Перейти к содержанию
    

3 дБ сумматор на 1 ГГц для большой мощности

Добрый день.

Есть задача сделать 3 дБ сумматор на 1 ГГц способный пропускать 100 Вт непрерывной мощности. При нужно, чтобы он был минимальных размеров. Подскажите пожалуйста варианты реализации. Также интересуют какая минимально возможная ширина полоска должна быть у данного сумматора, чтобы полоски не отслоились при протекании такой мощности.

На примете мост Ланге, но поскольку у него толщина полосков должна быть достаточно малой, то есть сомнения, что полоски отслоятся.

Изменено пользователем Stefan1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Добрый день.

Есть задача сделать 3 дБ сумматор на 1 ГГц способный пропускать 100 Вт непрерывной мощности. При нужно, чтобы он был минимальных размеров. Подскажите пожалуйста варианты реализации. Также интересуют какая минимально возможная ширина полоска должна быть у данного сумматора, чтобы полоски не отслоились при протекании такой мощности.

На примете мост Ланге, но поскольку у него толщина полосков должна быть достаточно малой, то есть сомнения, что полоски отслоятся.

Чтобы полоски не расплавились берете ширину, толщину=сечение. Далее ток, протекающий (CW, импульсный) и получаете мощность на единице длинны полоска. Или просто ток в сечении и допустимый ток для этого сечения.

Последний сумматор мощности квадратурный есть у меня на 800Вт (4 канала) в X диапазоне.

Берете ADS и моделируете сумматор. До этого надо немного разобраться а как эта мощность суммируется и отличия разных сумматоров для таких целей. Информации толковой очень много. После ADS проверяете модель в HFSS (CST) если не совпадение, то работать не будет, искать ошибку в расчете на первом этапе. Обычно правильно посчитанный сумматор в ADS идеально совпадает в HFSS. Далее пошли тонкости, особенно когда такие мощности. Фазовые характеристики в каналах. В диапазоне нужна линейность, далее изоляция между каналами. Плохая изоляция ничего толком не просуммируете, а она зависит от конструкции в целом. Т.е. дизайн корпуса со всеми экранами. Это только в электродинамике. Изготовление. Покрытие серебро или без покрытия медь, но окислится через время. Это проблема скин слоя. Классный спец - классный сумматор и наоборот. Поэтому на рынке такого добра пруд пруди, а хороших устройств не найдешь.

Насчет минимальных размеров это диэлектрики с большим епс, но чем выше проницаемость, тем больше неприятностей. Если Вы про мосты Ланге, так они в основном применяются на кремнии в ИМС. В транзисторах такой мощности практически всегда внутри очень много транзисторов и мощность получают суммированием, но подход к суммированию отличается от сумматоров на РСВ.

Ну и последний штрих это сами усилители, которые суммируете. Это отдельная тема и в ней надо хорошо разбираться. Резюме. Хотите суммировать мощность- работа комплексная- правильный усилитель+ правильный сумматор.

PS Насчет 3 dB вряд ли получите. В узкой полосе может да, в широкой точно нет.

Изменено пользователем MW_Юрий

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Добрый день.

Есть задача сделать 3 дБ сумматор на 1 ГГц способный пропускать 100 Вт непрерывной мощности. При нужно, чтобы он был минимальных размеров. Подскажите пожалуйста варианты реализации. Также интересуют какая минимально возможная ширина полоска должна быть у данного сумматора, чтобы полоски не отслоились при протекании такой мощности.

На примете мост Ланге, но поскольку у него толщина полосков должна быть достаточно малой, то есть сомнения, что полоски отслоятся.

 

Для таких частот и мощностей подойдет обычный микрополосковый мост вилкинсона на диэлектриках с e=10 и толщиной от 1мм. Реальные значения потерь порядка 0,2дБ что дает 5Вт выделяемого тепла.

Для обеспечения лучшего теплоотвода от платы ее можно припаять к корпусу. В идеале конечно диэлектриком следует брать поликор, но как показывает практика изделия на Rogers отлично работают на таких мощностях более 10 лет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Минимальные размеры это какие рамки? На 1 ГГц для некоторых целей длина моста Ланге относительно большой покажется.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для таких частот и мощностей подойдет обычный микрополосковый мост вилкинсона на диэлектриках с e=10 и толщиной от 1мм. Реальные значения потерь порядка 0,2дБ что дает 5Вт выделяемого тепла...

Вилкинсона не хочется использовать в связи с отсутствием развязывающего сопротивления на большую мощность (обычно они ограничиваются 4 Вт).К тому же на вилкинсоне развязывающее сопротивление паяется на плату, следовательно отвод тепла от него будет плохим.

Минимальные размеры это какие рамки? На 1 ГГц для некоторых целей длина моста Ланге относительно большой покажется.

Желательно, чтобы сумматор был прямоугольный с ориентировочными размерами 10 х 100 мм.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Вилкинсона не хочется использовать в связи с отсутствием развязывающего сопротивления на большую мощность (обычно они ограничиваются 4 Вт).К тому же на вилкинсоне развязывающее сопротивление паяется на плату, следовательно отвод тепла от него будет плохим.

 

И сколько тепла будет выделяться на этом сопротивлении при условии работы усилителей в каждом плече?

или необходимо чтобы также была предусмотрена возможность работы с одним рабочим усилителем в плече и потерей половины мощности? В этом случае берете резистор с фланцем и устанавливаете его в вырез на плате непосредственно на корпус.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Вилкинсона не хочется использовать в связи с отсутствием развязывающего сопротивления на большую мощность (обычно они ограничиваются 4 Вт).К тому же на вилкинсоне развязывающее сопротивление паяется на плату, следовательно отвод тепла от него будет плохим.

 

Желательно, чтобы сумматор был прямоугольный с ориентировочными размерами 10 х 100 мм.

Ну с отсутствием сопротивления это Вы погорячились. Вот, например, у нас идут Р1-87 Да и другие есть. Конструируйте на здоровье :biggrin: Другое дело, если у Вас коммерция, то такие решения, конечно, не по карману будут :rolleyes:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

И сколько тепла будет выделяться на этом сопротивлении при условии работы усилителей в каждом плече?

....

При нормальной работе, в идеале, на резисторе выделяется 0% суммарной мощности. Конечно, при неидеальности плечей что-то будет выделяться на резисторе, но не много.

При выходе из строя одного плеча (отключение плеча) на резисторе будет выделяться 50% мощности второго плеча.

Т.е. для 100 Вт резистор должен "тянуть" 25 Вт.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

При нормальной работе, в идеале, на резисторе выделяется 0% суммарной мощности. Конечно, при неидеальности плечей что-то будет выделяться на резисторе, но не много.

При выходе из строя одного плеча (отключение плеча) на резисторе будет выделяться 50% мощности второго плеча.

Т.е. для 100 Вт резистор должен "тянуть" 25 Вт.

 

 

Вот и я про то же, при нормальной работе необходим резистор на 5Вт максимум.

В случае если никаких защит не предусмотрено и возможно подключение одного усилителя или пары работающих в противофазе, тогда необходим мощный резистор с фланцем. Такие есть как отечественные, так и зарубежные.

 

Так что, на мой взгляд, вилкинсон будет простым, компактным решением.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ну с отсутствием сопротивления это Вы погорячились. Вот, например, у нас идут Р1-87 Да и другие есть. Конструируйте на здоровье :biggrin: Другое дело, если у Вас коммерция, то такие решения, конечно, не по карману будут :rolleyes:

А вы не знаете насколько данные сопротивления подходят для мостов вилкинсона с точки зрения паразитных емкостей? В даташитах я не нашел номинал данных емкостей.

Изменено пользователем Stefan1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А вы не знаете насколько данные сопротивления подходят для мостов вилкинсона с точки зрения паразитных емкостей? В даташитах я не нашел номинал данных емкостей.

Про ёмкости тоже не знаю (наверное надо ТУ смотреть), но они у нас работают в мощных сумматорах-делителях - как раз Вилксонах на 1030 МГц (правда с воздушным заполнением, но не суть) и на этой частоте каких-то критичных реактивностей не вносят.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Про ёмкости тоже не знаю (наверное надо ТУ смотреть), но они у нас работают в мощных сумматорах-делителях - как раз Вилксонах на 1030 МГц (правда с воздушным заполнением, но не суть) и на этой частоте каких-то критичных реактивностей не вносят.

Попробуем. Спасибо всем за помощь!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...