Antena gweithredol 1 i 20dB, ystod 1-30 MHz

Antena Actif 1 i 20dB, 1 30-amrywiaeth MHz.ganRodney A. KreuterandTony van Roon

“Pan fydd tynged neu gymdogion cas yn eich atal rhag llinyn antena sy'n derbyn gwifren hir, fe welwch y bydd yr antena maint poced hwn yn rhoi'r un derbyniad, neu hyd yn oed yn well. Mae'r “Antena Gweithredol” hwn yn rhad i'w adeiladu ”ac mae ganddo ystod o 1 i 30Mhz rhwng enillion 14 a 20dB."
Fneu dderbyniad tonnau byr pob amledd confensiynol, y rheol gyffredinol yw “po hiraf yr antena, y cryfaf yw'r signal a dderbynnir.” Yn anffodus, rhwng cymdogion cas, rheolau tai cyfyngol, a lleiniau eiddo tiriog ddim llawer mwy na stamp postio, byr yn aml mae antena tonnau tonnau yn troi allan i fod ychydig droedfeddi o wifren yn cael ei thaflu allan o'r ffenestr - yn hytrach na thraed 130 antena gwifren hir yr hoffem ni ei llinyn rhwng dau dwr 50-troedfedd.

Yn ffodus, mae dewis arall cyfleus yn lle'r antena gwifren hir, ac mae hynny'n antena gweithredol; sydd yn y bôn yn cynnwys antena fer iawn a mwyhadur ennill uchel. Mae fy uned fy hun wedi bod ar waith yn llwyddiannus ers bron i ddegawd. Mae'n gweithio'n foddhaol.

Mae'r cysyniad o antena gweithredol yn weddol syml. Gan fod yr antena yn gorfforol fach, nid yw'n rhyng-gipio cymaint o egni ag antena fwy, felly rydym yn syml yn defnyddio mwyhadur RF adeiledig i wneud iawn am y “colled” signal ymddangosiadol. Hefyd, mae'r mwyhadur yn darparu paru rhwystriant, oherwydd mae'r mwyafrif o dderbynyddion wedi'u cynllunio i weithio gydag antena 50-ohm.

Gellir adeiladu antenâu gweithredol ar gyfer unrhyw ystod amledd, ond fe'u defnyddir yn fwy cyffredin o VLF (10KHz neu fwy) i tua 30MHz. Y rheswm am hynny yw oherwydd bod antenâu maint llawn ar gyfer yr amleddau hynny yn aml yn llawer rhy hir ar gyfer y gofod sydd ar gael. Ar amleddau uwch, mae'n eithaf hawdd dylunio antena ennill uchel cymharol fach.

Mae'r antena gweithredol a ddangosir isod (Ffig. 1), yn darparu enillion 14-20dB ar amleddau tonnau byr a radio-amatur poblogaidd 1-30MHz. Fel y byddech chi'n ei ddisgwyl, yr isaf yw'r amledd, y mwyaf yw'r ennill. Mae enillion o 20dB yn nodweddiadol o 1-18 MHz, gan ostwng i 14dB yn 30MHz.

Cylchdaith Dylunio:
Oherwydd bod antenâu sy'n llawer byrrach na thonfedd 1 / 4 yn cyflwyno rhwystriant bach iawn ac adweithiol iawn sy'n ddibynnol ar yr amlder a dderbynnir, ni wnaed unrhyw ymdrech i gyd-fynd â rhwystriant yr antena - byddai'n profi'n rhy anodd a rhwystredig i gyfateb i rwystrau dros ddegawd. o gwmpas amledd. Yn lle, mae'r cam mewnbwn (Q1) yn ddilynwr ffynhonnell JFET, y mae ei fewnbwn rhwystriant uchel yn pontio nodweddion yr antena ar unrhyw amledd yn llwyddiannus. Er y gellir defnyddio llawer o wahanol fathau o JFETs - megis yr MPF102, NTE451, neu'r 2N4416 - cofiwch fod yr ymateb amledd uchel cyffredinol yn cael ei osod gan nodweddion y mwyhadur JFET.

Defnyddir transistor Q2 fel dilynwr allyrrydd i ddarparu llwyth rhwystriant uchel ar gyfer Q1, ond yn bwysicach fyth, mae'n darparu rhwystriant gyriant isel ar gyfer mwyhadur allyrrydd cyffredin Q3, sy'n darparu bob o enillion foltedd y mwyhadur. Paramedr pwysicaf Q3 yw fT, Uchel-amledd torri i ffwrdd, a ddylai fod yn yr ystod o 200 400-MHz. A 2N3904, neu 2N2222 yn gweithio'n dda ar gyfer Q3.

Y pwysicaf o baramedrau cylched Q3 yw'r cwymp foltedd ar draws R8: Po fwyaf yw'r gostyngiad, y mwyaf yw'r ennill. Fodd bynnag, mae'r band yn lleihau wrth i enillion Q3 gynyddu.

Mae transistor Q4 yn trawsnewid rhwystriant allbwn cymharol gymedrol Q3 yn rhwystriant isel, a thrwy hynny ddarparu gyriant digonol ar gyfer rhwystriant mewnbwn antena 50-ohm derbynnydd.

Active Antenna Sgematig Diagram

Rhestr a chydrannau rhannau eraill:

Lled-ddargludyddion:
      Q1 = MPF102, JFET. (2N4416, NTE451, ECG451, ac ati) Q2, Q3, Q4 = 2N3904, transistor NPN

Gwrthyddion:
Mae pob Gwrthyddion yn 5%, 1 / 4-wat
    R1 = 1 MegOhm R5 = 10K R2, R10 = 22 ohm R6, R9 = 1K R3, R11 = 2K2 R7 = 3K3 R4 = 22K R8 = 470 ohm

Cynwysorau (graddio o leiaf 16V):
   C1, C3 = 470pF C2, C5, C6 = 0.01uF (10nF) C4 = 0.001uF (1nF) C7, C9 = 0.1uF (100nF) C8 = 22uF / 16V, electrolytig

Rhannau Amrywiol a Deunyddiau:
  B1 = Batri alcalïaidd 9-folt S1 = switsh diffodd SPST J1 = Jack i gyd-fynd â (eich) cebl derbynnydd ANT1 = Antena chwip telesgopio (mownt sgriw), gwifren, gwialen bres (tua 12 ") MISC = deunyddiau PCB, lloc, deiliad batri, snap batri 9V, ac ati. 

Gall yr antena fod bron yn unrhyw beth; darn hir o wifren, gwialen weldio pres, neu antena telesgopig a achubwyd o hen radio. Mae antenau amnewid telesgopig ar gyfer radios transistor hefyd ar gael gan y mwyafrif o ddosbarthwyr a chyflenwyr rhannau electronig manwerthu.

Adeiladu:
Mae'r mwyhadur ar gyfer yr uned prototeip yn defnyddio bwrdd cylched printiedig (gweler isod). Gellir ymgynnull y mwyhadur ar fwrdd weirio tyllog (bwrdd vero), ond oherwydd bod rhai sensitifrwydd i gynllun y rhannau, rydym yn awgrymu'n gryf eich bod yn creu bwrdd cylched printiedig (PCB) ar gyfer canlyniadau gorau.

PCB Rhannau-Layout
Dangosir y diagram lleoliad rhannau yn Ffig. 2. Sylwch, er bod plwm negyddol (daear) y batri yn cael ei ddychwelyd i'r bwrdd PC, mae gan allbwn-jack J1 gysylltiad â daear y cabinet. Gwneir y cysylltiad daear rhwng y bwrdd PC a'r cabinet trwy'r standoffs metel neu'r gofodwyr a ddefnyddir i osod y bwrdd PC yn y lloc. Peidiwch â * NID * amnewid standoffs plastig neu ofodwyr oherwydd ni fyddant yn darparu cysylltiad daear rhwng y bwrdd PC, y cabinet, a J1. Os penderfynwch ddefnyddio cabinet plastig i gartrefu'r mwyhadur, gwnewch yn siŵr bod cysylltiad daear J1 yn cael ei ddychwelyd i'r ffoil ddaear sy'n rhedeg o amgylch ymyl allanol y bwrdd PC.

Mae antena telesgopig yn mowntio yng nghanol y bwrdd PC. O ochr ffoil y bwrdd, pasiwch ei sgriw mowntio trwy'r twll yn y bwrdd PC ac yna sodro pen y sgriw i'w bad ffoil. Ar gyfer inswleiddio a chefnogaeth, rydym yn defnyddio grommet plastig neu rwber rhwng yr antena a'r twll yng gorchudd y cabinet y mae'r antena yn mynd drwyddo. Mewn pinsiad, gellir amnewid sawl tro o dâp plastig o ansawdd da wedi'i lapio o amgylch siafft yr antena yn lle'r grommet rwber.

Os penderfynwch wneud darpariaethau ar gyfer antena weiren, gosodwch bost rhwymo 5-way ar y cabinet. Yna, gwnewch yn siŵr eich bod chi'n cysylltu darn byr o wifren rhwng pad ffoil yr antena a'r postyn rhwymo.

Addasiadau:
Os oes gennych ddiddordeb mewn ystod amledd llai na 1-30MHz, gellir disodli gwrthydd R1 â chylched tanc LC wedi'i diwnio i ganol yr ystod a ddymunir. Bydd y gylched LC hefyd yn gwella gwrthod signalau y tu allan i'ch ystod o ddiddordeb, ond cofiwch na fydd yn gwella enillion y mwyhadur.

Os mai'ch diddordebau penodol yw'r amleddau isel iawn (VLF), gellir gwella ymateb amledd isel y mwyhadur trwy gynyddu gwerthoedd cynwysyddion C1 a C3. (Bydd yn rhaid i chi arbrofi gyda'r gwerthoedd.)
Er mai batri 9-folt yw'r ffynhonnell bŵer a argymhellir, dylai'r mwyhadur weithio'n dda gan ddefnyddio foltiau 6-15. Dangosir y tu mewn i gabinet y prototeip gorffenedig, gan ddefnyddio batri 9-folt fel y cyflenwad pŵer, yn Ffig. 3.

Rhannau-Layout
Datrys Problemau:
Dangosir folteddau cylched ar gyfer cyflenwad pŵer 9-folt yn y diagram sgematig Ffig. 1. Os yw'r folteddau yn eich uned yn wahanol mwy na 20% i'r rhai yn y sgematig, ceisiwch newid gwerthoedd gwrthydd i gael y folteddau yn eu hystod briodol. Er enghraifft, os yw'r cwymp foltedd ar draws R8 yn mesur folt 0.3 yn unig, rhaid i chi ostwng gwerth R4 (chi sydd i gyfrif yr union werth) er mwyn cynyddu foltedd sylfaen Q3 a cherrynt y casglwr.

Yr unig folteddau critigol yw'r rhai ar draws R3 a R8. Dylai perfformiad fod yn iawn os ydyn nhw hyd yn oed yn agos at y gwerthoedd a ddangosir ar y diagram sgematig.

Gan ei bod bron yn amhosibl mesur y foltedd o'r giât i ffynhonnell (VGS) FET, gallwch fesur y foltedd sy'n bresennol ar draws R3, oherwydd ei fod yr un peth â VGS. Addaswch werth R3 yn unol â hynny, os nad yw'r foltedd o fewn ystod foltiau 0.8-1.2.

Cyfyngiadau:
Ni argymhellir defnyddio'r mwyhadur hwn uwchben 30 MHz oherwydd yr enillion sydd wedi'u lleihau'n sydyn. Er y gellir cyflawni uwchlaw 30 MHz trwy ddefnyddio cylchedau wedi'u tiwnio yn lle'r llwythi gwrthiannol, mae'r addasiad hwnnw y tu hwnt i gwmpas yr erthygl hon.

Cymerwch ofal wrth drin y FET (Q1). Cred gyffredin yw bod dyfeisiau FET yn ddyfeisiau CMOS sy'n ddiogel rhag difrod statig ar ôl cael eu gosod mewn cylched, neu ar ôl cael eu gosod ar fwrdd PC. Er ei bod yn wir eu bod yn cael eu diogelu'n well rhag trydan statig wrth eu gosod mewn cylched, maent yn dal i fod yn agored i niwed gan statig; felly peidiwch byth â chyffwrdd â'r antena cyn gollwng eich hun i'r ddaear trwy gyffwrdd â gwrthrych metelaidd wedi'i seilio.

Hawlfraint a Chredydau:
Ffynhonnell: “Llawlyfr Arbrofwyr AG”, 1990. Hawlfraint © Rodney A.Kreuter, Tony van Roon, Cylchgrawn Radio Electronics, a Gernsback Publications, Inc. 1990. Cyhoeddwyd trwy ganiatâd ysgrifenedig. (Nid yw Gernsback Publishing a Radio Electronics mewn busnes mwyach). Diweddariadau ac addasiadau dogfen, pob diagram, PCB / Cynllun wedi'i dynnu gan Tony van Roon. Mae ail-bostio neu gymryd graffeg mewn unrhyw ffordd neu ffurf ar y prosiect hwn wedi'i wahardd yn benodol gan gyfreithiau hawlfraint rhyngwladol.

Cliciwch yma i gyflwyno'ch adolygiad.


Cyflwyno eich adolygiad
* Maes Angenrheidiol

Trosglwyddydd CZH Fm
Ystafell No.1502 Adeilad HuiLan No.273 Huanpu Road Guang Zhou, Guang Dong, 510620 Tsieina
+ 86 13602420401
Share