5.7GHz帯小型パワーアンプの製作

最近、低電圧で動作するパワーMMICを見つけました。
電源電圧5Vで、5.7GHz帯で1W程度の出力が得られそうです。

そこで今回は、このMMICを使用して5.7GHz帯の小型パワーアンプを製作してみました。
使用したデバイスは Hittite の MMICで「HMC406MS8G」と言う製品です。

元々は無線LAN等に使用されるデバイスのようですが、FM、SSBではパワーが出そうです。

MMICですが少し周辺回路が多いのですが、何とか小さなケースに収まるように工夫して基板を考えてみました。

予定されるスペック
電源電圧:DC7~15V 300mA(内部はDC5V)
周波数:5.6GHz帯 アマチュアバンド
ゲイン:17dB(10mW以下の入力)
最大出力:1W(50mW入力時)
基板:R-4737 t=0.4mm
ケースサイズ:32mm×36mm×12mm(突起部を含まず)

こんな感じで、基板の設計をして見ました。

5.6GHz帯小型パワーアンプ基板

5.7GHz帯の小型パワーアンプの基板がやっと出来たので、早速、試作してみました。
基板はテフロン基板0.4mm厚です。

MMICが非常に小さいので半田付けに苦労しました。
(ルーペを見ながら手ハンダです)

5.6GHz帯小型パワーアンプ実装基板

設計どおりの部品定数で組み立ててみましたところ、まあまあの値が得られました。

内部の電圧はDC5Vで動作しています。
3端子レギュレーターで5Vを作っています。

DC12Vで動作させたところ、電流値は約350mAでした。
(LEDを点灯させている為に少し多く流れているかもしれません)

5760MHzで入力を20mW入れたところ、約600mWの出力が得られました。
予定より少しゲインが少ないですが、予想範囲内です。

製作した5.6GHz帯パワーアンプの特性を測定してみました。

測定するに当たって2台アンプを製作して見ました。
これはSGの出力レベルが足らないので、1台でパワーを上げてもう1台のアンプに入力して測定しました。

2台のアンプを測定しましたが、同じ様な感じの特性でした。
周波数は5760MHzで測定しました。

入力mW → 出力mW
1mW  →  60mW
10mW → 485mW
20mW → 670mW
30mW → 765mW
40mW → 810mW
50mW → 830mW

どうも800mW出力で飽和しているようです。
電流は6Vで300mAでした。
(入力レベルはそれ程正確ではありません、また測定中にアンプの温度が上がっているので、特性がばらついてます)

もう少し出力が出ないか調整してみましたが、殆ど変わりませんでした。
この辺が限度なのかもしれません。
これでも、ちょっとした実験用のパワーアンプに使えそうです。

2014年06月更新