Výstupní dolní propust
Za PA musí být zařazena dolní propust. Jinak bychom nevyhověli povolovacím podmínkám. Dobrou dolní propust jsem navrhl již pro starší PA s výkonem 1kW. Použil jsem tento návrh, ale chtěl jsem to provést trochu lépe mechanicky. Nejprve jsem se pokusil vyrobit kondenzátory na DPS. Použil jsem materiál Duroid 5870 tloušťky 0,4mm. Bohužel se ukázalo, že je to slepá ulička. Při výkonu kolem 1400W se kondenzátor prorazil. PA pak spolehlivě odstavila ochrana rozvážení Gyselu. Vrátil jsem se tedy k původní konstrukci kondenzátorů s teflonovou isolací. Zvětšil jsem pro jistoru průměr isolačního osazení kolem středových šroubků u kondenzátorů a na vinutí cívek jsem použil smaltovaný drát o průměru 1,6mm. To se zdálo být v pořádku a propust spolehlivě přežila 10 dní intenzivního provozu výkonem 2kW během Perseidů. Po poruše PA jsem propust otevřel a zjistil jsem že smalt na prostřední cívce je zčernalý vysokou teplotou. Propust jsem přeměřil a její charakteristika se nezměnila. Přesto bylo jasné že jsou nutné další úpravy. V obchodu pro modeláře jsem si objednal tenkostěnnou měděnou trubičku o průměru 3mm. Ukázalo se ale že navinout cívky z této trubičky nebude tak jednoduché. Trubičky byly velmi tvrdé a při pokusu o ohnutí se lámaly. Bylo nutné je ohřát plamenem a prudce zchladit ve vodě. Tím tvrdá měď změkla a bylo možné ji ohýbat. Sice s problémy, ale šlo to. Pak jsem vytiskl na 3D tiskárně trn se závitem do kterého se trubička naohýbala. Tak se podařilo trubičku navinout aniž by se zdeformovala. Před ohýbáním je nutné trubičku vyleštit do zrcadlového lesku. K tomu je možné použít nějaký přípravek na leštění povrchů jako například Sidol, Silichrom a podobné. Já jsem ale použil k vyleštění nejjemnějsí ocelovou vatičku kterou používám na čištění vyrobených DPS. Mechanika z tlustých hliníkových dílů přispěje k dobrému chlazení a tím i mechanické stabilitě propusti. Navíc jsem do vrchní stěny a víčka propusti vyvrtal otvory aby kolem cívek mohl proudit vzduch a ochlazovat je.
Výsledek je vidět na obrázku:
Pro jmenovitý výkon PA je nutné aby byla propust na vstupu i výstupu opatřena konektory 7/16". N konektory by tento výkon jistě dlouho nesnesly ačkoliv je různí hazardéři používají i pro výkony přes 1kW :-). Cívky jsem navinul tenkostěnnou měděnou trubičkou o průměru 3mm a jsou navinuté na tištěném trnu s vnitřním průměrem 13mm. Na povrchu trnu je vytištěn závit s půlkulatým profilem do kterého lze změkčenou trubičku navinout bez deformací. Krajní cívky mají 2 závity a prostřední 3 závity. Provedení cívek je vidět z fotografie. Pokud Vás na výkresech udiví kóty na setiny mm je to proto, že jsem mechaniku vyráběl na frézce s digitálním odměřováním a dodržet tyto rozměry tak nebyl problém.
Schéma propusti z programu Elsie:
Na dalším obrázku je simulace charakteristiky spočítané propusti.
Nastavení dolní propusti
Dolní propust je nutné nastavit. To není tak jednoduchá věc jak se na první pohled zdá. Pokud jsme neudělali nějakou zásadní chybu máme propustnou charakteristiku poměrně dobrou okamžitě po sestavení. Propust je ale potřeba nastavit na nejlepší odrazy neboli parametr S11. Tomu obvykle odpovídá i nejnižší průchozí útlum. K nastavení potřebujeme VNA. Já jsem použil LibreVNA, ale možností je dnes mnoho. Velmi dobré přístroje lze na Aliexpresu koupit už od cca 3500kč. Proto dnes už nelze doporučit jiný postup než ladění pomocí VNA. Tento přístroj by dnes měl být vedle spektrálního analyzátoru v základním vybavení konstruktéra HAM věcí. Pokud umíme měřit tak malé kondenzátory změřte nejprve kapacitu našich konstrukčních kondenzátorů. Pokud jsou kondenzátory v pořádku sestavte celou propust. Připájet cívky ke kondenzátorům je docela problém protože jsou kondenzátory přes teflonovou fólii velmi dobře chlazené hliníkovou základnou. Po sestavení připojte VNA. Pravděpodobně se Vám ukáže přibližně správná charakteristika S21, ale minimum S11 bude mimo pracovní kmitočet a horší než -20dB. Stlačování nebo roztahováním cívek je možné dosáhnout útlumu v propustné charakteristice pod 0,1dB, útlumu na 432MHz pod -50dB a S11 na pracovním kmitočtu lepší než -30dB. Pokud nemáte VNA které umí měřit všechny 4 S parametry najednou musíte prohazovat vstup s výstupem a snažit se dosáhnout přibližně stejných parametrů v obou směrech. Víčko ovlivňuje nastavení a proto s tím při oživování musíte počítat a měřit s nasazeným víčkem. Nastavení na minimum odrazů je velmi ostré.
Při měření v rozsahu do 1500MHz se ale objevila výrazná rezonance v okolí kmitočtu 1296MHz a útlum na tomto kmitočtu byl jen asi -15dB ! Patrně ji způsobuje velikost dutiny ve které je DP umístěna. Zkusil jsem tedy laborovat s přepážkami, které by dutinu částečně rozdělily a tak rezonancí utlumily nebo posunuly do oblasti kde nám tolik nevadí. Víčko dutiny jsem použil vyrobil z kuprextitu a připájel k němu 2 přepážky z měděného plechu které sahají přibližně 20mm do prostoru dutiny.
Tak se mi podařilo dosáhnout charakteristiky se kterou už jsem jakž takž spokojený:
