ФНЧ передатчика, уменьшение нагрева

[Phoenix]

Добрый день!
Проектирую ФНЧ передатчика на VHF диапазон. Пытаюсь обойтись только покупными катушками. Сейчас использую воздушные катушки Coilcraft серии Midi 1812SMS (ничего лучше не нашёл). Катушки маленькие и поэтому сильно нагреваются.
1) Можно включать катушки параллельно? Допустим включить параллельно две катушки 82 нГн, чтобы получить 41 нГн. Или даже три параллельно для 27 нГн. Модель на S-параметрах показывает, что теоретически так делать можно. Но есть сомнения. Если это возможно, то какое расстояние оставить между катушками?
2) Какой тип фильтра лучше использовать, чтобы минимизировать нагрев катушек?
3) Что ещё следует учесть, чтобы минимизировать нагрев?
Фильтры считаю в FilterSolutions, а дальше учитываю S-параметры в AWR. Посчитал и изготовил эллиптический фильтр 5 порядка.
Реальная АЧХ совпала с расчётом, ничего подстраивать не пришлось. Конденсаторы ATC 100B, плата из китайского RO4003C. Потери 0,13 дБ (примерно 3 Вт при подводимой 100 Вт). Под выводы катушек сделал полигоны + тонкая плата + плата прижата к радиатору. Центр катушки греется 110 градусов при мощности чуть более 100 Вт.
А нужен ФНЧ на 250 Вт. Как можно уменьшить ток в катушках? Рассматриваю вариант - отказаться от эллиптической структуры и допустим использовать фильтр Чебышева I, но большего порядка (7 или 9-ого). Может что-то посоветуете? Спасибо!
Полюсы эллиптического фильтра я настроил на 2 и 3 гармоники передатчика. Сам УМ даёт 2 гармонику -26 дБн, а 3 гармонику -15 дБн.

[DL2KQ]

1) Как и резисторы. Можно. Но имейте в виду, что из-за разброса индуктивностей (а у SMD он большой) ток будет неравномерно распределен.
2) Чем хуже (менее резкая) AЧX, тем меньше ток.
3) Отметить чекбокс Mini Inductors - это минимизирует индуктивности катушек (и, соответственно, потери в них).

Периметр сечения проводника катушек надо увеличивать. Печатные катушки - не вариант?

[Игорь 2]

Параллельное и последовательное соединение указанных СМД катушек, конечно же, вполне допустимо, только нужно обратить внимание на их взаимную развязку по магнитному полю, в противном случае, их общая индуктивность будет малопредсказуема.
По поводу снижения нагрузки на катушки - см. график выделяемой мощности на них у ФНЧ Чебышева 5 порядка с частотой среза 2 МГц - в полосе пропускания эта мощность растёт с частотой, и, если мотать катушки больших типоразмеров проблематично, можно просто поднять частоту среза...

[Phoenix]

Спасибо за ответы!
1) Разброс индуктивностей 2%.
2) Понятно, значит никакой магии в выборе типа фильтра нет
3) Да, именно так считал эллиптический фильтр. Из той же логики - чем меньше индуктивность, тем меньше потерь.
4) Про печатные катушки идея интересная, но пока не знаю с чего начать их расчет. Я думал они обладают достаточно низкой добротностью и высокой паразитной ёмкостью (bottom платы полностью залит землей).
5) Я боюсь именно за "взаимную развязку по магнитному полю", потому что это я не могу промоделировать и предсказать.
Мне понравились катушки большего размера (большего диаметра), у них высокая добротность (более 250 в нужном диапазоне частот). Но у них высокая индуктивность 90 нГн, т. е. мне надо включить параллельно 3 штуки, чтобы получить 30 нГн.
Набросал плату. Монстр конечно получается. Катушки 5 амперные и если ток распределится не равномерно - не беда. Насколько такая топология работоспособна?
Если делать разнос между катушками ещё больше, то это сильно увеличивает ёмкость полигонов. Плату пришлось сделать толще (с 0,8 мм до 1,5 мм) чтобы уменьшить ёмкость, иначе ёмкость полигонов становится больше расчётной ёмкости конденсаторов фильтра.

[Игорь 2]

У меня во всех УКВ аппаратах ФНЧ намотаны посеребрённой проволокой диаметром 0.8 мм, вытянутой из центральной жилы какого-то коаксиала.
150 Вт ЧМ максимальную мощность пускаю.

[DL2KQ]

4) Про печатные катушки идея интересная, но пока не знаю с чего начать их расчет.

Хотя бы с  RFSim99. Она умеет проектировать такие катушки.

Я думал они обладают достаточно низкой добротностью

При ширине дорожки  1 мм я получал холостую добротность выше 200 на FR-4 на частотах 200 ... 250 MНz. Если материал подложки приличнее, то и добротность будет выше.
 

высокой паразитной ёмкостью (bottom платы полностью залит землей).

Может прямо под катушками землю убрать? Или попробовать ее внести в ФНЧ (экспериментально).
 

5) Я боюсь именно за "взаимную развязку по магнитному полю"

Развязывать надо разные катушки фильтра (типа как в http://dl2kq.de/pa/1-20.htm на рис. 5),  а включенные параллельно катушки можно спокойно размещать параллельно друг друг.

[Phoenix]

Развязывать надо разные катушки фильтра (типа как в http://dl2kq.de/pa/1-20.htm на рис. 5),  а включенные параллельно катушки можно спокойно размещать параллельно друг друг.

Понятно. Параллельно включенные катушки ставим параллельно. А разные катушки фильтра ставим взаимно ортогонально.
А есть рекомендации по расстоянию отступа? Как близко можно ставить параллельные индуктивности? Как близко взаимно ортогональные?

[DL2KQ]

Чёткой границы нет, поле падает плавно, см. например, http://dl2kq.de/ant/3-41.htm

Но я бы не стал ставить катушки  параллельно с зазором меньше двух диаметров между их краями.

[Phoenix]

Но я бы не стал ставить катушки  параллельно с зазором меньше двух диаметров между их краями.

Логично, но я несколько запутался. Параллельно соединенные индуктивности так сильно разнести у меня не получается, поэтому я их разместил взаимно ортогонально. Как на картинке выше. Разные катушки фильтра тоже разместил взаимно ортогонально.
По идее, взаимно ортогональные катушки можно размещать ближе, чем параллельные, т. е. зазор менее 2-х диаметров.
Тогда получается, что моё размещение на картинке верное. Но оно не бьётся с этим:

Развязывать надо разные катушки фильтра, а включенные параллельно катушки можно спокойно размещать параллельно друг друг.

[Игорь 2]

включенные параллельно катушки можно спокойно размещать параллельно друг друг.

Если две параллельные катушки по 1 мкГн разместить параллельно, добившись между ними связи 100%, то и общая индуктивность параллельного соединения останется 1 мкГн, а не 0.5, как было бы при отсутствии связи между катушками.
А при встречном включении катушек по полю, индуктивность станет нулевой.
Понятно, что 100% связь обеспечить сложно, там будет меньше, но в любом случае, общая индуктивность параллельного или последовательного соединения со связью между катушками будет иная, чем должна была бы быть.
При любом соединении СМД катушек нужно стремиться связь между ними минимизировать.
К примеру, ставить с разных сторон платы.
А вообще с запараллеливанием или запоследованием - это плохая идея.

[DL2KQ]

А вообще с запараллеливанием или запоследованием - это плохая идея.

Да, это вынужденные решения.

[DL2KQ]

Но я бы не стал ставить катушки  параллельно с зазором меньше двух диаметров между их краями.

Логично, но я несколько запутался.

Это не строгая граница. Можно и ближе ставить. Но тогда, как справедливо написал выше Игорь 2, их индуктивность уменьшится не строго втрое (для трех катушек), а поменьше (т.е. три параллельные близко расположенные катушки по 90 nH дадут не 30 nH, а побольше).
   И слегка просядет холостая добротность. Магнитное поле одной катушки будет "отдавливать" от себя ток в  витках другой катушке,  со стороны обращенной к первой катушке, т.е. уменьшать эффективное сечение того слоя, по которому течет ВЧ ток (тут дальше должно быть длинное объяснение с рисунками, объясняющими многое, в частности почему в простой однослойной катушке  ток внутренней поверхности меньше, чем внешней, но мне сейчас некогда).
 
   Соедините катушки при плотном расположении, да померяйте что вышло. 

  *Мерить реальную плату все равно придется, т.к. к катушкам добавятся индуктивности проводников.  Ориентировочно можно считать, что печатный проводник шириной 1 мм  имеет погонную индуктивность 1 nH/мм.