LNA 144 MHz cavity super low noise amplifier with FLKG 75 mgf-2430

 

Si tratta, a mio parere, del miglior dispositivo e del miglior compromesso (rumore/dinamica) tutt'ora disponibile per la banda dei 2 metri adatto tanto all'EME che nelle situazioni di contest.

 

Ingresso in cavità argentata a 70 ohm ed uscita con filtro ad elica da 2 o 3 celle.

 

Caratteristiche misurate in diversi esemplari:

NF     <0,2 dB

G       >21 dB

OIP3  +40 dBm!! (± 2 dBm)

BW in uscita ±3MHz @ -3dB

                   ±5MHz @ -9dB

consumo 200 mA

 

La costruzione è semplice ma richiede attenzione in alcuni passaggi dal punto di vista meccanico per la linea di ingresso. Mi riferisco soprattutto al perfetto accoppiamento con relativa saldatura alla base della cavità e al fatto che il pin centrale del connettore di ingresso deve essere saldato.

 

Lo schema elettrico è quello classico di VE3KH. L'ingresso risulta ovviamente cortocircuitato per la corrente continua e le scariche di statica. Questo salvaguarda il gate del gaasfet da ogni pericolo.

Molte informazioni preziose possono essere trovate in un vecchio articolo a firma di I5TDJ e I8CVS su Dubus 3/94.

 

Da prestare molta attenzione quando si salda il condensatore di accordo: è facile raggiungere alte temperature compromettendo definitivamente la funzionalità del componente.

L'argentatura della cavità è fondamentale per diminuire le perdite (che altrimenti andrebbero ad aumentare la figura di rumore del preamplificatore), ma soprattutto per preservare il più possibile le caratteristiche della stessa nel tempo.

 

Il guadagno finale risulta più basso rispetto alla media in quanto la perdita del filtro ad elica inserito in uscita è abbastanza alta. La cosa è di scarsa rilevanza in quanto essendo questa a valle del gaasfet (come anche il cavo di discesa) contribuisce, in questo caso, in maniera marginale alla NF di tutto il sistema (equazione di Friis). Il guadagno all'uscita del connettore risulta a questo punto relativo ed anche con apporti di eventuali ben 3 dB di perdita della linea coassiale, l'aumento della NF sarebbe nell'ordine indicativo di solo 0,015 dB. E' comunque bene non superare certi livelli guadagno per non sovraccaricare inutilmente il front-end del ricevitore specie nei contest.

 

Malgrado abbia cercato, non senza compromessi meccanici, di contenere il numero di lavorazioni della cavità la realizzazione richiede parecchie ore di lavoro in quanto è necessaria una certa precisione.

 

L'ingresso deve essere sempre terminato correttamente quando alimentato ed è bene collegarlo il più vicino all'antenna possibile onde evitare autooscillazioni. Da prove fatte, collegato a banco agli strumenti di misura è sempre stato stabile. Mi riportano comunque altri colleghi, che si sono cimentati in passato nella costruzione, di alcune criticità nell'installazione superate in diversi modi. Per non incorrere in queste problematiche ho inserito una perlina di ferrite che, diminuendo, tra le altre, il guadagno contribuisce a rendere più stabile il preamplificatore.

 

Il costo per realizzare questo preamplificatore è rilevante. Connettori di qualità, tubi di rame, compensatore Airtronic, filtro ad elica d'uscita e soprattutto il gaasfet (ricordo che l'mgf-2430 è capace di produrre ben >1 Watt @10 GHz!) fanno lievitare di molto il prezzo di questo tipo di realizzazioni.

D'altro canto però vi è la certezza di avere l'LNA DEFINITIVO, non disponibile in commercio, e che al paragone con gli altri soliti preamplificatori, seppur buoni, il confronto pone su gradini diversi questo pre per dinamica, livello di compressione e rumore.

Imbarazzante è leggere le cifre pubblicate da alcuni costruttori, anche molto noti, di LNA che utilizzano comuni devices e che mai potrebbero raggiungere certi valori.

 

Allego alcune foto durante la costruzione e delle misure sperando che possano essere d'aiuto a chi volesse cimentarsi nella realizzazione.

 

73, Stefano IZ3KGJ

 

 

 

Strumentazione:

Tektronix 495P + TG

HP 8560A

EATON 2075 (testina con 30 dB attenuatore e uscita di 5 ENR calibrata)

Boonton 42B, 41-4A

Alcune immagini delle letture del test pre-consegna.

Guadagno 26,2 dB. Il segnale in ingresso dal tracking era di ben -23 dBm, comunque di molto inferiore al livello in cui comincia a comprimere!