Fjärrmatning (BIAS-T)

Förstärkare eller mottagarkonverterare monterade vid antennen behöver en likspänningsmatning. För att slippa en extra matningsledning kan matningsspänningen överföras via koaxialkabeln, parallellt med HF-signalen, utan att de båda signalerna stör varandra. För att mata in likspänningen i koaxialkabeln används därför ett fjärrmatningsfilter eller, på engelska, BIAS-T. Figur ? visar en QO-100-station med BIAS-T för spänningsförsörjning av förförstärkaren (LNB).

[picture:1080:a_qo100_bias_t:QO-100-station med BIAS-T för spänningsförsörjning av LNB:n]

Tekniskt kan detta, som figur UPPGRADERING-7.14.1 visar, realiseras med en mycket enkel koppling. BIAS-T består förutom anslutningarna bara av två kondensatorer och en induktans. Denna koppling har vi redan träffat på vid MMIC, vars matningsspänning matas in via utgången med en BIAS-T.

Den här alternativtexten har ännu inte granskats.

1) Kort sammanfattning: Kopplingsschema med två horisontella ledningar, uppe en väg från ”RX” via kondensatorn ”C1” till ”LNA”, som i mitten är förbunden via en vertikal spole med en nedre ledning, vilken till höger leder till ”DC” och till vänster är kopplad till jord via kondensatorn ”C2”.

2) Detaljerad beskrivning: Uppe till vänster finns en anslutning med jordsymbol och märkningen ”RX”; därifrån leder en horisontell ledning åt höger genom en seriekopplad plattkondensator märkt ”C1”. Direkt till höger om ”C1” finns en nod (svart punkt), från vilken den övre ledningen fortsätter åt höger till en andra anslutning med jordsymbol och märkningen ”LNA”. Från noden efter ”C1” leder en vertikal spole (induktans) nedåt till en andra nod på en nedre, vågrät ledning. Denna nedre ledning är till vänster via en plattkondensator märkt ”C2” ansluten till en jordsymbol (C2 ligger mellan ledningen och jord). Till höger slutar den nedre ledningen i en rektangulär ruta märkt ”DC”; där är den dragen till en övre anslutning i rutan, under vilken ytterligare en anslutning är ritad som jordsymbol i rutan. Alla förbindelsepunkter är markerade med svarta punkter; komponentvärden anges inte.
Figur UPPGRADERING-7.14.1: Fjärrmatningsfilter (BIAS-T)

En BIAS-T känner man igen på att HF-signalen på ena sidan förs till mottagaren (RX), medan en förförstärkare eller mottagarkonverterare (LNA) är ansluten på andra sidan. Dessutom matas en matningslikspänning in via DC-anslutningen. Likspänningen når via induktansen koaxialkabelns innerledare och försörjer så den anslutna LNA:n. Induktansen är då högohmig för högfrekvens, så att HF-signalen inte rinner ut i spänningsförsörjningen.

Kopplingskondensatorn $C_1$ förhindrar att den inmatade likspänningen når mottagaringången. Utan kondensatorn $C_1$ skulle matningsspänningen kunna kortslutas mot jord.

Induktansen tjänar till att mata in matningslikspänningen i ledningen, medan den utgör ett högt motstånd för högfrekvens. Därigenom kan likspänningen nå LNA:n utan att HF-signalen rinner ut i spänningsförsörjningen. Kondensatorn $C_2$ leder kvarvarande högfrekvenskomponenter till jord. Det förhindrar att HF-signaler kopplas in i spänningsförsörjningen.

Den här alternativtexten har inte granskats ännu.

Kort beskrivning: Vy uppifrån av en 3D-rendering av ett grönt kretskort med två runda koaxialanslutningar till vänster (J1, ”RF”) och till höger (J2, ”RF + DC”), en bred ledarbana däremellan samt flera märkta SMD-komponenter och en tvåpolig DC-stiftlist.

Detaljerad beskrivning: Rektangulärt, mörkgrönt kretskort med gulaktiga lödögon och flera små monteringshål nära kanterna. Till vänster och höger sitter en silverfärgad, rund fläns-koaxialanslutning; under dem är ”J1” (vänster) med texten ”RF” och ”J2” (höger) med texten ”RF + DC” tryckta. Mellan anslutningarna går en bred horisontell ledarbana i mitten. På och över den ledarbanan är SMD-komponenter placerade och märkta: nära den vänstra hälften ”C1”, i mitten en vit, kvaderformad komponent ”L1”, ovanför två små SMD ”C2” och ”C3”. Ovanför detta finns en tvåpolig stiftlistkontakt ”J3” med påsatt jumper; ovanför står ”DC”, till vänster om den ”VCC” och till höger ”GND”. Bakgrunden visar en ljus färgtoning, nere till vänster syns en liten 3D-axelvisning med röda, gröna och blå pilar.
Figur UPPGRADERING-7.14.2: BIAS-T-kretskort - skapat med KiCAD

Så här kan den praktiska realiseringen av det visade kopplingsschemat som kretskort se ut. $C_2$ och $C_3$ är avkopplingskondensatorer för olika frekvensområden, så att funktionen säkerställs över ett stort frekvensområde. $L_1$ används för att tillföra likspänningen och måste dimensioneras särskilt för lastströmmen. Avkopplingskondensatorn $C_2$ på likspänningssidan ska undertrycka HF-spänning. Den måste väljas så att den vid HF-nyttofrekvensen har en reaktans under 1 Ω.

Spolen mellan DC-sidan (likspänningssidan, t. ex. $\qty{12}{\volt}$) och HF-sidan (t. ex. $\qty{10}{\giga\hertz}$ mottagningssignal) ska inte släppa igenom högfrekvenskomponenter till DC-sidan. Det är därför en drosselspole, som måste vara högohmig vid nyttofrekvensen (t. ex. $X_L = \qty{10}{\kilo\ohm}$). Genom drosselspolen flyter matningsströmmen till förförstärkaren eller konverteraren (LNA). Drosselspolens trådtjocklek måste vara så stor att likströmmen inte värmer drosselspolen. Med andra ord: spolen måste ha motsvarande strömbelastbarhet.


Fortsätt till nästa avsnitt: Säkringar