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Forum: HF, Funk und Felder 5W (37dBm) VHF/UHF Modem


Autor: Ralf H. (heschdy)
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Hallo,

ich muss für meine Masterarbeit ein VHF/UHF Modem entwickeln, welches 
eine maximale Ausgangsleistung von 5Watt (ca. 37dBm) haben soll.
Mein Problem ist nur, das meine Studienvertiefungsrichtung eher im 
Informationeselektronischen  und Digitaltechnischen Bereich lag. Und ich 
daher zumindest einige Start Schwierigkeiten habe.

Ein wichtiges Feature ist Energiesparen, da das Modem mit Batterien 
betrieben werden soll.

Momentan werden Modems von Satel eingesetzt.
http://www.satel.com/products/satelline/satelline-...
Frequency range  403 ... 473 MHz
Channel spacing  SW-selectable 12.5  20  25 kHz

und

http://www.satel.com/products/satelline/satelline-...
Frequency range  135 ... 174 MHz (135...155, 138...160 and 155...174 MHz 
variants) 218... 238 MHz
Channel spacing  12.5 / 25 kHz

Diese sollen nun durch ein eigenes Produkt ersetzt werden.

Als Transceiver IC habe ich mir bisher das ADF7021-N ausgesucht.

Das ich nicht den kompletten Frequenzbereich mit einer 
Hardwarebeschaltung abdecken kann ist mir klar. Soll nur ein Layout sein 
das dann je Frequenzbereich anders bestückt wird.

Bei dem Leistungsverstärker fehlen mir bisher aber die Erfahrungen, was 
könnte man nehmen? Ist das mit einer Stage realisierbar oder muss das in 
mehreren Stufen erfolgen?
Wie kann ich die Leistung regulieren (in Stufen reicht). reicht es wenn 
ich die Ausgangsleistung am ADF7021 regele? Dann müsste allerdings mein 
Signal zu Rausch abstand schlechter werden oder?
Kann ich den Verstärker zum Stromsparen einfach über ein Mosfet 
abschalten und bei bedarf aktivieren?

Fragen über Fragen.....
Vielen Dank schon mal für eure Antworten.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Das Problem ist dass die HF Verstaerker einen schlechten Wirkungsgrad 
haben. Normalerweise regelt man die Leistung, indem man das 
Eingangssignal an den Verstaerker abschwaecht. Leider hat das wenig 
Einfluss auf den Stromverbrauch. Die Speisespannung des Verstaerkers 
absenken geht auch nicht, da dann die Impedanzen nicht mehr passen. Ein 
Stromspar HF Verstaerker erscheint mir ein eigenes Projekt fuer einen 
Spezialisten zu sein. Den Verstaerker zu pulsen, ist moeglicherweise 
nicht die optimale Sache, denn der Verstaerker koennte waehrend dem 
Uebergang Dreck rauslassen.

Autor: Ralf H. (heschdy)
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Ist das pulsen auch ein Problem wenn der Verstärker vor einem T/R-Switch 
sitzt und der Switch erst nach einer gewissen Zeit nachdem der 
Verstärker eingeschaltet ist umschaltet?
Es geht im Endeffekt um Telemetrieübertragung, das heißt die meiste Zeit 
befindet sich das Modem im Schlafmodus?

Autor: Ralf H. (heschdy)
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Habe jetzt mich mal auf die suche nach einem Verstärker gemacht:

Wie sieht es denn z.B. mit diesem aus?
http://www.triquint.com/prodserv/more_info/default...

Annahme:
Ich stelle an meinem ADF7021-N 9dBm ein
danach folgte ein WJA1515 welcher ein S21 von 13,9dB bis 14,8dB je nach 
Frequenz hat, somit habe ich ja dann ca. 23dBm.
Nun würde ich einen zweiten WJA1515 nehmen und hätte somit 37dBm...

Das wäre allerdings etwas zu einfach.... daher befürchte ich das ich 
irgendwo ein Denkfehler habe.

Autor: Ralf H. (heschdy)
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Fehler gemerkt.... ist ja nur ein Gain Block.....

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

der 2te WJA1515 kann keine 5W!!

Autor: gert (Gast)
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für einen höheren wirkungsgrad eignet sich besonders gut ein sog. 
"doherty - verstärker". war in einer der letzten beiden ukw-berichte 
beschrieben.

einfach mal im netz schaun. gibt da ne ganze menge darüber.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Die VHF/UHF-Power-Module von Mitsubishi sind im Amateurfunk seit Jahren 
bekannt:

http://www.mitsubishichips.com/Global/common/cfm/e...
http://www.mitsubishichips.com/Global/common/cfm/e...

aber der Wirkungsgrad für amplitudenmodulierte Signale ist miserabel.

Autor: Ralf H. (heschdy)
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Danke, die Mitsubishi Module hatte ich auch selbst gerade gefunden.
Da ich GFSK verwenden will ist das OK
Einzige nachteil ist das Sie 7W haben ;) werde da dann wohl einfach ein 
Dämpfungsglied einbauen.

Autor: Ralf H. (heschdy)
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Weiß jemand eine Quelle wo man die Mitsubishi Module kaufen kann?

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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http://www.eisch-electronic.com/katalog/download/K...

RA18H1213G 1008006 23 cm, Pout=18 Watt, 12V 52,80 €
RA30H1317M 1008009 135 -175 MHz, Pout=30 Watt, 12 V 34,00 €
RA30H2127M-01 1008010 210 - 270 MHz, Pout=30 Watt, 12V 52,80 €
RA20H8994M-01 1008007 896-941 MHz, Pout=20 Watt, 12V 52,00 €


http://www.dl2am.de/pa1d.htm   nur RA 18H1213G für 1,2 GHz
http://www.dg0ve.de/ Transistor-Endstufen
http://www.dk2fd.de/100000/1100000.htm

Autor: Martin Laabs (mla)
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Hallo,

HF-Verstärker sind per se ineffektiv. Es gibt Ansätze eine Class-C 
Verstärker zu verwenden und die Amplitude durch die Versorgungsspannung 
zu regeln. Damit das effektiver als Class-AB wird muss man aber die 
Versorgungsspannung mit einem Schaltregler erzeugen. Damit ist man in 
der AM-Frequenz beschränkt.
Treibt man es weiter nimmt man den Schaltregler und einen Linearregler 
kombiniert. Ist aber von der Schaltungstechnik sehr aufwändig und 
braucht, damit es gut funktioniert, einen DSP. Von der mit der 
Versorgungsspannugn schwankenden Anpassung redet dabei noch niemand.
Insgesammt denke ich, dass sich dieses Konzept nicht in der Breite 
durchsetzen wird. Wird wohl eher was für Spezialanwendungen bleiben. 
(z.B. hatte ein Oskar Satellit eine entsprechende PA)

Die Mitsubushi Module bekommt man bei Municom. Aber damit GFSK/MSK zu 
verstärken ist auch nicht trivial. Denn man hat mitnichten eine 
konstante Amplitude wie man es bei FSK erwartet. (Bedingt durch die 
Filterung)
Da die Module üblicherweise aber allesamt im Class-C Betrieb arbeiten 
erzeugt man sich sehr viele Intermodulationsprodukte und man hält die 
spektrale Maske garantiert nicht mehr ein.
Bleibt die öfters praktizierte Methode die Module im Class-A/AB 
Arbeitspunkt zu betreiben. Dazu braucht man aber noch eine Schaltung, 
die die Gate-Spannung in Abhängigkeit des Drain-Source Strom regelt. 
(Und die ist leider nicht in den Datenblättern/Application Notes zu 
finden)

Ansonsten - die maximale Leistung welcher ein Verstärker erreichen kann 
erkennt man am 1dB Kompressionspunkt (P1dB). Dieser sollte so 3dB unter 
der tatsächlichen Ausgangsleistung liegen. Zur Not kann man auch auf 1dB 
heran gehen aber hat dann wieder mit mehr Intermodulation zu rechnen.

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: Martin Althaus (Gast)
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Martin Laabs schrieb:
> Die Mitsubushi Module bekommt man bei Municom.

oder bei Glynn, oder bei mir. Letztendlich dürfte es jedoch keine 
Zulassung für so ein Modem geben. Die Nachbarkanalleistung ( ACP )im 
UHF-Bereich ist mit -50dBc bei +13dBm angegeben. Das ist konform mit 
EN300113 ( -37dBm  ACP)  Jede weitere Verstärkung dieses Signals erfüllt 
die EN Norm nicht mehr.
Martin Althaus

Autor: Ralf H. (heschdy)
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Ok, vielen Dank für eure Infos.

Um die Seitenbandabstrahlung in den Griff zu bekommen bräuchte ich also 
noch ein durchstimmbares Bandpass wenn ich das jetzt richtig entnehme.

Gibts da alternativen? Bzw habt ihr dafür irgendwelche Application 
Notes?

Autor: Ralf H. (heschdy)
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Also wenn ich mir die Ausgabe von ADIsimSRD bei GFSK ansehe, habe ich 
zumindest 60dBm abstand. Oder ist da ein denkfehler bei?

Autor: Ralf H. (heschdy)
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Des weiteren ETSI EN 300113-01:

7.4.3 Limits
For a channel separation of 12,5, 20 kHz and 25 kHz, the adjacent 
channel power shall not exceed a value of 60,0 dB
below the transmitter power (conducted) without the need to be below 0,2 
μW (-37 dBm).


Also würde doch die 60dB ausreichen.

Autor: Martin Laabs (mla)
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Ralf H. schrieb:
> Also wenn ich mir die Ausgabe von ADIsimSRD bei GFSK ansehe, habe ich
> zumindest 60dBm abstand. Oder ist da ein denkfehler bei?

Nein - kein Denkfehler. Aber noch nicht zuende gedacht. Das Signal wird 
durch die Verstärker mehr oder weniger nichtlinear "verzerrt"
Insbesondere die ungeraden Terme der Verstärkerkennlinie erzeugen dann 
Intermodulationsprodukte (Signal mischt sich mit sich selber) die wieder 
im Nutzband (Intersymbolineferenz) oder sehr nahe daran 
(Nachbarkanalstörung) liegen.
Ein mitlaufender Bandpass ist eher illusorisch weil man die Güte welche 
man benötigt idR. nicht hin bekommt. Von Bauteiltoleranzen und 
-schwankungen mal gar nicht zu sprechen. (*)
Bleibt nur die Intermodulation so weit wie möglich zu vermeiden, was 
bedeutet die Verstärker im linearen Bereich zu betreiben. (Und, wo 
möglich, Fets anstelle von Bipolartransistoren zu verwenden, da diese in 
ihrer Kennlinie einen kleineren x^3 Anteil haben. Aber es gibt auch 
viele Ausnahmen)

Viele Grüße,
 Martin L.

(*) Will man nur wenige Kanäle verwenden kann man sich aber über 
umschaltbare SAW oder Keramikfilter Gedanken machen.

Autor: Martin Althaus (Gast)
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Ralf H. schrieb:
> Also wenn ich mir die Ausgabe von ADIsimSRD bei GFSK ansehe, habe ich
> zumindest 60dBm abstand. Oder ist da ein denkfehler bei?

Laut Datenblatt des ADF7021 sind es 50dBc. Ich werd mal die 
Datenblatt-Parameter bei ADIsim eingeben. Mal schaun was rauskommt

Martin

Autor: Ralf H. (heschdy)
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Bin nun auf der suche nach einem T/R-Switch. Allerdings habe ich bisher 
keinen gefunden welcher 37dBm Input Power schalten kann. Nimmt man hier 
schon HF-Relais?

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Es gibt noch PIN-Dioden, die diese Leistungen verkraften. Ich meine, 
Mitsubishi hat dafür sogar ein fertiges Modul im Programm.

http://www.qsl.net/n9zia/wireless/MD003-pin-diode-data
"The Mitsubishi MD003 is a solid-state RF switch capable of switching
up to 5 watts in the frequency range 800 - 940 MHz."

Autor: Ralf H. (heschdy)
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Das MD003 finde ich bei Mitsubishi nicht.

Hab inzwischen diesen SPDT-Switch gefunden:
http://www.rfmd.com/CS/Documents/FMS2014-001DS.pdf

Autor: Ralf H. (heschdy)
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Ich möchte nun die Mitsubishi RA07M Module im Class-A/AB
Arbeitspunkt betreiben.
Würde folgende Schaltung genügen?
Den Drain-Source Strom messe ich mithilfe eines Shunts mit meinem µC 
welcher dann die Gatespannung mithilfe eines DACs nachführt.
Somit hätte ich gleichzeitig auch noch die Möglichkeit die 
Ausgangsleistung zu steuern.

Autor: Karl Napf (Gast)
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Leute habt Ihr denn Eine Amateurfunklizenz?

Wenn nicht möchte ich nur mal Anmerken, dass ihr Illegal einen Sender 
betreibt und somit eine OWi begeht die bis zu 50000 Euro kosten 
kann......

Immer siese Basteleien und dann auch noch im VHF oder UHF Bereich,

scheiss auf die Oberwellen etc.pp. Scheiss auf den Frequenzplan, 
hauptsache das Studentle hat was gebastelt!

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Hast du schon mal einen Rechtsverdreher sein Produkt essen sehen können?

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Leute bedenkt das diese HF Module keinen Tiefpass welches Oberwellen 
untedrückt besitzen. Der Oberwellenabstand ist oft nur 20db oder wenn 
man Glück hat mal was drüber. Es gehört also zwingend einen LC Tiefpass 
5ter Ordnung ( am besten chebytschef oder Cauer ) dahinter.

Man sollte Verstärker mit solchen Leistungen ohnehin nur in Betrieb 
nehmen, wenn man die nötigen Messmittel greifbar hat. Dazu gehört 
mindestens ein Spektrumanalyzer und ein Leistungsmessgerät nebst 
Leistungsdämpfungsglied. Ansonsten wird das ein Drahtseilakt, wo man 
sich nur noch aussuchen muss, ob man links oder rechts abstürzt.

Ralph Berres

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Von der labilen Gleichgewichtslage kommt man am einfachsten zur stabilen 
Lage, in dem man rechts und links jeweils den Absturz provoziert durch 
Anhängen großer Gewichte...

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Die müssen dann aber exakt gleich groß sein :-)

Ralph Berres

Autor: Ralf H. (heschdy)
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Powermeter + Spectrumanalyzer sind natürlich vorhanden.

beim RA07M1317 ist die 2. Harmonische schon deutlich unter -30dBc.....
Tiefpassfilter nach dem Verstärkermodul ist natürlich auch vorgesehen.

Autor: Carsten Sch. (dg3ycs)
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Karl Napf schrieb:
> Leute habt Ihr denn Eine Amateurfunklizenz?
>
> Wenn nicht möchte ich nur mal Anmerken, dass ihr Illegal einen Sender
> betreibt und somit eine OWi begeht die bis zu 50000 Euro kosten
> kann......
>
> Immer siese Basteleien und dann auch noch im VHF oder UHF Bereich,
>
> scheiss auf die Oberwellen etc.pp. Scheiss auf den Frequenzplan,
> hauptsache das Studentle hat was gebastelt!

BLÖDSINN!

Hier geht es darum das jemand als Masterarbeit(=Abschlussarbeit eines 
Studiums auf Uni-Niveau) einen Sender (bestandteil) entwickeln soll 
welche wohl einer Kommerziellen Verwendung zugeführt werden soll.

Also je nach Auslegung eine Wissenschaftliche oder wirtschaftliche 
Tätigkeit. Die ersten Entwicklungs- und Testschritte werden wohl 
ausschließlich "trocken" d.h. mit einem Messplatz oder Spekki als 
Abschluss stadttfinden. Da geht nichts in die "Luft!"

Folglich muss auch keine Frequenzzuteilung vorhanden sein.
Falls später dann vor der allgemeinen Zulassung noch "Realtests" 
durchgeführt werden sollen wird die Firma die da hinter steht wohl eine 
"Frequenzzuteilung für den Versuchsfunkdienst" beantragen. (Ist etwas 
wie die "roten Kennzeichen" der Funktechnik)

Das - und nur das - ist der einzig Sinnvoll richtige und gangbare Weg!
Eine AFU Lizenz hätte damit nichts zu tun und würde ihm auch nicht 
weiterhelfen.
Warum: Erstens verbietet sich jede Kommerzielle Tätigkeit als 
Hintergrund für die Freqeunznutzung Amateurfunk. Verstösst man dagegen, 
so drohen dann rechtliche Folgen, teilweise recht empfindlich. 
Entwicklung eines Kommerziellen Produktes für eine Firma ist kein 
Amateurfunk!

Da dieser Fall (MAsterarbeit) nicht ganz eindeutig ist, könnte man es 
vieleicht solange es nur um die Vorversuche geht noch als 
"Wissenschaftlich" durchgehen lassen. Das DÜRFTE man alternativ noch 
anstelle über die Versuchsfunkzuteilung über seine Amateurfunkzuteilung 
laufen lassen, wenn man denn eine hätte.
ABER: Die Kenndaten sind ja: 403-470MHz, daher muss auch sporadisch über 
den ganzen Bereich getestet werden. Amateurfunk geht aber nur von 
430-440Mhz, wobei hier neuerdings die Beachtung der Frequenzpläne nicht 
mehr nur guter Ton, sondern Vorschrift ist. Will man also wirklich "on 
Air" testen, so kommt man um die Versuchszuteilung eh nicht herum, kann 
also gleich auch ganz mit der AFU Begründung sein lassen.

(Oft wird aber gar nicht mehr "On Air" getestet. besonders wenn es nur 
um ersatz einzelner Komponenten eines bestehenden Systems geht wird am 
Messgerät entwickelt und bis zum Zertifizierung nicht eine Sekunde echt 
gesendet.)

Also: Erst mal ein wenig schlau machen!

Gruß
Carsten

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