Deutscher Amateur-Radio-Club e.V
Ortsverband Husum M04
Harmonic Premixer bis 50 Ghz von OM Christian, DD7LP
SMA-Dampfungsglied
10 Ghz Signal auf dem Rigol DSA815 Spectrum Analyser
Ein Spektrumanalyser im privaten Besitz war früher aus Kostengründen fast nicht möglich. Mittlerweile gibt es aus der Fernostfertigung sehr gute und bezahlbare Analyzer die einem Frequenzbereich bis ca. 1,5 oder 3-4 Gigahertz abdecken, z.B. Rigol DSA815. Auch aus dem kommerziellen Bereich tauchen verstärkt bei Hobby Elektronikern und Funkamateuren diese hochwertigen Messgeräte aus einer Aussonderung auf. Diese Messgeräte erweitern den heimischen Messepark um umfangreiche Messmöglichkeiten. Sehr viele Spektrum Analysatoren die sich im privaten Bereich befinden können allerdings nur Frequenzbereiche bis ca. 1,5 Gigahertz bedienen. Ich habe schon im vergangenen Jahr eine Schaltung entwickelt und auch veröffentlicht um hier den Frequenzbereich eines vorhandenen Analysers im Sichtbereich bis auf 30 GHz zu erweitern. Diese Einheit war noch in zwei Europakartengehäuse eingebaut einmal den Synthesizer der die Mischfrequenzen Frequenzen zur Verfügung stellt und einmal den Mikrowellen Premixer. Im Winter dieses Jahrs bin ich auf eine Schaltung von einem Funkamateur aus Tschechien gestoßen und zwar von OK1VM. Dieser OM verwendete einen Mikrowellen Mischer nach S53 MV Matjaz Vidmar. Diese Schaltung von dem OM aus Slowenien ist schon seit etlichen Jahren bekannt und arbeitet mit einem breitbandigen Mischer mit einem Breitbandbalun aus Kupfervollmantelkabel und nachgeschalteten Tiefpassfilter. Die Funkfreunde aus Tschechien haben die Schaltung leicht modifiziert und das Tiefpassfilter hinter dem Mikrowellenmischer geändert genauso den Eingangskreis als auch den ZF-Verstärker. Damit haben sie erreicht, dass der Frequenzbereich durch Einsatz einer Mikrowellendoppeldiode vom Typ BAT-15 die normalerweise nur für das X-Band vorgesehen war doch recht weit nach oben geht, sodass Mischprodukte bis über 50 Gigahertz einwandfrei zur Anzeige gebracht werden können. Ich habe dann diese Schaltung des Vorsatzmischers übernommen und in Verbindung mit dem von mir im letzten Jahr veröffentlichten Frequenz Synthesizer zusammen in einem Gehäuse gebaut. Der Frequenzbereich des Synthesizers ist in einem Bereich von 1,5 bis 4,4 GHz in Schritten von 1, 10,100 Mrz. einstellbare. Eventuelle Änderungen in der Schrittweite und des Frequenzbereiches sind in der Software des verwendeten Microcontroller Arduino Nano jederzeit machbar. Hierzu sollte an den Autor des Artikels eine Anfrage gemacht werden.  Um eine ausreichende Leistung für den Mikrowellenmischer zur Verfügung zu haben ist ein zweistufiger Breitbandverstärker mit PGA 103 MMIC nachgeschaltet. Hiermit wird eine Leistung von ca. 15 bis 16 dBm im Frequenzbereich von 1,5 bis 4,4 Gigahertz erreicht. Die PLL Schaltung des Frequenz Synthesizers ist mit einem kleinen TCXO von 10 Megahertz versehen und ergibt damit schon eine recht hohe Genauigkeit der Referenzfrequenz. Zusätzlich am wurde ein externer Referenzeingang vorgesehen an dem einen GPS gebundenes Referenzsignal oder das Signal eines Rubidiums Eichnormales von 10 Megahertz als externe Referenz eingespeist werden kann. Die Umschaltung zwischen dem internen TCXO und der externen Referenz erfolgt automatisch. Sobald der Mikrocontroller erkennt, dass eine externe Referenzfrequenz am Eingang anliegt, schaltet er automatisch die Referenz auf das externe Vergleichsnormal. Der Aufbau des ganzen Gerätes erfolgte auf einer zweiseitigen Epoxyd Platine FR4 100x130mm. Die Oberseite stellt eine durchgehende Massefläche da. Im Bereich der HF-Verstärker erfolgen umfangreiche Durchkontaktierungen entweder mit 1mm Kupferholnieten oder mit kurzen Drahtstücken. Auf der Unterseite ist das entsprechende Platinen Layout mit den Leiterbahnen für Mikrocontroller, Referenzfrequenz mit Aufholverstärker geätzt.  Für die Frontplatte wurde eine extra kleine Platine entworfen auf der die Drehgeber Betriebszustand LEDs und das Display montiert wurden. Die Verbindung zwischen den einzelnen Baugruppen erfolgtem über DuPont Pfostenstecker. Der eigentliche Mikrowellen Mischer mit dem ZF Verstärker ist auf einer kleinen Platine aus zweiseitigem 0,8 mm Stärke Epoxyd FR4 aufgebaut. Die geätzten Tiefpassfilter und Stripelines sind für dieses Material entsprechend berechnet. Die Mischer Platine befindet sich in einem geschlossenen Weißblechgehäuse wobei oberhalb der Platine Absorber Material aus leitfähigem Schaumstoff dafür sorgt, dass unerwünschte Resonanzen unterbleiben. Die Anschlüsse des Mikrowellenmischers für ZF und Injektionsfrequenz an die Hauptplatine erfolgen über kurze semi-rigid Kabel mit SMA Steckern. Die Anschlüsse für den Mikrowellenmischereingang als auch für den ZF Ausgang zum Spectrumanalyzers sind ebenfalls in Kupfer Vollmantel Material ausgeführt. Die Stromversorgung des Gerätes erfolgt an der Rückseite des Gerätes über eine Hohlstecker Buchse mit gängiger 12 Volt Versorgungsspannung. Des Weiteren befindet sich auch der Rückseite eine BNC-Buchse als Eingangs Port für ein externes Referenzsignal. Wer weitere Informationen oder Anregungen zu diesem Projekt braucht der Wende sich bitte an den Autor dieses Artikels.
Ghz darstellen zu können.
Hier ist die Schaltung des Harmonic Premixers 1.5 Ghz bis 50 Ghz  von OM Christian, DD7LP
Rigol DSA815-TG Spectrum Analyser 10khz - 1,5 Ghz
Passende Weißblechgehäuse zum Einlöten der Leiterplatten findet man z. B bei der Firma Otto Schubert im internet.
SMA-Buchsen verwendbar zum Einlöten oder Schrauben
Semi Rigid Kabel in verschiedenen Ausführungen, sowohl flexibel als auch mit Kupfervollmantel. Das ist wirklich HF- dicht und von hoher Qualität
Hier ist die Schaltung des Frequenzsynthesitzers für den Bereich von 1,5 - 4,3 Ghz mit 1, 10, 100 Mhz Schrittweite
Ich habe hier zu Testzwecken eine LDPA Breitband  Antenne verwendet. Das Gehäuse des Pré- Mixers ist noch an der Ober und Unterseite offen und noch nicht verschlossen. Als anzeige für die Mischfrequenz verwende ich ein O-LED-Display  vom Typ 1306 mit einer Auflösung von 128x64 Pixel. Die Anzeige erfolgt in weißer Schrift auf schwarzem Hintergrund und ist sehr gut ablesbar. Die Größe ist allemal ausreichend.  Diese Displays können sehr einfach über I2C-Bus  vom Atmega 328 Prozessor angesprochen werden. Die gesamte Software für den Mikrokontroller
wurde in "C" geschrieben und steht als Open-Source-Software frei für jedermann zur privaten nicht kommerziellen Verwendung zur Verfügung.
Wer gerne mehr Informationen  haben möchte , der kontaktiere mich, gerne helfe ich weiter mit Tipps und Anregungen
Einige Fotos vom Aufbau des neuen Mikrowellenpremixers
Weiterführende Links:
S53MV Matjaž Vidmar,
DD7LP Frequenzsythesizer
OK1VM

Download Schaltung Layout DD7LP
Hier ein Blick auf dem Aufbau des Gerätes in einem Gehäuse aus Alu-Strangprofil
In Verbindung mit einer LDPA-Messantenne
Ansprechpartner M04:
Wolfgang Blau, DK7UY
Westen de Kark 27
25872 Ostenfeld
Tel. 0172/7242087
E-Mail: mail(at)dk7uy.de

Verantw. Webmaster M04
Chr. Petersen, DD7LP
Tel. 04671-5101
E-Mail:dd7lp.media(at)gmail.com