GreenCubeがきっかけだったわけではないんですが、サテライトやEMEをしていて435 MHzの受信を良くしたいと思い、いつかは直下プリを入れたいと思っていました。
現在の設備は、アンテナからの同軸は23 mで、10D-FBとは言え、リグに来るまでは2 dBほどのロスになっています。
思いついて1年、GreenCubeの登場が製作開始のきっかけになりました。
WLANなどのデバイスが進化していて、NFが低いMMICがたくさんあるようです。最初はMMICを買って作ろうと思っていましたが、コスモウェーブでBPF付きのLNAを売っていることを知り購入しました。
到着して気づいたのですが、BPFはMMICの出口についていました。アンプの飽和でブロッキングなどを心配していたので、てっきりBPFはMMICの入り口に入っているもんだと信じていましたが、どうやら違うようです。LNAの製作記事を見てもほとんどがフィルターは出口についています。
理由をあれこれ考えていたのですが、たどり着いた答えは、NFを下げるためなんだと思います。アンプの入り口につくロスは、純粋にNFに加算されますので。
でも、サテライト通信では145 MHzのアップリンクがあるので、入り口にフィルターを設けたい・・・、ということで、懸念事項のフィルターづくりからスタートです。
参考にさせてもらったのはこちら。
JN4JGKのアルパカ日記:モビホでSAT。（デュプレクサーの制作） (livedoor.jp)
上記の記事をもとに回路を検討しました。435 MHzを通過させる5ポールのHPF (C - L - C - L - C)を構成して、一つ目のCにはLを並列にして145 MHzのトラップも兼ねさせます。
乗数は上記の記事と大体同じです。
MMANAで空芯コイルの計算をして、都合の良いインダクタンスと巻き数になる直径の物に巻きました。送信パワーは通さないので細い線材です。
18 nHは2ターン、0.17 uHは6ターン。
このあと、特性を調べるために7～10ターンの物も作り、最終は7ターンを使用。
サンハヤトのFR-4の両面ガラエポ基板にマイクロストリップラインを構成します。450 MHzでの誘電率はおよそ4.5、ほかに基板厚さ1.6 mmと、銅箔厚さ35 umもパラメーターになります。
計算すると、50 Ohmの伝送線路を構成するためには、幅3.0 mmにすれば良いようです。また、伝送線路幅と同じだけグランドの逃げがあれば、特性インピーダンスは乱れないようです。
カッターで切り込みを入れて、はんだごてで加熱しながら不要な銅箔を剝がしました。
サンハヤトのスルピンKITでスルーホールを作ります。
20年前にFETを並べてリニアアンプを作った時に買ったもの。
こんな感じに仕上がりました。
Cは7 pFのチップコンデンサを使用しています。
3.5 pFの部分は、直列になっています。
VNAを見ながらコイルの間隔や角度を変えました。(上の写真は調整前)
こちら、フィルターの特性です。
145 MHz: -60.5 dB
435 MHz: -0.115 dB, RL -27.11 dB VSWR 1.092
本当は、eBayとかでトランスファースイッチを購入予定でしたが、為替の問題とかで意外と高いのと、20年前に買った詳細スペック不明の同軸リレーを所蔵していることを思い出したので、それで作ることにしました。
オークションなどで調べてみると、同様の物はVHF業務機に使用されているようで、UHFでの特性はよくわからないものでした。
CADで図面を書いて、印刷したものを両面基板に貼ってドリルで穴あけします。
マイクロストリップラインの幅も、カッターで図面の上からしるしを付けました。
フィルター基板と同じようにスルーホール加工。
反対面
各ユニットが出来たところ。
リレーユニットはスルーで0.45 dBのロス。自作のマイクロストリップラインでもなななか良い感じです。心配していたリレーも、435 MHz帯で問題なく使用できそうです。
トランスファースイッチだったら0.1 dB台が出てたかも。
無鉛はんだでNコネを付けるのは結構大変でした。
バイアスTの回路はまだできていませんが、ここのカップリングコンデンサやLの調整で、もう少しスルーの特性を良くしたいと考えています。
ここまででアンプに入るまでにNFがどうなるか考えてみると・・・、
アンプ前に追加するケーブル0.15 dB、フィルター0.12 dB、リレー(半分で)0.23 dBで、0.5 dBほどのロスがNFに加算されます。
今週はここまで。
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