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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 430개의 XNUMXMHz 대역 설계. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
안테나 유닛 소형 휴대용 트랜시버의 최대 출력 전력은 일반적으로 작으므로 고정 조건에서 작동할 때 큰 손실을 초래하는 긴 감소 케이블을 사용하더라도 이러한 단점은 안정적인 무선 통신 범위를 크게 줄일 수 있습니다. 이는 수신 중 감도 감소와 안테나에 공급되는 송신기 신호의 이미 낮은 출력 전력 감소로 인해 발생합니다. 이 문제는 안테나 근처 또는 (더 나쁜 경우) 트랜시버 옆에 특수 안테나 장치(AB)를 설치하여 해결할 수 있습니다. 수신 시 동작하는 저잡음 증폭기(LNA)와 송신 시 동작하는 전력 증폭기(PA)로 구성된다. AB를 사용하면 감소 케이블의 손실이 큰 안테나-트랜시버 시스템의 감도를 크게 높이고 허용 출력 전력이 안테나로 직접 전달되므로 허용 출력 전력을 보다 효율적으로 사용할 수 있습니다. 출력 전력이 있는 트랜시버와 함께 사용하는 것이 좋습니다. 최대 0,1...0,5W. 배터리 공급 전압은 11...12V이므로 자동차에서 성공적으로 사용할 수 있습니다. 2m 범위에 대한 유사한 장치는 이미 "Radio" 잡지에 설명되어 있습니다(Nechaev I. 2m 범위용 안테나 장치 - Radio, 2001, No. 2, p. 64,65). 430MHz 대역에 대한 유사한 블록이 여기에 설명되어 있습니다. AB 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 3. VT6 갈륨 비소 전계 효과 트랜지스터를 기반으로 한 입력 저잡음 증폭기(LNA)가 포함되어 있어 수신기의 높은 감도와 넓은 동적 범위를 허용합니다. L29C3 회로는 LNA 입력에 설치되어 범위의 중심 주파수에 맞춰 조정됩니다. 커패시터 C2O는 LNA 입력을 커넥터 XW9에 연결된 안테나와 일치시킵니다. 다이오드 VD10 및 VD9은 송신기 신호 또는 인접한 송신기, 간섭, 번개 등의 기타 강력한 신호로부터 트랜지스터를 보호합니다. 트랜지스터의 DC 모드는 자동 바이어스 저항 R10에 의해 설정됩니다. 트랜지스터는 저역 통과 필터 C3L11C1에 로드되며, 출력에서 신호는 케이블 W1 섹션을 통해 암 동축 커넥터 XW7로 이동한 다음 감소 케이블로 이동합니다. 다이오드 VD8, VD1은 출력측의 전계 효과 트랜지스터를 보호합니다. 공급 전압은 DA13 칩의 통합 전압 안정기에 의해 안정화되고 요소 C16, C4, LXNUMX에 의해 추가로 필터링됩니다.
전력 증폭기(PA)는 DA3 증폭기 모듈에 조립됩니다. 5...20mW의 입력 전력과 40...9V의 공급 전압으로 11W의 출력 전력을 제공합니다. 제어 장치는 다이오드 VD3, VD4 및 트랜지스터 VT1, VT2에 조립됩니다. 주파수 VOX는 트랜시버 송신기로부터 신호를 수신할 때 PA를 활성 모드로 전환합니다. 공급 전압은 PA에 지속적으로 공급되지만 수신 모드(RX)에서는 출력 전력 제어 입력(핀 2)에 전압이 없기 때문에 전류를 소비하지 않습니다. 전송 모드(TX)에서 이 전압은 DA2 칩에 통합된 안정기에 의해 안정화됩니다. 입력 정합 회로는 C19, C20, L5 요소에 조립되고 차단 주파수가 약 7MHz인 출력 저역 통과 필터는 L31, C9, L32, C10, L500 요소에 조립됩니다. 이 저역 통과 필터는 출력 신호의 35차 고조파를 40~XNUMXdB까지 추가로 억제합니다. 배터리에 대한 공급 전압은 특수 케이블을 사용하는 저주파 커넥터 XS1 및 다이오드 VD2를 통해 공급되거나 고주파 커넥터 X\L/1, 저역 통과 필터 L1C1 및 다이오드 VD1을 통한 감소 케이블을 통해 공급될 수 있습니다. . RX/TX 모드 전환은 소켓 XS5에 12~1V의 정전압을 적용하여 수행할 수도 있습니다. 제어 회로에서 소비되는 전류는 1mA를 초과하지 않습니다. LNA 및 PA의 스위칭은 핀 다이오드 VD5, VD6, VD11, VD12와 전기 길이가 X/1인 케이블 W2, W4의 두 섹션을 사용하여 수행됩니다. AB는 다음과 같이 작동합니다. 공급 전압이 인가되면 RX 모드가 됩니다. Pin 다이오드의 전원이 차단되므로 케이블 섹션 W2를 통해 안테나 소켓 XW2의 신호가 LNA의 입력으로 이동합니다. 출력에서 증폭된 신호는 섹션 W1을 통해 소켓 XW1로 이동한 다음 감소 케이블로 이동합니다. PA는 전류를 거의 소비하지 않으며 LNA는 25~30mA의 전류를 소비합니다. 트랜시버가 TX 모드에서 켜지면 해당 신호는 다이오드 VD3, VD4 및 열린 트랜지스터 VT1 및 VT2에 의해 정류됩니다. DA2 마이크로 회로를 통한 양의 전압은 증폭기 DA3의 출력 전력 제어 입력에 공급되고 전류 제한 저항 R4, R7, R8, R11, R12, R14를 통해 핀 다이오드 VD5, VD6, VD11, VD12의 체인에 공급됩니다. 전류는 핀 다이오드를 통해 흐르기 시작하고 저항은 수 옴으로 감소합니다. 다이오드 VD5를 통한 트랜시버 송신기의 신호는 PA DA3의 입력에 공급되는 동시에 전기 길이가 λ/1인 케이블 W4의 섹션은 실질적으로 낮은 저항으로 끝에서 단락됩니다. 다이오드 VD6. 연결점(C5, VD5)에서 이 섹션의 저항은 큰 것으로 나타났으며 트랜시버 신호에 큰 영향을 미치지 않습니다. 다이오드 VD11을 통한 PA의 출력 신호는 안테나 커넥터 XW2에 공급되고, 케이블 섹션 W2도 다이오드 VD12에 의해 단락되어 출력 신호에 큰 영향을 미치지 않습니다. 대부분의 AB 부품은 양면 포일 섬유 유리로 만들어진 인쇄 회로 기판에 배치되며 그 스케치는 그림 2에 나와 있습니다. XNUMX. 두 번째 면은 금속화된 채로 남겨두고 첫 번째 면의 금속화된 둘레 주위에 호일로 연결됩니다. 또한 양쪽은 그림에서 원으로 표시된 구멍을 통과하는 짧은 와이어 조각으로 서로 연결됩니다.
보드는 전도성 표면이 있는 금속 케이스에 배치되며 여러 위치의 둘레에 나사로 고정해야 합니다(더 많을수록 좋습니다). 케이스는 동시에 DA3 증폭기 모듈의 방열판 역할을 합니다. RF 커넥터는 하우징 벽에 설치됩니다. 표시된 것 외에도 장치는 DA3 증폭기 모듈 - M57714M-01, M57797MA-01, M67705M-01, M67749M-01 부품을 사용할 수 있지만 다른 디자인의 하우징과 인쇄된 토폴로지가 있습니다. 회로 기판 도체를 변경해야 합니다. 트랜지스터 VTI - 문자 인덱스가 있는 KT315, KT312, KT3102, VT2 - KT814A...G, KT816A...G, KT836A, VT3 - ATF-10136. 후자는 0,4MHz 주파수에서 500dB의 잡음 지수를 가지므로 여기에 조립된 LNA는 매우 높은 감도를 갖습니다. 이 전계 효과 트랜지스터를 KP325, 2P602 및 유사한 것으로 교체할 수 있지만 결과는 더 나쁠 것입니다. 다이오드 VD1, VD2는 모든 문자 인덱스가 있는 KD212, KD257로, VD3, VD4는 모든 문자 인덱스가 있는 KD419, 2A120으로 대체될 수 있습니다. 트리머 커패시터 - KT4-25, 일정한 극성 - 표면 실장용 탄탈륨(CHIP), 나머지 - K10-17v, K10-42 또는 유사한 수입품, 표면 실장용. 고정 저항기 - RN1-12, 크기 1206, 튜닝 저항기 - Bourns의 3303W-3 또는 이와 유사한 것, SPZ-19, SPZ-28을 사용할 수도 있습니다. 모든 코일은 PEV-3 1 와이어를 사용하여 직경 2mm, L6, L9, L2, L0,6의 맨드릴에 감겨 있으며 각각 8, 1,5, 1,5 및 1,5 회전을 포함합니다. L7, L9, L10은 PEV-2 0,4 와이어로 감겨 있으며 각각 2,7, 3,7 및 2,7 턴을 포함합니다. 초크 12, L4, L6에는 각각 10개의 PEV-2 0,2 와이어가 포함되어 있습니다. 케이블 섹션 W1 및 W2의 전기 길이는 A/4여야 합니다. 길이 50mm의 얇은 케이블 RK1-22-12로 만들어지며 설치 중에 나선형으로 굴려야합니다. 적합한 고주파 커넥터를 사용할 수 있지만 모든 연결은 최소 길이로 이루어져야 하거나 동축 케이블을 사용해야 합니다. 저주파 소켓은 최대 2A의 접점을 통해 전류를 허용하는 모든 것이 될 수 있습니다. AB 설정은 수신 모드(RX)에서 시작됩니다. 10...11V의 공급 전압이 배터리에 공급되고 DA1 칩의 전압 안정기 기능이 확인되며 출력 전압은 약 3V여야 합니다. 저항 R9를 선택하면 필드의 권장 드레인 전류가 됩니다. -효과 트랜지스터가 설정되었습니다(이 경우 25mA). 다음으로, 커패시터 C10, C11은 LNA 출력 회로를 최대 투과 계수로 조정하고, 커패시터 C29, C30은 범위의 중심 주파수에서 최소 SWR을 갖는 최대 투과 계수로 입력 회로를 조정한다. 그런 다음 전송 모드(TX)에서 조정이 수행됩니다. 이를 위해 저항 R13 슬라이더는 다이어그램에 따라 가장 낮은 위치로 설정되고 전류계는 전원 회로에 연결됩니다. 정합 부하와 RF 전압계는 소켓 XW2에 연결되어 출력 전압을 모니터링합니다. 공급 전압(10...12V)은 XS1 소켓의 접점 2과 1에 공급됩니다. 이 모드에서는 180~200mA의 전류가 핀 다이오드를 통해 흐릅니다. DA2 출력의 전압은 약 3V여야 합니다. 저항 R13을 사용하여 전류 소비를 30...50mA만큼 늘립니다. 이는 DA3 증폭기 모듈의 대기 전류가 됩니다. 다음으로, 트랜시버 또는 RF 발생기에서 1MHz 주파수와 435~2mW 전력의 신호가 "Tr" 입력(커넥터 XW5)에 공급됩니다. 커패시터 C19, C20은 최대 출력 전력을 달성합니다. 입력 신호 전력이 20~40mW로 증가하고 설정이 반복됩니다. 그런 다음 입력 회로가 공진에 맞춰져 있는지 확인해야 합니다. 이를 위해 페라이트 및 황동 코어가 교대로 L5 코일로 전달되며 두 경우 모두 출력 전력이 감소해야 합니다. 그렇지 않은 경우에는 이 코일의 회전 수를 변경해야 합니다. 마지막으로 VOX 시스템의 작동을 확인합니다. 이를 위해 XS1의 핀 1에서 공급 전압이 꺼집니다. 20mW 이상의 전력을 갖는 신호가 입력에 적용되면 배터리는 자동으로 TX 모드로 전환됩니다. 트랜시버 옆에 있는 배터리를 작동할 계획이라면 XS1 암 커넥터를 통해 전원을 공급하는 것이 좋습니다. 그런 다음 회로(그림 1 참조)에서 L1, C1, VD1 부품과 LNA 요소(DA1, VT3, VD7 - VD10, C9-C11, C13, C16, C18, C21, C22, C29)를 제외할 수 있습니다. C30, L3, L4, L6, R9, R10. 다이어그램에 따라 커패시터 C7의 오른쪽 단자는 전기 길이가 X/12인 케이블을 사용하여 VD2에 연결됩니다. AB의 모양은 사진에 나와 있습니다(그림 3).
조정된 블록에는 다음과 같은 매개변수가 있습니다. 공급 전압 12V, 입력 신호 20mW에서 출력 전력은 3,8W(소비 전류 1A), 입력 전력 80mW에서 출력 전력은 7,5W(전류 1,4A)였습니다. LNA 이득 - 21dB, 중심 주파수에서 SWR - 1,1, 431...438MHz 범위 - 1,5 이하, 429...440MHz 범위 - 2 이하. 전송계수가 1dB 감소한 LNA의 출력전압은 290mV였다. -3dB 레벨의 대역폭은 18~20MHz이고, 신호 대 잡음비 12dB에서 FM 트랜시버와 함께 감도는 0,08μV로 나타났습니다. 가산기-분배기 VHF 범위 VHF 안테나 어레이를 구성할 때 필요한 요소는 전력 결합기 분배기 또는 분배기입니다. 이는 트랜시버와의 일치, 어레이 요소에 의해 수신된 신호 추가 또는 전송 중 신호 전력의 균일한 분할을 보장합니다. 독자에게는 430MHz 범위에 대한 VHF 전력 가산기의 간단한 설계가 제공됩니다. 설명된 장치는 각각 50Ω의 저항을 갖는 자체 피더가 있는 50개의 안테나를 XNUMXΩ의 특성 임피던스를 갖는 하나의 동축 전송선에 연결하도록 설계되었습니다. VHF 범위에서 이러한 장치는 종종 12,5/50파 변압기를 기반으로 제작됩니다. 또한 안테나 피더를 병렬로 연결하면 총 저항(Za)은 XNUMXΩ이 됩니다. 그런 다음 안테나 피더를 특성 임피던스 Zl = XNUMXΩ을 갖는 전송 선로와 일치시키려면 특성 임피던스를 갖는 XNUMX/XNUMX파 세그먼트를 사용해야 합니다. Ztr \u1d (Za Zl) 2/12,5 \u50d (1 2) 25/XNUMX \uXNUMXd XNUMX Ohm. 특성 임피던스가 50Ω인 동축 케이블의 두 부분을 병렬로 연결하면 이러한 특성 임피던스를 갖는 선로를 생성할 수 있습니다. 덧셈-분배기 회로는 그림 4에 나와 있습니다. 1. 트랜시버로 가는 축소 케이블이 연결되는 동축 소켓 XW1, 전기 길이가 λ/2인 동축 케이블 W4 및 W3 6개, 임의 길이의 동축 케이블 W2-W5 50개가 포함되어 있습니다. 암 동축 커넥터 XWXNUMX가 설치된 끝에 -XWXNUMX. 안테나(배열 요소)는 동일한 길이의 XNUMX옴 케이블 조각을 통해 이러한 커넥터에 연결됩니다. 이 장치는 동축 케이블과 RF 커넥터 조각으로 만들어졌지만 견고하고 내구성이 뛰어난 디자인을 갖추고 있습니다. 이는 케이블 RK50-2-25를 사용하여 달성되었습니다. 외부 도체로는 직경 3mm의 구리관을 사용합니다. 내부 케이블 절연체는 불소수지(단축 계수 - 1,42)로 만들어졌습니다. 이 케이블은 외부 절연체가 없으며 절연체가 녹을 염려 없이 어디에서나 (조심스럽게) 구부리고 (과열 없이) 납땜할 수 있습니다. 장치의 디자인은 그림 5에 나와 있습니다. 2. 제조 시 먼저 전기 길이가 λ/4인 케이블 섹션 430 122개를 준비해야 합니다(7MHz 범위의 경우 섹션 길이는 외부 도체를 따라 10mm가 됩니다). 중앙 도체는 각 측면에서 1~6mm 돌출되어야 합니다. 이러한 세그먼트는 납땜을 통해 커넥터 40에 장착되고 전체 길이를 따라 서로 납땜됩니다. 그런 다음 한쪽 끝에 커넥터 70이 있고 다른 쪽 끝에서 몇 밀리미터 돌출된 중앙 도체가 있는 3...4mm 길이의 케이블의 XNUMX개의 동일한 섹션 XNUMX을 준비합니다. XNUMX개의 세그먼트가 모두 서로 가깝게 접혀 있고 주석 도금 와이어로 만든 붕대 XNUMX가 적용되고 함께 납땜됩니다. 그런 다음 중앙 도체가 납땜됩니다. 납땜 지점의 모든 중앙 도체 길이는 최소화되어야 합니다.
케이블의 외부 구리 도체를 제거하려면 파일을 사용하여 원형으로 날카롭게 하고 조심스럽게 구부리고 부러뜨린 다음 내부 절연체에서 제거해야 합니다. 중앙 도체를 납땜하는 장소는 에폭시 접착제로 밀봉해야 합니다. 보호 및 차폐를 위해 상단에 금속 캡 5를 납땜하는 것이 좋습니다. 장치는 동축 커넥터 XW1 - SR-50-163FV, 커넥터 XW2-XW5 - SR-50-725FV 부품을 사용합니다. 이 커넥터는 케이블 RK50-2-22를 사용할 때 적합합니다. 그러나 PK50-50-2 케이블을 설치할 수 있는 다른 25옴 커넥터를 사용할 수도 있으며, XW1 커넥터에서는 두 개의 케이블 섹션을 동시에 설치할 수 있어야 합니다. 144MHz와 1300MHz의 주파수 범위에 대해서도 유사한 설계를 할 수 있습니다. SWR이 6 이하인 부하를 XW2-XW5 소켓에 연결할 때 제조된 프로토타입(그림 1,1 참조)의 매개변수는 다음과 같습니다. 최소 SWR은 1,12MHz 주파수, 주파수 범위 430에서 405였습니다. ...447MHz SWR은 1,2를 초과하지 않았으며 주파수 범위는 368...485MHz -1,5였습니다. 저자: I. Nechaev(UA3WIA), 쿠르스크
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