Делаем рамочную активную антенну для простых коротковолновых радиоприемников.
Есть ли возможность слушать эфир людям, у которых нет места для установки больших, полноразмерных антенн? Один из выходов- рамочная активная антенна, установленная прямо на столе, возле радиоприемника.
О практическом изготовлении подобной антенны и будет рассказано в этой статье…
Итак, малогабаритная рамочная активная антенна, это антенна состоящая из одного или нескольких витков медного провода (трубки) или даже коаксиального кабеля. В сети есть предостаточно примеров таких антенн.
Свою антенну я изготовил в виде вертикальной конструкции, которая устанавливается на столе возле радиоприемника. Рамочная активная антенна представляет собой этакую большую катушку индуктивности, изготовлена из медного провода диаметром 1,2 мм и содержит четыре витка. Количество витков выбрано наобум)). Диаметр изготовленной рамочной антенны примерно 23 см:
Для уменьшения собственной емкости витки антенны намотаны с шагом 10 мм. Для поддержания постоянства шага намотки, а также придания всей конструкции необходимой жесткости применены промежуточные распорки, изготовленные из стеклотекстолита толщиной 2 мм. Эскиз распорок приводится ниже:
Так выглядит промежуточная распорка в антенне:
Для придания устойчивости все этой конструкции применены опорные стойки, также изготовленные из стеклотекстолита,и которые служат как бы ножками антенны:
Медный провод продевается в соответствующие отверствия распорок и стоек, и фиксируется в них капелькой цианакрилатного клея.
Так выглядит стойка в изготовленном экземпляре антенны:
Общий вид изготовленной антенны:
Ради интереса подключил изготовленную рамочную антенну к антенному анализатору АА-54.
Обнаружился собственный резонанс антенны на частоте 14,4 МГц.
На фото ниже дисплей антенного анализатора АА-54 в момент измерения параметров рамочной антенны на частоте резонанса:
Как видим, импеданс антенны на частоте 14,4 МГц составляет 13,5 Ом, активное сопротивление-7,3 Ома, реактивное сопротивление относительно небольшое-минус 11,4 Ома и носит емкостной характер.
Индуктивность рамочной антенны (а она, собственно, и представляет собой катушку индуктивности) составила 7,2 мкГн.
Это все, что касается изготовления и параметров собственно рамочной антенны.
Но, поскольку антенна активная, значит в ее составе имеется и антенный усилитель.
При выборе схемы антенного усилителя руководствовался принципом подобрать что-либо не слишком заумное и сложное, и простое в изготовлении.
Гугл, как всегда, вывалил гору схем)) Не долго думая, выбрал одну из них, которая мне показалась интересной.
Схема этого антенного усилителя была опубликована еще где-то в начале 2000-х годов в одном из зарубежных журналов. Мне этот усилитель показался интересным с той точки зрения, что он имеет симметричный вход-как раз подходящий для моей рамочной антенны.
Принципиальная схема антенного усилителя:
В оригинале в этом усилителе были применены транзисторы серии BF- что-то типа BF4**.
В наличии таких не оказалось, поэтому собрал усилитель из того, что было под рукой-2N3904, 2N3906, S9013.
Собственно, усилительный каскад собран на транзисторах VT1VT2. На транзисторе VT3 собран эмиттерный повторитель для согласования высокого выходного сопротивления усилителя с относительно невысоким входным сопротивлением радиоприемников.
Усилитель питается напряжением 6 В. Режимы работы транзисторов устанавливаются подбором резистора R3. Напряжения на электродах транзисторов указаны на схеме.
Усилитель заработал практически сразу. Попробовал было установить в этом усилителе транзисторы КТ315,Кт361-но эффективность работы его сразу заметно ухудшилась, поэтому от такого варианта отказался. Антенный усилитель я собрал на монтажной плате, но, подготовил и печатную плату для него:
В качестве приемника для натурных испытаний активной рамочной антенны с усилителем был выбран
Подключив выход антенного усилителя ко входу приемника и включив питание, сразу отметил увеличение уровня шума. Это и не удивительно-антенный усилитель вносит свой вклад…
Последним этапом испытаний было подключение собственно рамочной антенны ко входу антенного усилителя и попробовать принять какие-либо сигналы с эфира..
И это удалось! Хорошо слышны много станций работающих с однополосной модуляцией на диапазоне 40 м. Понятно, что станции слышны не так громко как на полноразмерную антенну. Да и нельзя сравнивать нормальную антенну с рамочной антенной, находящейся рядом с приемником. Также при работе активной рамочной антенны наблюдается несколько повышенный уровень шумов. С этим нужно мириться- это плата за малогабаритность. Также желательно такую антенну располагать подальше от всевозможных источников помех- зарядки, энергосберегающие лампочки, сетевое оборудование и т. п.
Выводы : такая антенна вполне себе имеет право на жизнь, станций принимает достаточно много. Для тех, у кого нет возможности повесить большую, длинную антенну, это может быть выходом из ситуации.
Видео демонстрации работы рамочной активной антенны на диапазоне 7 МГц:
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...
Чем больше я познаю современную элементную базу, тем больше удивляюсь тому, как просто сейчас делать такие электронные устройства, о которых раньше можно было только мечтать. К примеру, антенный усилитель, о котором пойдет речь, имеет рабочий диапазон частот от 50 МГц до 4000 МГц. Да, почти 4 ГГц! Во времена моей молодости о таком можно было просто мечтать, а сейчас такой усилитель на одной крохотной микросхеме может собрать даже начинающий радиолюбитель. Причем не имеющий опыта работы со сверх высокочастотной схемотехникой.
Представленный ниже антенный усилитель необычайно прост в изготовлении. Имеет хороший коэффициент усиления, низкий уровень шума и низкий ток потребления. Плюс очень широкий диапазон работы. Да, ещё и миниатюрный размер, благодаря которому его можно встроить куда угодно.
Где можно применить универсальный антенный усилитель?
Да практически где угодно в широком диапазоне 50МГц – 4000МГц.- - Как усилитель сигналов телевизионной антенны для приема как цифровых, так и аналоговых каналов.
- - Как антенный усилитель для FM приемника.
- - др.
Характеристики антенного усилителя
- Рабочий диапазон: 50 МГц – 4000 МГц.
- Усиление: 22,8 дБ - 144 МГц, 20,5 дБ - 432 МГц, 12,1 дБ - 1296 МГц.
- Коэффициент шума: 0,6 дБ - 144 МГц, 0,65 дБ - 432 МГц, 0,8 дБ - 1296 МГц.
- Ток потребления порядка 25 мА.
Малошумящий усилитель отлично себя зарекомендовал. Низкий ток потребления вполне себя оправдывает.
Так же микросхема отлично выдерживает высокочастотные перегрузки без потери характеристик.
Изготовление антенного усилителя
Схема
В схеме используется микросхема фирмы RFMD SPF5043Z, которую можно купить на - .По сути вся схема - это микросхема усилитель и фильтр для ее питания.
Плата усилителя
Плату можно сделать из фольгированного текстолита, даже без травления, как это сделал я.
Берем двух сторонний фольгированный текстолит и выпиливаем прямоугольник размером примерно 15х20 мм.
Затем, перманентным маркером рисуем по линейке разводку.
А дальше хотите травите, а хотите вырезайте дорожки механически.
Далее все залуживаем паяльником и припаиваем SMD элементы типоразмера 0603. Нижнюю сторону платы фольги замыкаем на общий провод, тем самым экранируем подложку.
Настройка и испытание
Настойка не требуется, можно конечно замерить входное напряжение, которое должно быть в пределах 3,3 В и потребляемый ток примерно равен 25 мА. Так же если вы работаете в диапазоне выше 1 ГГц, то возможно, потребуется согласовать входной контур, уменьшением конденсатора до 9 пФ.Подключаем плату к антенне. Проверка показала хорошее усиление и низкий уровень шума.
Будет очень хорошо, если разместить плату в экранированном корпусе, типа такого.
Плату уже готового усилителя можно купить на , но стоит она же в разы дороже, чем микросхема отдельно. Так что лучше заморочиться как мне кажется.
Дополнение схемы
Для питание схемы требуется напряжение 3,3 В. Это не совсем удобно, к примеру, если использовать усилитель в автомобиле с напряжением бортовой сети 12 В.
Для этих целей можно ввести в схему стабилизатор.
Подключение усилителя к антенне
По расположению, усилитель следует располагать в непосредственной близости у антенны.Для защиты от статики и гроз желательно, чтобы антенна была бы замкнута по постоянному току, то есть нужно использовать петлевой или рамочный вибратор. Антенна типа « » будет отличным вариантом.
Сужение полосы пропускания ФОС
Микрофонный усилитель с АРУ
Схема резонансного усилителя на К174ПС1
Диапазон частот 0,2...200 мгц определяется выбором контура L. Коэффициент передачи не менее
20 дБ. Глубина АРУ не менее 40 дБ.
S-метр на светодиодах
Подключают S-метр на вход УНЧ, до регулятора громкости. Настройка заключается в замене резисторов R9 и R10 одним подстроечным резистором, для уточнения номиналов этого делителя.
ФНЧ для транзисторного усилителя мощности КВ
радиостанции
Предлагаемый ФНЧ работает совместно с транзисторным усилителем мощности в диапазоне частот от 1,8 до 30 мгц при выходной мощности не более 200 вт.
Катушки индуктивности ФНЧ бескаркасные и намотаны виток к витку проводом ПЭВ-2 диаметром 1,2 мм на диапазоны 14; 18; 21; 24,5; 28 мгц и проводом ПЭВ-2 диаметром 1,0 мм – на остальные. Номиналы конденсаторов C1, C2, C3, не попадающие в стандартные ряды, необходимо подобрать из нескольких конденсаторов в параллельном или последовательном включении.
Конструктивно ФНЧ выполнен на трехсекционном керамическом галетном переключателе 1 типа 11П3Н в виде единого, заключенного в экранирующий корпус из немагнитного материала. Медная шина 2 является общим проводом ФНЧ и соединяется
электрически с корпусом 3, шасси радиостанции и шиной заземления. Средняя галета переключателя – опорная – для монтажа элементов фильтра. На входе и выходе ФНЧ установлены коаксиальные разьемы типа СР-50.
И. Милованов UY0YI
Переключатель диапазонов
Эмитеры транзисторов нагружают на реле переключения диапазонов
Умножитель добротности для простого
приемника
Приставка, позволяющая повысить чувствительность и избирательность приемника за счет положительной обратной связи без его переделки.
Умножитель добротности представляет собой недовозбужденный генератор электрических колебаний с положительной обратной связью, величину которой можно изменять. Если режим работы генератора подобрать таким, что компенсация активных потерь в колебательном контуре будет неполной, то самовозбуждение колебаний не возникнет, однако добротность контура окажется весьма большой. При включении такого контура в резонансный усилитель приемника избирательность и чувствительность может возрасти в десятки раз. Наиболее часто Q-умножитель можно включить в усилитель промежуточной частоты. Сам Q-умножитель выполняется в виде отдельной конструкции, имеющей выводы для подключения ее к приемнику.
Ток эмиттера таранзистора, определяющий его усилительные свойства, можно плавно регулировать переменным резистором R2. Когда ток эмиттера мал, действие ПОС проявляются слабо. При постепенном увеличении тока эмиттера влияние ПОС усиливается из-за увеличения усилительных свойств транзистора и, наконец, при некотором значении обратной связи наступает возбуждение генератора.Если довести умножитель добротности до самовозбуждения, то он будет работать, как второй гетеродин; при этом полоса пропускания смесителя может доходить до 500 Гц и менее. В этом режиме на приемник возможен прием радиостанций, работающих телеграфом. Контуры LC и L1C1 должны быть настроены на промежуточную частоту.
Кварцевый генератор 500 кгц
В спортивной аппаратуре используются кварцевые генераторы на частоту 500 кгц. Но бывает так, что у радиолюбителя не оказывается нужного кварца. В этом случае выручает кварцевый генератор с
последующим делением до нужной частоты. Вашему вниманию предлагается схема такого устройства на микросхеме IC 4060 (генератор и 14 разрядный счетчик)
Генератор работает на частоте кварца (широкодоступного) 8 мгц. Выходной сигнал имеет частоту 500 кГц. Фильтр нижних частот на выходе имеет частоту среза приблизительно 630 кГц и
отделяет первую гармонику, в результате чего получается чистый синусоидальный сигнал. Буферный усилитель реализован на биполярном транзисторе по схеме "общий коллектор"
ГПД смесительного типа
В.Сажин
ГПД смесительного типа разработан для трансивера с промежуточной частотой 9 мгц. Диапазон перестройки задающего генератора на транзисторе VT1-5,0…5,5 мгц. ВЧ напряжение на выходе истоковых
повторителей около 2-х вольт. Равенства выходных напряжений на разных диапазонах добиваются подбором сопротивлений резисторов Rв включаемых последовательно с L2. Настройки фильтров L2-L3
производится на средину рабочего диапазона ГПД. Фильтра, как и Т1, мотаются на ферритовых кольцах ВЧ3 диаметром 10 мм.
Преобразователь частоты
Показанный на схеме смеситель обеспечивает более широкий динамический диапазон (по сравнению с активными смесителями) и очень низкий уровень шумов, который позволяет даже без предварительного УРЧ
получить высокую чувствительность приемника. На выходе смесителя используется контур, настроенный на частоту ПЧ.
От предложенной в [Л.1] схемы отличается способом подачи на затворы транзисторов отрицательного, относительно истоков, напряжения смещения, необходимого для получения максимальной чувствительности. Затворы через обмотку Т1 соединены гальванически с общим минусом питания. А на истоки подается положительное напряжение смещения с подстроечного резистора R1. Таким образом затворы оказываются под отрицательным потенциалом по отношению к истокам. Такой способ подачи смещения выгоден для конструкций с общим минусом, так как не требует дополнительного отрицательного источника питания.
ВЧ трансформатор намотан на ферритовом кольце диаметром 7 мм и проницаемостью 100НН или 50ВЧ. Намотка ведется в три провода, 12 витков. Одну обмотку используют как «3», а «1» и «2» соединяют последовательно (конец одной обмотки с началом другой). Для указанных на схеме транзисторов оптимальное напряжение смещения 2,5 V (выставляется по максимуму чувствительности) и уровень напряжения гетеродина 1,5V. Транзисторы применимы КП302,303,307 c наименьшим током отсечки. Несколько лучших параметров можно достичь с транзисторами КП305.
Смеситель является реверсивным и с успехом может применяться в трансивере.
Вариант схемы с применением ЭМФ показан на Рис 2.
Литература
1. В. Поляков Б. Степанов
Смеситель гетеродинного приемника
Радио №4 1983 г
Коммутатор режимов "прием/передача"
Смеситель гетеродинного приемника
В. Беседин UA9LAQ
Статья с таким заголовком была опубликована в . В ней описывался смеситель на полевых транзисторах, используемых в качестве управляемых сопротивлений. Схема смесителя, приведенная в , выполнена на подобранной паре
полевых транзисторов с n-каналом и получает смещение от источника отрицательного напряжения двухполярного блока питания. Такое питание довольно громоздко для приёмника, особенно переносного. В настоящее время большое распространение получила аппаратура с однополярным источником питания с “заземленным минусом”.
Чтобы адаптировать смеситель к современным реалиям, предлагаю заменить транзисторы V1 и V2 на транзисторную сборку серии К504. В этом случае мы имеем идентичную пару транзисторов с р-каналом, на затворы которых через подстроечный резистор R1 подается положительное напряжение.
Проведённые автором исследования показали, что данная сборка удовлетворительно работает даже на частотах 2-метрового диапазона (144–146МГц), но приёмник с таким смесителем на УКВ несколько “туповат”. Тем не менее, автор применил данный смеситель в варианте УКВ ЧМ супергетеродинного приёмника на 145,5 МГц для местной УКВ сети TRAN . Частота кварцевого гетеродина - 67,4 МГц, промежуточная частота приёмника - 10,7 МГц. Усилитель высокой частоты на транзисторе КТ399А помог добиться чувствительности приёмника в единицы микровольт.
Поскольку полевые транзисторы сборки требуют смещения для их "закрывания”, то, воспользовавшись данными из , можно подобрать экземпляр сборки под напряжение питания приёмника. Кроме того, полевые транзисторы в сборках К504НТЗ и К504НТ4 – довольно мощные, что может положительно сказаться на динамических характеристиках приёмника.
Эта схема имеет простую коммутацию диапазонов(переключением катушек), имеет усиленную стабилизацию режима генерации и показывает весьма приличную стабильность. Ее планировали в качестве ГПД при ПЧ=5МГц, так вот стабильность на 24МГц была очень приличной (порядка 200Гц за час). А вообще при указанных номиналах она перекрывает непрерывно диапазон от 6,7 до35МГц при неравномерности амплитуды не более 6дБ
Если Вам понравилась страница - поделитесь с
друзьями:
