Источник шума 24 GHz

[NickName]

Вот такой. Спаян на самодельном фланце с размерами WR42, генерирующий элемент базо-эмиттерный переход транзистора в режиме лавинного пробоя. Транзистор BFQ67, причем не от Philips (которые до 8 GHz по datasheet), а от производителя Vishay, и на них обещают лишь 2 GHz. Они не редкость, есть в "Кварце", а также, судя по каталогу, в "Чипе и Дипе". Брал их в "Кварце" маркировка на них "V2W".

Напряжение лавинного пробоя базо-эмиттерного перехода у этих транзисторов в районе 5.3 V. Переменный резистор стоит взять многооборотный. Так удобнее найти точку в районе 5.3 V, на которой уровень генерируемого шума максимальный. Или подобрать ее под желаемый уровень.

ENR получается больше 20 dB в максимуме. Если считать, что у Thales-а NF ~ 3.5dB, то у меня максимум получался до 25dB. Энергосберегающие лампы вряд ли дадут такой уровень, на 10 GHz они еще вполне работают, но на 24 GHz выжать больше 2 dB из лампы в раскрыве рупора у меня не вышло.

Подключать его к приемнику или МШУ лучше через вентиль, как на фото. Так мы убираем отражения от выхода источника шума, и можно будет делать какие-то измерения.

Желтым цветом на схеме обозначен флажок. Сделан он у меня из кусочка ФАФ4Д, просто распотрошил его, аккуратно счистил волокно, и остался тонкий слой фторопласта с приклеенной к нему медной фольгой. Из него флажок и вырезал. Размеры в районе 3 мм. Кладется он фторопластом на фланец, на него кладем SMD конденсаторы и припаиваем их. Если останется место, можно закрепить его капелькой эпоксидки с внешней стороны. Думаю, не будет критично, если сделать флажок из кусочка FR4, сточив его потоньше.

После берем тонкую проволочку и паяем ее посередине волноводного раскрыва с флажка на фланец с противоположной стороны. Можно эмиттер транзистора припаять прямо на флажок, а базу уже дальше вести цельной проволочкой.

Можно еще, наверное, поместить все в защитный колпачок или коробочку. Пытался сделать к источнику защиту из колпачка с поглощающей пенкой внутри, но ее присутствие так и не почувствовал.

[UX7V]

 Дмитрий, приветствую!

 Надо полагать, что таким же самым образом можно построить генераторы шума для более низких частот - 5.6 ГГц и 10 ГГц. А еще, мне думается, что просматривая сигнал ПЧ на анализаторе спектра при включенном ГШ такого уровня на входе, можно каким-то образом видеть АЧХ тракта. Или я ошибаюсь-?

[NickName]

Надо полагать, что таким же самым образом можно построить генераторы шума для более низких частот - 5.6 ГГц и 10 ГГц. А еще, мне думается, что просматривая сигнал ПЧ на анализаторе спектра при включенном ГШ такого уровня на входе, можно каким-то образом видеть АЧХ тракта. Или я ошибаюсь-?

Добрый день, Николай. Да, наверное. По поводу АЧХ, то в небольшом участке частот тоже да. Там, где равномерность спектральной плотности источника и вентиль на его выходе позволяют. Во всяком случае, баночные фильтры на 10GHz таким образом и настраивал.

[UX7V]

 Приветствую, Дмитрий!

Спасибо за ответ!

 В связи с этим, не могли бы Вы изложить в соответствующих темах какие-нибудь конструктивные особенности ГШ на более низкие частоты и энергетику этих устройств. А, что касается узкой полосы пропускания, мне думается, что это не является проблемой, поскольку испольуется реально маленький участок ПЧ.


 

[NickName]

Николай, по поводу энергетики на более низкочастотные диапазоны не скажу. Надо источники просто делать и смотреть. Фланцы нужны соответствующих размеров и навскидку размеры флажков нужно брать 4-5mm на 10GHz, и 7-10mm на 5.7GHz. Ну, может быть, еще емкости взять побольше.

У меня есть на этом транзисторе источник по классическим схемам (типа той, что в приложенном файле) с аттенюатором и SMA выходом, делал его плотным SMD монтажом под 144 MHz, но работал он и на 1296 MHz. И даже на 10 GHz со скидкой на то, что на такие частоты конструкция рассчитана не была. Причем, на 1296 энергетика была не хуже, чем на 144 MHz.

[NickName]

Еще полезный прибор при настройке приемного тракта, генератор гармоник. Сделан на основе диода BAT15. По паспорту он до 12GHz, но работает и на 24GHz. Во всяком случае, DB6NT в смесителях на эту частоту его использует. Достать его можно, он есть в Чипе и Дипе, в варианте BAT15-099. Там в одном корпусе два диода, в генераторе нужен только один, поэтому, если что, то в запасе всегда есть другой диод в том же корпусе.

Тут флажок и проводник до диода вырезал сразу вместе, цельным элементом из одного кусочка ФАФ4Д, предварительно его распотрошив, и счистив волокно. Флажок закреплен двумя резисторами по 5.1к, можно для верности там еще и капельку эпоксидки нанести. Размеры флажка не больше 3 мм.

Уровень сигнала, который на него нужно подавать ~5-8 dBm, до 10dBm. По частоте мы с Александром RW3AZ пробовали подавать до 2 GHz, но думаю, он может работать и до 4-5 GHz на входе. Гармонику на 24GHz лучше слушать четную, если по теории, то в половинке синусоиды (а приблизительно такой ток и проходит через диод) присутствуют только четные гармоники основной частоты.

[NickName]

Еще вот такой индикатор поля, уже для тестирования тракта передачи. Тоже на диоде BAT15, флажок с проводником поперек волноводного раскрыва также сделаны из ФАФ4Д, как и в генераторе гармоник выше. На флажке два конденсатора до 100pf (желательно NPO), и один на 1n.

Большую мощность диод не переживет, 1W для него точно много. Включать лучше через аттенюатор и/или направленный ответвитель. Есть вот такие НО на eBay. Единственное что, они рассчитаны на частоту примерно 18 GHz, на 24 GHz у них направленность слабенькая (там внутри четыре штатных разреза сделаны для связи). Переделать на 24GHz его можно, конструкция позволяет, но пока не пробовал.

[Mildi]

Дмитрий приветствую.
У меня такого транзистора нет, хочу попробовать применить другой, по каким критериям отбирать наиболее подходящий, Кус, граничная частота, емкости переходов...... ?

[NickName]

У меня такого транзистора нет, хочу попробовать применить другой, по каким критериям отбирать наиболее подходящий, Кус, граничная частота, емкости переходов...... ?

Василий, добрый день. Можно попробовать поискать транзистор, предназначенный для СВЧ частот, выше 1 GHz. BFQ67 когда-то именно из таких соображений и был взят, благо в "Кварце" они были всегда, правда, в последнее время подорожали. Потом заметил, что на 1296 MHz и вплоть до 10 GHz он шумит лучше, чем, скажем, на 144 MHz. Причем, разница там не десятые dB в ENR, а децибелы выходили. А после оказалось, что и на 24 GHz он тоже неплох.

[Mildi]

Есть например такие которым пока не нашел применения: 2SC5508 с гетеродинов LNB и 2sc3357 с ТВ модуляторов первые относительно низковольтные вторы менее высокочастотные но более высоковольтные и мощные.

[R3GC Владимир]

От гетеродина  LNB  очень хорошо шумит на 144 и 430 при 5В. На 5.7 слышно плохо. На 10 ГГц вообще не услышал. BFQ67 дифицит и не нашел. Поставил какой то неизвестный без маркировки от обычных усилителей TV. На 10 ГГц слышно неплохо. На других диапазонах пока не проверял.
73!

[NickName]

... и еще неизвестно, сколько получится ENR источника с BFQ67 на 24 GHz, если сделать его с согласованием, как тут. Но точно больше 20 dB.

NF у Thales-а, с которым была сделана оценка ENR, похоже, ниже 3.3 dB, но вряд ли он лучше 2.5 dB, и радикально на оценку ENR источника эта ошибка не повлияет. На то, что NF Thales-а все-таки ниже, указывают измерения МШУ. Тесты шума солнца комплекта с этим МШУ показывают, что его NF лучше измеренного на столе. Во всяком случае, разницу порядка 1 dB в NF они заметить позволяют.

[NickName]

Приветствую всех.

Источник шума на 24 GHz, сделан аналогично http://forum.vhfdx.ru/10ggts/eeato-ma-10-ghz/, но на волноводе 11x5.5 mm. ENR чуть меньше, чем на 10 GHz получился, после аттенюатора ~ 15 dB он выходит в районе 9 dB. Генерирующий шум транзистор тот же BFQ67-Vishay, уровень шума с него все равно приличный.

На фото видно, что там есть вентиль, аттенюатор. От винтов подстройки при наличии вентиля можно было бы и обойтись, но оставил их. Обратное ослабление (изоляция) вентиля все-таки неидеальная, и пусть немного, но движение подстроечных винтов чувствуется.

За вентиль и аттенюатор спасибо Анатолию (noise1). Переходы на WR42 или WR28 к генератору планируются.

[NickName]

Измерения коэффициента шума блока Broadern 27 GHz, перестроенного на 24 GHz, с помощью источника, того, что постом выше, см. картинки.

Интересный момент это стыковка волноводных соединений. У блока Broadern вход WR28, источник шума с волноводным выходом 11x5.5 mm, разница в размерах апертуры волноводов заметная, переходника нет. Использовал "ленивое" согласование (thanks RW3BP), сдвигая один волновод относительно другого. Добиваясь минимума показаний по NF, эта же точка вышла максимумом по передаче мощности, проверил, насколько это можно было уловить в измерителе.