenn (Sender-)Leistung im Spiel ist, kommt man an (elektro-)mechanischen Schaltern kaum vorbei. Da ist dann der HF-Weg eindeutig über die Koax-Anschlüsse definiert, unabhängig von irgendwelchen Layouts.
Lustiges Halbwissen hier: Was soll nun schon richtige HF sein? HF wird es wenn die Strukturgröße langsam in die Größenordnung der Wellenlänge kommt. Ich würde zunächst einmal eine Kategorisierung durchführen: Mechanische Schalter Elektronische Schalter zu ersteren Gehören: Hohlleiterschalter (paar hundert MHz - paar hundert GHz ( da ist das ganze dann aber sehr fummelig) Koaxrelais (DC - etwa 50 GHz, für bis 110 GHz habe ich bisher noch nichts gesehen, sollte aber möglich sein) MEMS Switch: mikro mechanischer Schalter, DC - ein paar hundert GHz. Vorteile sind bei den mechanischen Schaltern insbesondere geringere Verluste, höhere Isolation. Negativ sind vor allem die mechanischen Komponenten die verschließen können, oder bei den MEMS Switch klebenbleiben können bei Schock oder ähnlichem bei den Elektrischen Schaltern geht es im Prinzip um PIN Dioden Konfigurationen und Transmission Gates. Das Ganze funktioniert bis in den x100GHz Bereich, ist aber teils mit ordentlichen Verlusten behaftet Des weiteren gibt es zur Zet einige Wilde Ansätze mit Metamaterial gefüllten magic T Anordnungen, aber das dürfte für den Heimanwender uninteressant sein.
Hans-werner M. schrieb: > Verwundert hat mich das bei einem bekannten Hersteller aus Deutschland > die Leistung in einem Antennenanpassgerät bzw. Antennentuner mechanisch > geschaltet wurde, was deutlich zu hören war. Antennentuner setzt man auf KW ein, das ist keine richtige HF;-) Da funktionieren noch normale Kartenrelais. Solange das Schaltelement den Strom verträgt, kann man da auch noch einen normalen Schalter nehmen. Wenn man das ganze Hf-gerecht aufbaut, lassen sich auch mit bedrahteten Bauelementen und normalen Schaltern beachtliche Ergebnisse erzielen: http://www.technik.dhbw-ravensburg.de/~lau/attenuator/attenuator.html
Das ist kaum verwunderlich. Schalte mal 10kW an 50 Ohm mit einem Halbleiter, da hört der Spaß auf;)
Es gibt unter anderem die folgenden Kriterien : -Schaltgeschwindigkeit -Isolation -Durchgangsverluste Unter den abgehobenen Schaltern die wir verwenden, sind solche, die schalten in 3 Nanosekunden, haben 2.5dB Verlust und eine Isolation von 80dB. Bei 35GHz.
Schönen Dank an alle, auch für die Links. Eine systematische Übersicht muß ich mir dann erarbeiten. Falls ich, sagen wir mal, 50 Watt bis 200 Watt bis 1GHz schalten will kommen wahrscheinlich nur mechanische Relais in Frage. Entweder Koaxschalter oder was anderes.
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