5.7 GHz:n EME-LNA

Paluu kotisivulle

5.7 GHz matalakohinain etuvahvistin EME:ä varten

Suomen ensimmäinen 5.7 GHz:n EME-yhteys pidettiin käyttäen tarkoitusta varten erityisesti suunniteltua piirilevylle toteutettua etuvahvistinta. Vahvistin on kaksiasteinen ja sen vahvistus on noin 32 dB. Vahvistimen kohinalämpötilaa ei tiedetä, mutta herkkyysmittauksista voidaan empiirisesti päätellä, että se on riittävän matala, sillä kuun kohina kuului noin desibelin verran kylmää taivasta vasten.

Tässä on hiljattain mitattu Anritsun 37347A vektoripiirianalysaattorilla etuvahvistimen 1 dB:n kompressiopiste 5.7 GHz:llä ja myös 5.5 - 5.9 GHz:llä taajuuden funktiona ( 14.04.1998 ).

Kuva: 5.7 GHz:n etuvahvistin on rakennettu peltikoteloon ja on varustettu SMA-liittimin

Vahvistin on kaksiasteinen ja siinä on ensimmäisenä asteena NEC:n valmistama P-HEMT-transistori NE32584C ja toisena asteena on HP:n ( ent. Avantek ) MGA-86576 MMIC. Molempia asteita ajetaan datalehdestä löytyvien minimikohinalukujen osoittamilla Drain-jännitteillä ja -virroilla. P-HEMT:illä on aktiivinen bias lämpötilavaihteluiden kompensoimiseksi, MMIC on varsin epäherkkä vaihteluille. Piirilevymateriaalina on 0.031" kaksipuolinen PTFE-levy ( Er 0 2.2 ) ja se on juotettu läkkipeltikoteloon jäykistyksin. Prototyypissä regulaattorit ja negatiivisen bias-jännitteen generaattori sijoitettiin piirilevyn alapuolelle.

Kuva: LNA:n ensimmäinen aste: NE32584C

Etuasteen vahvistusta on pienennetty kompromissina 10 ohmin sarjavastuksen avulla välittömästi Drainin ulostulolinjassa. Tällä saavutetaan erinomainen stabiiliisuus gainin kustannuksella. Vaikutus kokonaiskohinalämpötilaan on kuitenkin vielä varsin minimaalinen ( Friis'in kaavasta ). Source:t ovat tukevasti maissa ( ei käytetä negatiivista takaisinkytkentää ) ja Drain-linjassa on vielä 100 + 47 ohmia sarjavastusta, joilla asetellaan toimintapistettä. Lisäksi nämä varmistavat että Drain-virta ei ylitä absoluuttisia maksimiarvoja, vaikka biaslinja menisi oikosulkuun viritysvaiheessa. DC-katkaisukondensaatorit ovat High-Q-mallisia ja niiden sarjaresonanssitaajuus on noin 9 GHz.

Kuva: LNA:n toinen aste, MGA-86576

LNA:n toinen aste on HP:n ( ent. Avantek ) MMIC MGA-86576. Piirin sisäänmeno- ja ulostulosportteja on sovitettu manuaalisesti siten, että on haettu gainimaksimia samalla, kun on tarkkailtu kohinalämpötilan käyttäytymistä.

Mittauksissa on käytetty samantapaista järjestelyä kuin 3.4 GHz:n LNA:n virityksessäkin, eli rigikokonaisuuden ollessa kasattuna lopullisilla koaksiaaikaapeleilla ja releillä on FM-diskriminaattorin FM-kynnyksen kohdalla olevaa säädettävää S/N-suhdetta omaavaa signaalia kuuntelemalla haettu optimiherkkyys. Kohinageneraattorina oli 12 V / 8 W loistelamppu ja signaaligeneraattorina rakenteilla oleva 5.7 GHz:n majakka. 5.7 GHz signaalia vaimennettiin voimakkaasti siten, että torviantennin näkemä säteilevä S/N oli erittäin huono ja tästä tilanteesta lähdettiin optimoimaan FM-hiljentymistä kunnes paranemista ei ollut enää havaittavissa. Etäisyys kohina/signaalilähteeseen oli useita metrejä riittävän heikon signaalin aikaansaamiseksi. Mittausasetelman rakentamisessa täytyy noudattaa suurta huolellisuutta mm. suoraan vuotavan signaalin välttämiseksi ja liiallisen kohinatason syntymisen välttämiseksi. Samankaltainen viritysmenetelmä on kuvailtu artikkelissani "VLNA:n optimointi In Situ" RATS-lehdessä.

LNA = Low Noise Amplifier, matalakohinainen etuvahvistin
PTFE = Teflon
P-HEMT = P-doped High Electron Mobility Transistor, eräs GaAs-FET-tyyppi
MMIC = Modular Microwave IC, modulaarinen mikroaaltomikropiiri
VLNA = Very Low Noise Amplifier, erittäin matalakohinainen etuvahvistin
RATS = Radioamatööritekniikan seura, vrt. Kalifornialainen kollegiaalinen seuramme, Dirty Dishes

Paluu kotisivulle Updated 09.01.2003 Michael Fletcher, OH2AUE