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Einleitung
Mit diesem Artikel beschreibe ich eine Selbstbau- HF-PA für 160m bis 6m. Aufbauend auf der Publikation «HF-Portable PA Minimal», wobei wir die ersten Erfahrungen und Erfolge sammeln konnten.
Kurzbeschrieb der 500W PA im Voll – Ausbau
Ausgansleistung: 500W
Stromversorgung: 50V/20A, zusätzlich 12V für die Ablaufsteuerung und Ventilator
Dimension : B=17cm, H=15cm, T=22cm
Gewicht: 2.69 Kg
Digitalanzeige: SWR, Forward, Ref. Abschaltung bei zu hohem SWR
Beweggründe zu Dieser Publikation
In Ausgabe 6/2022 der HBradio-Zeitschrift wurde der «Redaktionspreis für 1kW am NMD 2O23» ausgeschrieben. Dabei ging es darum, am National Mountain Day (NMD) Contest mit einer Ausgangsleistung von 1kW zu senden. Da das Regelwerk des NMDs eine Gewichts-Limite von 6kg für die gesamte Stationseinrichtung vorgibt und das Elektrizitätsnetz nicht benutzt werden darf, ist dieses Vorhaben eine echte Herausforderung. Dennoch ist es möglich, wie Göpf HB9TI und Hans-Peter HB9BXE bewiesen haben. Siehe HB-Radio 5-2023, Seite 7-19, oder als Rohfassung unter diesem Link.
Im Prinzip wollte ich hier meine am NMD benutzte 1Kw PA für einen Nachbau im Detail und Schritt für Schritt vorstellen.
Dazu erstellte ich schrittweise ein Duplikat, um es ausführlich zu dokumentieren. Doch die Rechnung ging nicht auf, schon früh beim Leistung hochfahren, verabschiedete sich der LDMOS mit einem Blitzlicht.
Ich möchte allen hier interessierten Nachbauer diesen Frust vorwegnehmen und schlage dazu einen anderen Weg wie folgt ein:
Konzept HF-Portable PA Minimal
Wir bauen uns als erstes eine HF-500/600W PA, bevor wir uns an eine 1KW PA wagen, um Selbst-Erfahrung zu gewinnen. Mit 500W ist man in den meisten Fällen auf dem Band sehr gut bedient, so meine Erfahrung.
Dies schon wegen der Portablen Stromversorgung und dessen Finanziellen Aufwand für Transistoren/LDMOS.
Ich habe hier einen Modularen Aufbau gewählt, das erleichtert einen Selbstbau und dessen späteren Modifikationen enorm.
Vor allem können wir mit einem Modularen Aufbau unterschiedliche Transistoren / LDMOS einsetzen.
Viele Nach-Bauer unterschätzen oft, dass ein Austausch von einer Publizieren Schaltung, eines Halbleiters mit einem anderen Typ, komplett andere HF-Verhältnisse bedeuten.
Viele Selbstbauer scheitern an diesem Punkt oft und sind frustriert. Hier ist noch anzufügen, dass auch die Wahl der Betriebs-Spannung der PA einen grossen Einfluss auf Eigenschaft, Wirkungsgrad und Ausgangsleistung der PA hat!
Genaue Details sind im HB HB-Radio 5-2023, Seite 7-19 publiziert. Aber auch unter folgendem Link ist die HF-Portable PA Minimal für einen Nachbau im Detail beschrieben Link: https://hb9bxe.ch/hamradio/1-kw-hf-amplifire/
Hier den Link zum Downloaden der Files:https://hb9bxe.ch/hamradio/downloads-hf-portable-pa-minmal/
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Die 500W PA im Voll – Ausbau
In dieser Folge-Publikation erweitern wir die «HF-Portable PA Minimal» für mehr Komfort und Funktionalitäten wie folgt:
Wir bauen ein voll ausgebautes Low-Pass-Filter-Board (LPF) für die Bänder von 160m bis 6m.
Für die SWR-Anzeige bauen wir eine Digitale Anzeige ein, welche auch die Ausgansleistung anzeigt und bei zu hohem SWR die PA automatisch ausschaltet.
Was jetzt noch fehlt, ist eine CAT-Anbindung, damit die PA bei Bandwechsel komplett vom Transceiver gesteuert wird. Diese Erweiterung werde ich in einem Nachfolgenden Artikel nächstes Publizieren.
In dieser Folge-Publikation erweitern wir die «HF-Portable PA Minimal» für mehr Komfort und Funktionalitäten wie folgt:
Wir bauen ein voll ausgebautes Low-Pass-Filter-Board (LPF) für die Bänder von 160m bis 6m.
Für die SWR-Anzeige bauen wir eine Digitale Anzeige ein, welche auch die Ausgansleistung anzeigt und bei zu hohem SWR die PA automatisch ausschaltet.
Was jetzt noch fehlt, ist eine CAT-Anbindung, damit die PA bei Bandwechsel komplett vom Transceiver gesteuert wird. Diese Erweiterung werde ich in einem Nachfolgenden Artikel nächstes Publizieren.
Ganz oben sehen wir das DIY SWR-Modul mit HF – Abschirmung, rechts unten das Input-Board, links ein Teil des LPF – Board, mit dem 6m-LPF
Die Zuführung der der DIY- SWR Zuleitungen führe über einen DB9 Stecker
Das Lowpass-Filter-Board (LPF)
Ein LPF zu designen ist anspruchsvoll, indem Sinne, dass die PA schlussendlich einen guten Wirkungsgrad hat. Worauf ist hier zu achten? Es sind die zusätzlichen unterwünschten Schalt-Kapazitäten von Leiterbahnen und Relais. Theoretisch könnte man ja ein solches LPF mit einem VNA perfekt auf dem Labortische bestücken, aufbauen und Testen. Aber die LDMOS Transistoren haben zusammen mit dem Ausgang Trafo keine Lineare Impedanz über alle die Bänder, welche wir bedienen wollen. Daher kompensieren wir alle Reaktanzen mit den einzelnen LPF-Gliedern, so dass wir auch einen guten Wirkungsgrad auf diesen einzelnen LPF-Gliedern erhalten.
1.1.1 Die Kondensatoren
Für die Kondensatoren setze ich ausschliesslich Keramik-Chip-Kondensatoren. Das bringt quasi nur Vorteile, zumal der Platzbedarf klein ist und wir kompakter bauen können. die HF-Eigenschaften, also die Güte ist besser als bei den herkömmlichen Glimmer-Kondensatoren. Auch sind die Keramik-Chip-Kondensatoren günstiger im Ankauf als die herkömmlichen Glimmer-Kondensatoren. Der einzige Nachteil liegt bei den Keramik-Chip-Kondensatoren beim Einlöten.
Diese ist nun auch im LPF-Board integriert
Der Relais-Umschaltung muss eine besondere Beachtung geschenkt werden, dass erst die HF Leistung erzeugt wird, wenn das Antennen Relais geschlossen ist. Diese Problematik habe ich bei der PA Minimal genau umschrieben.
Die Werte der Cs können nicht 100% übernommen werden und sind Näherungswerte, welche empirisch ermittelt werden.
Die Werte für L & C sind der Stückliste zu entnehmen.
Eine genaue Beschreibung für den Einbau ist im folgenden PDF beschrieben:
DIY Universal SWR and Power Meter
Sehr wichtig ist hier beim Einbau, dass dieses DIY Universal SWR and Power Meter gegen HF-Einstreuung entsprechend geschützt wird. Also Ein – & Ausgänge gegen HF abblocken! Ansonsten wir keine stabilen Anzeigen erhalten, oder die SWR- Protection ungewollt auslöst.
Technische Daten
Die PA ist speziell für Expedition und Ferien-Betrieb gebaut. Das heisst sie ist möglich leicht gebaut. PA und Netzteil sind einzeln aufgebaut, so dass man diese leichter Transportieren kann. Der Bedien-Komfort ist zu Gunsten von Gewicht und Grösse so möglichst klein gehalten. Die PA ist so ausgelegt, dass diese mit einem Klein- Transceiver, z.B. einem KX3& KX2 betrieben werden kann.
Betriebsart
Die PA arbeitet im AB-Betrieb, also für SSB, CW und Digi-Mode.
Achtung ! Bei Digi-Mode wie FT8 nur mit halber Leistung, wie bei den kommerziellen PAs, arbeiten, ansonsten die PA überhitzt!
Frequenzbereich
Die PA ist für die Bänder 160m / 80m / 60m / 40m / 30m / 20m / 17m / 15m / 12m / 10m / 6m gebaut. Es sind Bandpässe für alle Bänder eingebaut, die manuell geschaltet werden müssen.
Für die Bänder 12m/10m, und 17m/12, ist je ein Bandpass zuständig. alle übrigen Bänder besitzen einen eigenen Bandpass.
Leistung
Die Ausgangsleistung beträgt von 160m bis 10m etwa 500W.
| Band m | In W | Out W |
| 160 | 6 | 500 |
| 80 | 3 | 500 |
| 60 | 5 | 500 |
| 40 | 5 | 500 |
| 30 | 5 | 500 |
| 20 | 5 | 500 |
| 17 | 5 | 450 |
| 15 | 5 | 450 |
| 12 | 5 | 450 |
| 10 | 8 | 450 |
| 6 | 5 | 350 |
Speisung
Die PA benötigt zwei externe Netzteile oder Batterien.
12V für die PA- Steuerung, ca 250mA
50V für das PA Modul, Minimum 20A
Protect
Die PA ist für eine Überhitzung geschützt. Dabei spricht der Temperaturschalter, welcher auf dem Kühlkörper sitzt, ab einer Temperatur über 70°C an. Dabei wird die PTT-Leitung unterbrochen und man kann die PA also nicht mehr triggern. Eine manuelle Rückstellung ist nicht möglich, der Temperaturschalter springt automatisch zurück, wenn die Temperatur des Kühlköper sich wieder auf etwa 60 °C verringert hat.
Die PA ist auch für ein zu hohes SWR geschützt. Die Einstellung mit 1:3 (siehe Tabelle 5.1) ist meine Empfehlung. Für Ausnahmen kann man diese kurzfristig auch auf 1:4 setzen.
Kühlung und Lüfter
Bei diesem Prototyp 2 habe ich einen Kompromiss gemacht, zwischen einer optimalen Kühlung, Grösse des Kühlkörpers und dem Gewicht. Wichtig ist vorab, dass wir zwischen dem Kühlkörper und den beiden Transitorten (LDMDOS) einen Head-Sink aus Kupfer vorsehen. Dies Cu-Platte mit einer Dicke => 6mm, garantieren wir einen nötigen Temperaturübergang vom LDMOS.
Stückliste
Eine solche steht hier
Trouble Shotting
Ist der Kühlkörper de PA heiss? Dann hat der interne Temperatur-Sensor (zum Schutz einer Überhitzung der Transistoren) angesprochen und die PTT unterbrochen. Nach etwa 3-bis 5 Minuten geht der interne Temperatur-Sensor wieder automatisch zurück in Operation.
SWR Protection spricht an
Obschon das SWR nicht so schlecht ist, gemessen mit einem anderen SWR-Meter, dann liegt das meist am verwendeten Transceiver, der trotz herunter geregelter Leistung, einen kurzen hohen Leistung Peak erzeugt. In diesem Falle kann ein zusätzliches Dämpfungsglied am Eingang Abhilfe schaffen. Abhilfe kann auch mit einem zusätzlichen Kondensator am Power Input des DIY Universal SWR and Power Meter, einfügt.
Komplette Dokumentation im PDF
Zusammenfassung
Es handelt sich um eine kleine portable 500W HF-PA für die Bänder 160m bis 6m. Sie ist mit 2.69 Kg leicht.
Die Stromversorgung benötigt 50V/20A, zusätzlich 12V 350mA für die Ablaufsteuerung und Ventilator.
Die Band Wahl erfolgt Manual mit einem Drehschalter an der Front.
Zur Überwachung dient eine DIY- Digitalanzeige mit SWR, Forward, Ref. Abschaltung bei zu hohem SWR
Dimension : B=17cm, H=15cm, T=22cm
Für einen erfolgreichen Nachbau empfehle ich dringend, zuerst die «HF-Portable PA Minimal» als Zwischenschritt zu bauen. Die meisten Module können dann auch für dieses Projekt übernommen werden.
Für das LPF-Board habe ich noch einzelne Platinen zum Selbstkostenpreis abzugeben.
HB9BXE 24. Oktober 2025