Самодельные УКВ диапазонные антенные усилители

Для увеличения чувствительности радиоприемных средств - радиоприемников, телевизоров используют различные усилители высоких частот (УВЧ). Включенные между приемной антенной и входом радио- или телеприемника, подобные УВЧ увеличивают сигнал, поступающий от антенны (антенные усилители). Использование таких усилителей позволяет увеличить радиус уверенного радиоприема, в случае приемных в составе приемопередатчиков (радиостанций), позволяет увеличить дальность работы, либо при сохранении той же дальности уменьшить мощность излучения радиопередатчика.

На рис. 1 приведена схема широкополосного УВЧ на одном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером (ОЭ). В зависимости от используемого транзистора данная схема может успешно применяться до частот в сотни мегагерц. Значения используемых элементов зависят от частот (нижней и верхней) радиодиапазона.

Транзисторные каскады, включенные по схеме с общим эмиттером (ОЭ), обеспечивают сравнительно высокое усиление, но их частотные свойства относительно невысоки.

Транзисторные каскады с общей базой (ОБ), обладают меньшим усилением, чем транзисторные с ОЭ, но их частотные свойства лучше. Это позволяет использовать те же транзисторы, что и в схемах с ОЭ, но на более высоких частотах.


  • Катушка L1 – бескаркасная Ø4 мм содержит 2,5 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм.
  • Дроссель L2 – ВЧ дроссель 25 мкГн.
  • Дроссель L3 – ВЧ дроссель 100 мкГн.
  • Транзисторы КТ3101, КТ3115, КТ3132…

Монтаж усилителя выполняется на двустороннем стеклотекстолите навесным способом, длина проводников и площадь контактных площадок должны быть минимальны. При повторении схемы, необходимо предусмотреть тщательное экранирование устройства.

Если Вам понравилась публикация, поделитесь со своими друзьями в соцзакладках ниже...

1. Антенный усилитель УКВ – 1 (66 – 74) МГц.


2. Антенный усилитель УКВ – 2 (87,5 – 108) МГц.

Этот антенный усилитель, что мёртвому припарка, он усилит вам все помехи, перегрузит тракт приёмника, с ним можно вообще остаться без радиосвязи, так, по крайней мере, считают некоторые.Я всё равно кладу его в дорожную сумку рядом с приёмной антенной, когда выезжаю на полевые испытания приёмопередающей аппаратуры, так, на всякий случай, а вдруг поможет. Как ни странно – помогает.

Являясь замыкающим звеном в процессе испытаний, я оставляю его на потом, если дело пойдёт не так, то поможет и «припарка».

И автомобильчик, загруженный техникой, начинает удаляться от антенны передатчика установленной на штативе, всего в метре от земли, не самые лучшие условия для распространениярадиоволн. Устойчивая картинка монитора успокаивает, сотками метров отмечается пройденный путь. Три четверти пути уже пройдено. Сейчас начнётся, я заранее это уже знаю, телевизионная картинка начинает трястись и срываться, сопровождая потерю изображения шумом. Машина останавливается.

Это ещё не конец, - говорю я и, отстёгивая приёмник, выставляю его штыревую антенну в приоткрытое окошко автомобиля, шлейф проводов, тянущийся за ним, не даёт возможности приподнять антенну над крышей автомобиля. Металлический корпус машины, неизвестно каким составом покрытые стёкла, - нет ничего лучше свободного пространства для радиоволн, и в подтверждение моих мыслей, полная тишина устанавливается в автомобиле и только слышно уютное журчание двигателя. Даже не смотрю на монитор, и так всё ясно. Таким образом, выигрываю несколько сотен метров. Опять шум в ушах, и на экране и уже ничего не разобрать. Время установить направленную антенну, она в комплекте с трёхметровым кабелем, чтобы удобнее разместить и чтобы никому не мешала. Я кладу её к заднему стеклу автомобиля и опять слышу урчание двигателя. Уже не смотрю на пройденные метры, можно уже ставить зачёт, но знакомый шум нарастает.

А какая же получится максимальная дальность?

Я знаю, что это ещё не предел, 3 децибела потерялись в кабеле. В дело вступает антенный усилитель. Устанавливаю усилитель в антенну, навинчиваю ВЧ разъёмы. Одновременно со вспыхнувшим светодиодным индикатором появляется чёткая картинка на мониторе. Усилитель компенсировал потерю в кабеле, всего 6 дБ дополнительного усиления внёс в тракт приёма и при этом заузил полосу на входе приёмника, тем самым повысил помехоустойчивость тракта, поскольку сам усилитель ещё и селективный. Чувствительностьрадиоприёмника стала лучше, это видно по пропавшим шумам на изображении. Коэффициент шума одиночного транзистора в отдельном металлическом корпусе усилителя, который теперь отвечает за чувствительность, лучше на 0,5 дБ, чем такого же транзистора в корпусе приёмника, который уже успел нагреться от работающих микросхем, и поэтому шумит сильнее. Окрылённый успехом испытаний я беру ситуацию в свои руки.

Время поворачивать на базу, в три пятнадцать я должен выпить чашечку кофе. Это вошло в традицию, которую уже никто не может отменить.

Хотя эти измерения проходили на частотах более 1 ГГц, диапазонныеантенные усилители не раз спасали меня на частотах на порядок меньших, на радиовещательных и радиолюбительскихучастках УКВ диапазона.

Все усилители селективные, их задача подавить приём мешающих станций вне диапазона, улучшить параметры самого супергетеродинного приёмника, дополнительно подавив зеркальный канал (для диапазона УКВ – 1) и побочные и промежуточный каналы приёма, уменьшить влияние гетеродина приёмника на входную цепь, уменьшить влияние антенны на вход приёмника, (особенно это важнодля простых моделей радиоприёмников). Также их задача компенсировать потери и шумы самого кабеля, особенно это будет полезно при работе с длинным коаксиальным кабелем и на более высоких частотах УКВ диапазона, где в каждом метре снижения будет теряться 1 дБ. Они не перегрузят входной тракт приёмника, а только повысят его помехозащищённость, благодаря селективным свойствам, отсекут ненужные помехи, наведённые в антенне.

Коэффициент усиления антенных усилителей около 15 дБ.

Антенный усилитель УКВ – 1 (66 – 74) МГц.

С диапазонным (66 -74 МГц) антенным усилителем для канала УКВ 1 вы уже знакомы в статье Некоторая сложность схемы объясняется желанием обеспечить необходимую селективность для нормальной работы конвертера, и хотя «кашу маслом не испортишь», сам антенный усилитель можно упростить, хуже он от этого он не станет.

Для разнообразияя немного изменил саму конструкцию катушек и проверил их на макетах.

Полосовой фильтр на входе так и остался. Он сравнительно широкополосный, имеет полосу 8 МГц по уровню 3 дБ. Благодаря стильным катушкам в стиле ретро, более чем на 20 дБ подавляет мешающие каналы телевидения 56 МГц и радиопередатчиков в полосе
88 – 108 МГц при этом имеет потери менее 3-х дБ.

Упрощённый выходной Т-образный фильтр менее крут, хотя и добавляет к 20 дБещё 10 дБ селективных свойств. Имеет полосу в 1,5 раза шире входного полосового фильтра, поэтому на суммарную резонансную характеристику влияет слабо, а потери имеет менее 2-х дБ.

Регулировка контуров.

В ряде случаев, особенно при неблагоприятных условиях приема (дома, расположенные в низине, первые этажи зданий), желательно повысить как чувствительность, так и избирательность простого УКВ приемника. Это можно сделать, например, с помощью резонансного усилителя радиочастоты (УРЧ) с настроенной одновитковой рамочной антенной (рис. 1). Устройство пригодно для любых приемников без УРЧ, выпол-

ненных, скажем, на микросхеме К174ХА34 или К174ХА42.

Прием радиостанций ведется на рамочную антенну WA1, изготовленную из толстого (2...3 мм) медного провода в изоляции или без нее. Годится также коаксиальный кабель, у которого используется только оплетка. Периметр антенны - около 40 см, форма ее может быть круглая, квадратная, прямоугольная. Антенна одновременно служит катушкой индуктивности входного контура, в который входят и конденсаторы С1, С2.

На среднюю частоту диапазона контур настраивают подстроечным конденсатором С1. Совместно с С2 он образует емкостный делитель, согласующий антенну со входом усилителя, выполненного на СВЧ транзисторе VT1. Резистор R1 задает ток смещения базы, а резистор R2 стабилизирует режим транзистора по постоянному току и одновременно является элементом развязывающей цепочки R2C3, предотвращающей проникновение высокочастотных сигналов в источник питания.

В коллекторную цепь транзистора через катушку связи L1 включен контур L2C4, настроенный на среднюю частоту диапазона. Усиленный сигнал поступает с контура через конденсатор связи С5 на УКВ приемник, например, на вывод 12 микросхемы К174ХА34. Из-за низкого входного сопротивления микросхемы контур оказывается сильно за-шунтированным, добротность его невелика, поэтому перестройки по диапазо-

ну не требуется. Степень шунтирования зависит от емкости конденсатора связи - ее уменьшение повышает добротность контура.

Катушки наматывают одновременно, двумя сложенными вместе проводами ПЭЛШО 0,2-0,3 на каркасе диаметром 5,5 мм с подстроечником. В зависимости от диапазона (УКВ-1 или УКВ-2) и материала подстроечника (магнитодиэлектрик или латунь) катушки должны содержать 3...5 витков. Поскольку связь контура с рамочной антенной должна быть минималь-

ной во избежание самовозбуждения УРЧ, катушки лучше поместить в экран.

Другой вариант - намотать катушки на кольце из высокочастотного магни-тодиэлектрика. Хорошо подходит кольцо, изготовленное из центральной части половинки броневого магнитопрово-да СБ-1. Внешние части обламывают кусачками, а края получившегося кольца обрабатывают наждачной бумагой. Число витков остается прежним. Поскольку подстраивать индуктивность катушки на кольцевом магнитопроводе сложно, следует заменить конденсатор С4 подстроечным.

Возможен и третий вариант, практически полностью устраняющий опасность самовозбуждения УРЧ, - исключить контур, превратив усилитель в апериодический. Тогда вместо катушки L1 включают в коллекторную цепь транзистора резистор сопротивлением 470 Ом, а конденсатор С5 подключают к коллектору. Усиление в этом случае будет значительно меньше и не превысит нескольких единиц.

Конструктивно усилитель можно разместить либо в самом приемнике, либо вынести его к антенне. В первом случае рамочную антенну надо размещать внутри корпуса приемника, если позволят его габариты, или рядом с корпусом, например, так, как показано на рис. 2.

Если усилитель размещают около антенны (в стационарном варианте установки приемника), встает вопрос о соединительном кабеле. Коаксиальный нежелателен из-за дороговизны и низкого волнового сопротивления. Удобнее использовать ленточный УКВ кабель с волновым сопротивлением 240...300 Ом либо обычный телефон-


ный провод. Как это осуществить в апериодическом варианте усилителя, показано на рис. 3.

Антенные усилители применяют для увеличения дальности приема теле- и радиопередач, причем наибольший эффект дает применение антенных усилителей совместно с приемниками невысокого класса, чувствительность которых не ограничена внутренними шумами. В качестве антенных следует применять широкополосные апериодические усилители высоких и сверхвысоких частот. Это позволит принимать сигналы многих радиовещательных и телевизионных станций без каких-либо переключений в.самом антенном усилителе.


На рис. 47 изображена принципиальная схема простого антенного усилителя для радиовещательного приемника II или III класса с диапазонами длинных, средних и коротких волн (ДВ, СВ и KB). Этот усилитель описан в журнале чехословацких радиолюбителей и собран на трех кремниевых высокочастотных транзисторах. Усилитель обеспечивает равномерное усиление напряжения сигнала на входе приемника в 3—4 раза (на 10—15 дБ) и требует для своей работы постоянного напряжения 9—12 В при потребляемом токе не более 8 мА.


Особенностью усилителя является включение первого каскада на транзисторе Т1 по схеме с общим эмиттером, а двух других (транзисторы Т2 и T3)—по схеме с общим коллектором.



Это сделано для повышения устойчивого усиления при колебаниях напряжения питания и температуры окружающего воздуха. Выравнивание усиления на различных диапазонах достигается применением двух общих отрицательных обратных связей (цепи R3С4 и R7C3). Использование транзисторов с большой граничной частотой позволяет получить нужное усиление при непосредственной связи между транзисторами без применения катушек индуктивности. При этом усиление на самых низких частотах выравнивается в результате влияния емкостного сопротивления конденсатора С3, а на самых высоких, т. е. на коротких, волнах ввиду действия цепочки R5С4. В усилителе можно применить транзисторы KT3I5B или КТ315Г, резисторы типа ВС-0,12 или МЛТ-0,25 и конденсаторы типа КЛС-1 (кроме С4, который должен быть типа КТ-1a). Усилитель собирают на печатной плате с размерами 40X60 мм. Плату заключают в металлический экран для устранения действия на усилитель различных наводок. Питание его осуществляется от гальванической батареи, когда он находится в помещении, рядом с приемником, либо от выпрямителя с хорошим подавлением пульсации, если усилитель размещается вблизи наружной антенны. Налаживание усилителя сводится к подбору сопротивления резистора R4, при котором обеспечиваются указанные на рис. 47 режимы работы транзисторов. В случае большой неравномерности усиления на различных диапазонах необходимо подобрать детали цепей обратных связей, указанных выше. На рис. 48 приведена принципиальная схема простого широкополосного апериодического антенного усилителя, предназначенного для значительного улучшения чувствительности несложных всеволновых приемников и приемников коротковолновиков-наблюдателей. Усилитель выполнен на транзисторах Т1 и Т2. Его вход может быть подключен к комнатной антенне или фидеру наружной антенны, а выход —к антенному гнезду основного приемника. При работе от фидера используется дополнительная катушка индуктивности L1, которая вместе с конденсатором C1 и резистором Rz образует дополнительный согласующий фильтр. Наружная антенна должна иметь грозовую защиту. Волновое сопротивление фидера наружной антенны может быть в пределах от 100 до 500 Ом. Полоса усиливаемых частот перекрывает диапазон длинных, средних и коротких волн вплоть до 30 МГц. Широкополосность усилителя обусловлена применением в нем транзисторов с граничной частотой более 200 МГц и наличием корректирующего дросселя L2, а также действием отрицательной обратной связи (цепь R8C5). —


Антенный усилитель, изображенный на схеме рис. 48,


описан на страницах журнала американских радиолюбителей и рассчитан на использование в нем транзисторов, выпускаемых в США. Но его можно собрать на отечественных транзисторах КТ315Г или КТ336 с любыми буквенными индексами. Индуктивность катушек должна быть равна 1 мГ для L1 и 200 мкГ для L2. В случае возникновения самовозбуждения на коротких волнах необходимо включить параллельно резистору R10 дополнительный конденсатор емкостью 20 пФ.




Налаживание этого усилителя заключается в подборе такого ползунка переменного резистора R3, при котором наблюдается наиболее равномерное улучшение чувствительности приемника на всех диапазонах.


На рис. 49 приведена принципиальная схема антенного усилителя для телевизионного приемника , работающего на 6—12 каналах, т. е. в полосе частот 150—210 МГц, и усиливающего сигнал в среднем на 18—20 дБ. В усилителе использованы три транзистора, включенных по схеме с общим эмиттером и резистивно-емкостной межкаскадной связью. Эти транзисторы имеют граничную частоту около 1000 МГц и дают усиление 5—7 дБ на частоте 500 МГц.


Усилитель собран на монтажной плате размерами 50X80 мм. Размещение всех деталей должно геометрически повторять начертание принципиальной схемы рис. 49. В случае необходимости полоса пропускания усилителя может быть смещена в сторону более низших частот. Сделать это можно путем увеличения емкости переходных (С1 С3, С5, С7) и шунтирующих (С4, С6, С8) конденсаторов примерно в одно и то же число раз, ио не более трех. При этом усиление сигнала должно возрасти дополнительно на 4—6 дБ. Дальнейшее уменьшение частоты усиливаемых сигналов может вызвать самовозбуждение усилителя.




Антенный усилитель, схема которого дана на рис. 49 , был неоднократно описан на страницах радиолюбительских журналов Франции, США, Бразилии и ряда других стран. Он рассчитан на применение транзисторов, выпускаемых в США, но его можно собрать на отечественных транзисторах типов КТ325А—КТ325В или ГТ311Е, ГТ341А.


Конденсатор С2 может быть типа КЛС-1, все остальные — КТ-1а.


Режим работы транзисторов Т1—Т3 устанавливают, подбирая сопротивления резисторов R1, R4, R7 соответственно.


Усилитель может работать при напряжении питания от 4,5 до 12 В, причем, когда это напряжение равно 9 В, он потребляет ток около 30 мА, т. е. примерно 10 мА на каскад.

Васильев В. А. Зарубежные радиолюбительские конструкции. М., «энергия», 1977.

Для увеличения чувствительности радиоприемных средств - радиоприемников, телевизоров, радиопередатчиков используют различные усилители высоких частот (УВЧ). Помещенные между приемной антенной и входом радио или телеприемника, подобные схемы УВЧ увеличивают сигнал, поступающий от антенны (антенные усилители). Использование таких усилителей позволяет увеличить радиус уверенного радиоприема, в случае радиостанций (приемо-передающих устройств -приемопередатчиков) либо увеличить дальность работы, либо при сохранении той же дальности уменьшить мощность излучения радиопередатчика.

На рис.2.1 приведены примеры схем УВЧ, часто используемых для увеличения чувствительности радиосредств. Значения используемых элементов зависят от конкретных условий: от частот (нижней и верхней) радиодиапазона, от антенны, от параметров последующего каскада, от напряжения питания и т.д.

На рис.2.1 .а приведена схема широкополосного УВЧ на одном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером (ОЭ). В зависимости от используемого транзистора данная схема может успешно применяться до частот в сотни мегагерц.

Необходимо напомнить, что в справочных данных на транзисторы приводятся предельные частотные параметры. Известно, что при оценке частотных возможностей транзистора для генератора, достаточно ориентироваться на предельное значение рабочей частоты, которое должно быть. как минимум, в два-три раза ниже предельной частоты, указанной в паспорте. Однако для ВЧ-усилителя, включенного по схеме ОЭ, предельную паспортную частоту уже необходимо уменьшать, как минимум, на порядок и более.


Рис.2.1. Примеры схем УВЧ.

Радиоэлементы для схемы на рис.2.1.а:

Я 1=51 к (для кремниевых транзисторов), R2=470. R3=100, R4=30-100;

С1=10-20, С2=10-50. С3=10-20, С4=500-3н;

Т1 - кремниевые или германиевые ВЧ-транзисторы, например, КТ315, КТ3102, КТ368, КТ325, ГТ311 и т.д.

Значения конденсаторов приведены для частот УКВ-диапазона.

Конденсаторы типа КЛС. КМ, КД и т.д.

Транзисторные каскады, как известно, включенные по схеме с общим эмиттером (ОЭ), обеспечивают сравнительно высокое усиление, но их частотные свойства относительно невысоки.

Транзисторные каскады, включенные по схеме с общей базой (ОБ), обладают меньшим усилением, чем транзисторные схемы с ОЭ, но их частотные свойства лучше. Это позволяет использовать те же транзисторы, что и в схемах с ОЭ, но на более высоких частотах.

На рис. 2.1.6 приведена схема широкополосного УВЧ на одном транзисторе, включенном по схеме с общей базой. В коллекторной цепи (нагрузка) включен LC-контур. В зависимости от используемого тран- V зистора данная схема может успешно применяться до частот в сотни мегагерц.

Радиоэлементы для схемы на рис.2.1.6:

Rl=lK, R2=10K. К3=15к. R4=51 (для напряжения питания ЗВ-5В). Р4=500-3к (для напряжения питания 6В-15В);

С1=10-20, С2=10-20, С3=1н, С4=1н-3н;

Т1 - кремниевые или германиевые ВЧ-транзисторы, например, КТЗ 15. КТЗ 102. КТ368. КТ325. ГТЗ 11 и т.д.

Значения конденсаторов и контура приведены для частот УКВ-диа- j пазона.

L1 - 6-8 витков ПЭВ 0.51, латунные сердечники длиной 8 мм с резьбой МЗ, отвод от 1/3.

На рис. 2.1. в приведена еще одна схема широкополосного УВЧ на одном транзисторе, включенном по схеме с общей базой. В коллекторной цепи включен ВЧ-дроссель. В зависимости от используемого транзистора данная схема может успешно применяться до частот в сотни мегагерц.

Радиоэлементы:

Rl=lK, Р2=33к. R3=20K, К4=2к (для напряжения питания 6В): .

С1=1н. С2=1н, С3=10н, С4=10н-33н:

Т1 - кремниевые или германиевые ВЧ-транэисторы, например, j КТ315, КТ3102. КТ368, КТ325, ГТ311 и т.д.

Значения конденсаторов и контура приведены для частот СВ-, КВ-диапазона. Для более высоких частот, например, для УКВ-диапазона, значения емкостей должны быть уменьшены. В этом случае могут быть использованы дроссели Д01.

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д.

L 1 - дроссели, для СВ-диапаэона это могут быть катушки на кольцах 600НН-8-К7х4х2, 300 витков провода ПЭЛ 0.1.

Большее значение коэффициента усиления может быть получено за счет применения многотранзисторных схем. Это могут быть различные схемы, например, выполненные на основе каскодного усилителя ОК-ОБ на транзисторах разной структуры с последовательным питанием. Один из вариантов такой схемы УВЧ приведен на рис.2.1 .г. Данная схема УВЧ обладает значительным усилением (десятки и даже сотни раз), однако каскодные усилители не могут обеспечить значительное усиление на высоких частотах. Такие схемы, как правило, применяются на частотах ДВ- и СВ-диапаэона. Однако при использовании транзисторов сверхвысокой частоты и тщательном исполнении такие схемы могут успешно применяться до частот в десятки мегагерц. Радиоэлементы:

К1=33к, Р2=33к, R3=39K, К4=1к, R5=91, Р6=2.2к;

С1=10н, С2=100, С3=10н, С4=10н-33н, С5=10н;

Т1 -ГТ311, КТ315. КТ3102, КТ368, КТ325 и т.д.

Т2 - ГТ313, КТ361, КТ3107 и т.д.

Значения конденсаторов и контура приведены для частот СВ-диапа-зона. Для более высоких частот, например, для КВ-диапазона, значения емкостей и индуктивность контура (число витков) должны быть соответствующим образом уменьшены.

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д.

L1 - для СВ-диапазона содержит 150 витков провода ПЭЛШО 0.1 на каркасах 7 мм, подстроечники М600НН-3-СС2,8х12.

При настройке схемы на рис.2.1.г необходимо подобрать резисторы Rl, R3 так, чтобы напряжения между эмиттерами и коллекторами транзисторов стали одинаковыми и составили 3 В при напряжении питания схемы 9 В.

Использование транзисторных УВЧ позволяет усиливать радиосигналы. поступающие от антенн, в теледиапазонах - метровые и дециметровые волны. При этом наиболее часто применяются схемы антенных усилителей, построенные на основе схемы 2.1 .а.

Пример схемы антенного усилителя для диапазона частот 150-210 МГц приведена на рис.2.2.а. Радиоэлементы:

R1=47K, R2=470, R3=110, К4=47к, R5=470, R6=110. R7=47n, R8=470. R9=110,R10=75;

C1=15, С2=1н, С3=15, С4=?22, С5=15, C6=22, C7=15, C8=22;

T1,T2,T3 - 1Т311(Д,Л), ГТ311Д, ГТ341 или аналогичные.

Полосу частот данного антенного усилителя можно расширить в области низких частот соответствующим увеличением емкостей, входящих в состав схемы.

Радиоэлементы для варианта антенного усилителя для диапазона 50-210МГц:

R1=47K, R2=470, R3=110, Р4=47к. R5=470, R6=110. Р7=47к, R8=470. R9=110,R10=75:

C1=47, С2=1н. C3=47, C4=68, C5=47. C6=68, C7=47, C8=68.

T1,T2,T3 - ГТ311А, ГТ341 или аналогичные.

Конденсаторы типа KM, КД и т.д.

При повторении данного устройства необходимо соблюдать все требования, предъявляемые к монтажу ВЧ-конструкций: минимальные длины соединяющих проводников, экранирование и т.д.

Антенный усилитель, предназначенный для использования в диапазонах телевизионных сигналов (и более высоких частот) может перегружаться сигналами мощных СВ-, KB-, УКВ-радиостанций. Поэтому широкая полоса частот может быть неоптимальной, т.к. это может мешать нормальной работе усилителя. Особенно это сказывается в нижней области рабочего диапазона усилителя. Для схемы приведенного антенного усилителя это может быть существенно, т.к. крутизна спада усиления в нижней части диапазона сравнительно низка.

Повысить крутизну амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) данного антенного усилителя можно применением фильтра верхних частот 3-го порядка. Для этого на входе указанного усилителя можно применить дополнительную LC-цепь.

Схема подключения дополнительного LC-фильтра верхних частот к антенному усилителю приведена на рис.2.2.б.

Параметры дополнительного фильтра (ориентировочные):

L - 3-5 витков ПЭВ-2 0.6, диаметр намотки 4 мм.

Настройку полосы частот и формы АЧХ целесообразно проводить с



Рис.2.2. Схема антенного усилителя МВ-диапазона.

помощью соответствующих измерительных приборов (генератор качающейся частоты и т.д.). Форму АЧХ можно регулировать изменением величин емкостей С, С1, изменением шага между витками L1 и числа витков.

Используя описанные схемотехнические решения и современные высокочастотные транзисторы (сверхвысокочастотные транзисторы - СВЧ-транзисторы) можно построить антенный усилитель ДМВ-диапазона. Этот усилитель можно использовать как с УКВ-радиоприемником, например, входящим в состав УКВ-радиостанции, или совместно с телевизором.

На рис.2.3 приведена схема антенного усилителя ДМВ-диапачона.

Полоса частот 470-790 МГц, усиление - 30 дБ, коэффициент шума -3 дБ, Входное и выходное сопротивления - 75 Ом, ток потребления - 12 мА. Одной из особенностей данной схемы является подача напряжения питания на схему антенного усилителя по выходному кабелю, по которому осуществляется подача выходного сигнала от антенного усилителя к приемнику радиосигнала - УКВ-радиоприемника. например, приемника УКВ-радиостанции или телевизора.

Антенный усилитель представляет собой два транзисторных каскада. включенных по схеме с общим эмиттером. На входе антенного усилителя предусмотрен фильтр верхних частот 3-го порядка, ограничивающий диапазон рабочих частот снизу. Это увеличивает помехозащищенность антенного усилителя. Радиоэлементы:

К1=150к, R2=1.K. R3=75K. R4=680:

C1=3.3, С10=10, С3=100, С4=6800, С5=100,

Т1.Т2 - КТ3101А-2, КТ3115А-2. КТ3132А-2.

Конденсаторы С1.С2 типа КД-1, остальные - КМ-5 или К10-17в.

L1 - ПЭВ-2 0.8 мм, 2.5 витка, диаметр намотки 4 мм.

L2 - ВЧ-дроссель, 25 мкГн.

На рис.2.3.6 приведена схема подключения антенного усилителя к антенному гнезду ТВ-приемника (к селектору ДМВ-диапазона) и к дистанционному источнику питания 12 В. При этом, как видно из схемы, питание на схему подается через коаксиальный кабель, используемый и для передачи усиленного ДМВ-радиосигнала от антенного усилителя к приемнику - УКВ-радиоприемнику или к телевизору. Радиоэлементы подключения, рис.2.3.6:

L3 - ВЧ-дроссель. 100 мкГн.



Рис.2.3. Схема антенного усилителя ДМВ-диапазона, б - схема подключения.

на двустороннем стеклотекстолите СФ-2 навесным способом, длина проводников и площадь контактных площадок - минимальные, необходимо предусмотреть тщательное экранирование устройства. Регулировка:

токи коллекторов регулируются R1 и R3, Т1 - 3.5 мА, Т2 - 8 мА;

форму АЧХ можно регулировать подбором С2 в пределах 3-10 пФ и изменением шага между витками L1. И коротко об антеннах.

Хорошая антенна - одно из основных условии эффективной работы радиосредств: передатчиков, радио и телеприемников. Существуют разные антенны и их конструированию и эксплуатации посвящены специализированные издания. Здесь же необходимо отметить некоторые основные положения.

Антенны для передатчиков.

Простейшая антенна - штырь из толстой медной проволоки. Удобно в качестве штыревой антенны использовать телескопическую антенну. Оптимальная длина антенны данного типа соответствует четверти длины радиоволны (L/4, где L - длина волны ВЧ-иэлучения). Например, для частоты 74 МГц (верхняя частота отечественного УКВ-диапазона) длина антенны передатчика - 1 м, для частот 87-108 МГц - 0.6-0.8 м, для частоты 144-145 МГц - 0.5 м, для 430 МГц - 15 см, а для 900 МГц - 7-8 см. Однако для диапазона 27 МГц четверть длины волны составляет примерно 2.5 м. Антенна такой величины, конечно, неудобна в эксплуатации. В этом случае приходится уменьшать ее длину, но при этом используют различные схемотехнические решения, компенсирующие данное уменьшение.

При уменьшении длины штыревой антенны менее оптимальной величины излучаемая мощность уменьшается, а ток выходного каскада передатчика может значительно увеличиться. Это уменьшает мощность излучения, эффективность работы (отношение мощности излучения к мощности потребления энергии от источника питания), дальность, время функционирования автономного источника питания (сухих элементов, аккумуляторов), увеличивает нагрев выходного транзистора, что может привести к выходу его из строя и прекращению работы передатчика.

Антенну необходимо согласовывать с выходным каскадом радиопередатчика. Для мощного передатчика использование несогласованной антенны или его включение вообще без антенны (без нагрузки) может привести к выходу из строя транзистора оконечного каскада передатчика.



Рис.2.4. Схемы измерителей, используемых для настройки антенн передатчиков.

Согласование антенны с выходным каскадом передатчика осуществляется с помощью специальных LC-фильтров различной конструкции. , Это может быть, например, П-фильтр. Меняя величины емкостей и ин-дуктивностей (одной или нескольких) выходного (согласующего) фильт- ра добиваются максимальной величины излучаемой мощности. J

Кроме этого в радиопередатчиках и радиостанциях вместо традици- онных штыревых антенн используют антенны других конструкций, позволяющие уменьшить их физические размеры. Например, применяют спиральные антенны, отличающиеся значительно меньшими габаритами, чем телескопические. Это особенно важно для сравнительно низ- i ких частот, например, для диапазона 27 МГц. ¦

Контроль величины излучаемой мощности при согласовании (при настройке) выходного фильтра можно выполнить с помощью специ- ¦ альных схем-индикаторов. Данные схемы предназначены для измерения напряженности ВЧ-поля, генерируемого излучающей антенной ра- * диопередатчика. Антенну измерителя сначала располагают вблизи с антенной передатчика. По мере настройки излучающей антенны (согласования) передатчика и роста мощности излучения необходимо постепенно удалять антенну индикатора-измерителя напряженности ВЧ-поля от антенны передатчика.

Примеры схем индикаторов-измерителей, облегчающих процесс настройки передатчиков, приведены на рис.2.4:

на рис.2.4.а - простейшая схема (С1=10, С2=1н; D1.D2 - Гp.50^).

на рис.2.4.6 - схема с усилителем на ОУ (С1=10, С2=1н; D1.D2 -ГД507, R1=100K-1M, R2=100-lK, К3=10к-100к, К4=100-10к, R5=100-Юк, ОУ - любой, например, серии 140, R3 - установка коэффициента усиления, R5 - установка нуля). Второе устройство обладает значительно большей чувствительностью.

Использование индикаторов-измерителей.

Использование данных устройств, как это уже отмечалось, сводится к достижению максимальных показаний измерительных приборов в процессе согласования антенн передатчиков (настройки фильтров согласования). При этом на начальном этапе настройки антенны передатчика обе антенны - передатчика и индикатора, как уже отмечалось, располагают в непосредственной близости друг к другу. В дальнейшем по мере роста мощности излучения (в процессе настройки) расстояние между антеннами постепенно увеличивают. Антенны для приемников.



Рис.2.5. Схемы подключения к антенне нескольких приемников (УКВ и ТВ):

б - трех и более,

в - двух при низком затухании сигнала.

Для низких частот (ДВ-, СВ-, реже КВ-диапазон), как правило, используют - магнитные антенны (входные контурные катушки на ферритовых стержнях), для высоких частот (KB-, УКВ-диапазон) - телескопические антенны (в простейших случаях) и различные сложные антенные конструкции (чаще для ТВ-приемников).

Как правило, согласование штыревой антенны не представляет большой проблемы. Основная задача - обеспечить минимальное влияние антенны на параметры входного контура приемника - радиоприемника и телевизора. Но при этом необходимо передать от антенны на вход приемника максимальное значение полезного сигнала. С повышением частоты радиосигнала сложность этой проблемы возрастает. Усложняется схема согласующего устройства и при увеличении числа потребителей (радиоприемников) сигнала от антенны.

Необходимость в согласующих устройствах - распределителях сигналов от антенн обусловлена не только стремлением передать максимальные величины (части) полезных сигналов на приемники, но и минимизировать взаимное влияние приемников друг на друга.

На рис.2.5. приведены схемы согласования антенн с несколькими приемниками: УКВ-радиоприемниками и телевизорами. Соединение с антенной производится с помощью стандартного 75-омного коаксиального кабеля. Согласование антенны с несколькими приемниками радиосигналов возможно как с помощью достаточно простых реэистив-ных делителей, так и с помощью достаточно сложных схем, использующих в своем составе ВЧ-трансформаторы, ВЧ-дроссели и т.д.

На рис.2.5.а представлена схема оптимального подключения к антенне двух приемников (УКВ-радиоприемников и телевизоров) с помощью делителя на резисторах.

На рис. 2.5. б приведена схема оптимального подключения к антенне трех и более приемников (УКВ-радиоприемников и телевизоров) с помощью делителя на резисторах.

Схема согласования антенны и нескольких приемников с помощью делителя на резисторах, конечно, проста, но значительно ослабляет полезный сигнал. Это нередко требует последующего усиления с помощью антенного усилителя. Ослабление сигнала от антенны может быть уменьшено при использовании соответствующих схем-согласователей с ВЧ-трансформаторами.

На рис.2.5.в представлена схема оптимального подключения к антенне двух приемников (УКВ-радиоприемников и телевизоров) с помощью схемы, использующей ВЧ-трансформаторы. Данная схема обеспечивает передачу от антенны на приемники сигналов большей величины (большей доли) радиосигнала, т.е. согласование с антенной сопровождается меньшими потерями полезного сигнала.

Похожие статьи

© 2019 evently.ru. Все о канализации и водоснабжении.