Ich stolpere gerade über eine Frage, die ich als Schmalspurelektriker nicht selbst beantworten kann. In einer Sekundärradaranwendung sollen 800W Impulsleistung (100µs Pulsdauer, 10% Duty Cycle) an eine 50-Ohm-Antenne abgegeben werden. Ist es nicht korrekt, dass ich dafür eine Effektivspannung von Wurzel(800W * 50 Ohm) = 200 Volt brauche? Und da die Endstufe in Klasse A arbeitet, also mehr als das Doppelte als Betriebsspannung? Wie kommt es, dass die handelsüblichen Transistoren für solche Anwendungen dann eher mit 50 V Kollektorspannung spezifiziert sind? Arbeiten die in eine viel geringere Impedanz und es wird dann transformiert? Oder ist meine naive Herangehensweise falsch? Beispieltransistor: https://www.integratech.com/ign1090m800-l-band-gan-sic-transistor/
Du hast die Lösung bereits genannt, solche Endstufen verwenden einen Ausgangsübertrager, der die Spannung entsprechend anhebt.
Roger schrieb: > In einer Sekundärradaranwendung Auch als IFF bekannt. Ben B. schrieb: > solche Endstufen verwenden einen > Ausgangsübertrager, Nicht bei reichlich 1GHz. Da verwendet man Leitungsstücke zur Transformation. Gewöhnlich zeigen die Hersteller solcher Transistoren auch erprobte Layouts dafür.
Hmm, ich kann da keinen Transformator erkennen. Zum Beispiel bei diesem Verstärkermodul sieht es so aus, als ginge es mehr oder weniger direkt von den beiden Transistoren zur Ausgangsbuchse: https://www.integratech.com/updates/new-l-band-rf-power-module-for-iffssr-systems-solves-avionic-challenges/ Die Angaben verwirren mich: "It supplies a minimum of 2200W of peak output power, with typically >16 dB of gain and 57% efficiency and operates from a 50V supply voltage. This RF power amplifier module/pallet is matched to 50-ohms at both input and output and is suitable for both 1030 and 1090 MHz." Wie geht das, 2200 W an 50 Ohm aus 50V Betriebsspannung ohne Trafo?
von Roger schrieb:
>Hmm, ich kann da keinen Transformator erkennen.
Vielleicht gibt es da Pi-Filter, ein Pi-Filter
kann auch hoch und runter transformieren.
Roger schrieb: > Zum Beispiel bei diesem > Verstärkermodul sieht es so aus, als ginge es mehr oder weniger direkt > von den beiden Transistoren zur Ausgangsbuchse: Das "weniger direkt" ist die Anpasserei und Transformiererei. Da ist doch alles voll von Umwegschleifen, Anpassnetzwerken und Balun
Roger schrieb: > Hmm, ich kann da keinen Transformator erkennen. Zum Beispiel bei diesem > Verstärkermodul sieht es so aus, als ginge es mehr oder weniger direkt > von den beiden Transistoren zur Ausgangsbuchse: Bleib mal bei dem eingangs erwähnten Transistor. Auf Seite 2 Table 5 des Datenblatts kannst lesen, dass der Transistor bei 1090MHz einen reellen Lastwiderstand von 1 Ohm in Serie mit einem kapazitiven Blindwiderstand von 0,5 Ohm (292pF) sehen möchte ( Z_OF = 1.0 - j 0.5). Diese Transformation erledigt zum grössten Teil das extrem breite und damit niederohmige Stück Microstrip Leitung am Drain, das einen Wellenwiderstand von etwa Z=6,44 Ohm und eine elektrische Länge von 0,232 λ hat (ungefähre Werte, aus der Zeichnung abgegriffen). Diese 0,232λ liegen in der Nähe von λ/4 und ein solches λ/4-Leitungsstück hat Transformationseigenschaften: Rin * Rout = Z² bzw. Rin = Z² / Rout. Damit könnte allein schon ein solches λ/4-Stück Leitung die 50 Ohm Lastwiderstand in eine Belastung von 0,83 Ohm am Transistor transformieren. Ganz schön nah dran, oder? Wenn du genauer wissen willst, wie man solche Anpassungen richtig macht, solltest du dich mit mal dem Smith-Diagramm beschäftigen. P.S.: Die elektrischen Daten der Microstrip-line aus RO4350 habe ich das kostenlose Programm AppCAD ausrechnen lassen.
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Wolfgang schrieb: > Das "weniger direkt" ist die Anpasserei und Transformiererei. Da ist > doch alles voll von Umwegschleifen, Anpassnetzwerken und Balun Genau. Bei diesen Frequenzen wird die Anpassung und Transformation von "seltsam gewundenen" Leiterbahnen erledigt. Das was man da auf der Platine sieht, ist das Anpassnetzwerk, dass die Ausgangsimpedanz der Transistoren auf 50 Ohm bringt, und vorher noch die Leistung der beiden Transistoren zusammenführt. Das stimmt schon so, wenngleich solche Layouts nicht trivial zu erstellen sind. Die Dimensionen hängen auch noch vom gewählten Platinensubstrat ab.
Das heißt, dieses komische Netzwerk aus Geometrien und passiven Bauteilen sorgt für eine Spannungstransformation, so dass an der Antenne die nötige Effektivspannung von 200 Volt ankommt? Hätte ich nicht gedacht, ist auf jeden Fall ein interessantes Thema. Ich nehme an, dass man die Leiterbahnen mit Hilfe einer Simulations-/Berechnungssoftware auslegt?
Roger schrieb: > Das heißt, dieses komische Netzwerk aus Geometrien und passiven > Bauteilen sorgt für eine Spannungstransformation, so dass an der Antenne > die nötige Effektivspannung von 200 Volt ankommt? Ja. Roger schrieb: > Ich nehme an, dass man die Leiterbahnen mit Hilfe einer > Simulations-/Berechnungssoftware auslegt? Heutzutage schon. Man kann die nötigen Bauteile, wie Induktivitäten, Kapazitäten, Widerstände und auch Leitungsstücke aber auch mit Hilfe der Smith-Chart nur mit Zirkel und Lineal ermitteln. Da Problem dabei ist ein grosser Arbeitsaufwand für breitbandige Anpassungen, weil man so immer nur einen Punkt ermitteln kann. Auch Kreativität und Erfahrung bei der Bauteilwahl sind dabei gefragt. Mit Rechnerhilfe kann man sich natürlich im Handumdrehen eine Kurve mit hunderten von Punkten berechnen lassen und einfach mal etwas ausprobieren.
Ja so ist es. Das Ganze ergibt sich aus der Leitungstheorie https://en.wikipedia.org/wiki/Quarter-wave_impedance_transformer
> Hätte ich nicht gedacht,
Wenn man sich in dem Gebiet nicht auskennt, ist das einfach nur
HF-Voodoo. Wie schrieb Arthur C. Clarke so passend?
"Jede hinreichend fortschrittliche Technologie ist von Magie nicht zu
unterscheiden."
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