Antena activă 1 până la 20dB, 1-30 MHz

Antena 1 activă gama 20dB, 1-30 MHz.deRodney A. KreuterandTony van Roon

„Când soarta sau vecinii urâți vă împiedică să legați o antenă de recepție cu fir lung, veți constata că această antenă cu dimensiuni de buzunar va oferi aceeași recepție, sau chiar mai bună. Această „Antenă activă” este ieftină de construit ”și are o gamă de la 1 până la 30Mhz între câștigul 14 și 20dB.”
Fsau recepție convențională cu undă scurtă cu frecvență totală, regula generală este „cu cât este mai lungă antena, cu atât este mai puternic semnalul primit.” Din păcate, între vecini urât, reguli de locuire restrictive și parcele imobiliare nu sunt mult mai mari decât un timbru poștal, scurt. - antena cu undă se dovedește adesea a fi câțiva metri de sârmă aruncată pe fereastră - mai degrabă decât cei 130 picioare de antenă cu fir lung, am dori într-adevăr să se întindă între două turnuri 50-picioare.

Din fericire, există o alternativă convenabilă la antena cu fir lung și aceasta este o antenă activ; care constă practic dintr-o antenă foarte scurtă și un amplificator cu câștig mare. Propria mea unitate funcționează cu succes de aproape un deceniu. Funcționează satisfăcător.

Conceptul unei antene active este destul de simplu. Întrucât antena este fizică mică, nu interceptează atât de multă energie ca o antenă mai mare, așa că folosim pur și simplu un amplificator RF încorporat pentru a compensa semnalul aparent „pierdere”. De asemenea, amplificatorul asigură potrivirea impedanței, deoarece majoritatea receptoarelor sunt proiectate să funcționeze cu o antenă 50-ohm.

Antenele active pot fi construite pentru orice interval de frecvență, dar sunt utilizate mai frecvent de la VLF (10KHz sau cam așa ceva) până la aproximativ 30MHz. Motivul pentru acest lucru se datorează faptului că antenele de dimensiuni complete pentru acele frecvențe sunt adesea mult prea lungi pentru spațiul disponibil. La frecvențe mai mari, este destul de ușor să proiectați o antenă relativ mică cu câștig mare.

Antena activă prezentată mai jos (Fig. 1), asigură câștigul 14-20dB la frecvențele populare cu undă scurtă și radioamator 1-30MHz. După cum vă așteptați, cu cât este mai mică frecvența, cu atât este mai mare câștigul. Un câștig de 20dB este tipic de la 1-18 MHz, scăzând la 14dB la 30MHz.

Circuit Design:
Deoarece antenele mult mai scurte decât lungimea de undă 1 / 4 prezintă o impedanță foarte mică și foarte reactivă care depinde de frecvența recepționată, nu s-a făcut nicio încercare de a se potrivi cu impedanța antenei - s-ar dovedi prea dificil și frustrant să se potrivească impedanțe peste un deceniu de acoperire a frecvenței. În schimb, stadiul de intrare (Q1) este un adept al sursei JFET, a cărui intrare cu impedanță ridicată combină cu succes caracteristicile antenei cu orice frecvență. Deși pot fi utilizate multe tipuri diferite de JFET - cum ar fi MPF102, NTE451 sau 2N4416 - rețineți că răspunsul general de înaltă frecvență este stabilit de caracteristicile amplificatorului JFET.

Tranzistorul Q2 este utilizat ca următor de emițător pentru a furniza o încărcare cu impedanță ridicată pentru Q1, dar, mai important, oferă o impedanță de antrenare redusă pentru amplificatorul Q3, care furnizează o emisiune comună toate a câștigului de tensiune al amplificatorului. Cel mai important parametru al Q3 este fT, De înaltă frecvență de separare, care ar trebui să fie în intervalul de 200-400 MHz. Un 2N3904, sau un 2N2222 funcționează bine pentru Q3.

Cel mai important dintre parametrii circuitului Q3 este căderea de tensiune în R8: cu cât este mai mare căderea, cu atât câștigul este mai mare. Cu toate acestea, banda de acces scade odată cu creșterea câștigului Q3.

Tranzistorul Q4 transformă impedanța de ieșire relativ moderată a Q3 într-o impedanță scăzută, oferind astfel o antrenare suficientă pentru impedanța de intrare a antenei 50-ohm a receptorului.

Active Antena schematică Diagrama

Piese de schimb Listă și alte componente:

Materiale semi-conductoare:
      Q1 = MPF102, JFET. (2N4416, NTE451, ECG451, etc) Q2, Q3, Q4 = 2N3904, tranzistor NPN

rezistori:
Toate Rezistențe sunt 5%, 1 / 4-watt
    R1 = 1 Megohm R5 = 10K R2, R10 = 22 ohm R6, R9 = 1K R3, R11 = 2K2 R7 = 3K3 R4 = 22K R8 = 470 ohm

Condensatori (evaluat cel puțin 16V):
   C1, C3 = 470pF C2, C5, C6 = 0.01uF (10nF) C4 = 0.001uF (1nF) C7, C9 = 0.1uF (100nF) C8 = 22uF / 16V, electrolitic

Piese diverse & Materiale:
  B1 = Baterie alcalină 9-volt S1 = Comutator de pornire SPST J1 = Jack care să se potrivească (cablului) dvs. de receptor ANT1 = Antena telescopică cu bici (montare pe șurub), sârmă, tijă de alamă (aproximativ 12 ") MISC = materiale PCB, carcasă, suport pentru baterie, prindere baterie 9V etc. 

Antena poate fi aproape orice; o bucată lungă de sârmă, o tijă de sudură din aramă sau o antenă telescopică salvată de la un radio vechi. Antenele de înlocuire telescopice pentru radiourile cu tranzistor sunt de asemenea disponibile la majoritatea distribuitorilor și furnizorilor de piese electronice cu amănuntul.

Constructie:
Amplificatorul pentru unitatea de prototip utilizează o placă de circuit imprimat (vezi mai jos). Amplificatorul poate fi asamblat pe o placă de cablare perforată (placă vero), dar pentru că există unele sensibilitatea la aspectul pieselor, vă sugerăm să vă creați un circuite imprimate (PCB) pentru cele mai bune rezultate.

PCB Piese-Layout
Diagrama de plasare a pieselor este prezentată în Fig. 2. Rețineți că, deși plumbul negativ (împământat) al bateriei este returnat pe placa PC-ului, mufa de ieșire J1 are o conexiune la masa solului. Conexiunea de la sol între placa PC și dulap se face prin pachetele metalice sau distanțierele care sunt folosite pentru montarea plăcii PC în incintă. Nu înlocuiți distanțele sau distanțierele din plastic, deoarece acestea nu vor asigura o conexiune la sol între placa PC, dulap și J1. Dacă decideți să utilizați un dulap din plastic pentru a adăposti amplificatorul, asigurați-vă că conexiunea la sol a lui J1 este returnată pe folia de pământ care rulează în jurul marginii exterioare a plăcii PC.

O antenă telescopică se montează în centrul plăcii PC. Din partea foliei plăcii, treceți șurubul său de fixare prin orificiul din placa PC-ului și apoi lipați capul șurubului pe placa sa. Atât pentru izolare, cât și pentru suport, folosim un gheț din plastic sau cauciuc între antenă și orificiul capacului dulapului prin care trece antena. Într-un vârf, mai multe rotații ale unei benzi de plastic de bună calitate înfășurate în jurul arborelui antenei pot fi înlocuite cu garnitura de cauciuc.

Dacă decideți să faceți prevederi pentru o antenă de sârmă, instalați un post de legare 5 pe dulap. Apoi, asigurați-vă că conectați o scurtă lungime de sârmă între placa de antenă a antenei și stâlpul de legătură.

Modificări:
Dacă vă interesează un interval de frecvență mai mic decât 1-30MHz, rezistența R1 poate fi înlocuită cu un circuit de rezervor LC reglat în centrul intervalului dorit. Circuitul LC va îmbunătăți, de asemenea, respingerea semnalelor în afara domeniului dvs. de interes, dar nu uitați că nu va îmbunătăți câștigul amplificatorului.

Dacă interesul dvs. particular este frecvențele foarte joase (VLF), răspunsul de frecvență joasă al amplificatorului poate fi îmbunătățit prin creșterea valorilor condensatorilor C1 și C3. (Va trebui să experimentați cu valorile.)
Deși o baterie 9-volt este sursa de alimentare recomandată, amplificatorul ar trebui să funcționeze bine folosind 6-15 volți. În interiorul dulapului prototipului completat, folosind o baterie 9-volt ca sursă de alimentare, este prezentat în Fig. 3.

Piese-Layout
Depanare:
Tensiunile de circuit pentru o sursă de alimentare 9-volt sunt prezentate în diagrama schematică Fig. 1. Dacă tensiunile din unitatea dvs. diferă mai mult de 20% de cele din schemă, încercați să schimbați valorile rezistenței pentru a obține tensiunile în intervalul lor corespunzător. De exemplu, dacă scăderea de tensiune în R8 măsoară doar 0.3 volt, trebuie să scădeți valoarea R4 (valoarea exactă depinde de dvs.) pentru a crește tensiunea de bază și curentul de colecție al Q3.

Singurele tensiuni critice sunt cele din R3 și R8. Performanța ar trebui să fie bine dacă sunt chiar apropiate de valorile arătate în diagrama schematică.

Deoarece este aproape imposibil să măsurați tensiunea de la poartă la sursa (VGS) a unui FET, puteți măsura tensiunea prezentă în R3, deoarece este aceeași cu VGS. Reglați valoarea R3 în consecință, dacă tensiunea nu se încadrează în intervalul 0.8-1.2 volți.

Limitări:
Utilizarea acestui amplificator peste 30 MHz nu este recomandată din cauza câștigului redus brusc. În timp ce funcționează peste 30 MHz se poate realiza folosind circuite reglate în locul încărcărilor rezistive, această modificare este în afara domeniului de aplicare al acestui articol.

Aveți grijă atunci când manipulați FET (Q1). O credință comună este că FET-urile sunt dispozitivele CMOS care sunt ferite de daune statice după ce au fost instalate într-un circuit sau după ce au fost montate pe o placă PC. Deși este adevărat că sunt mai bine protejate de electricitatea statică atunci când sunt instalate într-un circuit, ele sunt totuși susceptibile de deteriorare prin statică; nu atingeți niciodată antena înainte de a vă descărca la sol atingând un obiect metalic împământat.

Drepturile de autor și Credite:
Sursa: „RE Experimenters Handbook”, 1990. Drepturi de autor © Rodney A.Kreuter, Tony van Roon, Radio Electronics Magazine și Gernsback Publications, Inc. 1990. Publicat cu permisiunea scrisă. (Gernsback Publishing și Radio Electronics nu mai sunt în afaceri). Actualizări și modificări ale documentelor, toate diagramele, PCB / Layout desenate de Tony van Roon. Re-postarea sau preluarea graficelor în orice fel sau formă a acestui proiect este expres interzisă de legile internaționale privind drepturile de autor.

Faceți clic aici pentru a trimite recenzia dvs.


Trimiteți recenzia ta
* Câmp necesar

Transmițător CZH Fm
Nr. Cameră 1502 Clădirea HuiLan nr. 273 Road Huanpu Guang Zhou, Guang Dong, 510620 China
+ 86 13602420401
Acțiune