100kHz-30MHz有源天線,100kHz-30MHz antenna

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住在城市的業(yè)余無線電愛好者常常受天線的限制而不能滿意的接收遠方中,短波電臺發(fā)射的信號.這是因為性能好,效率高的中波和短波接收天線不僅很長,而且要求架的很高,而市區(qū)建筑物林立,可供利用控件很小,還要考慮不影響市容美觀和預防雷擊等諸多不利因素所以,要在市區(qū)內(nèi)架設理想的室外中,短波接收天線幾乎是不可能的.無線電愛好者都知道,即使是性能優(yōu)越的專業(yè)級通信接收機,也會被性能低劣的天線拉后腿.因此,改進天線就成為無線電愛好者們經(jīng)常關注的熱門話題.

本文介紹的100kHz-30MHz有源天線有助于解決上訴問題.它具有體積小,性能好,制作簡單,成本低廉等特點,最適合用于中波和短波電臺的遠距離接收.

1.電路 2.制作 3.使用

一.電路

如圖1所示.高頻結(jié)型場效應管Q1(MPF102)接成源極跟隨器,鞭狀天線ANT1拾取的射頻信號經(jīng)C1耦合到它的柵極.對于低頻信號而言,C1具有很高的阻抗,可以抑制電力網(wǎng)的50Hz和100Hz交流聲干擾.氖燈NE1將天線感應的靜電電荷泄放掉,以保護Q1不致因柵極積累過多的靜電電荷而被擊穿.這是因為本天線裝在聚氯乙稀導管內(nèi),在處理時容易因摩擦而產(chǎn)生很高的靜電電位,使天線感應到過多的靜電電荷,從而擊穿C1損壞Q1.偏壓電阻R1-R3將Q1柵極偏置到2.5V.Q1源極輸出的射頻信號經(jīng)Q2(UHF晶體管MPS3866)放大后為負載提供100mW的輸出功率.Q2的靜態(tài)電流約為30-40mA,能在處理大信號時保持良好的線性.

接在Q2發(fā)射極電路中的電位器R5用來調(diào)解本天線的增益,與其滑動端并聯(lián)到C3起交流旁路的作用.當R5調(diào)解到不被C3旁路的位置時,Q2的電壓增益最小,其值約為6倍,此時天線到電纜的總增益的2倍.當把阻抗考慮在內(nèi)時,本電路的輸出增益約為36dB.R5應調(diào)解到弱信號接收效果最佳和最低有用增益位置,以保持最佳動態(tài)范圍.

T1是繞在環(huán)形鐵氧體磁芯上的寬帶變壓器,它決定本天線放大器的帶寬并起到阻抗匹配的作用,其整個繞組與三分之一抽頭部分的阻抗比是9:1.從Q2集電極看過去.天線輸入端的50-70歐姆阻抗被Q1,Q2轉(zhuǎn)換成450-680歐姆,T1將此阻抗再次轉(zhuǎn)換成50-75歐姆,以便于接在輸出插座J1的接收機輸入阻抗實現(xiàn)匹配.電阻R6抑制Q2可能出現(xiàn)的寄生振蕩.直流電源電壓通過T1冷端的交流接地電容器.

本放大器的-3dB帶寬約為10MHz,其頻率高端的增益較低,而低端的增益較高.這正好符合要求.因為在較高頻率下天線的頻率較高,所需增益較低.尤其是12MHz和15Mhz短波電臺有時信號很強,會引起互調(diào),天線放大器的增益不宜過高.在1MHz一下,天線拾取的信號較弱,此時要求放大器提供較高的增益.本放大器的低端頻率主要取決于T1,約在80Hz附近,因此能夠覆蓋調(diào)幅廣播的140-425長波波段.

圖1中虛線框內(nèi)的電路裝在屏蔽盒里,它們是天線放大器的幻象供電電路.J1輸出的射頻信號通過一端同軸電纜送到J2,再經(jīng)C4耦合到接在J3的接收機.加在J2的13V直流電源電壓則通過同一段同軸電纜和J1為天線放大器供電,C4隔斷此直流電壓使其不能進入接收機天線輸入電路.小型墻上電源變壓器次級輸出的12-14V交流電壓加到插座PL1,經(jīng)二極管D1半波整流和R7,R8,C5,C6濾波后得到13V直流電源電壓.C7起旁路作用.