|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Две конструкции диапазона 430 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Гражданская радиосвязь 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.
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
Искусственная кожа для эмуляции прикосновений
15.04.2024 Кошачий унитаз Petgugu Global
15.04.2024 Привлекательность заботливых мужчин
14.04.2024
▪ Стабильные миниатюрные 3D-объекты из аэрогеля ▪ Флэш-накопители Transcend USB 3.0 128 и 256 ГБ ▪ Наноструктура на основе глаза мотылька ▪ Ученые сблизили одинаково заряженные частицы
▪ раздел сайта Электротехнические материалы. Подборка статей ▪ статья За кудыкины горы. Крылатое выражение ▪ статья Термопсис люпиновый. Легенды, выращивание, способы применения ▪ статья Сигнализатор включения задней передачи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники ▪ статья Блуждающие кубики. Секрет фокуса
Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте
www.diagram.com.ua |
Смотрите другие статьи раздела 
Последние новости науки и техники, новинки электроники:
All languages of this page