Активная антенна

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5})5 Н 01 О 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР l jAS3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬЭ (61) 1683102 (21) 4786569/09 (22) 30,01.90 (46) 15,07,92. Бюл. М 26 (71) Минский радиотехнический институт (72) А.F,Êóðî÷êèí (53) 621,396.677(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1683102, кл. Н 01 Q 23/00, 30.03.89. (54) АКТИВНАЯ АНТЕННА (57)Изобретение относится к антенной технике, а именно к активным магнитным антеннам для радиоприемных устройств. Цель изобретения — увеличение чувствительно,, Ы,, 1748216 А2 сти 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 обутку 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, 1748216. Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах, Известна активная антенна, 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 (AMA), 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 MA 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 транзистара 2 подключен к второму выводу МА 1, первый вывод которой подключен к общему проводу. Коллектор транзистора 2 подключен к первым выводам катушки 5 индуктив5 ности 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.

10 точнику питания, Второй вывод конденсатора 7 подключен к общему проводу. Первый вывод базового резистора 4 подключен к базе гранзистора 2. База транзистора 2 соединена с общим проводом через конденса15 тор 3 фильтра и последовательно соединенную с ним дополнительную обмотку 9, которая своим началом включена последовательно с первым выводом магнитной антенны 1, 20 Активная антенна работает следующим образом.

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

25 прототипа равен (при сьеме сигнала с коллектора транзистора 2)

Ko =p Q,/(r Ь), (1) где р = La/Ск;

30 Li; и Ск — индуктивность катушки 5 и емкость переменного конденсатора 6 соответственноо;

Gк — добротность параллельного контура нагрузки транзистора 2;

35 LA — индуктивность fiA 1;

i/) — текущая круговая частота.

Для обеспечения нармальнога функционирования радиаприемного устройства в диапазоне частот 148 — 1607 кГц указанный

40 диапазон частот разбивают на следующие поддиапазоны: ДВ (148 — 285 кГц), СВ-1 (525—

970 кГц) и СВ-2 (950-1607 к Гц), Это достигается соответствующей коммутацией и настройкой элементов нагрузки транзиста45 ра 2 — параллельного колебательного контура, образованного катушкой 5 индуктивности и переменным конденсатором б, причем переход с паддлапазона на поддиапазон осуществляется дискретным

50 изменением величины индуктивности катушки 5, а перестройка по частоте внутри каждого паддиапазана — плавным изменением емкости переменного конденсатора 6.

При этом выходное напряжение устройства

55 Овых = евКО, (2) где ен -ЗДС, наводимая в MA 1; (lz

Ъ е =- — п5 рA (3

С где с — скорость распространения света;

n — число витков MA 1;

1748216

10

20

Овых = C к/С» К (б) l .S — площадь одного витка;, — эффективная магнитная проницаемость сердечника МА.

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

0вых = с к! Ск, 1 (4) где С. = nSp А С4/(С1д) =- const (предложе-! но, что при изменении величины L» О» =

const), Тогда при Ск = const и L» = var в различных частотных поддиапазонах, например

L»1 = 2880 мкГн для диапазона ДВ, L»2 = 285 мкГн для диапазона СВ-1, 1»з - 95 мкГн для диапазона СВ-2, уровень выходного напряжения уменьшается при переключении с диапазона ДВ на диапазон СВ-2 зэ счет уменьшения волнового сопротивления примерка в ОвыхдвИвыхсв-2 = 2880/955,5 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

Ua>xpB = 120 мкВ в диапазоне СВ-2 послед-ний составляет при той же напряженности

ПОЛЯ UabixCB-2 = 22 МКВ, Чта 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

K0 = pQ»k/(co Ь ) (5) где k = (п + пд)/и; пд — число витков дополнительной обмотки 9, Тогда а k подбирается по необходимому уровню

Оыхсв z путем подбора числа витков дополнительной обмотки 9, Проведены экспериментальные исследования предлагаемой антекны в макете радиоприемника на базе переносного радиоприемника "Океан-РП-222". Установлено, что реальная чувствительность приемника 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 образования последовательного колебательного контура совместно с МА 1 и дополнительной обмоткой 9 ка частоте 150 кГц, à k = 3,5.

При использовании прототипа в том же макете реальная чувствительность составляет 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 Овыхсв < 0доп, где Upon — допустимое выходное напряжекие активной МА, значение которого равно уровню сигнала, при котором еще не происходит ухудшение реальной чувствительности приемника. Это значение на практике составляет Upon <

<(3Ur), где Up — реальная чувствительность каскадов, следующих за активной MA. Для

"Океана-РП-222- Upon > бО мкВ, При использовании же прототипа при равной. напряжЕННОСтИ ПОЛЯ Ua »CB-1 = 40 МКВ, U» xCB-ã =

=22 мкВ, т.Е. UavxCB-2 <. Uab<»CB-1 < Upon. ПРименение предлагаемой антенны с k = 3,5 позволяет реализовать следующие соотношЕниЯ: UabfxCB-2 = 77 мкВ > Upon UavxCB-1 =

140 мкВ > Upon, Что и приводит к улучшению реальной чувствительности приемника в диапазанах С8-1 и СВ-2.

Предлагается использование предлагаемай антенны в составе перспективных переносных радиоприемных устройств серии

"Океан".

Формула изобретения

Активная антенна по авт. св. М 1683102, о т л и ч а ю щ.а я с я тем, что, с целью увеличения чувствительности при работе в

50 расширенном диапазоне частот, база транзистара соединена с общим проводом через конденсатор фильтра и последовательно соединенную с ним вновь введенную дополнительную обмотку, которая размещена соосно с магниткой антенной и своим начэлом включена синфазно и последовательно с первым выводом магнитной антенны.