8 Watt a 5,7GHz

Da un pò di tempo si trovano su EBAY degli oggetti come quello rappresentato nella foto sotto.

L'oggetto nell'immagine e' un modulo trasmettitore per l'uplink via satellite operante in banda C prodotto dalla americana HUGHES. Il modello è un V3 EXTENDED-C 5W ODU. In pratica dentro a questo cilindro alettato, c'e' tutta la parte RF usata per trasmettere verso il satellite compreso lo stadio IF. L'immagine sotto mostra cosa si trova all'interno. In particolare nella parte destra trova posto la parte di alimentazione, la logica di controllo e due oscillatori locali a PLL posti all'interno del contenitore metallico, mentre a sinistra si trova il trasmettitore di potenza.

Ovviamente, la parte che ci interessa di più è il trasmettitore e una volta aperto si presenta cosi:

Il segnale dall'oscillatore locale, entra sul primo filtro interdigitato (in alto verso il centro del modulo) e viene iniettato in un mixer dove si mescola con la IF. L'uscita RF del mixer filtrata poi amplificata da un FHX35LG e di nuovo filtrata per poi entrare nell'amplificatore di potenza. Sono ben 7 stadi amplificatori in cascata di cui la parte di potenza è composta da un NEZ5965-4 seguito da un NEZ5965-8. Infine un circolatore porta poi al connettore N di uscita.

Lo stesso modulo nella parte sotto invece ha tutta la parte di alimentazione e generazione delle tensioni di gate dei Gaas-fet e la parte di amplificazione della media frequenza che dovrebbe lavorare attorno ai 1180MHz. La frequenza di lavoro di questo modulo penso sia attorno ai 6170MHz o giu di li... Ritornando alla parte di potenza, i gaas-fet montati sono studiati per lavorare da 5,9 a 6,5 GHz con le reti di adattamento interne per facilitarne l'uso da parte dei progettisti però guardando i datasheet si nota che possono tranquillamente lavorare a 5,76GHz con una perdita irrisoria di prestazioni. Anche se io non sono attivo sulla banda dei 6cm, mi è venuta voglia di provare se effettivamente l'amplificatore funziona e mi sono messo al lavoro.

Per prima cosa ho tolto le parti che secondo me non erano utili al mio obiettivo, ho poi visto che il contenitore e' predisposto per il montaggio di un SMA molto vicino al primo stadio amplificatore come si vede sopra a destra. Ho poi ritagliato un pezzetto di circuito stampato per poter saldare l'inner dell'SMA su una stripline a 50ohm per portare il segnale, disaccopiato con una capacita, al gate del primo gaas-fet.

  

Dalla parte sotto ho tolto il pcb della IF ed ho identificato le alimentazioni necessarie al funzionamento.

Per il suo funzionamento, l'amplificatore, ha bisogno di 2 tensioni, +10 e -10V. La tensione negativa serve per le polarizzazioni dei gate (-Vg). La tensione positiva e' per le tensioni di Drain (+Vd) e deve essere robusta dato che il consumo si aggira sui 4 ampere. Tutte le tensioni vanno portate sul connettore a 12 poli che si vede in primo piano. Partendo a sinistra, i primi 2 fili sono i +10V, seguono poi 4 fili non collegati, il filo n.7 e' l'ingresso dei -10V , i fili  n.8 e n.9 sono due enable che devono essere portati al + per abilitare la trasmissione, il n.10 e' una uscita di controllo della temperatura dato che e' presente uno stadio di rilevamento della temperatura posto in prossimita' dei Gaas-fet di potenza. Questa uscita può essere utile per inibire la trasmissione in caso di surriscaldamento. Gli ultimi 2 fili rimasti, il n.11 e 12, sono il GND. L'alimentatore e' dotato di protezioni per evitare che, in caso di guasto, il negativo dei gate danneggi i dispositivi, nel caso venga a mancare la tensione positiva sui drain dei gaas-fet.

Il banchetto di test e' composto dal generatore sweep HP8620C con cassetto HP86290B regolato per la frequenza di 5760MHz circa ed un livello di 0dBm di uscita. Accoppiatore direzionale Krytar con 10dB di disaccoppiamento, attenuatore da 20dB per un totale di 30,5dB di attenuazione e bolometro Boonton 4220 con testina a termistore.  Applicate le tensioni, e dato il positivo agli enable il modulo consuma circa 3,3 Ampere senza nessun segnale in ingresso. La prima cosa che ho notato è che occorre provare il modulo con coperchio ben chiuso, altrimenti autooscilla paurosamente. Applicato il  segnale in ingresso il tutto funziona subito  egregiamente con una uscita di circa 7W. Il guadagno dell'amplificatore e' piuttosto elevato tanto che sono sceso con livello di eccitazione di altri 18dB prima di vedere un abbassamento della potenza di uscita. In pratica basta entrare con -15dBm per avere gia tutta la potenza in uscita. Ho provato anche a spagliettare per vedere se migliorava qualcosa ma non serve assolutamente. Per avere un po' di incremento di potenza, si può portare la tensione di alimentazione positiva a 12V e si arriva a circa 8,5W come si vede nell'immagine sotto. Il consumo in questo caso sale a 4,1Ampere. In tutto il modulo consuma la bellezza di 49,2 Watt per tirarne fuori 8....  

     

Per concludere, 8Watt sono una discreta potenza per traffico tropo, col vantaggio di lavorare con basse tensioni e oggetti poco ingombranti e sopratutto a costi molto ridotti.