Antena activa 1 de gama 20dB, 1 30-MHz.

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Fo recepción convencional de onda corta de todas las frecuencias, la regla general es "cuanto más larga es la antena, más fuerte es la señal recibida". Desafortunadamente, entre vecinos desagradables, reglas de vivienda restrictivas y parcelas de bienes raíces no mucho más grandes que una estampilla postal, la antena de onda corta a menudo resulta ser unos pocos pies de cable arrojados por la ventana, en lugar de los 130 pies de Antena de alambre largo que realmente nos gustaría encadenar entre dos torres de 50 pies.

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

El concepto de antena activa es bastante simple. Dado que la antena es físicamente pequeña, no intercepta tanta energía como una antena más grande, por lo que simplemente usamos un amplificador de RF incorporado para compensar la aparente "pérdida" de señal. Además, el amplificador proporciona adaptación de impedancia, porque la mayoría de los receptores están diseñados para funcionar con una antena de 50 ohmios.

Antenas activas se pueden construir para cualquier rango de frecuencia, pero son más comúnmente usado de VLF (10KHz más o menos) a cerca de 30MHz. La razón de esto es porque las antenas de tamaño completo para esas frecuencias son a menudo demasiado largo para el espacio disponible. A frecuencias más altas, es muy fácil de diseñar una relativamente pequeña antena de alta ganancia.

La antena activa se muestra a continuación (Fig. 1), ofrece 14-20dB ganancia en las frecuencias de onda corta populares y aficionados de radio-de-1 30MHz. Como era de esperar, la baja es la frecuencia mayor es la ganancia. Un aumento de 20dB es típico de 1-18 MHz, disminuyendo a 14dB en 30MHz.

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Diseño de circuitos:
Debido a que las antenas que son mucho más corta que 1 / 4 longitud de onda presentar una impedancia muy pequeña y altamente reactivos que depende de la frecuencia recibida, no se hizo intento para que coincida con la impedancia de la antena - que sería demasiado difícil y frustrante para que coincida con impedancias sobre un década de cobertura de frecuencia. En cambio, la etapa de entrada (Q1) es un JFET fuente-seguidor, cuya alta impedancia de entrada con éxito un puente entre las características de la antena a cualquier frecuencia. Aunque muchos tipos diferentes de JFET se puede utilizar también - como el MPF102, NTE451, o la 2N4416 - ten en cuenta que el total de respuesta de alta frecuencia se establece por las características del amplificador JFET.

Q2 transistor se utiliza como un seguidor de emisor para proporcionar una carga de alta impedancia para Q1, pero lo más importante, proporciona una impedancia de tiro raso para el amplificador de emisor común Q3, que proporciona todos de ganancia de voltaje del amplificador. El parámetro más importante de Q3 es f_T, 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.

La más importante de los parámetros Q3 de circuito es la caída de voltaje a través de R8: Cuanto mayor es la caída, mayor es la ganancia. Sin embargo, la banda de paso disminuye a medida que la ganancia es Q3 aumento.

Relativamente moderado Transistor Q4 Q3 transformación de impedancia de salida en una baja impedancia, proporcionando de este modo la unidad suficiente para 50 ohmios de un receptor de antena de impedancia de entrada.
 

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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 megaohmio 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, electrolítico
			
Piezas y materiales diversos:		
  B1 = Batería alcalina de 9 voltios S1 = Interruptor de encendido y apagado SPST J1 = Conector para conectar (su) cable del receptor ANT1 = Antena de látigo telescópica (montaje de tornillo), alambre, varilla de latón (aproximadamente 12 ") soporte de batería, broche de batería de 9V, etc.

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La antena puede ser casi cualquier cosa, un pedazo largo de alambre, una varilla de latón de soldadura, o una antena telescópica que fue rescatado de una vieja radio. Antenas telescópicas de repuesto para las radios a transistores también están disponibles en la mayoría de minoristas electrónicos piezas de distribuidores y proveedores.

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Construcción:
El amplificador de la unidad prototipo utiliza una placa de circuito impreso (véase más adelante). El amplificador se puede montar sobre una placa de circuito perforado (vero bordo), sino porque hay algo sensibilidad a la disposición de las partes, le recomendamos que cree una tarjeta de circuito impreso (PCB) para obtener mejores resultados.

 

      

El diagrama de piezas de colocación se muestra en la fig. 2. Tomar en cuenta que aunque la batería negativo (tierra) de plomo se devuelve a la placa de circuito impreso, la salida de jack J1 tiene una conexión a la masa del armario. La conexión a tierra entre la placa de circuito impreso y el gabinete se realiza a través de los separadores metálicos o separadores que se utilizan para montar la placa de circuito impreso en el recinto. * No * separadores de plástico o separadores de sustitución, ya que no proporcionan una conexión a tierra entre la placa de circuito impreso, el gabinete, y J1. Si usted decide usar una caja de plástico para contener el amplificador, asegúrese de que la conexión J1 de tierra se devuelve a la lámina de tierra corriendo por la orilla exterior de la PC a bordo.

Una antena telescópica se monta en el centro de la placa de circuito impreso. Desde el lado metálico de la junta, pasar el tornillo de montaje a través del agujero en la placa de circuito impreso y luego soldar la cabeza del tornillo a su placa de aluminio. Por tanto el aislamiento y el apoyo, se utiliza un plástico o arandela de goma entre la antena y el agujero en la tapa del gabinete a través del cual pasa la antena. En un sujetador, varias vueltas de una cinta de plástico de buena calidad envuelto alrededor del eje de la antena puede ser sustituido por la arandela de goma.

Si usted decide tomar medidas para una antena de cable, instalar un puesto 5 vías de unión en el gabinete. A continuación, asegúrese de conectar un cable corto entre la almohadilla de aluminio de la antena y el poste de sujeción.

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Modificaciones:
Si está interesado en un rango de frecuencia menor que 1-30MHz, resistencia R1 puede ser sustituido por un circuito tanque LC sintonizado al centro de la gama deseada. El circuito LC mejorará también 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 son las frecuencias muy bajas (VLF), el amplificador de la respuesta de baja frecuencia se puede mejorar mediante el aumento de los valores de condensadores y C1 C3. (Vas a tener que experimentar con los valores.)
A pesar de una batería de 9 voltios es la fuente de alimentación recomendada, el amplificador debe trabajar bien con 6-15 voltios. El interior del armario del prototipo completado, usando una batería 9 voltios como fuente de alimentación, se muestra en la fig. 3.


Solución de Problemas:
Voltajes de circuito para una fuente de alimentación 9 voltios se muestran en la Fig. diagrama esquemático. 1. Si las tensiones en la unidad difieren más de 20% de los que en el esquema, intente cambiar los valores de resistencia para obtener los voltajes en su rango adecuado. Por ejemplo, si la caída de tensión en R8 mide sólo 0.3 voltios, se debe disminuir el valor R4 (el valor exacto depende de usted para averiguar) con el fin de aumentar la tensión Q3 de base y el colector de corriente.

Las tensiones son los únicos críticos a través de R3 y R8. Rendimiento debe estar bien si están ni siquiera cerca de los valores que se muestran en el diagrama esquemático.

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

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

Tenga cuidado al manipular el FET (Q1). Una creencia común es que los FET son 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 de la electricidad estática cuando se instala en un circuito, que todavía son susceptibles a daños por estática, de modo que no toque la antena a ti mismo antes de la descarga a tierra tocando un objeto metálico conectado a tierra.

Los derechos de autor y Créditos:
Fuente: "RE Experimenters Handbook", 1990. Copyright © Rodney A.Kreuter, Tony van Roon, Revista Electrónica de Radio y Publicaciones Gernsback, Inc. 1990. Publicado con el permiso por escrito. (Publicación de Gernsback y Electrónica de radio ya no están en el negocio). Actualizaciones y modificaciones de documentos, todos los diagramas, PCB / Diseño dibujado por Tony van Roon. Volver a publicar o tomar gráficos de cualquier manera o forma de este proyecto está expresamente prohibido por las leyes internacionales de derechos de autor.

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