Активная антенна Советский патент 1992 года по МПК H01Q23/00 

8

(Л

С

Изобретение относится к антенной технике, а именно к активным магнитным антеннам для радиоприемных устройств. Цель изобретения - увеличение чувствительности при работе в расширенном диапазоне частот за счет увеличения уровня выходного сигнала, обусловленного повышением коэффициента передачи. Активная магнитная антенна содержит магнитную антенну 1, транзистор 2, конденсатор 3 фильтра, базовый резистор 4, катушку 5 индуктивности, переменный конденсатор 6, конденсатор 7, резистор 8 и дополнительную обмотку 9. Увеличить коэффициент передачи и предотвратить уменьшение чувствительности в ВЧ-поддиапазоне удается за счет уменьшения глубины отрицательной обратной связи путем подбора числа витков дополнительной обмотки 9. 1 ил

J

tt

Л

1

:Ј

00

ю

д

to

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах,

Известна активная анхенна, содержащая последовательно соединенные ненастраиваемую магнитную антенну (МА) и узкополосный усилитель на транзисторе по схеме с общей базой, цепи питания по постоянному току которого обеспечивают независимость условий шумового согласования усилителя с источником сигнала от значений коэффициента передачи тока базы транзистора.

Недостаток активной антенны - низкая чувствительность при работе в расширенном диапазоне частот, что связано с низким коэффициентом передачи в его высокочастотной части.

Целью изобретения является увеличение чувствительности при работе в расширенном диапазоне частот за счет увеличения уровня выходного сигнала, обусловленного повышением коэффициента передачи.

Поставленная цель достигается тем, что в активной антенне (АМА), содержащей магнитную антенну, первый вывод которой подключен к общему проводу, транзистор, эмиттер которого подключен к второму выводу магнитной антенны, коллектор - к первым выводам катушки индуктивности и перемененного конденсатора, а база - к первому выводу базового резистора, а также конденсатор фильтра и последовательно соединенные резистор и конденсатор, причем первый вывод резистора подключен к выходу источника питания, второй вывод конденсатора - к общему проводу, а второй вывод резистора - к вторым выводам базового резистора, катушки индуктивности и переменного конденсатора, база транзистора соединена с общим проводом через конденсатор фильтра и последовательно соединенную с ним введенную дополнительную обмотку, которая размещена соосно с магнитной антенной и своим началом включена синфазно и последовательно с первым выводом магнитной антенны.

Введение дополнительной обмотки в МА увеличивает коэффициент передачи сигнала МА и уровень выходного сигнала, что приводит к увеличению чувствительности

На чертеже приведена схема предлагаемой активной антенны.

Активная антенна содержит магнитную антенну 1, транзистор 2, конденсатор 3 фильтра, базовый резистор 4, катушку 5 индуктивности, переменный конденсатор 6, конденсатор 7, резистор 8 и дополнительную обмотку 9. При этом эмиттер транзистора 2 подключен к второму выводу МА 1, первый вывод которой подключен к общему проводу. Коллектор транзистора 2 подключен к первым выводам катушки 5 индуктивности и переменного конденсатора б, вторые выводы которых подключены к вторым выводам базового резистора 4 и резистора 8 и первому выводу конденсатора 7. Первый вывод резистора 8 подключен к ис-t

точнику питания. Второй вывод конденсатора 7 подключен к общему проводу Первый вывод базового резистора 4 подключен к базе транзистора 2 База транзистора 2 соединена с общим проводом через конденсатор 3 фильтра и последовательно соединенную с ним дополнительную обмотку 9, которая своим началом включена последовательно с первым выводом магнитной антенны 1.

Активная антенна работает следующим образом.

Вначале рассмотрим работу прототипа в составе радиоприемного устройства. Коэффициент передачи сигнал МА в случае

прототипа равен (при сьеме сигнала с коллектора транзистора 2)

(ft LA).(1)

гдер у LK/CK;

LK и Ск - индуктивность катушки 5 и

емкость переменного конденсатора 6 соответственно;

QK - добротность параллельного контура нагрузки транзистора 2,

д - индуктивность МА 1;

а)- текущая круговая частота Для обеспечения нормального функционирования радиоприемного устройства в диапазоне частот 148-1607 кГц указанный

диапазон частот разбивают на следующие поддиапазоны: ДВ (148-285 кГц), СВ-1 (525- 970 кГц) и СВ-2 (950-1607 кГц). Это достигается соответствующей коммутацией и настройкой элементов нагрузки транзистора 2 - параллельного колебательного контура, образованного катушкой 5 индуктивности и переменным конденсатором б, причем переход с поддиапазона на поддиапазон осуществляется дискретным

изменением величины индуктивности катушки 5, а перестройка по частоте внутри каждого поддиапазона - плавным изменением емкости переменного конденсатора 6. При этом выходное напряжение устройства

иВЫх енКо,(2)

где ен -ЭДС, наводимая в МА 1;

ей - | nS fi A, (3)

где с - скорость распространения света; п - число витков МА 1,

S - площадь одного витка; jVf- эффективная магнитная проницаемость сердечника МА.

Тогда для (2) с учетом (1) и (3) получим

Цвых - с LK/CKI

где С nSfi д QK/(CLA) - const (предложено, что при изменении величины QK const).

Тогда при Ск const и LK var в различных частотных поддиапазонах, например LK.I 2880 мкГн для диапазона ДВ, LK2 285 мкГн для диапазона СВ-1, 1кз - 95 мкГн для диапазона СВ-2, уровень выходного напряжения уменьшается при переключении с диапазона ДВ на диапазон СВ-2 за счет уменьшения волнового сопротивления примерно в иВыхДВ/иВыхСВ-2 2880/95 5,5 раза.

Это может привести к тому, что реальная чувствительность приемника будет ограничиваться не шумовыми параметрами активной МА, а шумами последующих каскадов. Например, такая ситуация возникает при применении в качестве последующих каскадов микросхемы К174ХА2, реальная чувствительность по напряжению которой составляет примерно 20 мкВ. Тогда при уровне выходного сигнала в диапазоне ДВ ивыхдв 120 мкВ в диапазоне СВ-2 последний составляет при той же напряженности поля 1)ВыхСВ-2 22 мкВ, что не позволяет полностью реализовать высокие качественные показатели активной МА и значительно ухудшает параметры всего приемника в целом. Таким образом, недостаток прототипа заключается в уменьшении чувствительности в высокочастотных поддиапазонах, обусловленного уменьшением уровня выходного сигнала из-за снижения коэффициента передачи.

Увеличить коэффициент передачи сигнала МА и уровень выходного напряжения, а следовательно, и чувствительность позволяет предлагаемая антенна, в которой за счет уменьшения глубины отрицательной обратной связи

Ко pQKk/(u)LA)(5)

где k (п + пд)/п;

пд - число витков дополнительной обмотки 9.

Тогда

иВых С U/СкК,

a k подбирается по необходимому уровню иВыхСВ-2 путем подбора числа витков дополнительной обмотки 9.

5Проведены экспериментальные исследования предлагаемой антенны в макете ра- диоприемника на базе переносного радиоприемника Океан-РП-222. Установ10 лено, что реальная чувствительность прием ника составляет в диапазоне ДВ 0,8 мВ/м, в диапазонах СВ-1 и СВ-2 0,45 мВ/м. При этом величина емкости конденсатора 3 фильтра была выбрана из условия образова15 ния последовательного колебательного контура совместно с МА 1 и дополнительной обмоткой 9 на частоте 150 кГц, a k 3,5.

При использовании прототипа в том же макете реальная чувствительность состав20 ляет в диапазоне ДВ 0,8 мВ/м, в диапазонах СВ-1 и СВ-2 0,8 мв/м. Ухудшение реальной чувствительности в диапазонах СВ при использовании прототипа обусловлено тем, что Увыхсв Uflon, где идоп - допустимое

25 выходное напряжение активной МА, значение которого равно уровню сигнала, при котором еще не происходит ухудшение реальной чувствительности приемника. Это значение на практике составляет 1)ДОп

30 (3Up), где Up - реальная чувствительность каскадов, следующих за активной МА Для Океана-РП-222- Кдоп 60 мкВ. При использовании же прототипа при равной напряженности ПОЛЯ иВыхСВ-1 40 мкВ, УвыхСВ 2

35 22 мкВ, т.е. 1)ВыхСВ-2 иВыхСВ-1 иДОп Применение предлагаемой антенны с k 3,5 позволяет реализовать следующие соотношения: 1)ВыхСВ-2 77 МКВ Uflon, УвыхСВ 1

140 мкВ UAon, что и приводит к улучшению

40 реальной чувствительности приемника в диапазонах СВ-1 и СВ-2.

Предлагается использование предлагаемой антенны в составе перспективных переносных радиоприемных устройств серии

45 Океан.

Формула изобретения Активная антенна по авт св. № 1683102, отличающаяся тем, что, с целью увеличения чувствительности при работе в

50 расширенном-диапйзоне частот, база транзистора соединена с общим проводом через конденсатор фильтра и последовательно соединенную с ним вновь введенную дополнительную обмотку, которая размещена

55 соосно с магнитной антенной и своим началом включена синфазно и последовательно с первым выводом магнитной антенны.