Zeigt her Eure HF Kunstwerke

[Gerhard O. (gerhard_)]

Es wäre vielleicht ganz nett in dieser Forum-Sparte auch so einen Thread 
zu haben. Daher wage ich diesen Thread zu eröffnen und ein altes Projekt 
von mir aus meiner Klamottenkiste aus dem Jahr 1993 vorzuzeigen. Ich 
hoffe es hat niemand etwas gegen diesen neuen Thread dagegen. Leider 
habe ich das Teil nicht mehr und muss mich mit den beiliegenden alten, 
schlechten Bildern entschuldigen und begnügen. Aber vielleicht geht es. 
Das Teil war eine private Entwicklung für einen Bekannten von mir ohne 
kommerzielle Interessen.

Gezeigt hier ist ein relativ kompaktes 600-750W 72MHz Stripline 
CO2-Laser Power Supply für eine damalige experimentelle SAR 
Luftfahrtanwendung. Das Teil wird aus der 28V Bordspannung versorgt. Die 
Verlustwärme wird mit gekühlten Wasser in einem Kreislauf entfernt. Bei 
750W Ausgangsleistung werden 45A verbraucht. Der Gesamtwirkungsgrad ist 
um 60%. Nominalleistung ist 600W.

Die HF-Erzeugung geschieht in drei Stufen. Ein 3W Colpitts 72MHz 
Oszillator mit einem MOSFET erzeugt die Trägerfrequenz. Die Stabilität 
ist ausreichend um in einem 2-M RX einen sauberen Träger hören zu 
lassen. Die zweite Stufe erzeugt 40W HF und führt diese Leistung mittels 
einem Wilkinson Leistungsteiler aus 70 Ohm Hardline den zwei 300W PA 
Stufen mit dem MRF151G zu. Ein SAGE Wireline Reflektometer überwacht das 
Anpassungsverhältnis zwischen der Last und dem Ausgang und ist Teil der 
Steuerung- und Schutzschaltung. Die Ausgänge der beiden PAs werden mit 
einem zweiten Leistungsteiler wieder zusammengeführt. Zwischen dem 
Ausgang und dem Laser ist ein 50 Ohm zu 25 Ohm koaxiales 
Transformationsglied bestehend aus zwei 50 Ohm Viertelwellen 
Koaxialkabeln. Die Leistungsbandbreite der PA Stufen ist 10-150MHz. Die 
Impedanzwandlertransformatoren  sind aus Hardline Koaxialkabel Stückchen 
selber gefertigt. Die keramischen Kondensatoren sind Porzellan HF Typen 
mit hoher Strombelastbarkeit. Ein einzelner C würde sich bei voller 
Ausgangsleistung übrigens selber ablöten.
Die Steuer und Schutzschaltung erlaubt die Fern-Überwachung des 
Generators.
Die Schutzschaltungen erlauben die Last auch bei voller Ausgangsleistung 
ohne Schäden abzuziehen. Sollte die Wasserversorgung ausfallen schaltet 
sich der Ausgang ab. Das Temperaturdifferenzial ist 4 Grad bei 1.2l/min. 
Wasserdurchfluss.
Die HF-Transistoren sind auf einer 30cm langen soliden 12.5mm 
Kupferplatte mit internen Kühlpassagen montiert um die Verlustleistung 
mit gekühlten Wasser abzuführen. Nur ein PA-Transistor ist bei der 
Entwicklung durch fehlerhafte mechanische Montierung wegen Überhitzung 
kaputt gegangen.
Der kleine Lüfter verhindert einen möglichen Wärmestau auf den 
Oberflächen.

Durch extensive Filter und Abschirmungen werden die Störstrahlungen 
ausreichend abgeschwächt.

Ein RG-58A Kabel am Ausgang wird bei Vollast so heiß dass man es nicht 
mehr anfassen kann und ist natürlich nicht zu empfehlen. Die Anpassung 
an den Laser hat einwandfrei funktioniert. Am Laser selber ist noch eine 
Anpassungsnetzwerk. Der experimentelle Labor hergestellte Stripline 
CO2-Laser ist aus einem gedrehten Aluminium Gehäuse hergestellt und 
komplett de-montierbar. Das Lasergasmischung lässt sich mittels Ventile 
einführen. Keramikdurchführungen erlauben der HF und das Wasser durch 
die Außenwände zu gelangen. Die Spiegel und die Erreger-Stripline werden 
auch intern mit Wasser gekühlt. Der Laser war leistungsstark genug um 
einen Punkt auf einem Ziegel in 50cm Entfernung zur Weißglut zu bringen. 
Ich kann leider im Augenblick die Bilder vom Laser nicht finden. Die 
Ausgangsleistung von dem Teil war übrigens sehr empfindlich von den 
Spiegeleinstellungen abhängig.


mfg,
Gerhard

[skydiver (Gast)]

So ein Thread hat im HF-Unterforum noch gefehlt. Sehr gute Idee!
(Hoffentlich kommen hier keine Beiträge auf TdB-Niveau!) ;-)

> Gezeigt hier ist ein relativ kompaktes 600-750W 72MHz Stripline
> CO2-Laser Power Supply für eine damalige experimentelle SAR
> Luftfahrtanwendung.

SAR heisst ja 'Search And Rescue'. Was sucht ein leistungsstarker
CO2-Laser in diesem Bereich? Wollte man vielleicht angreifende Haie 
verdampfen, die Schiffbrüchige attackieren?

[Gerhard O. (gerhard_)]

Das konnte ich leider nicht selber nachvollziehen weil die Tests im 
Atlantik durchgeführt wurden und ich leider nicht dabei sein konnte. Das 
Ganze sollte in einem Helicopter montiert werden. SAR stimmt. Ich glaube 
zwar nicht das man das wollte was Du erwähnt hattest;-)

Wenn ich wieder mal mit meinem Bekannten spreche, werde ich nachfragen, 
was daraus geworden ist weil ich damals wegen anderer Projekte ganz die 
Fäden verloren hatte.


Grüße,
Gerhard




skydiver schrieb:
> So ein Thread hat im HF-Unterforum noch gefehlt. Sehr gute Idee!
> (Hoffentlich kommen hier keine Beiträge auf TdB-Niveau!) ;-)
>
>> Gezeigt hier ist ein relativ kompaktes 600-750W 72MHz Stripline
>> CO2-Laser Power Supply für eine damalige experimentelle SAR
>> Luftfahrtanwendung.
>
> SAR heisst ja 'Search And Rescue'. Was sucht ein leistungsstarker
> CO2-Laser in diesem Bereich? Wollte man vielleicht angreifende Haie
> verdampfen, die Schiffbrüchige attackieren?

[Banane (Gast)]

> SAR heisst ja 'Search And Rescue'. Was sucht ein leistungsstarker
> CO2-Laser in diesem Bereich? Wollte man vielleicht angreifende Haie
> verdampfen, die Schiffbrüchige attackieren?

Vieleicht ein im langwelligen IR Bereich liegendes experimentelles 
Suchlicht bzw Signallicht?!?

 Da die SAR Helis ohnehin alle ein FLIR an Bord haben und Wasser 
langwellige IR Strahlung gut absorbiert, könnte ich mir vorstellen, das 
die Rückstrahlung von schwimmenden Metallteilen und bedampften 
Plastikfolien (diese silbernen Warmhaltesäcke) einen guten Kontrast im 
Wasser geben. Ausserdem hat ein CO2 Laser mit 30% Wirkungsgrad eine viel 
bessere Lichtausbeute als ein vergleichbarer Suchlicht mit ca. 5% 
Wirkungsgrad. Und er lässt sich viel besser beliebig fokussieren, indem 
man ihn z.B. mit Galvos über den abzusuchenden Bereich scannt.

[Gerhard O. (gerhard_)]

Banane schrieb:
>> SAR heisst ja 'Search And Rescue'. Was sucht ein leistungsstarker
>> CO2-Laser in diesem Bereich? Wollte man vielleicht angreifende Haie
>> verdampfen, die Schiffbrüchige attackieren?
>
> Vieleicht ein im langwelligen IR Bereich liegendes experimentelles
> Suchlicht bzw Signallicht?!?
>
>  Da die SAR Helis ohnehin alle ein FLIR an Bord haben und Wasser
> langwellige IR Strahlung gut absorbiert, könnte ich mir vorstellen, das
> die Rückstrahlung von schwimmenden Metallteilen und bedampften
> Plastikfolien (diese silbernen Warmhaltesäcke) einen guten Kontrast im
> Wasser geben. Ausserdem hat ein CO2 Laser mit 30% Wirkungsgrad eine viel
> bessere Lichtausbeute als ein vergleichbarer Suchlicht mit ca. 5%
> Wirkungsgrad. Und er lässt sich viel besser beliebig fokussieren, indem
> man ihn z.B. mit Galvos über den abzusuchenden Bereich scannt.

Ich sprach gerade mit meinem Bekannten und konnte einiges erfahren.

Deine Vermutungen waren zum Teil richtig. Die field trials wurden damals 
übrigens in England und nicht in Canada durchgeführt. Der Laser bei den 
Tests war auch nicht derselbe, sondern ein Q-Switched Mode Locked Laser 
mit einer Impulsleistung von ca 50-80W und einer 100MHz Puls-rate. Der 
Detektor basierte auf HgCd. Der Laserstrahl wurde mit gesteuerten 
Spiegeln abgelenkt. Die Reichweite des System soll angeblich 10-20 
Meilen gewesen sein. Es wurde nach Reflektionen von Metallisierten 
Teilen gesucht.

Das ist so ziemlich alles was ich darüber weiß.

mfg,
Gerhard

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

Gerhard O. schrieb:
> Das ist so ziemlich alles was ich darüber weiß.

Nichtsdestoweniger: schönes Gerät!

Nein, so schicken HF-Kram habe ich noch nicht selbst zimmern dürfen.

[Gerhard O. (gerhard_)]

Jörg Wunsch schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Das ist so ziemlich alles was ich darüber weiß.
>
> Nichtsdestoweniger: schönes Gerät!
>
> Nein, so schicken HF-Kram habe ich noch nicht selbst zimmern dürfen.

Hallo Jörg,

Danke. Hat damals wirklich Spass gemacht das Teil zu konstruieren. Für 
den AFU hätte ich es damals wegen der hohen Kosten der Teile sowieso 
nicht bauen können. Die Teile wurden mir alle frei zur Verfügung 
gestellt. Auch das 28V/50A SMPS und die Kunstlast musste ich mir 
ausborgen.

Alles Gute noch zum neuen Jahr,

Gerhard

[Sven P. (Gast)]

Jörg Wunsch schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Das ist so ziemlich alles was ich darüber weiß.

Ich wünschte mir oft, ich würde auch nur irgendetwas davon verstehen... 
:-/

[Gerhard O. (gerhard_)]

Hallo Sven,

kenne mich auf dem Gebiet auch nicht aus. Habe mal gegoogelt und es 
scheint darüber Infos zu geben:

http://www.nsu.ru/srd/lls/pdfs/InTech-Mode_locked_fibre_lasers_with_high_energy_pulses.pdf

http://ftp.rta.nato.int/public/PubFullText/RTO/AG/RTO-AG-300-V26/AG-300-V26-ANN-A.pdf

www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?AD=ADA534869



Gruesse,
Gerhard

[Sven P. (Gast)]

Das bezog sich nichtmal auf deine Anwendung, sondern auf das HF-Voodoo 
an sich :-}

[Gerhard O. (gerhard_)]

Sven P. schrieb:
> Das bezog sich nichtmal auf deine Anwendung, sondern auf das HF-Voodoo
> an sich :-}

Wie gesagt mit der Endanwendung hatte ich ja nichts zu tun. HF-Voodoo 
müsste man sich mal näher ansehen. Klingt vielversprechend;-)

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

Sven P. schrieb:
> sondern auf das HF-Voodoo an sich

Ach, ist doch bloß Kurzwelle (naja, unteres VHF). :-))

Aber selbst dafür habe ich nicht so schöne Dinge vorzuweisen.

Hmm, einen kleinen Löschfunkensender.  Soll mal Bestandteil einer
Schülervorführung werden.  Muss ich aber erstmal wieder aufbauen und
fotografieren, bevor ich ihn hier anbringen kann.

[Gerhard O. (gerhard_)]

Jörg Wunsch schrieb:
> Sven P. schrieb:
>> sondern auf das HF-Voodoo an sich
>
> Ach, ist doch bloß Kurzwelle (naja, unteres VHF). :-))
>
> Aber selbst dafür habe ich nicht so schöne Dinge vorzuweisen.
>
> Hmm, einen kleinen Löschfunkensender.  Soll mal Bestandteil einer
> Schülervorführung werden.  Muss ich aber erstmal wieder aufbauen und
> fotografieren, bevor ich ihn hier anbringen kann.

Ja. Bitte. Solche Sachen interessieren mich sehr. In der englischen 
Fernsehserie "Rough Science", Serie 2, wurde in einer Episode so etwas 
gebaut und hat mit Detektor RX funktioniert.

Ein früherer Chef von mir (schon lang SK) hatte eine tolle Sammlung 
historisch signifikant, elektrischer Apparate, z. t. Auf dem Gebiet der 
Elektrostatik die er in Schulen demonstrierte. Es war wirklich 
faszinierend solche Modelle funktionsfähig miterleben zu können.