Антенные предусилители диапазона 435Мгц на полосковых линиях.
Диапазон 70см хотя и не
совсем "СВЧ" но тем не менее достаточно малошумный и позволяет "выжать"
предельную чувствительность из приёмных устройств. Тем более, что смысл такой
всегда есть - здесь работают "вниз" спутники. К тому же затухание в кабелях
более значительное, чем на 2м и при их большой длине необходимо уже принимать
меры по компенсации потерь. Иначе... А иначе ничего толком не выйдет.
Здесь представлены две конструкции антенных МШУ,разных по назначению и
соответственно разных по схемотехнике и полученным параметрам. Их объединяет
одно - резонансные цепи выполнены на полосковых линиях. Достоинства их очевидны
- небольшие размеры, стабильность и хорошая повторяемость параметров. А при
доступности в наше время "лазерно-утюжной" технологии изготовления печатных
плат, проблемы с настройкой сводятся к минимуму даже при отсуствии измерительной
аппаратуры.
Схема первого из усилителей изображена на Рис1.
Он
замыслен как МШУ для работы в составе комплекта аппаратуры для спутниковой
связи.Такой МШУ должен обладать низкими шумами,высокой избирательностью и не
совсем обязательно - высоким усилением. Полоса его должна перекрывать
спутниковый участок - 435-438Мгц и обеспечивать ослабление других близких
частот, где могут работать близкорасположенные или мощные передатчики. Даже LPD
станция, но расположенная очень близко может привести к перегрузке приёмника и
возникновению интермодуляционных помех.
Рис.1
Для
обеспечения высокой избирательности в состав МШУ входят три избирательных цепи -
две на входе и ещё одна на выходе усилительного каскада.
Добротность их достаточно велика и определяется соотношением индуктивности линии
и контурной ёмкости. К тому же для обеспечения высокого динамического диапазона
для усилителя был выбран транзистор специально разработанный для усилительных
каскадов с повышенной линейностью. Собственно усилитель представляет собой
обычный каскад с ОЭ и апериодической нагрузкой.
Небольшой
висящий "в воздухе" пятачок между горячими концами входного полосового фильтра -
на самом деле небольшая конструктивная ёмкость, служащая для увеличения связи
между линиями. Согласование с полосковыми линиями достигнуто за счёт подключения
входа и выхода усилителя к части линии. Оптимальное включение было достигнуто на
макете путём подбора и лишь затем была изготовлена представленная на Рис2.
печатная плата. Выход МШУ согласован с 50омным кабелем при помощи резисторного
аттенюатора. Его затухание 3дб, но зато устраняются все проблемы, связанные с
возникновением "стояка" в линии передачи. Как видно на фото - полоса усилителя
составляет всего 6Мгц, то есть даже полностью не перекрывает всего диапазона, но
это как раз и есть достоинство данной схемы. Питание МШУ осуществляется по
отдельному плюсовому проводу, стабилизатор питания - встроенный на микросхеме
78L05.
Детали:
Транзистор для усилителя выбран типа 2SC3603,как
наиболее полно отвечающий поставленной задаче. Все остальные детали, кроме
стабилизатора напряжения и подстроечных конденсаторов - smd. Подстроечные
конденсаторы должны иметь ёмкость 2-7пф. Диод D1 в схеме - любой на ток до
100мА, у меня применены smd 1N4148.
Конструктивно усилители выполнены на печатной плате из толстого 2.5мм
двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. Плата помещена в коробочку
высотой 20мм из белой жести. Обе стороны платы должны быть тщательно,по всему
периметру пропаяны с коробкой,а также необходимо применить перегородку из такой
же жести,которая разделяет входные и выходные контуры усилителя. Без неё
усилитель может оказаться очень склонным к самовозбуждению из-за наличия
положительной обратной связи. Всё это хорошо видно на фото… Правильно собранный
усилитель обычно нуждается лишь в установке тока покоя транзистора,равным 10мА и
настройке всех линий в резонанс. Полученные у автора результаты - Кш = 1.5дб при
усилении 15 дб.
Второй
усилитель - двухкаскадный. Он разработан для работы в составе антенного
усилительного блока, включающего в себя приёмный предусилитель и усилитель
мощности. Так как кабель достаточно длинный - более 30 метров, необходимо было
получить значительно большее усиление ,нежели в первой конструкции,а полоса
пропускания для получения полного перекрытия диапазона должна быть шире… В
усилителе всего две полосковые линии и меньших размеров, оба каскада -
апериодические, нагрузка первого - резистор, а второго - дроссель L3. Для
исключения паразитных резонансов этот дроссель зашунтирован сравнительно
низкоомным резистором. Выход согласован с кабелем резисторым аттенюатором. В
остальном конструктивно усилитель не отличается от первой контрукции. Транзистор
Т1 здесь применён типа BFP183, а T2 - 2SC3356. Дроссель L3 вытравлен на печатной
плате,все остальные детали - как и в первой конструкции. Резистор R2 припаян
сверху непосредственно на выводы транзистора.
Полученные результаты - Кш = 1.2 дб при общем усилении около 25 дб. Полоса
пропускания усилителя - порядка 20Мгц, как это видно на снимке справа. Здесь
можно скачать чертежи печатных плат в формате программы Sprint Layout 4 для
печати на лазернике. (download)