PIN-Dioden-Umschalter

Vor einiger Zeit habe ich einen grösseren Posten M57729L Hybridmodule für 70cm günstig erstanden.
Um diese mit meinen transceivern nutzen zu können, benötigte ich eine Sende-/Empfangsumschaltung.

Anfänglich wollte ich diese mit den OMRON-Relais realisieren, bis mir einige PIN-Dioden aus alten Gerätenin die Hand fielen, die schon seit langem auf Verwendung warten.
Der Vorteil von PIN-Dioden ist, dassd ie Umschaltung sofort erfolgt und nicht wie bei Koaxrelais verzögert; somit erübrigt sich ein Sequenzer.
Des Weiteren hat ein PIN-Dioden-Umschalter keine Verschleißteile; höchstens die Dioden können durch Überlastung sterben.
Bei den Dioden handelt es sich um BA389; die Suche nach einem Datenbatt war leider vergebens.

Das Design des Umschalters ist sehr klassisch (zum Vergrössern anklicken):

Beispielsweise istan Port 3 die Antenne angeschlossen, an Port 1 der RX und an Port 2 der TX:
Liegt am "Control" - Port keine Spannung an, so sind die Dioden D1 und D2 hochohmig.
Folglich gelangt das Signal von der Antenne über die Koppelkondensatoren durch die Lambda/4 - Transformationsleitung zum "RX"-Port.
Das Signal passiert die Transformationsleitung, ohne durch diese beeinflusst zu werden, da ein-und ausgangsseitig (hoffentlich!) eine Impedanz von 50 Ohm anliegt und die Leitung selbst auch 50 Ohm hat.
Wird nun eine Spannung an den "Control" - Pin angelegt, fließt ein Strom durch die PIN-Dioden und diese werden niederohmig.
Dadurch wird der "RX"-Port kurzgeschlossen.
Dieser Kurzschluss wird durch die Lambda/4 - Transformationsleitung zum Leerlauf transformiert; damit verhält sie sich am Kreuzungspunkt mit C2 und D2, als wenn sie gar nicht da wäre. Gleichzeitig wird eventuell übersprechende HF am RX-Port durch D1 kurzgeschlossen.
Da D2 ebenfalls niederohmig wird, kann das Signal vom "TX"-Port ungestört zur Antenne gelangen.

Mit zwei dieser Umschaltungen hintereinander kann man eine PA und einen Vorverstärker in die Antennenanlage integrieren:

Der Strom, der im Umschaltfall durch die PIN-Dioden fliesst, wird durch R1 festgelegt.
Bei meinen Dioden erwiesen sich ca. 100 mA als ausreichend; darüber verbesserte sich der Durchlass kaum.

Es sei noch zu erwähnen dass die Lambda/4 - Leitung nicht als Microstrip auf der Platine ausgeführt werden sondern zumindest ein Stück RG58 sein sollte;
bereits bei 144 MHz sind die Verluste im Epoxy - Platinenmaterial (FR4) erheblich und Teflonmaterial steht preislich in keinem verhältnis zu einem Stück Koaxkabel:
Durchlassdämpfung mit geätzter Microstrip: knappe 0,8 dB
Durchlassdämpfung mit Transformationsleitung aus Koaxkabel: knapp 0,4 dB (!)

Damit liegt die Durchgangsdämpfung in der glichen Grössenordnung wie bei guten Koaxrelais.
Für eine gute Entkopplung zwischen den Ports ist allerdings ein Abschluss mit 50 Ohm wichtig; wird ein nicht benötigter Port nicht abgeschlossen, verschlechtert sich die Entkopplung etwas.

Übrigens: In einem Testgerät schalten diese Dioden problemlos 100 Watt auf 2m !!!!

Ein Messprotokoll folgt noch!