Приветствую форумчан!

Для оценки качества исполнения антенного тракта на наших устройствах приобрел измерительный мост KSB-2700 - приставку к анализатору спектра ARINST. Вещь хорошая, сразу позволила рассортировать отвратительные по качеству исполнения китайские пигтейлы на антенный разъем, позволила увидеть разницу между герметичными антенными разъемами с али и нормальными амфенолами, а также наконец рассортировать накопившуюся коробку антенн GSM по диапазонам. И сразу стало видно огрехи установки антенны в своем устройстве.

Но захотелось еще поместить анализатор полностью в корпус своего устройства и закрыть (корпус алюминиевый герметичный), установить на штатный кронштейн и мачту и отнести непосредственно в место установки устройства - там оно прикопано почти к земле, и посмотреть есть ли какое-нибудь рассогласование на месте, а то что то очень тяжело дается модему передача на GSM900 в таких условиях. А мост не лезет внутрь, потому что огромный. И возникла мысль сделать мост в исполнении сразу на плату, аналогичную плате нашего устройства, так и проверять удобнее будет и поместится все. Ну и возникла мысль повторить такой мост.

Вообщем открыл и пытаюсь разобраться, помогите пожалуйста.

Конструкция вроде не сложная, я видел исполнения, где многие элементы ксв-метра и ответвителя были выполнены сложными топологическими узорами на плате, а тут примитивная плата и стандартная пассивка:




Разбил плату на несколько блоков и вопросы к ним:




Блок А

Каково предназначение этих трансформаторов и как они могут называться? Бывают ли такие намоточные изделия уже готовые или производитель их заказывает? На входе 1й трансформатор это я так понимаю симметрирующий балун, а дальше что?

Блок B

Как называется такой узел? Он не похож ни на один направленный ответвитель которые я смотрел в интернете. Номиналы резисторов - 49,9 Ом (smd 68X), конденсаторы нужно будет измерить.

Блок C

Это я так понимаю обычный терминатор 50 Ом, вместо проектных 3х резисторов по 150 поставили 1 на 49,9 (опять smd 68X). Но почему так странно исполнена микрополосковая дорожка ведущая к нему? Наплавлением на нее большого количества припоя и припайкой на 1 вывод огромных 0-рузисторов в 1206? Вторые концы резисторов висят в воздухе (просто лежат на паяльной маске не припаянные)

Блок D

Это просто аттенюатор? Номиналы 300-18-300. Вместо 300 планировалось 2 в паралель, но поставили 1 - это просто сэкономили или есть смысл так разводить аттенюатор на плате с диагональным подключением резисторов?

измерительный мост
мне нравится Ваш задорный оптимизм :)
это инструмент, который входит в комплект программно-аппаратного комплекса, который позволяем Вам смотреть параметры чего то там, не суть важно.
судя по Вашим вопросам, Вы не сталкивались с созданием измерительной аппаратуры на СВЧ. так может не стоит за это браться?
из какого материала изготовлена плата?
сколько в ней слоев?
как и где будете размещать полигоны?
какой допуск у резисторов/конденсаторов и какого они типа?
как собираетесь копировать моточные изделия?
на СВЧ, только кажется, что все просто, а на самом деле, гораздо сложнее, чем на КВ.
и самое главное.
у Вас есть измерительная аппаратура? как Вы собираетесь проверять корректность работы Вашей самоделки?
удачи!
добавлю.
примерно за половину стоимости Вашего моста, можно купить векторный антенный анализатор. на Алиэкспресс. сейчас уже до 1,5 гигов есть версии.
помимо КСВ, он позволяет измерять массу параметров, относящихся к АФУ, таких как затухание в кабеле, TDR, отображение параметров по S11/S21, диаграмма Смита, активное/реактивное и многое другое, которое даже может и не пригодиться. и все удовольствие меньше пачки сигарет, со встроенным АКБ.
работает достаточно корректно, как показометр. Ваш Arnist тот же показометр, т.к. его нет в Государственном реестре средств измерений :)

мне нравится Ваш задорный оптимизм :)
это инструмент, который входит в комплект программно-аппаратного комплекса, который позволяем Вам смотреть параметры чего то там, не суть важно.
судя по Вашим вопросам, Вы не сталкивались с созданием измерительной аппаратуры на СВЧ. так может не стоит за это браться?

Хороший совет. Прямо на все времена. Я считаю что каждому студенту на входе в ВУЗ, да и вообще каждому человеку в этой стране, который хочет чему-то научиться. а не требовать всего готового не требовать показать какую кнопку нажимать - надо вот так прямо обухом по голове. Не стоит. Не надо. обойдетесь. Вот прямо каждому так и все в стране будет хорошо.

из какого материала изготовлена плата?
На вид обычный стеклотекстолит. Ну может не FR4, а что то продвинутее, но все это мелочные решаемые вопросы.

как и где будете размещать полигоны?
Полигон там один. земляной, задний. На просвет видно, во внутренних слоях ничего нет, если там вообще есть внутренние слои.

По намерянным 0,8 толщине платы без меди и 0,83 с медью и ширине микрополоска 2мм, пусть там будет FR-4 0.8 18/18
Не сходится сопротивление, получается 42.2 ом, значит нужно что-то еще учесть или измерено неправильно, но это вопросы мелочные и решаемые.


какой допуск у резисторов/конденсаторов и какого они типа?
0805/1206 1% резисторы, 0805 конденсаторы - подобрать

как собираетесь копировать моточные изделия?
Это и был основной мой вопрос, так как такие знания выходят за рамки общерадиотехнических, будет чудо если кто-то подскажет.

у Вас есть измерительная аппаратура? как Вы собираетесь проверять корректность работы Вашей самоделки?
Тем же самым анализатором спектра в комплекте с которым мост идет. Включая его по разному с откалиброванным по S21 на самого себя же - можно убедиться что мост работает, отводит в нужном направлении, гасит в обратном.

примерно за половину стоимости Вашего моста, можно купить векторный антенный анализатор. на Алиэкспресс. сейчас уже до 1,5 гигов есть версии.
помимо КСВ, он позволяет измерять массу параметров, относящихся к АФУ, таких как затухание в кабеле, TDR, отображение параметров по S11/S21, диаграмма Смита, активное/реактивное и многое другое, которое даже может и не пригодиться. и все удовольствие меньше пачки сигарет, со встроенным АКБ.
Здорово конечно что все можно у китайцев готовое купить, скоро на них только и работать будем. Но все же интересно разобраться.
И перед тем как бежать покупать тот же nanovna надо сначала несколько лет азы осваивать, чтобы на те же диаграммы Смита смотреть. А вы на подходах еще глушите и гасите народ.

работает достаточно корректно, как показометр. Ваш Arnist тот же показометр, т.к. его нет в Государственном реестре средств измерений :)
Ну так и смысле нет шило на мыло менять. Пусть сначала будет ARINST

Вы меня не совсем верно поняли.
Но все же интересно разобраться.
на сколько? Вам нужно работать или разбираться? если работать-это одно, если разбираться-совсем другое. и на разборки может уйти дофига времени :)
может я старомоден, но в основу качественной работы я ставлю удобство пользования, соответствие поставленным задачам, ну и то, что каждый прибор должен быть для одной задачи.
если это анализатор спектра-им смотреть спектр, если векторник-анализ цепей, а не цеплять приблуды к анализатору спектра, чтобы из него сделать КСВ метр :)
просто имея некоторый опыт в работе с СВЧ оборудованием, я с достаточно большой уверенностью могу сказать-выше, чем 500 МГц, лучше брать промышленные изделия.
это мое мнение, основанное на личном не большом опыте :)
дело конечно Ваше, ежели один человек что то сделал, другой всегда сможет это повторить.
все это мелочные решаемые вопросы.
я искренне желаю Вам их преодолеть и сделать достойное устройство!

Каково предназначение этих трансформаторов и как они могут называться? Бывают ли такие намоточные изделия уже готовые или производитель их заказывает? На входе 1й трансформатор это я так понимаю симметрирующий балун, а дальше что?

Это несколько балунов последовательно, для расширения их частотного диапазона работы в общем, могут быть как одинаковые так и разные. Обычно там какой-то ETC1-1-13+ ставят или ему подобные.

Как называется такой узел? Он не похож ни на один направленный ответвитель которые я смотрел в интернете. Номиналы резисторов - 49,9 Ом (smd 68X), конденсаторы нужно будет измерить.


Это и есть сердце измерительного резистивного моста. Вариаций схем этих валом в интернете, например: https://pa1ejo.wordpress.com/2018/05/23/swr-bridge-with-noise-source/ и т.п. там есть некоторые ньансы для максимальной широкополосности, надо шерстить подобные статьи.


Но почему так странно исполнена микрополосковая дорожка ведущая к нему? Наплавлением на нее большого количества припоя и припайкой на 1 вывод огромных 0-рузисторов в 1206? Вторые концы резисторов висят в воздухе (просто лежат на паяльной маске не припаянные)

Возможно боролись с компенсацией реактивностей, от того толстая дорожка и нулевые перемычки никуда не припаянные, как какая-то пародия малых емкостей...

на сколько? Вам нужно работать или разбираться? если работать-это одно, если разбираться-совсем другое. и на разборки может уйти дофига времени :)

Ну вот смотрите. Чтобы мне понять, что я не прав и поступаю неверно, нужно все таки с этой областью соприкоснуться. Я бы рад заниматься только цифровым и МК дальше, но вот возникла проблема - не жадничая на корпус устройства устанавливается качественная дорогая антенна с идеальным КСВ и КУ в нужном нам диапазоне, ставится по всем рекомендациям производителя, на алюминиевый корпус, ставится дорогой качественный переходник на панель для антенны до 12ГГц, используются качественные протестированные кабельные сборки для соединения с платой, сама плата в части модемного модуля тоже разведена без претензий. Все хорошо работает и вдруг в одном из вариантов использования передачи нет вообще. Модем делает одиночные попытки TX burst, но продолжения соединения нет, очевидно БС бракует исказившийся сигнал, потому что оп приему сам модем показывает -55dBm на обслуживаемой соте, что идеально в таких условиях. Куда девается энергия при тщательно подобранных компонентах радиотракта? Почему не проходит связь именно в таком варианте установки? Почему влияет взаимное расположение кронштейна и отходящих кабелей на датчики?
Чтобы ответить на эти вопросы первым делом приобретается КСВ мост, чтобы понять. нет ли совсем уж грубых ошибок в радиотракте. Но вот проблема - показания КСВ метра больше зависят от положения человека с ним в руках возле устройства, нежели остальные факторы, а длинным кабелем от выхода метра до сборки внутри корпуса - вообще показывает больше потери в этом самом кабеле. И мысль поместить весь метр внурь корпуса. закрыть его, и установить штатно - не проходит, потому что в корпус лезет только сам анализатор, а на мост места уже не остается и ни на что уже места не остается.
И вот создается эта тема - с целью понять, настолько ли уж сложное устройство КСВ мост? На том же али вообще продаются сделанные полностью навесным монтажем на ферритовых кольцах. И если не настолько сложное - перенсти КСВ мост непосредственно на плату устройства, оставив над ней только сам анализатор.

Zmej

Спасибо огромное.

А получается на плате каких-то конструктивных топологических СВЧ элементов нет? Только подогнанные полосковые линии и пассивные компоненты и даже эти 2 резистора никаким топологическим СВЧ элементом не являются а просто, грубо говоря, емкость как часть какого-то стандартного фильтра?

Получается, что нулевые перемычки как емкость на массу. Они скорее всего мост тестировали в широком диапазоне и подгоняли его таким образом, чтобы лучше работал. Типа компенсация конденсатором паразитной индуктивности (длина дорожки и т.п.)

Еще схема подобного моста https://sites.google.com/site/andreysobolnn/moi-konstrukcii/nwt-7-ex/adf4350-option/adl5513-and-swr-bridge---sleduusie-rezultaty

там пишут, что сдирали из прибора фирмы R&S...

RF bridges overrated ! ;) для 99% случаев мост состоит из 3х резисторов 50 или 68 OHM и трансформатора 1:1 ( balun).
если паять навесным монтажем и подобрать самые мелкие SMT то и настраивать не надо.
Если мост подлючен к выходу генератора то исключается влияние кабеля - первый провал всегда верный!
У мненя есть покупные мосты но удобнее пользоватся самодельными тем более что выходит почти песплатно.
Например на NWT4400 анализаторах трекинг генератор имеет "лишние" RF-out которые можно нагрузить на мост.
на фото самодельный мост, основной выход RF не тронут.
на втором анализаторе D6 сделал более аккуратно, мост под экраном, рабочие 35-1950 MHz

FPV
Я такие на али видел, причем именно прямо в похожем исполнении) Но как то доверия не вызывает, кроме того сборка требует некоторого пространственного мышления и навыков объемного искусства :)

Другое дело - заводская плата, которую можно спокойно заказать и спокойно вечером запаять под пиво, используя стандартные компоненты, ничего не шевелится, можно дергать, тянуть, переставлять из корпуса в корпус и.т.п.

Вот только не пойму почему, например, в вашей конструкции и по ссылке, которую давал Zmej - симметрируется через балун выход на анализатор, а вход с генератора подается на среднюю точку резистивного моста. А в конструкции ARINST - симметрируется через балун вход от генератора, а с моста на анализатор снимается как есть (через аттенюатор только).

Понятно что мост штука симметричная со всех сторон, но все равно интуитивно кажется правильным мост запитывать с генератора, а разницу через балун ловить уже на изолированный выход. Но почему то в ARINST решили сделать наоборот. В чем плюсы такого решения?

Zmej
Это и есть сердце измерительного резистивного моста. Вариаций схем этих валом в интернете, например: https://pa1ejo.wordpress.com/2018/05/23/swr-bridge-with-noise-source/ и т.п. там есть некоторые ньансы для максимальной широкополосности, надо шерстить подобные статьи.


Я почему то думал, что измерительный КСВ мост строится по принципу направленного ассисметричного ответвления энергии в антенну и возврата обратно. И искал в конструкции и топологии именно такого вида элелменты. А сейчас понял, что КСВ мост это, внезапно ... обычный измерительный мост с диагональной запиткой и снятием разности)

можно без балуна одними резисторами обойтись - сейчас практически все RF front end дифференциальные,подаем на входы раздвоенный сигнал с TG, один вход остается для D.U.T. а второй 50ом на землю и будет очень широкополосный мост, SI4432/CC1101/AD8307 сам использовал для измерений,
недостаток - надо сильно снижать уровень TG.

FPV
можно без балуна одними резисторами обойтись - сейчас практически все RF front end дифференциальные,подаем на входы раздвоенный сигнал с TG, один вход остается для D.U.T. а второй 50ом на землю и будет очень широкополосный мост, SI4432/CC1101/AD8307 сам использовал для измерений,
недостаток - надо сильно снижать уровень TG.

А во кстати тоже вопрос - резистор - он остается резистором 50 ом даже на частоте 1-2-3 ГГц? Например китайский SMA терминатор на 50 ом уже ближе к 1ГГц показал рост графика, а на 2-3ГГц просто огромная невнятная пила. Хотя заявлен "до 3ГГц". Не разбирал, запрессован хорошо, но подозреваю что там просто резистор. Поэтому пришлось купить нормальные калибры и честную нагрузку 50 ом до 7ГГц. И в то же самое время разводя мост - считается что 50 омным плечом на 1-2-3ГГц может быть просто обычный smd резистор 1% 0805/0403. Как так?

сегодня для себя открыл что резисторы " 68X" на самом деле 49R9
свип по сравнению с industrial grade 50ohm терминаторами дал унылый результат: выше 500MHz линейность исчезает

Для современных приборов с цифровой коррекцией результатов требования к измерительным цепям намного ниже, чем у древних аналоговых измерительных приборов. Все решает самокалибровка по эталонам. Как проверить мост - можно посмотреть старую аппноту от Wiltron. https://atecorp.com/atecorp/media/pdfs/data-sheets/Wiltron-60N50_Datasheet.pdf
Только надо обзавестись эталонной коаксиальной воздушной линией и образцовыми нагрузками.