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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Zur Anpassung von Plattenantennenverstärkern. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Antennenverstärker In dem veröffentlichten Artikel bietet der Autor unter Berücksichtigung der Verstärker, die in in Polen hergestellten Antennen verwendet werden, seine eigene Möglichkeit an, diese im Antennen-Speisepfad zu verwenden. Plattenantennenverstärker (PAA) sind Teil der beliebten polnischen TV-Antennen ASP-4WA. ASP-8WA (CX-8WA). Es handelt sich um eine 60x40 mm große Leiterplatte mit oberflächenmontierten Mikroelementen. Beim normalen Einschalten wird ein solcher Verstärker direkt an der Antenne installiert: Sein Eingang ist mit seiner Sammelleitung verbunden, und der Ausgang ist mit einem Drop-Kabel verbunden, über das er die Versorgungsspannung erhält. Derzeit werden viele austauschbare PAK-Marken wie SWA, GPS hergestellt. RA. RAE und andere. Ihre Schaltung, Eigenschaften, Merkmale eines bestimmten Verstärkers und seine Reparatur wurden bereits in der Zeitschrift 11. [2] berücksichtigt. Hier wird eine ungewöhnliche Verwendung von PAHs vorgeschlagen, die sich auf deren Einbeziehung getrennt von den ASP-Antennen bezieht. Es ist zu beachten, dass es sich bei PAHs um „gebrauchsfertige“ elektronische Komponenten handelt und angesichts ihres relativ niedrigen Preises (1.5 ... 2 Dollar) deutlich wird, dass Funkamateure PAHs in ihren Antennendesigns verwenden möchten. Und sie sind oft effizienter und besser an spezifische Empfangsbedingungen angepasst als ASR-Antennen. Das einzige Problem, das gelöst werden muss, ist die Anpassung der Eingangsimpedanz der Antenne an die Eingangsimpedanz des Verstärkers. Betrachten wir zunächst, wie die Anpassung in der ASR-Antenne erfolgt: Am Eingang des PAH ist ein Balun-Anpasstransformator auf einem K 10x6x2,5-Ferritring eingeschaltet. Es hat zwei Wicklungen – zweiadrige lange Leitungen mit jeweils drei Windungen. Ein solcher Transformator für lange Leitungen (LTL) weist einen hohen Wirkungsgrad (bis zu 98 %), kleine Abmessungen und einen breiten Betriebsfrequenzbereich auf [3]. Wenn sich die empfangenen Schwingungen darin ausbreiten, sind die durch die Leiter der Leitungen fließenden Ströme gleich und entgegengesetzt gerichtet, was bedeutet, dass der Magnetkreis nicht magnetisiert ist und praktisch keine Verluste darin auftreten. Andererseits erhöht das Vorhandensein eines Magnetkreises die Induktivität der Wicklungen erheblich und eliminiert so deren Nebenschlusseffekt auf Antenne und Last. Der Magnetkreis beeinflusst die Ausbreitung von Schwingungen nicht, da der Wanderwellenmodus vorhanden ist. Das bedingte Schema zum Einschalten des TDL der ASP-Antenne ist in Abb. 1 dargestellt. 3. Es verfügt über einen symmetrischen Eingang (Punkte a, b, c) und einen unsymmetrischen Ausgang. Es erfüllt die in [2] angegebenen Beziehungen: Rr = n1RH; U2 = nUXNUMX. p = nRn, wobei R der Widerstand des Generators ist, der der Antenne entspricht, Ohm; RH - Lastwiderstand, Ohm; n - Transformationsverhältnis; p - Wellenwiderstand einer Zweidrahtleitung, Ohm.
Einige Werte in den Formeln bedürfen einer Erklärung. Das Übersetzungsverhältnis ist also numerisch gleich der Anzahl der TDL-Wicklungen, der Generatorwiderstand in der Empfangsantenne ist gleich seinem Eingangswiderstand und der Lastwiderstand ist gleich dem PAH-Eingangswiderstand. Die Eingangsimpedanz der Antenne beträgt etwa 300 Ohm und die Anzahl der TDL-Wicklungen beträgt zwei. Wenn wir es in die Formeln einsetzen, erhalten wir: U2=0,5U„ RH=75 Ohm, p=150Ohm. Folglich wird durch die Anpassung die Spannung des Nutzsignals halbiert, der Eingangswiderstand vervierfacht und dieser in einen nahezu standardisierten Wert (75 Ohm) umgewandelt. Daraus folgt, dass die aktive Komponente der Eingangsimpedanz des PAH nahe bei 75 Ohm liegt, d. h. sein Eingang ist tatsächlich an die charakteristische Impedanz des Koaxialkabels angepasst. Auch der Ausgang des Verstärkers ist für eine solche Belastung ausgelegt. Daraus können wir schließen, dass ein PAH ohne TDL effektiv arbeiten kann, wenn er ohne zusätzliche Koordination in einen Koaxialkabelbruch einbezogen wird. Um zu beurteilen, wie sich die Entfernung des TDL auf die Eigenschaften auswirkt, wollen wir uns genauer mit den Frequenzeigenschaften des TDL befassen. Obwohl TDL theoretisch keine Grenzfrequenzen hat, ist seine niedrigere Betriebsfrequenz f „in Wirklichkeit durch die Induktivität von Zweidrahtleitungen begrenzt, die durch die in (3] angegebene Formel bestimmt wird: Ll \u2d w250μS / 2dcp (μH), Dabei ist w die Anzahl der Windungen im Magnetkreis; μ ist die relative magnetische Permeabilität des Magnetkreises, S ist die Querschnittsfläche des Magnetkreises, cm3, dcp ist der durchschnittliche Durchmesser des Rings, cm. Die Berechnungen führen zu folgenden Ergebnissen: Ll = 0.68 μH, fn = 220 MHz. Dieser Frequenzwert weist darauf hin, dass der Transformator nahezu im gesamten MB-Bereich nicht im optimalen Modus arbeitet. Dies bedeutet eine Verringerung des KBV und des Übertragungskoeffizienten, was sich insbesondere bei den Frequenzen des 1. – 5. Fernsehkanals bemerkbar macht, wie in [4] angegeben. Es stellt sich natürlich die Frage: Warum haben die Konstrukteure die Frequenz fn nicht gesenkt, indem sie einfach die Anzahl der Windungen von Zweidrahtleitungen erhöht haben? Fakt ist, dass dies durch die maximale Länge von Zweidrahtleitungen Lmax verhindert wird, die λ/8 nicht überschreiten sollte [3]. Für die obere Betriebsfrequenz des UHF-Bereichs erhalten wir Lmax = 4 cm. Diese Länge haben die Leitungen des Transformators T1. Eine Erhöhung der Windungszahl führt zwangsläufig zu einer Überschreitung von Lmax, wodurch sich die Parameter des Transformators bei den oberen Frequenzen des UHF-Bereichs verschlechtern. Daher wird es nicht möglich sein, die optimale Funktionsweise des TDL auf allen Fernsehkanälen sicherzustellen. Daher zogen es die Konstrukteure vor, den maximalen Wirkungsgrad und Übertragungskoeffizienten im UHF-Bereich zu erreichen. Ein solcher Transformator und die gesamte Antenne können als Dezimeter bezeichnet werden. Offensichtlich verschlechtert die passende TDL immer die Parameter der ASP-Antenne an einem der Ränder des gesamten Fernsehbereichs. Andere Anpassgeräte sind jedoch noch weniger breitbandig und für solche Antennen ungeeignet. Bei einer Antenne ähnlich einer ASP-Antenne mit asymmetrischem PAH kann auf Anpassung und Symmetrierung nicht verzichtet werden. Obwohl es natürlich Antennenverstärker gibt, die keine Anpassungsgeräte erfordern [4], ist dies ein Thema für ein anderes Gespräch ... Von den verschiedenen bekannten Antennen [5], die in der Tabelle aufgeführt sind, weist ein Halbwellen-Schleifenvibrator eine Eingangsimpedanz auf, die nahezu dem gleichen Parameter wie die ASP-Antennen entspricht. PAKs (mit TDL) werden ohne Änderungen daran angeschlossen. Und der oft praktizierte Anschluss eines herkömmlichen Halbwellenvibrators an die Punkte aiv TDL ist ineffizient, da sich deren Eingangsimpedanzen um den Faktor vier unterscheiden.
Die obige Schlussfolgerung ermöglicht es uns, für fast jede Antenne eine einfache Möglichkeit vorzuschlagen, einen PAH-ohne TDL in eine Koaxialkabelunterbrechung einzubinden. Gleichzeitig wird am Antenneneingang ein dafür notwendiges Symmetrier-Anpassgerät montiert, beschrieben in [5y. U-Bogen, Halbwellenschleife, Kurzschlussschleife, HF-Transformator oder Addierer (bei Verwendung von zwei Antennen), und der Verstärker wird auf diese Weise dahinter eingeschaltet. wie in Abb. gezeigt. 2 (beispielsweise ist die Antenne „Wellenkanal“ herkömmlicherweise dargestellt).
Die Änderung am Verstärker selbst ist minimal: TDL wird daraus entfernt. Es genügt sogar, seine Anschlüsse vom Kontaktpad abzulöten, an dem der Anschluss des Kondensators C1 angelötet ist [1.2]. ohne TDL zu löschen. Anschließend wird die Antenne mit einem Segment des Eingangskoaxialkabels der erforderlichen Länge an den PAH angeschlossen. Der Mittelleiter eines Endes des Kabels ist an das Kontaktpad angelötet, an das der Ausgang des Kondensators C1 angeschlossen ist, und das Geflecht an den gemeinsamen Draht des Verstärkers. Das zweite Ende des Kabels wird mit der Anpassungs-/Ausgleichsvorrichtung der Antenne verbunden. Anschließend wird der Verstärker am Mast befestigt (mit Schrauben oder einer Klemme) und an dessen Ausgang ein Drop-Kabel mit einer Klemmvorrichtung auf der Platine angeschlossen. Der Verstärker ist sorgfältig abgedichtet, insbesondere an den Stellen der Löt- und Kabelverbindungen. Die Art der Spannungsversorgung ist üblich und wird auf den Seiten des Magazins mehr als einmal beschrieben. Das Entfernen des TDL sorgt für eine Entzerrung des Frequenzgangs des Verstärkers im MB-Intervall und erhöht seinen Übertragungskoeffizienten. Die meisten PAKs arbeiten in diesem Modus stabil. Sollte der Verstärker dennoch erregt werden (bei Modellen mit großer Verstärkung, wie in [1] erwähnt), sollte die Versorgungsspannung leicht reduziert werden. Ein weiterer Vorteil dieser Art der Verwendung von PAHs ist die Möglichkeit, den Installationsort zu variieren: von der Nähe der Antenne bis zur Platzierung in einem geschlossenen Raum. Im ersten Fall wird das maximale Signal-Rausch-Verhältnis erreicht, im zweiten Fall wird der Verstärker zuverlässig vor Witterungseinflüssen geschützt, was seine Lebensdauer verlängert. Bei geringer Länge des Eingangskabelsegments (bis zu 5 m) oder Verwendung des Kabels PK-75-9-13. Da der Verstärker eine geringe lineare Dämpfung aufweist, kann er unter dem Dach des Hauses (auf dem Dachboden) installiert werden. Die tatsächliche Verschlechterung der Signalqualität wird in diesem Fall unbedeutend sein und nur bei den oberen Frequenzen des UHF spürbar sein. Abschließend möchte ich anmerken, dass diese Methode der PAK-Einarbeitung einfach, vielseitig und zu guten Ergebnissen führt. Natürlich ist auch ein anderer Weg möglich – die Berechnung (gemäß der in [3] vorgeschlagenen Methode) und die Erstellung eines neuen TDP. Anpassen einer bestimmten Antenne an den Verstärkereingang. Literatur
Autor: A. Pachomov
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