100kHz-30MHz有源天线,100kHz-30MHz antenna

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住在城市的业余无线电爱好者常常受天线的限制而不能满意的接收远方中,短波电台发射的信号.这是因为性能好,效率高的中波和短波接收天线不仅很长,而且要求架的很高,而市区建筑物林立,可供利用控件很小,还要考虑不影响市容美观和预防雷击等诸多不利因素所以,要在市区内架设理想的室外中,短波接收天线几乎是不可能的.无线电爱好者都知道,即使是性能优越的专业级通信接收机,也会被性能低劣的天线拉后腿.因此,改进天线就成为无线电爱好者们经常关注的热门话题.

本文介绍的100kHz-30MHz有源天线有助于解决上诉问题.它具有体积小,性能好,制作简单,成本低廉等特点,最适合用于中波和短波电台的远距离接收.

1.电路 2.制作 3.使用

一.电路

如图1所示.高频结型场效应管Q1(MPF102)接成源极跟随器,鞭状天线ANT1拾取的射频信号经C1耦合到它的栅极.对于低频信号而言,C1具有很高的阻抗,可以抑制电力网的50Hz和100Hz交流声干扰.氖灯NE1将天线感应的静电电荷泄放掉,以保护Q1不致因栅极积累过多的静电电荷而被击穿.这是因为本天线装在聚氯乙稀导管内,在处理时容易因摩擦而产生很高的静电电位,使天线感应到过多的静电电荷,从而击穿C1损坏Q1.偏压电阻R1-R3将Q1栅极偏置到2.5V.Q1源极输出的射频信号经Q2(UHF晶体管MPS3866)放大后为负载提供100mW的输出功率.Q2的静态电流约为30-40mA,能在处理大信号时保持良好的线性.

接在Q2发射极电路中的电位器R5用来调解本天线的增益,与其滑动端并联到C3起交流旁路的作用.当R5调解到不被C3旁路的位置时,Q2的电压增益最小,其值约为6倍,此时天线到电缆的总增益的2倍.当把阻抗考虑在内时,本电路的输出增益约为36dB.R5应调解到弱信号接收效果最佳和最低有用增益位置,以保持最佳动态范围.

T1是绕在环形铁氧体磁芯上的宽带变压器,它决定本天线放大器的带宽并起到阻抗匹配的作用,其整个绕组与三分之一抽头部分的阻抗比是9:1.从Q2集电极看过去.天线输入端的50-70欧姆阻抗被Q1,Q2转换成450-680欧姆,T1将此阻抗再次转换成50-75欧姆,以便于接在输出插座J1的接收机输入阻抗实现匹配.电阻R6抑制Q2可能出现的寄生振荡.直流电源电压通过T1冷端的交流接地电容器.

本放大器的-3dB带宽约为10MHz,其频率高端的增益较低,而低端的增益较高.这正好符合要求.因为在较高频率下天线的频率较高,所需增益较低.尤其是12MHz和15Mhz短波电台有时信号很强,会引起互调,天线放大器的增益不宜过高.在1MHz一下,天线拾取的信号较弱,此时要求放大器提供较高的增益.本放大器的低端频率主要取决于T1,约在80Hz附近,因此能够覆盖调幅广播的140-425长波波段.

图1中虚线框内的电路装在屏蔽盒里,它们是天线放大器的幻象供电电路.J1输出的射频信号通过一端同轴电缆送到J2,再经C4耦合到接在J3的接收机.加在J2的13V直流电源电压则通过同一段同轴电缆和J1为天线放大器供电,C4隔断此直流电压使其不能进入接收机天线输入电路.小型墙上电源变压器次级输出的12-14V交流电压加到插座PL1,经二极管D1半波整流和R7,R8,C5,C6滤波后得到13V直流电源电压.C7起旁路作用.