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

Рис.2Для 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)
 

                                                   UA1ZH © 2006