Aktywna antena od 1 do 20dB, 1-30 MHz

Aktywna antena 1 do 20dB, 1-30 zakres MHz.autor: Rodney A. Kreuterand Tony van Roon

„Gdy los lub paskudni sąsiedzi nie pozwolą ci naciągnąć długiej anteny odbiorczej, przekonasz się, że ta kieszonkowa antena da taki sam lub nawet lepszy odbiór. Ta „aktywna antena” jest tania w budowie ”i ma zakres od 1 do 30Mhz przy wzmocnieniu między 14 a 20dB.”
Flub konwencjonalny odbiór krótkofalowy wszystkich częstotliwości, ogólna zasada brzmi: „im dłuższa antena, tym silniejszy odbierany sygnał”. Niestety, między paskudnymi sąsiadami, restrykcyjnymi zasadami mieszkaniowymi i działkami nieruchomości niewiele większymi niż znaczek pocztowy, krótkie - antena falowa często okazuje się kilka metrów drutu wyrzuconego przez okno - zamiast stóp 130 anteny o długich drutach naprawdę chcielibyśmy przeciągnąć między dwiema wieżami 50.

Na szczęście istnieje wygodna alternatywa dla anteny o długim przewodzie, i to jest aktywnej anteny; który zasadniczo składa się z bardzo krótkiej anteny i wzmacniacza o wysokim wzmocnieniu. Moja własna jednostka działa z powodzeniem od prawie dekady. Działa zadowalająco.

Koncepcja aktywnej anteny jest dość prosta. Ponieważ antena jest fizycznie mała, nie przechwytuje tyle energii, co większa antena, dlatego po prostu używamy wbudowanego wzmacniacza RF, aby zrekompensować pozorną „utratę sygnału”. Ponadto wzmacniacz zapewnia dopasowanie impedancji, ponieważ większość odbiorników jest zaprojektowana do współpracy z anteną 50-om.

Aktywne anteny można budować dla dowolnego zakresu częstotliwości, ale są one częściej używane od VLF (10KHz lub mniej więcej) do około 30MHz. Powodem tego jest fakt, że pełnowymiarowe anteny dla tych częstotliwości są często o wiele za długie na dostępną przestrzeń. Przy wyższych częstotliwościach dość łatwo jest zaprojektować stosunkowo małą antenę o dużym zysku.

Aktywna antena pokazana poniżej (ryc. 1) zapewnia wzmocnienie 14-20dB na popularnych częstotliwościach krótkofalowych i radioamatorskich 1-30MHz. Jak można się spodziewać, im niższa częstotliwość, tym większe wzmocnienie. Wzmocnienie 20dB jest typowe dla 1-18 MHz, zmniejszając się do 14dB przy 30MHz.

Circuit Design:
Ponieważ anteny, które są znacznie krótsze niż długość fali 1 / 4, mają bardzo małą i wysoce reaktywną impedancję zależną od odbieranej częstotliwości, nie podjęto żadnej próby dopasowania impedancji anteny - okazałoby się, że dopasowanie impedancji przez dekadę byłoby zbyt trudne i frustrujące zasięgu częstotliwości. Zamiast tego stopień wejściowy (Q1) jest obserwatorem źródła JFET, którego wejście o wysokiej impedancji z powodzeniem łączy właściwości anteny przy dowolnej częstotliwości. Chociaż można zastosować wiele różnych typów JFET-ów, takich jak MPF102, NTE451 lub 2N4416, należy pamiętać, że ogólna charakterystyka wysokich częstotliwości jest ustalana przez charakterystykę wzmacniacza JFET.

Tranzystor Q2 jest wykorzystywany jako podążający za emiterem, aby zapewnić obciążenie o wysokiej impedancji dla Q1, ale co ważniejsze, zapewnia niską impedancję napędu dla wzmacniacza ze wspólnym emiterem Q3, który zapewnia wszystko wzmocnienia napięcia wzmacniacza. Najważniejszym parametrem Q3 jest fT, Wysoka częstotliwość odcięcia, która powinna mieścić się w zakresie od-200 400 MHz. 2N3904 lub 2N2222 działa dobrze dla Q3.

Najważniejszym parametrem obwodu Q3 jest spadek napięcia na R8: im większy spadek, tym większy wzrost. Pasmo przepustowe maleje jednak wraz ze wzrostem wzmocnienia Q3.

Tranzystor Q4 przekształca stosunkowo umiarkowaną impedancję wyjściową Q3 w niską impedancję, zapewniając w ten sposób wystarczający napęd impedancji wejściowej anteny 50-om odbiornika.

Aktywna Antena Schemat Schemat

Lista części i inne elementy:

Półprzewodniki:
      Q1 = MPF102, JFET. (2N4416, NTE451, ECG451 itp.) Q2, Q3, Q4 = 2N3904, tranzystor NPN

Resistance:
Wszystkie rezystory są% 5, 1 / 4-watt
    R1 = 1 megaoma R5 = 10K R2, R10 = 22 ohm R6, R9 = 1K R3, R11 = 2K2 R7 = 3K3 R4 = 22K R8 = 470 ohm

Kondensatory (ocenione przynajmniej 16V):
   C1, C3 = 470pF C2, C5, C6 = 0.01uF (10nF) C4 = 0.001uF (1nF) C7, C9 = 0.1uF (100nF) C8 = 22uF / 16V, elektrolityczny

Różne tworzywa:
  B1 = bateria alkaliczna o napięciu 9 S1 = włącznik / wyłącznik SPST J1 = wtyczka pasująca do (twojego) kabla odbiornika ANT1 = teleskopowa antena biczowa (mocowanie śrubowe), drut, mosiężny pręt (około 12 ") MISC = materiały na PCB, obudowa, uchwyt baterii, zatrzask baterii 9V itp. 

Antena może być prawie wszystkim; długi kawałek drutu, mosiężny pręt spawalniczy lub teleskopowa antena uratowana ze starego radia. Teleskopowe anteny zastępcze do radiostacji tranzystorowych są również dostępne u większości sprzedawców detalicznych i dystrybutorów części elektronicznych.

Budowa:
Wzmacniacz dla prototypowej jednostki wykorzystuje płytkę drukowaną (patrz poniżej). Wzmacniacz może być montowany na perforowanej płycie okablowania (płytce Vero), ale ponieważ tak jest kilka wrażliwość na układ części, zdecydowanie sugerują, że należy utworzyć płytki drukowanej (PCB) dla najlepszych rezultatów.

PCB Układ części-
Schemat rozmieszczenia części pokazano na ryc. 2. Należy pamiętać, że chociaż przewód ujemny (uziemienie) akumulatora jest zwracany na płytę PC, gniazdo wyjściowe J1 ma połączenie z uziemieniem szafy. Połączenie uziemienia między płytą PC a szafką jest wykonane przez metalowe wsporniki lub rozpórki, które są używane do montażu płyty PC w obudowie. * NIE * zastępuj plastikowych wsporników lub przekładek, ponieważ nie zapewnią one uziemienia między płytą PC, obudową i J1. Jeśli zdecydujesz się użyć plastikowej obudowy do umieszczenia wzmacniacza, upewnij się, że połączenie uziemienia J1 jest zwrócone do folii uziemiającej biegnącej wokół zewnętrznej krawędzi płyty PC.

Antena teleskopowa jest montowana na środku płyty PC. Od foliowej strony płyty przełóż śrubę mocującą przez otwór w płycie PC, a następnie przylutuj łeb śruby do podkładki foliowej. Zarówno w przypadku izolacji, jak i podparcia używamy plastikowego lub gumowego pierścienia między anteną a otworem w pokrywie szafki, przez który przechodzi antena. W skrócie kilka zwojów dobrej jakości plastikowej taśmy owiniętej wokół wału anteny można zastąpić gumową tulejką.

Jeśli zdecydujesz się na antenę przewodową, zainstaluj na szafce słupek 5. Następnie pamiętaj, aby podłączyć krótki odcinek drutu między podkładkę foliową anteny i słupek wiążący.

Modyfikacje:
Jeśli interesuje Cię mniejszy zakres częstotliwości niż 1-30MHz, rezystor R1 można zastąpić obwodem zbiornika LC dostrojonym do środka żądanego zakresu. Obwód LC poprawi również odrzucanie sygnałów poza twoim zakresem zainteresowania, ale pamiętaj, że nie poprawi to wzmocnienia wzmacniacza.

Jeśli szczególnie interesują Cię bardzo niskie częstotliwości (VLF), odpowiedź na niskie częstotliwości wzmacniacza można poprawić, zwiększając wartości kondensatorów C1 i C3. (Będziesz musiał eksperymentować z wartościami.)
Chociaż bateria 9-volt jest zalecanym źródłem zasilania, wzmacniacz powinien działać dobrze przy napięciu 6-15. Wnętrze obudowy ukończonego prototypu, wykorzystującego jako źródło zasilania akumulator woltowy 9, pokazano na ryc. 3.

Układ części-
Rozwiązywanie problemów:
Napięcia w obwodzie zasilacza woltowego 9 pokazano na schemacie rys. 1. Jeśli napięcia w twoim urządzeniu różnią się bardziej niż 20% od tych na schemacie, spróbuj zmienić wartości rezystorów, aby uzyskać napięcia we właściwym zakresie. Na przykład, jeśli spadek napięcia na R8 mierzy tylko 0.3 volt, musisz zmniejszyć wartość R4 (dokładna wartość zależy od ciebie), aby zwiększyć napięcie podstawowe i prąd kolektora.

Jedynymi napięciami krytycznymi są napięcia w R3 i R8. Wydajność powinna być dobra, jeśli są nawet zbliżone do wartości pokazanych na schemacie.

Ponieważ pomiar napięcia z bramki do źródła (VGS) FET jest prawie niemożliwy, można zmierzyć napięcie występujące w R3, ponieważ jest ono takie samo jak VGS. Dostosuj odpowiednio wartość R3, jeśli napięcie nie mieści się w zakresie woltów 0.8-1.2.

Ograniczenia:
Używanie tego wzmacniacza powyżej 30 MHz nie jest zalecane z powodu znacznie zmniejszonego wzmocnienia. Podczas gdy praca powyżej 30 MHz może być osiągnięta poprzez zastosowanie dostrojonych obwodów zamiast obciążeń rezystancyjnych, modyfikacja ta wykracza poza zakres tego artykułu.

Zachowaj ostrożność podczas obsługi FET (Q1). Powszechnie uważa się, że FET to urządzenia CMOS, które są bezpieczne przed uszkodzeniami statycznymi po zainstalowaniu w obwodzie lub po zamontowaniu na płycie PC. Chociaż prawdą jest, że są lepiej chronione przed elektrycznością statyczną po zainstalowaniu w obwodzie, nadal są podatne na uszkodzenia przez ładunki elektrostatyczne; więc nigdy nie dotykaj anteny przed rozładowaniem się do ziemi poprzez dotknięcie uziemionego metalowego przedmiotu.

Prawa autorskie a Twórcy:
Źródło: „RE Experimenters Handbook”, 1990. Prawo autorskie © Rodney A.Kreuter, Tony van Roon, Radio Electronics Magazine i Gernsback Publications, Inc. 1990. Opublikowane za pisemną zgodą. (Wydawnictwo Gernsback i elektronika radiowa nie są już dostępne). Aktualizacje i modyfikacje dokumentów, wszystkie diagramy, PCB / Layout opracowane przez Tony van Roon. Ponowne publikowanie lub pobieranie grafiki w jakikolwiek sposób lub w formie tego projektu jest wyraźnie zabronione przez międzynarodowe prawo autorskie.

Kliknij tutaj, aby przesłać swoją recenzję.


Prześlij swoją opinię
* Pole wymagane

Nadajnik CZH Fm
No.1502 Room HuiLan Building No.273 Huanpu Road Guang Zhou, Guang Dong, 510620 Chiny
+ 86 13602420401
Udostępnij