Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Гражданская радиосвязь

 Комментарии к статье

Антенный блок

Максимальная выходная мощность малогабаритных носимых трансиверов, как правило, невелика, поэтому при работе в стационарных условиях, да еще с длинным кабелем снижения, вносящим большие потери, этот недостаток может заметно уменьшить дальность устойчивой радиосвязи. Происходит это за счет снижения чувствительности при приеме и уменьшения и без того малой выходной мощности сигнала передатчика, подводимой к антенне.

Решить эту проблему удается при установке вблизи антенны или (что хуже) рядом с трансивером специального антенного блока (АБ). В его состав входят малошумящий усилитель (МШУ), работающий при приеме, и усилитель мощности (УМ), работающий при передаче. АБ позволяет значительно повысить чувствительность системы антенна-трансивер при больших потерях в кабеле снижения и более эффективно использовать разрешенную выходную мощность, так как она поступает непосредственно в антенну Его целесообразно применять с трансиверами, имеющими выходную мощность до 0,1...0,5 Вт. Напряжение питания АБ составляет 11 ...12 В, поэтому его можно с успехом использовать и в автомобиле. Подобное устройство для диапазона 2 м уже описывалось в журнале "Радио" (Нечаев И. Антенный блок диапазона 2 м. - Радио, 2001, № 2, с. 64,65). Здесь описан аналогичный блок для диапазона 430 МГц.

Схема АБ показана на рис. 1. Он содержит входной малошумящий усилитель (МШУ) на арсенидгаллиевом полевом транзисторе VT3, который позволяет получить высокую чувствительность и большой динамический диапазон приемника. На входе МШУ установлен контур L6C29, настроенный на центральную частоту диапазона. Конденсатор C3О согласует вход МШУ с антенной, подключаемой к разъему XW2. Диоды VD9 и VD10 защищают транзистор от сигнала передатчика или других мощных сигналов, например, от соседних передатчиков, помех, грозовых разрядов и т. д. Режим транзистора по постоянному току задается резистором автоматического смещения R9. Транзистор нагружен на ФНЧ С10L3C11, с выхода которого сигнал через отрезок кабеля W1 поступает к гнездовому коаксиальному разъему XW1 и далее на кабель снижения. Диоды VD7, VD8 защищают полевой транзистор со стороны выхода. Напряжение питания стабилизировано интегральным стабилизатором напряжения на микросхеме DA1 и дополнительно фильтруется элементами С13, С16, L4.

(нажмите для увеличения)

Усилитель мощности (УМ) собран на усилительном модуле DA3. Он отдает выходную мощность 5 Вт при входной мощности всего 20...40 мВт и напряжении питания 9...11 В. На диодах VD3, VD4 и транзисторах VT1, VT2 собрано устройство управления - высокочастотный VOX, который включает УМ в активный режим при поступлении сигнала с передатчика трансивера. Питающее напряжение на УМ подается постоянно, но в режиме приема (RX) он ток не потребляет, поскольку напряжение на входе управления выходной мощностью (вывод 2) отсутствует. В режиме передачи (ТХ) это напряжение стабилизировано интегральным стабилизатором на микросхеме DA2. На элементах С19, С20, L5 собрана входная согласующая цепь, а на элементах L7, C31, L9, C32, L10 - выходной ФНЧ с частотой среза около 500 МГц. Этот ФНЧ дополнительно подавляет вторую гармонику выходного сигнала на 35...40 дБ.

Питающее напряжение на АБ можно подавать либо через низкочастотный разъем XS1 и диод VD2 с помощью специального кабеля, либо по кабелю снижения через высокочастотное гнездо Х\Л/1,ФНЧ L1C1 и диод VD1. Переключение режимов RX/TX можно также осуществлять подачей постоянного напряжения 5...12 В на гнездоXS1. Ток, потребляемый по цепи управления, не превышает 1 мА. Переключение МШУ и УМ осуществляется с помощью p-i-n диодов VD5,VD6,VD11,VD12 и двух отрезков кабеля W1, W2 с электрической длиной Х/4.

Работает АБ следующим образом. При подаче питающего напряжения он находится в режиме RX. P-i-n диоды обесточены, поэтому сигнал с антенного гнезда XW2 через отрезок кабеля W2 поступает на вход МШУ. Усиленный сигнал с его выхода через отрезок W1 поступает на гнездо XW1 и далее на кабель снижения. УМ ток практически не потребляет, а МШУ потребляет ток 25...30 мА.

При включении трансивера в режим ТХ его сигнал выпрямляется диодами VD3, VD4 и транзисторы VT1 и VT2 открываются. Плюсовое напряжение через микросхему DA2 поступает на вход управления выходной мощностью усилителя DA3 и через токоограничивающие резисторы R4, R7, R8, R11, R12, R14 на цепочки p-i-n диодов VD5, VD6, VD11, VD12. Через p-i-n диоды начинает протекать ток, и их сопротивление уменьшается до нескольких Ом.

Сигнал передатчика трансивера через диод VD5 поступает на вход УМ DA3, одновременно отрезок кабеля W1 с электрической длиной λ/4 оказывается замкнутым на конце практически накоротко малым сопротивлением диода VD6. Сопротивление этого отрезка в точке подключения (С5, VD5) оказывается большим и не оказывает существенного влияния на сигнал трансивера. Выходной сигнал УМ через диод VD11 поступает на антенный разъем XW2, а отрезок кабеля W2 также оказывается замкнутым накоротко диодом VD12 и не оказывает существенного влияния на выходной сигнал.

Большинство деталей АБ размещают на печатной плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита, эскиз которой показан на рис. 2. Вторая сторона оставлена металлизированной и соединена фольгой по периметру с металлизацией первой стороны. Кроме того, обе стороны соединены между собой короткими отрезками провода, пропущенного через отверстия, показанные на рисунке кружками.

Плату размещают в металлическом корпусе с проводящей поверхностью, ее надо прикрепить винтами по периметру в нескольких местах (чем больше, тем лучше). Корпус одновременно выполняет функции теплоотвода для усилительного модуля DA3. ВЧ разъемы устанавливают на стенках корпуса.

В устройстве, кроме указанных, можно применить следующие детали: усилительный модуль DA3 - М57714М-01, М57797МА-01, М67705М-01, М67749М-01, но они имеют корпус другой конструкции, и топологию печатных проводников платы придется изменить. Транзистop VTI - KT315, KT312, KT3102 с любым буквенным индексом, VT2 - КТ814А...Г, КТ816А...Г, КТ836А, VT3 - ATF-10136. Последний имеет коэффициент шума 0,4 дБ на частоте 500 МГц, поэтому собранный на нем МШУ имеет очень высокую чувствительность. Заменить этот полевой транзистор можно на КП325, 2П602 и аналогичные, но результаты будут хуже. Диоды VD1, VD2 можно заменить на КД212, КД257 с любыми буквенными индексами, VD3, VD4 - наКД419, 2А120слюбымибуквенными индексами. Подстроечные конденсаторы - КТ4-25, постоянные полярные - танталовые для поверхностного монтажа (ЧИП), остальные - К10-17в, К10-42 или аналогичные импортные, также для поверхностного монтажа. Постоянные резисторы - РН1-12, типоразмер 1206, подстроечный резистор - 3303W-3 фирмы Bourns или аналогичный, можно также применить СПЗ-19, СПЗ-28. Все катушки намотаны на оправке диаметром 3 мм, L1, L2, L6, L9 - проводом ПЭВ-2 0,6 и содержат 8, 1,5, 1,5 и 1,5 витка соответственно. L7, L9, L10 намотаны проводом ПЭВ-2 0,4 и содержат по 2,7, 3,7 и 2,7 витка соответственно. Дроссели 12, L4, L6, содержат по 10 витков провода ПЭВ-2 0,2. Отрезки кабеля W1 и W2 должны иметь электрическую длину А/4. Они выполнены из тонкого кабеля РК50-1-22 длиной 12 мм, при монтаже их надо свернуть в виде спирали. Высокочастотные разъемы можно применить любые подходящие, при этом все соединения надо делать минимальной длины или с помощью коаксиального кабеля. Низкочастотное гнездо может быть любым, допускающим ток через контакты до 2 А.

Налаживание АБ начинают в режиме приема (RX). На АБ подают напряжение питания 10...11 В и проверяют работоспособность стабилизатора напряжения на микросхеме DA1, его выходное напряжение должно быть около 3 В. Подбором резистора R9 устанавливают рекомендуемый ток стока полевого транзистора, в данном случае 25 мА. Далее конденсаторами С10 и С11 настраивают выходной контур МШУ на максимум коэффициента передачи, а конденсаторами С29 и C30 - входной контур на максимум коэффициента передачи при минимуме КСВ на центральной частоте диапазона.

Затем проводят регулировку в режиме передачи (ТХ). Для этого движок резистора R13 устанавливают в нижнее по схеме положение, а в цепь питания включают амперметр. К гнезду XW2 подключают согласованную нагрузку и ВЧ вольтметр для контроля выходного напряжения. Питающее напряжение (10... 12 В) подают на контакты 1 и 2 гнезда XS1. В этом режиме через p-i-n диоды будет протекать ток 180...200 мА. На выходе DA2 должно быть напряжение около 3 В. С помощью резистора R13 увеличивают потребляемый ток на 30...50 мА - это и будет ток покоя усилительного модуля DA3.

Далее подают на вход "Тр" (разъем XW1) сигнал частотой 435 МГц и мощностью 2...5 мВт от трансивера или ВЧ генератора. Конденсаторами С19, С20 добиваются максимума выходной мощности. Мощность входного сигнала увеличивают до 20...40 мВт, и настройку повторяют. После этого надо убедиться в том, что входной контур настроен в резонанс. Для этого к катушке L5 поочередно подносят ферритовый и латунный сердечники, при этом в обоих случаях выходная мощность должна уменьшаться. Если это не так, то придется изменить количество витков этой катушки. В заключение проверяют работу системы VOX. Для этого с вывода 1 XS1 отключают напряжение питания. При подаче на вход сигнала мощностью 20 мВт и более АБ должен автоматически переходить в режим ТХ.

В случае, если планируется эксплуатировать АБ рядом с трансивером, питание целесообразно подать через гнездовой разъем XS1. Тогда из схемы (см. рис. 1) можно исключить детали L1, С1, VD1, а также элементы МШУ: DA1, VT3, VD7 - VD10, С9-С11, С13, С16, С18, С21, С22, С29, C30, L3, L4, L6, R9, R10. Правый (по схеме) вывод конденсатора С7 соединяют с VD12 отрезком кабеля с электрической длиной Х/2.

Внешний вид АБ показан на фото (рис. 3).

Отрегулированный блок имеет следующие параметры. При напряжении питания 12 В и входном сигнале мощностью 20 мВт выходная мощность составила 3,8 Вт (потребляемый ток 1 А), при входной мощности 80 мВт выходная мощность - 7,5 Вт (ток 1,4 А). Коэффициент усиления МШУ - 21 дБ, КСВ на центральной частоте - 1,1, в диапазоне 431 ...438 МГц - не более 1,5, в диапазоне 429...440 МГц - не более 2.

Выходное напряжение МШУ при уменьшении коэффициента передачи на 1 дБ составило 290 мВ. Полоса пропускания по уровню -3 дБ - 18...20 МГц, чувствительность совместно с ЧМ трансивером при отношении сигнал/шум 12 дБ оказалась равной 0,08 мкВ.

Сумматор-делитель мощности УКВ диапазона

При построении антенных решеток УКВ диапазона необходимым элементом является сумматор-делитель мощности, или сплиттер (splitter - делитель, разветвитель), который обеспечивает согласование с трансивером, сложение сигналов, принятых элементами решетки, или равномерное деление мощности сигнала между ними при передаче. Вниманию читателей предлагается несложная конструкция такого сумматора-делителя мощности УКВ диапазона 430 МГц.

Описываемое устройство рассчитано на подключение четырех антенн со своими фидерами, сопротивлением 50 Ом каждая, к одной коаксиальной линии передачи с волновым сопротивлением также 50 Ом.

В УКВ диапазоне подобные устройства часто выполняют на основе четвертьволновых трансформаторов. При этом, если фидеры антенн соединяются параллельно, то их общее сопротивление (Za) составит 12,5 Ом. Тогда для согласования фидеров антенн с линией передачи, имеющей волновое сопротивление Zл = 50 Ом, необходимо применить четвертьволновый отрезок с волновым сопротивлением

Zтр = (Za·Zл)1/2 = (12,5·50)1/2 = 25 Ом.

Изготовить линию с таким волновым сопротивлением удается, соединив параллельно два отрезка коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом.

Схема сумматора-делителя показана на рис. 4. Он содержит коаксиальное гнездо XW1, к которому подключают кабель снижения, идущий к трансиверу, двух отрезков коаксиального кабеля W1 и W2 с электрической длиной λ/4 и четырех отрезков коаксиального кабеля W3- W6 произвольной длины, на концах которых установлены гнездовые коаксиальные разъемы XW2-XW5. К этим разъемам через отрезки 50-омного кабеля одинаковой длины подключаются антенны - элементы решетки.

Несмотря на то что устройство и изготовлено из отрезков коаксиального кабеля и ВЧ разъемов, оно имеет жесткую и прочную конструкцию. Достигнуто это применением кабеля РК50-2-25. В качестве его внешнего проводника использована медная трубка диаметром 3 мм. Внутренний изолятор кабеля изготовлен из фторопласта (коэффициент укорочения - 1,42). Этот кабель не имеет внешней изоляции, его можно изгибать (аккуратно) и паять (не перегревая) в любом месте, не опасаясь, что изоляция расплавится.

Конструкция устройства показана на рис. 5. При его изготовлении сначала надо подготовить два отрезка 2 кабеля с электрической длиной λ/4 (для диапазона 430 МГц длина отрезков составит 122 мм по внешнему проводнику). Центральный проводник должен выступать на 7... 10 мм с каждой стороны. Эти отрезки монтируют (методом пайки) в разъем 1 и спаивают друг с другом по всей длине. Затем подготавливают четыре одинаковых отрезка 6 кабеля длиной 40...70 мм с разъемами 3 на одном конце и с центральным проводником, выступающим на длину в несколько миллиметров с другого конца. Все шесть отрезков складывают вплотную друг к другу, накладывают бандажи 4 из луженой проволоки и спаивают между собой. Затем спаивают центральные проводники. Длина всех центральных проводников в месте спайки должна быть минимальной.

Для удаления внешнего медного проводника кабеля его надо по кругу обточить надфилем, аккуратно изогнуть, переломить и снять с внутреннего изолятора. Место соединения пайкой центральных проводников следует загерметизировать эпоксидным клеем. Сверху для защиты и экранирования желательно припаять металлический колпачок 5.

В устройстве применены следующие детали: коаксиальный разъем XW1 - СР-50-163ФВ, разъемы XW2-XW5 - СР-50-725ФВ. Эти разъемы подходят в случае использования кабеля РК50-2-22. Но можно применить и другие 50-омные разъемы, позволяющие монтировать кабель РК50-2-25, при этом разъем XW1 должен обеспечивать монтаж одновременно двух отрезков кабеля. Аналогичную конструкцию можно изготовить и для диапазонов частот 144 и 1300 МГц.

Параметры изготовленного макета (см. рис. 6) при подключении к гнездам XW2- XW5 нагрузок с КСВ не более 1,1 оказались такими: минимальный КСВ составил 1,12 на частоте 430 МГц, в диапазоне частот 405...447 МГц КСВ не превысил 1,2, а в диапазоне частот 368...485 МГц -1,5.

Автор: И.Нечаев (UA3WIA), г. Курск

Смотрите другие статьи раздела Гражданская радиосвязь.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Второй звук в сверхтекучей жидкости 24.02.2024 В большинстве материалов тепло рассеивается, но в редких состояниях материи оно может вести себя как волна, двигаясь вперед и назад. Ученые из Массачусетского технологического института впервые получили непосредственные изображения этого феномена, названного физиками "вторым звуком". Открытие второго звука в сверхтекучей жидкости открывает новые горизонты в понимании теплопроводности и поведения материи в экстремальных условиях. Это исследование не только расширяет наши знания о физических процессах, но также может привести к новым технологическим прорывам в различных областях науки и техники. Полученные учеными снимки показывали, что тепло движется как волна, "качаясь" вперед и назад, в то время как физическая материя ведет себя совсем иначе. Специалисты исследовали облако атомов лития, охлажденное до температуры, близкой к абсолютному нулю, чтобы визуализировать это явление, используя новый метод термографии - технику теплового картирования. Эти открытия помогут физикам лучше понять процессы передачи тепла через жидкости и другие материалы, что может иметь важные практические применения в области сверхпроводников и астрофизики.

Другие интересные новости:

▪ Музыкальная эволюция с помощью компьютера

▪ Ультракороткофокусный проектор JMGO Smart Wall O1

▪ Портативный ветрогенератор Aurea Technologies Shine 2.0

▪ Разработана спецификация USB4

▪ Чтобы избежать спаривания, самки лягушек притворяются мертвыми

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Цветомузыкальные установки. Подборка статей

▪ статья Пусть неудачник плачет. Крылатое выражение

▪ статья Почему фамилия Велосипедов появилась на два века раньше самого велосипеда? Подробный ответ

▪ статья Огневые работы. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Поделочные массы из казеина. Простые рецепты и советы

▪ статья Меднение гвоздей. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026