Jump to content

    
oleg-n

RF Amplifier 10GHz

Recommended Posts

Требуется совет по проектированию усилителя на 10GHz /Gain 40dB/50W. 

Интересует совет по борьбе с межкаскадными возбуждениями.

По мимо стандартных требований : Фильтрация по питанию, изоляция касадов и их экранировка.

Что еще желательно применить ? 

Требуется совет ПРАКТИКА !

Edited by oleg-n

Share this post


Link to post
Share on other sites

Сделайте канал линейного размещения транзисторов узким, меньше критической длины волны в получившемся волноводе.

На крышке УМ приклейте поглотитель СВЧ волн покупной или самостоятельно изготовьте на основе эпоксидной смолы и карбонильного железа (раздробите серые сердечники от ВЧ катушек) 1:10 или карбид кремния от абразивных дисков.

Иногда достаточно и обычной черной резины 2-3 мм.

Share this post


Link to post
Share on other sites
23.05.2021 в 12:14, oleg-n сказал:

Что еще желательно применить ? 

Аттенюаторы на 3 дБ - на малых мощностях. Ферритовые вентили - на больших. Но я на таких больших не работал, максимум - 5 Ватт. Там выше 10 Ватт обычно танцы с бубном сочетают с CST.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Некоторые рекомендации:

1. Обеспечить, по возможности, размеры корпуса менее половины рабочей длины волны. При расчете резонансной частоты учесть, что часть корпуса заполнена диэлектриком печатных плат

1. Снизить добротность объемных резонаторов, образованных стенками корпуса, за счет применения поглотителя на верхней крышке

2. Расстроить резонаторы за счет использования иррационального соотношения размеров сторон (например, соотношения "золотого" сечения)

3. Расстроить соседние отсеки по частоте путем небольшого отличия в размерах

4. Развязать каскады по питанию (разделенные по отсекам шлейфы цепей смещения и коаксиальные конденсаторы в каждый затвор и исток)

5. Обеспечить стабильность работы каскадов на низких частотах (для GaN в цепь питания затвора устанавливается последовательный резистор)

6. Развязать каскады с помощью ферритовых вентилей

7. Максимально расширить рабочие полосы проходных конденсаторов, применять однослойные конденсаторы

8. Минимизировать паразитную индуктивность в местах соединения печатных плат и выводов транзисторов (оптимально припаивать платы и транзистор непосредственно к корпусу)

9. При выводе мощности через коаксиальный разъем уделить особе внимание переходу и его индуктивности (высокая плотность тока в области перехода может привести к его выгоранию)

10. Реализовать схему правильной подачи питания и его аварийного отключения

11. Реализовать схему защиты по выходу

12. Просчитать перегрев линий передачи (с учетом теплопроводности диэлектрика) по постоянному и переменному току (особо актуально для выходной цепи)

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, sanyc said:

 

12. Просчитать перегрев линий передачи (с учетом теплопроводности диэлектрика) по постоянному и переменному току (особо актуально для выходной цепи)

Вот интересно, это реально кто-то проделывал? Приходилось ли реально уходить на другой материал в результате?

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 hours ago, Freesom said:

Вот интересно, это реально кто-то проделывал? Приходилось ли реально уходить на другой материал в результате?

Просчитать- это вряд ли, измерить в реальном образце тепловизором- да.  Уходить на другой ламинат- да, но при мощностях более высоких ( 200 Вт и более). Ламинат темнел, увеличивались потери и процесс развивался лавинообразно. От допустимого КСВ очень сильно зависит.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, khach сказал:

 Уходить на другой ламинат- да, но при мощностях более высоких ( 200 Вт и более)

Важно также знать частоту. Если это 10 GHz, то это явный перебор - 200 Вт.

Если не секрет, то что излучаете??? Если секрет, то что обсуждаете???:hunter:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Излучать- не излучаем, все в нагрузку уходит. А обсуждаем физику полупроводников. Ну и ремонтируем иногда измериловку для них. Вот там направленник  после сумматора и  подгорел по вышеописанному сценарию.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 часов назад, khach сказал:

Излучать- не излучаем, все в нагрузку уходит.

Если это такой 10G-Ethernet, то не очень смешно, всё уже как правило формируется внутри чипов с небольшой обвеской.

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 hours ago, byRAM said:

Если это такой 10G-Ethernet, то не очень смешно

200 ватт эзернет? Ну это если  только вторая точка на Марсе  сидит. Но одно из применений как раз ЭРД движки с ВЧ разрядом. Но там частоты конечно намного ниже чем X-диапазон. Зато требуется hard-rad которые другие полупроводники не обеспечивают. И  так много сказал- гуглите и будут вам открытые источники.

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 5/31/2021 at 10:16 AM, Freesom said:

Вот интересно, это реально кто-то проделывал? Приходилось ли реально уходить на другой материал в результате?

Да, это просчитывается, отдельно по СВЧ сигналу, отдельно по постоянному току транзистора считается выделяемая тепловая мощность и перегрев МПЛ 

Для 40 Вт на 15 ГГц перегрев достигает 90 градусов на RO4350B толщиной 0,508 мм

Методика - во вложенном файле. 

temperature-rise-estimations-in-rogers-high-frequency-circuit-boards-carrying-direct-or-rf-current (1).pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, sanyc said:

Для 40 Вт на 15 ГГц перегрев достигает 90 градусов на RO4350B толщиной 0,508 мм

Эти цифры в реале получаются немного "от балды". Свободно лежащий на корпусе роджерс  перегреется сильнее, промазанный снизу термопастой и прижатый несколькими диэлектрическими клипсами по длине- уже намного меньше, а слой того же роджерса на alucore плате ( алюминиевое ядро платы) будет вообще приемлимо теплым. Ну и толщину СВЧ ламината на частотах 15 ГГц берут обычно еще тоньше, а это улучшает теплопроводность.

С появлением доступной термовизионной  техники гораздо проще посмотреть на макет. Тут конечно фильтр, а не сама линия, но выглядит подобно.

filter_termo.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 6/3/2021 at 1:11 PM, khach said:

Эти цифры в реале получаются немного "от балды". Свободно лежащий на корпусе роджерс  перегреется сильнее, промазанный снизу термопастой и прижатый несколькими диэлектрическими клипсами по длине- уже намного меньше, а слой того же роджерса на alucore плате ( алюминиевое ядро платы) будет вообще приемлимо теплым. Ну и толщину СВЧ ламината на частотах 15 ГГц берут обычно еще тоньше, а это улучшает теплопроводность.

С появлением доступной термовизионной  техники гораздо проще посмотреть на макет. Тут конечно фильтр, а не сама линия, но выглядит подобно.

filter_termo.jpg

 

Если не известна температура основания платы, то считать перегрев бессмысленно. Припаянная к корпусу плата греется как раз так, как посчитано - проверено тепловизором. Тепловизор для реальных измерений это хорошо, только под закрытым металлическим экраном не посмотреть и разрешения для мелких элементов топологии может не хватить: мелкие локальные перегревы не видны. Поэтому в качестве оценочного расчета на "прочность" конструкции приведенная методика подходит.

Тонкий ламинат -> уже линия (и выше требования к точности изготовления) -> выше плотность тока -> больше выделяемая тепловая мощность (пропорциональна квадрату тока) -> ниже тепловое сопротивление (линейная зависимость от толщины материала): выбор толщины материала - задача оптимизации нескольких параметров.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо всем ОГРОМНОЕ !!! Очень полезную информацию скинули. Уверен она многим поможет.

Может кто то посоветует оптимального производителя абсорберов  цена/качество ? Китай ? Россия ?

On 5/31/2021 at 7:34 AM, sanyc said:

 

 

Edited by oleg-n

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.