Wilkinson power bridge 432 MHz

Здесь описан очередной совместный проект UR7IJM и US4ICI мост Вилкинсона, предназначенный для деления/суммирования мощности в диапазоне 432 MHz. Мосты рассчитаны и изготовлены в двух исполнениях, одно из которых используется в качестве делителя мощности, другое – в качестве сумматора.

Рассмотрим делитель. Данный мост представляет собой плату размером 80×30 мм. В качестве материала для платы был выбран диэлектрик FR-4 толщиной 1 мм и диэлектрической проницаемостью 4,5. Данный делитель способен выдержать мощность до 50 Ватт и используется для деления мощности с трансивера или с предварительного усилителя. Расчет был произведен с помощью электромагнитной симуляции в MWO. На рис.1 показана топология моста, нарисованная для анализа. При использовании балластного резистора большей мощности, этот мост можно применить для сложения например 2х модулей RA60H4047.

Рис.1. MWO divider FR-4

В процессе анализа были получены следующие характеристики: S21=S31=3,08 dB; КСВ входа – 1,01; КСВ выходов – 1,002; развязка между портами S32=47 dB. Более подробно ознакомиться с характеристиками можно на графиках рис. 2 – 4.

Рис.2. S21_S31 divider FR-4

Рис.3. S32_S23 divider FR-4

Рис.4. VSWR divider FR-4

Павлом, US4ICI, были сняты характеристики с реальных делителей, которые практически не отличаются от полученных при анализе в MWO. В качестве плечевых резисторов используются три параллельно включенных резистора типоразмером 2512 и номиналом 300 Ом каждый.

Рис.5. PCB divider FAF

Рис.6. PCB divider FR-4

Сумматор представляет собой плату размером 90×70 мм. В качестве материала для платы этого моста был выбран диэлектрик FAF толщиной 1,5 мм и диэлектрической проницаемостью 2,5. Вследствие сравнительно небольшой диэлектрической проницаемости, толщина 50-Омной линии составляет 4,2 мм. В совокупности с толщиной диэлектрика (1,5 мм) и толщиной фольги 50 микрон, данный сумматор способен выдержать большую мощность.

Divider FAF

Рис.7. Divider FAF

Расчет сумматора был произведен аналогично расчету делителя и имеет примерно те же характеристики. В состав платы также входят компенсирующие емкости. Емкости должны выдерживать большое напряжение, поэтому в качестве оных были выбраны RF конденсаторы фирмы ATC марки ATC100B. Номиналы конденсаторов делителя и сумматора представлены на рисунках печатных плат (рис. 5, рис. 6). В делителе больших напряжений нет, поэтому был использован обычный конденсатор типоразмером 1206. На фото (рис. 7, рис. 8 ) представлены проверенные платы мостов.

Divider FR-4

Рис.8. Divider FR-4

В заключение хотелось бы отметить, на данных мостах Павел успешно просуммировал мощности двух паллетов на MRF6V2300 и получил на выходе мощность 500 Ватт (фото PA с мостами рис. 9). Таким образом, их можно успешно применять для повседневных задач деления/суммирования мощности в диапазоне 432 MHz.

Рис.9. PA with Wilkinson bridge

 

Leave a Comment