Aktiewe antenna 1 om 20dB, 1-30 MHz reeks

Aktiewe antenna 1 te 20dB, 1-30 MHz reeks.byRodney A. KreuterandTony van Roon

 

'Wanneer die noodlot of nare bure u verhinder om 'n langdrade-ontvangantenne te ryg, sal u sien dat hierdie sakgrootte-antenna dieselfde of selfs beter ontvangs sal gee. Hierdie 'aktiewe antenne' is goedkoop om te bou 'en het 'n reeks van 1 tot 30 Mhz teen tussen 14 en 20 dB.'
Fof konvensionele kortgolfontvangs met alle frekwensies, is die algemene reël: "hoe langer die antenne, hoe sterker is die ontvangs sein." Helaas, tussen nare bure, beperkende behuisingsreëls en vaste eiendom wat nie veel groter is as 'n posseël nie, blyk dit dat kortgolfantenne dikwels 'n paar meter draad by die venster uitgegooi is - eerder as die 130 voet lange draadantennale wil ons graag tussen twee torings van 50 voet insleep.

Gelukkig is daar 'n maklike alternatief vir die langdraad-antenne, en dit is 'n aktiewe antenna; wat basies bestaan ​​uit 'n baie kort antenna en 'n hoë-wins versterker. My eie eenheid het vir byna 'n dekade in werking suksesvol. Dit werk bevredigend.

Die konsep van 'n aktiewe antenne is redelik eenvoudig. Aangesien die antenne fisies klein is, onderskep dit nie soveel energie as 'n groter antenne nie, dus gebruik ons ​​eenvoudig 'n ingeboude RF-versterker om die skynbare seinverlies op te maak. Die versterker bied ook impedansie-aanpassing, want die meeste ontvangers is ontwerp om met 'n 50-ohm-antenne te werk.

Aktiewe antennas gebou kan word vir enige frekwensie reeks, maar hulle is meer algemeen gebruik van VLF (10KHz of so) om oor 30MHz. Die rede daarvoor is omdat die volle grootte antennas vir diegene frekwensies is dikwels veel te lank vir die beskikbare ruimte. By hoër frekwensies, dit is baie maklik om 'n relatief klein hoë-wins antenna ontwerp.

Die aktiewe antenna hieronder (Fig. 1) getoon, bied 14-20dB wins by die gewilde kort golf en radio-amateur frekwensies van 1-30MHz. Soos jy sou verwag, hoe laer die frekwensie, hoe groter die wins. 'N wins van 20dB is tipies van 1-18 MHz, dalende om 14dB by 30MHz.

Circuit Design:
Omdat antennas wat baie korter is as 1/4 golflengte 'n baie klein en baie reaktiewe impedansie het wat afhanklik is van die ontvangsfrekwensie, is geen poging aangewend om die antenne se impedansie te pas nie - dit sou te moeilik en frustrerend wees om impedansies oor 'n dekade te pas van frekwensie dekking. In plaas daarvan is die invoerstadium (Q1) 'n JFET-bronvolgeling, waarvan die hoë-impedansie-invoer die antenna se eienskappe suksesvol oorbrug op enige frekwensie. Alhoewel baie verskillende soorte JFET's gebruik kan word, soos die MPF102, NTE451 of die 2N4416, moet u in gedagte hou dat die algehele hoëfrekwensie-respons bepaal word deur die eienskappe van die JFET-versterker.

Transistor Q2 word gebruik as 'n emittor-volger om 'n hoë-impedansie vrag vir Q1, maar meer belangrik, dit bied 'n lae ry impedansie vir 'n gemeenskaplike-emittorversterker Q3, wat voorsiening maak almal van die versterker se spanningstoename. Die belangrikste parameter van Q3 is fT, Die hoë-frekwensie afsnypunt, wat behoort te wees in die reeks van 200-400 MHz. 'N 2N3904, of 'n 2N2222 werk goed vir Q3.

Die belangrikste van Q3 se stroombaanparameters is die spanningsval oor R8: Hoe groter die val, hoe groter is die wins. Die pasband neem egter af namate die Q3-wins toeneem.

Transistor Q4 omskep Q3 se relatief matige uitsetimpedansie in 'n lae impedansie, en bied sodoende voldoende aandrywing vir die ontvanger se 50-ohm antenna-invoerimpedansie.

Aktiewe Antenna Skematiese Diagram

Dele Lys en ander komponente:

Halfgeleiers:
      Q1 = MPF102, JFET. (2N4416, NTE451, ECG451, ens.) Q2, Q3, Q4 = 2N3904, NPN transistor

Resistors:
Alle resistors 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

Kapasitors (gegradeer nie ten minste 16V):
   C1, C3 = 470pF C2, C5, C6 = 0.01uF (10nF) C4 = 0.001uF (1nF) C7, C9 = 0.1uF (100nF) C8 = 22uF / 16V, elektrolities

Diverse onderdele en materiale:
  B1 = 9-volt alkaliese battery S1 = SPST-aan-uit-skakelaar J1 = Jack om (u) ontvangerkabel aan te pas ANT1 = Teleskopiese sweepantenne (skroefmontage), draad, koperstaaf (ongeveer 12 ") MISC = PCB-materiale, omhulsel, batteryhouer, 9V-battery, ens. 

Die antenna kan byna enigiets wees; 'n lang stuk draad, 'n koper sweisstaaf, of 'n teleskopiese antenna wat gered uit 'n ou radio. Teleskopiese vervanging antennas vir transistor radio is ook beskikbaar by die meeste kleinhandel elektroniese-dele verspreiders en verskaffers.

Konstruksie:
Die versterker vir die prototipe-eenheid gebruik 'n gedrukte-kring raad (sien onder). Die versterker kan vergader op 'n geperforeerde bedrading raad (verobord), maar omdat daar ' sommige sensitiwiteit vir die dele uitleg, ons beveel aan dat jy 'n gedrukte stroombaan (PCB) vir die beste resultate.

PCB Dele-uitleg
Die onderdeelplasingdiagram word in Fig. 2 getoon. Let daarop dat hoewel die negatiewe (aard) kabel van die battery na die rekenaarbord teruggekeer word, die uitgangsklem J1 'n verbinding het met die kabinetsgrond. Die grondverbinding tussen die PC-bord en die kabinet word gemaak deur die metaalafstande of afstandhouers wat gebruik word om die PC-bord in die omhulsel te monteer. Vervang * NIE * plastiek-afstandhouers of -afstandhouers nie, want dit bied geen grondverbinding tussen die PC-bord, die kabinet en J1 nie. As u besluit om 'n plastiekkas te gebruik om die versterker te huisves, moet u seker maak dat die J1-grondaansluiting teruggekeer word na die grondfoelie wat rondom die buitekant van die PC-bord loop.

'N Teleskopiese antenna word in die middel van die rekenaarbord gemonteer. Van die foeliekant van die bord, steek die bevestigingsskroef deur die gat in die PC-bord en soldeer dan die kop van die skroef op die foeliekussing. Vir beide isolasie en ondersteuning, gebruik ons ​​'n plastiek- of rubberbuis tussen die antenne en die gat in die deksel van die kas waardeur die antenne beweeg. In 'n knippie kan die rubberbuis vervang word deur 'n plastiekband van goeie gehalte wat om die as van die antenne gedraai is.

As u besluit om voorsiening te maak vir 'n draadantenne, installeer dan 'n 5-rigting bindpaal op die kas. Verbind dan 'n kort draad tussen die foelieblok van die antenne en die bindpaal.

Wysigings:
As u belangstel in 'n kleiner frekwensiebereik as 1-30 MHz, kan die weerstand R1 vervang word deur 'n LC-tenkkring wat op die middel van die gewenste reeks ingestel is. Die LC-stroombaan sal ook die verwerping van seine buite u belangstelling verbeter, maar onthou dat dit nie die versterking van die versterker sal verbeter nie.

As u veral die baie lae frekwensies (VLF) interesseer, kan die lae frekwensie-respons van die versterker verbeter word deur die waardes van kondensators C1 en C3 te verhoog. (U moet met die waardes eksperimenteer.)
Hoewel 'n 9-volt battery is die aanbevole kragbron, moet die versterker goed werk met behulp van 6-15 volts. Die binnekant van die kabinet van die voltooide prototipe, met behulp van 'n 9-volt battery as die kragtoevoer, word getoon in Fig. 3.

Dele-uitleg
Probleme:
Stroomspanning vir 'n 9 volt kragbron word in die skematiese diagram getoon. Fig. 1. As die spanning in u eenheid meer as 20% verskil van dié in die skema, probeer om die weerstandswaardes te verander om die spanning in hul regte bereik te kry. As die spanningsval oor R8 byvoorbeeld slegs 0.3 volt meet, moet u die waarde van R4 verlaag (die presiese waarde hang van u af om uit te vind) om die basiese spanning en die kollektorstroom van Q3 te verhoog.

Die enigste kritiek spanning is dié oor R3 en R8. Prestasie moet goed wees as hulle selfs naby aan die persoon wat op die skematiese diagram waardes.

Aangesien dit die spanning van die hek na die bron (VGS) van 'n FET byna onmoontlik is, kan u die spanning teen R3 meet, want dit is dieselfde as VGS. Stel R3 se waarde daarvolgens aan, as die spanning nie binne die bereik van 0.8-1.2 volt is nie.

Beperkings:
Die gebruik van hierdie versterker bo 30 MHz word nie aanbeveel as gevolg van die skerp verlaagde gewin. Terwyl die maatskappy bo 30 MHz bereik kan word deur die gebruik van ingeskakel kringe in die plek van die resistiewe vragte, wat verandering is buite die bestek van hierdie artikel.

Wees versigtig wanneer u die FET (V1) hanteer. 'N Algemene oortuiging is dat FET's CMOS-toestelle is veilig teen statiese skade nadat dit in 'n stroombaan geïnstalleer is, of nadat dit op 'n rekenaarbord gemonteer is. Alhoewel dit waar is dat hulle beter beskerm word teen statiese elektrisiteit as dit in 'n stroombaan geïnstalleer word, is hulle steeds vatbaar vir skade deur statiese elektrisiteit; moet dus nooit aan die antenne raak voordat u uself op die grond aflaai deur aan 'n metaalaardige voorwerp te raak nie.

Kopiereg en Krediete:
Bron: “RE Experimenters Handbook”, 1990. Kopiereg © Rodney A.Kreuter, Tony van Roon, Radio Electronics Magazine, en Gernsback Publications, Inc. 1990. Uitgegee deur skriftelike toestemming. (Gernsback Publishing en Radio Electronics is nie meer in die besigheid). Dokumentopdaterings en -aanpassings, alle diagramme, PCB / uitleg geteken deur Tony van Roon. Internasionale wette oor kopiereg is uitdruklik verbode om op enige manier of in enige vorm van hierdie projek weer te plaas of te neem.