Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

W jaki sposób zbudowane są nadajniki wysokich częstotliwości - 10< GHZ?

domus12 04 Aug 2022 20:42 669 24
  • #1
    domus12
    Level 3  
    Witajcie,

    Pytanie początkującego. Od znajomego elektronika uzyskałem informację o tym, że nadajniki powyżej kilkuset MHz składają się z innych elementów.

    Więc mam kilka pytań:
    - W jaki sposób są zbudowane i czy jest możliwe ich odwzorowanie (potrzebny schemat, pewnie w grę wchodzi jedynie specjalne zamówienie płytki wraz z smt)?

    - Czy dostępne są tego rodzaju np. 10, 24 30 GHz nadajniki w sprzedaży komercyjnej (chodzi o nadajniki 400-500 mW, a nie zabawki)?

    - Jakie są odbiorniki, z tego co rozumiem, układ np. 10.6 coś nadajnik + 10.4 coś odbiornik + duplekser jest układem optymalnym?

    Pozdrawiam i z góry dziękuję zaawansowanym użytkownikom forum za odpowiedzi
  • #2
    TvWidget
    Level 36  
    Dla dużych częstotliwości wielkości elementów i połączenia pomiędzy nimi stają się porównywalne z długością fali. To powoduje, że trzeba uwzględnić wiele zjawisk pomijalnych dla mniejszych częstotliwości. Również z tego powodu schemat w takiej klasycznej formie nie ma sensu. Bez odpowiedniej wiedzy raczej nie masz szans samodzielnie zbudować działającego układu mikrofalowego.
    Prosty nadajnik/odbiornik na pasmo 10 GHz o mocy rzędu 1 mW znajdziesz czujce mikrofalowej.
    Kiedyś były popularne zestawy edukacyjne składające się nadajnika i odbiornika z diodą Gunna . Prostszej konstrukcji chyba nie ma
  • #3
    kindlar
    Level 41  
    Magnetron, falowody .....
  • #5
    _jta_
    Electronics specialist
    Magnetron jest do dużych mocy - jest w kuchence mikrofalowej. Do niewielkich (rzędu 1W) jest klistron - to taka lampa elektronowa, w której jest wiązka elektronów i moduluje się jej gęstość, oraz lampy o fali bieżącej. Dioda Gunna to chyba półprzewodnikowy odpowiednik klistronu. Do generowania bardzo małych mocy (kilka mW) może posłużyć dioda tunelowa.
  • #6
    domus12
    Level 3  
    _jta_ wrote:
    Magnetron jest do dużych mocy - jest w kuchence mikrofalowej. Do niewielkich (rzędu 1W) jest klistron - to taka lampa elektronowa, w której jest wiązka elektronów i moduluje się jej gęstość, oraz lampy o fali bieżącej. Dioda Gunna to chyba półprzewodnikowy odpowiednik klistronu. Do generowania bardzo małych mocy (kilka mW) może posłużyć dioda tunelowa.


    Dzięki za wytłumaczenie. Czy w moim przypadku warto byłoby szukać raczej gotowego magnetrona typu:

    https://pl.aliexpress.com/item/10050018075675...2112000017700714695%21im&gatewayAdapt=glo2pol

    Ten z linku jest dobry, ale brakuje mu mocy. 13.4 dBm to mało. Jaki polecacie odbiornik i duplexer?
  • #7
    Krzysztof Kamienski
    Level 43  
    @jta A do megawatow na tym pasmie to vicatron - trioda z wirtualną katodą
    domus12 wrote:
    gotowego magnetrona typu:
    Że jak, prosze ? :D Magnetrony są powszechnie używane w kuchenkach mikrofalowych. Poszukaj na Allegro w demobilu wojskowym. Trafiają się klistrony, cyrkulatory, także odbiorniki na pasma mikrofalowe i tym podobne gadgety.
  • #8
    domus12
    Level 3  
    Krzysztof Kamienski wrote:
    @jta A do megawatow na tym pasmie to vicatron - trioda z wirtualną katodą
    domus12 wrote:
    gotowego magnetrona typu:
    Że jak, prosze ? :D Magnetrony są powszechnie używane w kuchenkach mikrofalowych. Poszukaj na Allegro w demobilu wojskowym. Trafiają się klistrony, cyrkulatory, także odbiorniki na pasma mikrofalowe i tym podobne gadgety.


    No właśnie nie chodzi o takie amatorskie rozwiązanie, tylko o najlepiej w pełni gotowe komponenty
  • #9
    TvWidget
    Level 36  
    Magnetofony z kuchenek mikrofalowych generują wielokrotnie niższą częstotliwość nić oczekuje autor pytania.
    Najprostsza konstrukcja to dioda Gunna we wnęce rezonansowej (metalowym pudełku). Dla pasma 10 GHz potencjalnie można wykonać to domowym sposobem. Częstotliwość 24GHz jest chyba używana w tzw. radarach samochodowych. Można więc coś takiego wydłubać z jakiegoś zezłomowanego samochodu. Będzie to jednak radar dopplerowski czyli urządzenie emitujące i jednocześnie odbierające swój a nie obcy sygnał.
  • #10
    _jta_
    Electronics specialist
    Są tranzystory o częstotliwościach granicznych ze 30GHz - a 5GHz były już dziesiątki lat temu. Ale to są małe moce - dziesiątki mW.

    I układ wygląda zupełnie inaczej: 10GHz to fala 3cm, więc obwód rezonansowy to kilka (około 7) mm falowodu (λ/4)...

    Ponoć w zwykłej triodzie da się uzyskać drgania wahadłowo-elektronowe w paśmie gigaherców ( :arrow: 3-tomowa Encyklopedia Fizyki). Tylko... jak wydostać ich energię? Na pewno nie poprzez typową podstawkę lampową - więc już nie taka zwykła trioda.
  • #11
    domus12
    Level 3  
    Czyli problem z dostępnością takich generatorów jest spory. Czy mając dostęp do produkcji fabrycznej pcb da się skonstruować tego rodzaju powtarzalne generatory?
  • #12
    TvWidget
    Level 36  
    domus12 wrote:
    Czy mając dostęp do produkcji fabrycznej pcb da się skonstruować tego rodzaju powtarzalne generatory?

    Podobnie jak z innymi elektronicznymi urządzeniami da się je zrobić jeśli ma się odpowiednią wiedzę.
  • #13
    _jta_
    Electronics specialist
    Hm... przy 1GHz głębokość wnikania pola EM w miedzi jest około 2,1µm (a powyżej 1GH jeszcze mniej), więc znacznie mniej, niż grubość miedzi na PCB - czyli miedź na PCB powinna wystarczyć do robienia falowodu. Gorzej, że lutowanie musi być precyzyjne.
  • #14
    domus12
    Level 3  
    Czy mamy tutaj taką osobę, która by potrafiła opracować to zagadnienie, oczywiście nie za darmo?
  • #15
    TvWidget
    Level 36  
    Napisz co dokładnie chcesz zrobić i określ szacunkowy budżet. Przygotuj się też na krytykę pomysłu. Prawie zawsze się pojawia. Wbrew pozorom jest ona cennym źródłem wiedzy.
  • #16
    Krzysztof Kamienski
    Level 43  
    TvWidget wrote:
    Magnetofony z kuchenek mikrofalowych
    To prawda, generują one drgania w zakresie muzyki klasycznej, do 16 kHz. :D :D .

    domus12 wrote:
    tego rodzaju powtarzalne generatory?
    Jakiego rodzaju ? Do czego ma to służyć ? Transmisji danych ? Wykrywania obiektów?
  • #17
    domus12
    Level 3  
    Na ten moment znalazłem odbiornik i nadajnik. W jaki sposób można zmierzyć czas odebrania w nS? jakieś układy dedykowane? Nazwy?
  • #19
    TvWidget
    Level 36  
    domus12 wrote:
    Na ten moment znalazłem odbiornik i nadajnik. W jaki sposób można zmierzyć czas odebrania w nS? jakieś układy dedykowane? Nazwy?

    Określ może co rozumiesz pod pojęciem czas odebrania. Odebrania czego ?
  • #21
    RitterX
    Level 39  
    domus12 wrote:
    Czyli problem z dostępnością takich generatorów jest spory. Czy mając dostęp do produkcji fabrycznej pcb da się skonstruować tego rodzaju powtarzalne generatory?

    Zacznij od czegoś prostego, poszukaj zdjęć płytek układów mikrofalowych na 10GHz. Już na pierwszy rzut oka np. kondensatory wyglądają inaczej, laminat jest teflonowy albo układ jest posadowiony na ceramice. Potem możesz zajrzeć do konwertora satelitarnego "głowicy" czyli tego co znajduje się na wysięgniku anteny. To groszowa sprawa a jak rozszyfrujesz tranzystory na pokładzie w obudowach SMD to może się okazać, że są to tranzystory HEMT.
    Elementy mikrofalowe nieco większych mocy na AsGa, powiedzmy do pojedynczych watów są dostępne choć często, niektóre podlegają regulacjom dotyczącym elementów podwójnego zastosowania. Dlatego zakup pojedynczych zwykle jest w pewien sposób możliwy ale produkcyjne ilości są już poza zasięgiem kogoś kto nie jest znanym "odbiorcą końcowym".
    Obecnie większość rzeczy związanych z zastosowaniami radarowymi, strony nadawczej, czyli elementami o mocy wyjściowej ~10W są pod postacią modułów-układów scalonych zamkniętych w ceramicznych obudowach. Dostępność dla kogoś kto nie jest znanym odbiorcą końcowym jest praktycznie zerowa.
    Do tego dochodzą odpowiednie regulacje w UE jak i Polsce co do możliwego poziomu emisji mikrofalowej w określonym paśmie. Jak ktoś kto jest identyfikowany jako radioamator z licencją sobie w tym dłubie to nikt nie robi z tego problemu nawet jak nieco zboczy od norm ale w innych przypadkach wydaje się, że może być różnie. Gotowe urządzenia muszą przejść naprawdę karkołomne testy w wykonaniu sprzętu za grubą kasę.
    Systemy samochodowe są tak skonstruowane by były tanie w produkcji a jednocześnie miały problematyczną użyteczność jako elementy podwójnego zastosowania. Nawet stosując je i tak wypada wiedzieć całkiem sporo o układach mikrofalowych i to nie jedynie teoretycznie.
    Ciekawa sprawa, niby wszyscy mają dostęp do takiego samego oprogramowania a nawet sporej części kluczowych elementów a tylko nieliczne kraje osiągają naprawdę dobre rezultaty przy budowie zaawansowanych radarów. Pozostali drepczą w miejscu i poprawiają jakąś licencję z lat 80/90.
  • #24
    Dziarski Hank
    Level 32  
    Ja ze swojej strony polecam kanał The Signal Path

    https://www.youtube.com/c/Thesignalpath

    Człowiek przeprowadza naprawy i omówienie budowy różnorakiego sprzętu, w tym także tego pracującego z bardzo wysokimi częstotliwościami. Można zobaczyć, jak taki sprzęt wygląda od środka.
  • #25
    domus12
    Level 3  
    1) Jaką częstotliwość polecacie?
    Z tego co wiem zostają tylko te ISM 24-24.125 GHz, bo reszt będzie miała zakłócenia.

    2)Odnośnie wykonania projektu (PRACA) zapraszam zainteresowane osoby do kontaktu priv.

    EDIT: Dodam informację, że nie każdy musi być ekspertem, połączone siły mogą dać znacznie lepszy efekt, więc warto się zgłosić, może zrobimy jakiś panel dyskusyjny

    @jta
    @januszkk1
    @dziarskihank
    @ritterx
    @tvwidget
    @kindlar
    @interval
    @krzysztofkamienski