Antena activa 1 a 20dB, gama-1 30 MHz

Antena activa 1 de gama 20dB, 1 30-MHz.byRodney A. KreuterandTony van Roon

"Cuando el destino o desagradables vecinos le impide encadenar un largo cable de la antena receptora, usted encontrará que esta antena de tamaño de bolsillo le dará a la misma, o mejor aún, la recepción. Este "Antena activa" es barato de construir "y tiene un alcance de 1 a 30Mhz entre el aumento en 14 y 20dB."
Fo convencional todo-frecuencia de recepción de onda corta, la regla general es "la más larga sea la antenal más fuerte será la señal recibida." Por desgracia, entre los vecinos desagradables, reglas de vivienda restrictivas, y parcelas de bienes raíces no es mucho más grande que un sello de correos, a corto antena de onda * menudo resulta ser un par de pies de alambre tirado por la ventana, en lugar de los pies de largo 130 alambre antenal que realmente nos gustaría a la cuerda entre dos torres 50 pies.

Afortunadamente, hay una alternativa conveniente a la antena de hilos de largo, y eso es una antena activa; que consiste básicamente en un tiempo muy corto de la antena y un amplificador de alta ganancia. Mi propia unidad ha estado en funcionamiento con éxito durante casi una década. Funciona satisfactoria.

El concepto de una antena activa es bastante simple. Dado que la antena es físicamente pequeño, no intercepta tanta energía como una antena más grande, por lo que sólo tiene que utilizar un amplificador integrado de RF para compensar la aparente señal de "pérdida". Además, el amplificador proporciona una coincidencia de impedancia, porque mayoría de los receptores están diseñados para trabajar con una antena 50 ohmios.

Las antenas activas pueden ser construidos de cualquier gama de frecuencias, pero se usan más comúnmente de VLF (10KHz o menos) hasta aproximadamente 30MHz. La razón de esto es porque las antenas de gran tamaño para esas frecuencias son a menudo demasiado largo para el espacio disponible. A frecuencias más altas, es muy fácil diseñar un relativamente pequeña antena de alta ganancia.

La antena activa se muestra a continuación (Fig. 1), proporciona una ganancia 14-20dB en las frecuencias de onda corta y de radio-aficionado populares de 1-30MHz. Como era de esperar, cuanto menor sea la frecuencia mayor es la ganancia. Una ganancia de 20dB es típico de 1 18-MHz, disminuyendo a 14dB en 30MHz.

Diseño de circuitos:
Debido a que las antenas que son mucho más cortos que 1 / 4 longitud de onda presentan una muy pequeña y muy reactivo impedancia que depende de la frecuencia recibida, no se hizo ningún intento para que coincida con la impedancia es de la antena sería demasiado difícil y frustrante para que coincida con impedancias más de una década de cobertura de la frecuencia. En su lugar, la etapa de entrada (Q1) es un seguidor de fuente JFET, cuya entrada de alta impedancia puentes con éxito las características de la antena en cualquier frecuencia. Aunque muchos tipos diferentes de JFET de se pueden usar, tales como el MPF102, NTE451, o la 2N4416-ten en cuenta que la respuesta general de alta frecuencia se establece por las características del amplificador JFET.

Transistor Q2 se utiliza como un seguidor de emisor para proporcionar una carga de alta impedancia para Q1, pero más importante, proporciona una impedancia baja para unidad de emisor común Q3 amplificador, que proporciona todos de ganancia de voltaje del amplificador. El parámetro más importante de Q3 es fT, El. De alta frecuencia de corte, que debería estar en el intervalo de 200-400 MHz Un 2N3904, o un 2N2222 funciona bien para Q3.

El más importante de los parámetros del circuito de Q3 es la caída de tensión en R8: Cuanto mayor sea la caída, mayor es la ganancia. Sin embargo, la banda de paso disminuye a medida que la ganancia de Q3 es aumento.

Transistor Q4 transformar la impedancia de salida relativamente moderada de Q3 en una baja impedancia, proporcionando de este modo suficiente unidad para la impedancia de la antena de entrada-50 ohmios de un receptor.

Activo Esquema de antena

Lista de partes y otros componentes:

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

resistencias:
Todas las resistencias son 5%, 1 / 4 vatios
    R1 = 1 Megohm R5 = 10K
R2, R10 = 22 ohmios R6, R9 = 1K
R3, R11 = 2K2 R7 = 3K3
    R4 = 22K R8 = 470 ohmios

Condensadores (calificación mínima de 16V):
   C1, C3 = 470pF
C2, C5, C6 = 0.01uF (10nF)
      C4 = 0.001uF (1nF)
   C7, C9 = 0.1uF (100nF)
      C8 = 22uF / 16V, electrolítica

Diversas piezas y materiales:
  B1 = 9 voltios batería alcalina S1 = SPST interruptor encendido-apagado J1 = Jack para que coincida con (su) cable del receptor de antena ANT1 = telescópicos de látigo (tornillo de montaje), alambre, varilla de latón (aproximadamente 12 ") materiales de PCB MISC =, del recinto, soporte de la batería, 9V conector de la pila, etc. 

La antena puede ser casi cualquier cosa; un largo trozo de alambre, una varilla de latón de soldadura, o una antena telescópica que fue rescatado de una vieja radio. antenas telescópicas de recambio para radios de transistores también están disponibles en la mayoría de los distribuidores y proveedores de piezas de electrónica al por menor.

Construcción:
El amplificador de la unidad prototipo utiliza una placa de circuito impreso (ver abajo). El amplificador se puede montar sobre una placa de cableado perforado (vero bordo), sino porque no hay algunos sensibilidad a la disposición de las partes, le recomendamos que cree una tarjeta de circuito impreso (PCB) para obtener mejores resultados.

PCB Piezas-Layout
El diagrama de piezas-colocación se muestra en la Fig. 2. Tome en cuenta que aunque el cable negativo (masa) de la batería se devuelve a la placa de circuito impreso, la salida jack-J1 tiene una conexión a la masa del armario. La conexión a tierra entre la placa de circuito impreso y el gabinete se hace a través de los separadores metálicos o separadores que se utilizan para montar la placa de circuito impreso en el recinto. * NO * hacer separadores de plástico o separadores sustituto porque no van a proporcionar una conexión a tierra entre la placa de circuito impreso, el gabinete, y J1. Si decide utilizar una caja de plástico para albergar el amplificador, asegúrese de que la conexión a tierra de J1 se devuelve a la lámina funcionamiento de tierra alrededor del borde exterior de la tarjeta de circuito impreso.

A telescópicas soportes de antenas en el centro de la placa de circuito impreso. Desde el lado del papel de la junta, pase su tornillo de montaje a través del orificio de la placa de circuito impreso y luego soldar la cabeza del tornillo a su placa de papel de aluminio. Tanto para el aislamiento y soporte, se utiliza una arandela de goma o de plástico entre la antena y el agujero en la cubierta de la cabina a través de la cual pasa la antena. En caso de necesidad, varias vueltas de una cinta de plástico de buena calidad envuelto alrededor del eje de la antena pueden ser sustituidos por la arandela de goma.

Si decide hacer provisiones para una antena de cable, instalación de un puesto de conexión 5 posiciones en el gabinete. A continuación, asegúrese de conectar un cable corto entre la almohadilla de papel de la antena y el poste de unión.

Modificaciones:
Si usted está interesado en un rango de frecuencias más pequeño que 1-30MHz, R1 resistencia puede ser sustituido por un circuito tanque LC sintonizado en el centro del rango deseado. El circuito LC también mejorará el rechazo de señales fuera de su rango de interés, pero recuerda que no va a mejorar la ganancia del amplificador.

Si su interés particular es las frecuencias muy-bajo (VLF), la respuesta de baja frecuencia del amplificador puede ser mejorada mediante el aumento de los valores de los condensadores C1 y C3. (Vas a tener que experimentar con los valores).
Aunque una batería 9 voltios es la fuente de alimentación recomendada, el amplificador debe funcionar bien usando voltios 6-15. El interior del gabinete del prototipo completado, utilizando una pieza de 9 voltios como fuente de alimentación, se muestra en la Fig. 3.

Piezas-Layout
Solución de problemas:
voltajes de circuito para una fuente de alimentación 9 voltios se muestran en el diagrama esquemático Fig. 1. Si las tensiones en su unidad difieren más de 20% de aquellos en el esquema, intente cambiar los valores de resistencia para obtener los voltajes en su rango apropiado. Por ejemplo, si la caída de voltaje a través de medidas R8 única 0.3 volts, hay que disminuir el valor de R4 (el valor exacto depende de usted para averiguar) con el fin de aumentar la Q3 de tensión de base y la corriente de colector.

Las únicas críticas son las tensiones a través de R3 y R8. El rendimiento debería estar bien si están ni siquiera cerca de los valores que se muestran en el diagrama esquemático.

Dado que es casi imposible de medir el voltaje de la puerta a la fuente (VGS) de un FET, se puede medir la tensión que está presente en todos R3, porque es la misma que VGS. Ajustar el valor de R3 en consecuencia, si el voltaje no está dentro del rango de voltios 0.8-1.2.

Limitaciones:
El uso de este amplificador por encima de 30 MHz no se recomienda debido a la drástica reducción de la ganancia. Mientras opera por encima de 30 MHz se puede lograr mediante el uso de circuitos sintonizados en lugar de las cargas resistivas, que la modificación está más allá del alcance de este artículo.

Tenga cuidado al manipular el FET (Q1). Una creencia común es que son FET de dispositivos CMOS están a salvo de daños por electricidad estática después de haber sido instalado en un circuito, o después de ser montado en una placa de circuito impreso. Si bien es cierto que están mejor protegidos contra la electricidad estática cuando se instala en un circuito, todavía son susceptibles a daños por estática; por lo que nunca toque la antena antes de la descarga a sí mismo a tierra tocando un objeto metálico conectado a tierra.

Los derechos de autor y Créditos:
Fuente: "Manual experimentadores RE", 1990. Derechos de autor © Rodney A.Kreuter, Tony Van Roon, Radio Revista Electrónica y Gernsback Publications, Inc. 1990. Publicado por un permiso por escrito. (Gernsback editorial y Radioelectrónica ya no están en el negocio). actualizaciones de documentos y modificaciones, todos los diagramas, PCB / Disposición dibujado por Tony van Roon. Vuelva a publicar o tomar gráficos en cualquier forma o manera de este proyecto está expresamente prohibido por las leyes internacionales de copyright.

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