Antena attiva 1 à 20dB, 1-30 MHz

Antena attiva 1 à 20dB, 1-30 MHz.da Rodney A. Kreuter è Tony van Roon

"Quandu u destinu o i vicini disgraziati vi impediscenu micca di stringà un'antenna di riceve à un filu longu, scuprerete chì questa antenna di dimensione di u buticu darà a stessa ricezione, o ancu megliu. Questa "Antena attiva" hè economica di custruisce "è hà un intervallu da 1 à 30Mhz à entre 14 è 20dB di guadagnà."
Fo ricezione convenzionale di onda corta di frequenza all-frequenza, a regula generale hè "più l'antenna hè più forte u segnu ricevutu". Sfortunatamente, trà vicini brutti, regule restrictive per l'alloghju, è i terreni immubiliarii ùn sò micca assai più grande di un francobollo; -Antenna onda s'avvicina à spessu uni pochi di fili gettati fora di a finestra - piuttostu cà i 130 piedi di antenna a filu largu ci vuleriamu veramente a catena trà duie torri di 50 piedi.

Per furtuna, ci hè una alternativa conveniente à l'antenna di filu longu, è hè un antenna attiva; chì consiste basicamente in una antena assai corta è un amplificatore di altu guadagnamentu. A mo propria unità hè stata in opera cù successu per quasi una dicina. Funziona satisfacente.

U cuncettu di una antena attiva hè abbastanza simplice. Siccomu l'antenna hè fisicamente chjuca, ùn intercepta micca tanta energia cum'è una antenna più grande, dunque simu usendu un amplificatore RF integratu per compensà u segnu apparente "perdita". Inoltre, l'amplificatore fornisce una corrispondenza di impedenza, perchè a maiò parte di i receptori sò pensati per travaglià cù una antenna 50-ohm.

L'antenni attivi ponu esse custruiti per qualsiasi intervallu di frequenza, ma sò più comunamente usati da VLF (10KHz o cusì) à circa 30MHz. U mutivu di quessa hè perchè l'antenni di dimensioni pienu per quelle frequenze sò spessu troppu troppu longu per u spaziu dispunibule. A frequenze più alte, hè abbastanza faciule cuncepisce una antenna à guadagnà relativamente chjuca.

L'antenna attiva mostrata quì sottu (Fig. 1), furnisce un guadagnu di 14-20dB à e frequenti populari d'onda curta è radioamatoriali di 1-30MHz. Cum'è aspettassi, minima a frequenza più grande u guadagnu. Un guadagnamentu di 20dB hè tipicu da 1-18 MHz, diminuendu à 14dB à 30MHz.

Disegnu Circuitu:
Perchè l'antenni assai più brevi di 1/4 di lunghezza d'onda presentanu una impedenza assai chjuca è altamente reattiva chì depende di a frequenza ricevuta, ùn s'hè fattu alcun tentativu di currisponde à l'impedenza di l'antenna. di copertura di frequenza. Invece, a tappa di ingressu (Q1) hè una seguitrice di fonte JFET, chì l'ingressu à alta impedenza imbrilla cù successu e caratteristiche di l'antenna à ogni frequenza. Eppuru chì parechji tippi diffirenti di JFET ponu esse aduprati - cum'è MPF102, NTE451, o 2N4416 - ricordate chì a risposta generale à alta frequenza hè stabilita da e caratteristiche di l'amplificatore JFET.

U Transistor Q2 hè adupratu com'è emittitore-seguitore per furnisce una carica à alta impedenza per Q1, ma più importantemente, furnisce una bassa impedenza di drive per l'amplificatore Q3 emettitore cumunu, chì furnisce tuttu di u guadagnu di tensione di l'amplificatore. U paràmetru più impurtante di Q3 hè fT, a cut-tavola di alta frequenza, chì deve esse di u gamma da 200-400 MHz. Un 2N3904, o un 2N2222 travaglia bè per Q3.

U più impurtante di i paràmetri di u circuitu di Q3 hè a caduta di tensione in tutta R8: Più grande hè a goccia, più grande u guadagnu. Tuttavia, a passband diminuisce mentre u guadagnu di Q3 hè aumentatu.

U Transistor Q4 trasforma a impedenza di output relativamente moderata di Q3 in una bassa impedenza, dendu cusì un attuale suffiċiente per una impedenza di ingressu di 50 ohmi di antenna di u ricevitore.

Diagramma Schema Antenna Attiva

Lista di pezzi è altri cumpunenti:

Semiconductori:
      Q1 = MPF102, JFET. (2N4416, NTE451, ECG451, etc.) Q2, Q3, Q4 = 2N3904, transistor NPN

Resistori:
Tutti i Resistori sò 5%, 1/4-watt
    R1 = 1 MegOhm R5 = 10K R2, R10 = 22 ohm R6, R9 = 1K R3, R11 = 2K2 R7 = 3K3 R4 = 22K R8 = 470 ohm

Condensatori (valutati almenu 16V):
   C1, C3 = 470pF C2, C5, C6 = 0.01uF (10nF) C4 = 0.001uF (1nF) C7, C9 = 0.1uF (100nF) C8 = 22uF / 16V, elettrolitico

Varie parti è materiali:
  B1 = 9 volt batterie alcalina S1 = SPST on-off switch J1 = Jack to match (your) cable receptor ANT1 = Antenna telescopica per lata (montaggio a viti), filo, brass rod (circa 12 ") MISC = materiali PCB, recinto, titularità di bateria, snap di bateria 9V, etc. 

L'antenna pò esse guasi tuttu; un longu pezzu di filu, una barra di solda in bronzu, o una antenna telescopica chì hè stata salvata da una vechja radio. L'antenni di sustituzione telescopica per e radii transistor sò ancu dispunibili da a maiò parte di distributori è furnitori di parti elettroniche.

Custruzzione:
L'amplificatore per l'unità di prototipu usa una scheda di circuitu stampatu (vede quì sottu). L'amplificatore pò esse muntatu nantu à una tavola di cablaggio perforata (bordo vero), ma perchè ci hè certi sensibilità à a disposizione di e parti, ti suggerimu fermamente chì create un circuitu stampatu (PCB) per u megliu risultatu.

PCB Partenza-Layout
U schema di riposizione di e parte hè mostratu in Fig. 2. Pigliate in mente chì ancu se u ritornu negativu (a terra) di a bateria hè tornatu à a scheda PC, u jack-output J1 hà una cunnessione cù a terra di l'armariu. A cunnessione in terra trà u pianu di u PC è u cabinet hè fattu à mezu à i paisi metallichi o di i spazziatori chì sò usati per muntà a tavola PC in u recinto. Fate * NOT * sustituite standoffs o spaziali di plastica perchè ùn furnisceranu micca una cunnessione à terra trà u pannellu di PC, u cabinet, è J1. Sè decide di utilizà un armadiu di plastica per allughjassi l'amplificatore, assicuratevi chì a cunnessione in terra di J1 hè tornata à a foil di terra chì corre intornu à l'esterno di a PC-board.

Una antenna telescopica monte in u centru di a tavula PC. Da u latu di u fogliu di u tavulinu, passate u so vitu di muntagna attraversu u buratu in a tavula di u PC è poi saldate u capu di u vitru à u so tappetu. Per l'isulazione è u sustegnu, usamu un grommet di plastica o di gomma trà l'antenna è u pirtusu in u coperchio di l'armadiu per quale l'antenna passa. In un colpu, parechji volte di una cinta plastica di bona qualità impannillata intornu à l'arbulu di l'antenna ponu esse sustituiti per u scomellu di gomma.

Sè decide di fà provvedimenti per una antenna di filu, installate un postu di legame in 5 modi nantu à l'armadiu. Dopu, assicuratevi di cunnette una curta durata di filu trà u fogliu di l'antenna è u postu di legame.

Modificazioni:
Se site interessatu in un intervallu di frequenza più chjuca di 1-30MHz, a resistenza R1 pò esse sustituita da un circuitu di tank LC sintonizatu à u centru di l'interviu desideratu. U circuitu LC hà ancu migliurà u rifiutu di i segnali fora di a vostra gamma d'interessu, ma ricordate chì ùn hà micca migliurà u guadagnu di l'amplificatore.

Se u vostru interessu particulare hè e frequenze di bassa frequenza (VLF), a risposta à bassa frequenza di l'amplificatore pò esse migliurata aumentendu i valori di i condensatori C1 è C3. (Averete sperimentà cù i valori.)
Eppuru chì a bateria di 9 volti hè a fonte di energia recomandata, l'amplificatore duverà funziona bè cù 6-15 volt. L'internu di l'armadiu di u prototipu cumpletu, utilizendu una batteria di 9 volte cum'è fonte d'alimentazione, hè indicatu in Fig. 3.

Partenza-Layout
Troubleshooting:
I voltaggi di u circuitu per una alimentazione di 9 volti sò mostrati in u schema schematicu Fig. 1. Se i voltaggi di a vostra unità difirenu più di 20% di quelli di u schema, pruvate à cambià i valori di resistenza per ottene a tensione in u so intervallu propiu. Per esempiu, se a caduta di tensione in R8 misura solu 0.3 volta, devi diminuisce u valore di R4 (u valore esattivu hè di voi per capisce) per incrementà a tensione di base di Q3 è u currente di collettore.

L'unichi tensioni critichi sò quelli chì sò attraversu R3 è R8. U rendimentu duverà esse bè si sò ancu vicinu à i valori mostrati in u diagramma schematica.

Siccomu hè quasi impussibule di misurà a tensione da a porta à a fonte (VGS) di un FET, pudete misurà a tensione chì hè presente in tuttu R3, perchè hè a stessa cosa di VGS. Aghjustate u valore di R3 in cunsegna, se a tensione ùn hè micca trà 0.8-1.2 volte.

inevitevuli:
L'usu di stu amplificatore sopra 30 MHz ùn hè micca cunsigliatu per via di a crescita ridutta. Mentre u funziunamentu sopra à 30 MHz pò esse realizatu usendu circuiti sintonizzati in locu di carichi resistivi, chì sta mudificazione hè fora di u scopu di stu articulu.

Amparate quandu manipulate u FET (Q1). Un cretu cumunu hè chì i FET sò i dispositi CMOS sò salvu da danni statichi dopu avè statu stallatu in un circuitu, o dopu esse muntatu in un PC. Benchì hè vera chì sò megliu protetti da l'electricità statica quand'elli sò stallati in un circuitu, sò sempre sottumessi à dannu per l'estaticu; cusì ùn toccu mai l'antenna prima di scaricassi à a terra tocchendu qualchì ughjettu metallicu in terra.

Copyright è Crediti:
Fonte: "RE Experimenters Handbook", 1990. Copyright © Rodney A.Kreuter, Tony van Roon, Radio Electronics Magazine, è Gernsback Publications, Inc. 1990. Publicatu cù permissione scritta. (Edizione Gernsback è Radio Electronics ùn sò più in l'affari). Actualizazioni di documentu è mudìfiche, tutti i diagrammi, PCB / Layout disegnati da Tony van Roon. A riposizione o ripiglià gràfiche in ogni modu o in una forma di stu prughjettu hè espressamente pruibita da e leggi internaziunali di copyright.