100kHz-30MHz有源天線,100kHz-30MHz antenna

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住在城市的業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,要在市區內架設理想的室外中,短波接收天線幾乎是不可能的.無線電愛好者都知道,即使是性能優越的專業級通信接收機,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,在處理時容易因摩擦而產生很高的靜電電位,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Q2(UHF晶體管MPS3866)放大后為負載提供100mW的輸出功率.Q2的靜態電流約為30-40mA,能在處理大信號時保持良好的線性.

接在Q2發射極電路中的電位器R5用來調解本天線的增益,與其滑動端并聯到C3起交流旁路的作用.當R5調解到不被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.當把阻抗考慮在內時,本電路的輸出增益約為36dB.R5應調解到弱信號接收效果最佳和最低有用增益位置,以保持最佳動態范圍.

T1是繞在環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轉換成450-680歐姆,T1將此阻抗再次轉換成50-75歐姆,以便于接在輸出插座J1的接收機輸入阻抗實現匹配.電阻R6抑制Q2可能出現的寄生振蕩.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,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,因此能夠覆蓋調幅廣播的140-425長波波段.

圖1中虛線框內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.