アクティブアンテナ1から20dB、1-30 MHz範囲

1dB、20-1 MHzの範囲にアクティブアンテナ30。ロドニー・A・クロイタートニー・ファン・ルーン

「運命や厄介な隣人が長いワイヤーの受信アンテナを張ることを妨げるとき、このポケットサイズのアンテナが同じ、またはさらに良い受信を与えることがわかります。 この「アクティブアンテナ」は簡単に構築できます」と1〜30dBのゲインで14〜20Mhzの範囲を備えています。」
Fまたは、従来の全周波数短波受信では、一般的なルールは「アンテナが長いほど受信信号が強い」です。残念なことに、厄介な隣人、制限された住宅ルール、郵便切手ほど大きくない不動産プロットの間では、短い波アンテナはしばしば、窓から数フィートのワイヤーが投げ出されることが判明します-130フィートの長いワイヤーアンテナではなく、2つの50フィートタワーの間に本当に張り付けたいのです。

幸いなことに、長距離アンテナの便利な代替手段があり、それは 能動アンテナ; 基本的には非常に短いアンテナと高ゲインアンプで構成されています。 私のユニットは、ほぼ10年間正常に動作しています。 それは満足に動作します。

アクティブアンテナの概念はかなり単純です。 アンテナは物理的に小さいため、大きなアンテナほど多くのエネルギーを遮断しません。したがって、組み込みのRFアンプを使用して、見かけの信号「損失」を補います。また、アンプはインピーダンスマッチングを提供します。ほとんどの受信機は、50-ohmアンテナで動作するように設計されています。

アクティブアンテナは任意の周波数範囲で構築できますが、VLF(10KHz程度)から30MHz程度までより一般的に使用されます。 その理由は、これらの周波数用のフルサイズのアンテナは、多くの場合、利用可能なスペースに対して長すぎるためです。 より高い周波数では、比較的小さな高利得アンテナを設計するのは非常に簡単です。

以下に示すアクティブアンテナ(図1)は、14-20MHzの一般的な短波および無線周波数で1-30dBのゲインを提供します。 ご想像のとおり、周波数が低いほどゲインは大きくなります。 20dBのゲインは1-18 MHzから典型的であり、14MHzで30dBに減少します。

回路設計:
1 / 4波長よりもはるかに短いアンテナは、受信周波数に依存する非常に小さく高リアクティブなインピーダンスを示すため、アンテナのインピーダンスを一致させる試みは行われませんでした。周波数カバレッジの。 代わりに、入力段(Q1)はJFETソースフォロワーであり、その高インピーダンス入力はあらゆる周波数でアンテナの特性をうまくブリッジします。 MPF102、NTE451、2N4416など、さまざまなタイプのJFETを使用できますが、全体的な高周波応答はJFETアンプの特性によって設定されることに留意してください。

トランジスタQ2はエミッタフォロワとして使用され、Q1に高インピーダンス負荷を提供しますが、さらに重要なことは、共通エミッタアンプQ3に低い駆動インピーダンスを提供します。 アンプの電圧ゲインの。 Q3の最も重要なパラメーターはfT、-200 400メガヘルツの範囲内であるべきである高域カットオフ、。 2N3904、または2N2222はQ3に適しています。

Q3の回路パラメータで最も重要なのは、R8での電圧降下です。降下が大きいほど、ゲインが大きくなります。 ただし、Q3のゲインが増加すると、通過帯域は減少します。

トランジスタQ4は、Q3の比較的中程度の出力インピーダンスを低インピーダンスに変換し、それによって受信機の50-ohmアンテナ入力インピーダンスを十分に駆動します。

アクティブアンテナの回路図ダイアグラム

パーツリストやその他のコンポーネント:

半導体:
      Q1 = MPF102、JFET。 (2N4416、NTE451、ECG451など)Q2、Q3、Q4 = 2N3904、NPNトランジスタ

抵抗器:
すべての抵抗は、5 / 1ワット4%である
    R1 = 1メガオームR5 = 10K R2、R10 = 22オームR6、R9 = 1K R3、R11 = 2K2 R7 = 3K3 R4 = 22K R8 = 470オーム

コンデンサ(少なくとも16V定格):
   C1、C3 = 470pF C2、C5、C6 = 0.01uF(10nF)C4 = 0.001uF(1nF)C7、C9 = 0.1uF(100nF)C8 = 22uF / 16V、電解

その他のパーツ&材料:
  B1 = 9ボルトアルカリ電池S1 = SPSTオン/オフスイッチJ1 =ジャック(お使いの)受信機ケーブルに合わせてジャックANT1 =伸縮式ホイップアンテナ(ネジマウント)、ワイヤー、真鍮ロッド(約12 ")MISC = PCB材料、エンクロージャ、バッテリーホルダー、9Vバッテリースナップなど 

アンテナはほとんど何でもかまいません。 長いワイヤー、真鍮の溶接棒、または古いラジオから回収された伸縮アンテナ。 トランジスタラジオ用の伸縮式交換アンテナは、ほとんどの小売電子部品販売業者およびサプライヤーからも入手できます。

建設:
プロトタイプユニットのアンプは、プリント基板を使用します(以下を参照)。 アンプは穴あき配線板(ベロ基板)上に組み立てることができますが、 一部 部品レイアウトに感度は、我々は強くあなたが最良の結果を得るために、プリント回路基板(PCB)を作成することをお勧めします。

PCB 部品レイアウト
部品配置図を図2に示します。 バッテリーのマイナス(グランド)リードはPCボードに戻されますが、出力ジャックJ1はキャビネットのグランドに接続されていることに注意してください。 PCボードとキャビネット間の接地接続は、PCボードをエンクロージャーに取り付けるために使用される金属製の支柱またはスペーサーを介して行われます。 プラスチック製のスタンドオフまたはスペーサーは、PCボード、キャビネット、およびJ1間のグランド接続を提供しないため、* NOT *してください。 アンプの収納にプラスチックキャビネットを使用する場合は、J1の接地接続がPCボードの外縁の周りを走る接地箔に戻されるようにしてください。

テレスコピックアンテナは、PCボードの中央に取り付けます。 ボードのフォイル側から、取り付けネジをPCボードの穴に通し、ネジの頭をフォイルパッドにはんだ付けします。 絶縁と支持の両方のために、アンテナとアンテナが通過するキャビネットのカバーの穴との間にプラスチックまたはゴム製のグロメットを使用します。 ピンチでは、アンテナのシャフトに巻き付けられた良質のプラスチックテープを数回巻いて、ゴム製グロメットの代わりに使用できます。

ワイヤーアンテナを準備する場合は、キャビネットに5ウェイバインディングポストを取り付けます。 次に、アンテナのフォイルパッドとバインディングポストの間に短いワイヤを接続してください。

修正:
1-30MHzよりも小さい周波数範囲に関心がある場合は、抵抗R1を、目的の範囲の中心に調整されたLCタンク回路に置き換えることができます。 LC回路は、対象範囲外の信号の除去も改善しますが、アンプのゲインは改善されないことに注意してください。

特定の関心が非常に低い周波数(VLF)である場合、コンデンサC1とC3の値を増やすことにより、アンプの低周波数応答を改善できます。 (値を試す必要があります。)
9ボルトのバッテリーが推奨される電源ですが、アンプは6-15ボルトを使用して適切に動作するはずです。 9ボルトのバッテリーを電源として使用して完成したプロトタイプのキャビネットの内部を図3に示します。

部品レイアウト
トラブルシューティング:
9ボルト電源の回路電圧は、回路図の図1に示されています。 ユニットの電圧が回路図の電圧と20%以上異なる場合は、抵抗値を変更して適切な範囲の電圧を取得してください。 たとえば、R8の電圧降下が0.3ボルトのみを測定する場合、Q4のベース電圧とコレクタ電流を増加させるために、R3の値を減らす必要があります(正確な値は把握する必要があります)。

唯一の重要な電圧は、R3とR8間の電圧です。 スケマティックダイアグラムに示されている値に近い場合でも、パフォーマンスは良好です。

FETのゲートからソース(VGS)までの電圧を測定することはほとんど不可能であるため、R3に存在する電圧はVGSと同じであるため測定できます。 電圧が3-0.8ボルトの範囲内にない場合、R1.2の値を適宜調整します。

制限事項:
30 MHzを超えるこのアンプの使用は、ゲインが大幅に低下するため推奨されません。 30 MHz以上での動作は、抵抗負荷の代わりに調整回路を使用することで実現できますが、この変更はこの記事の範囲外です。

FET(Q1)の取り扱いには注意してください。 一般的な信念は、FETはCMOSデバイスであり、回路に取り付けた後、またはPCボードに取り付けた後、静電気による損傷から安全であるというものです。 回路に設置した場合、静電気から保護されていることは事実ですが、静電気による損傷を受けやすくなっています。 そのため、接地された金属物体に触れて自分自身を地面に放電する前に、アンテナに触れないでください。

著作権とクレジット:
出典:「RE Experimenters Handbook」、1990。 著作権 © Rodney A.Kreuter、Tony van Roon、Radio Electronics Magazine、およびGernsback Publications、Inc. 1990。 書面による許可により発行。 (ガーンズバックパブリッシングとラジオエレクトロニクスは、もは​​やビジネスではありません)。 ドキュメントの更新と変更、すべての図、Tony van Roonが描いたPCB /レイアウト。 このプロジェクトの方法または形式を問わず、グラフィックを再投稿または撮影することは、国際著作権法により明示的に禁止されています。

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