关于平板天线放大器的匹配。方案、说明

关于板式天线放大器的匹配。无线电电子电气工程百科全书

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在发表的文章中，作者考虑了波兰制造的天线中使用的放大器，提出了自己在天线馈线路径中使用放大器的方法。

板式天线放大器 (PAA) 是流行的波兰电视天线 ASP-4WA 的一部分。 ASP-8WA (CX-8WA)。它们是带有表面安装微元件的 60x40 mm 印刷电路板。在正常接通期间，这样的放大器直接安装在天线上：其输入连接至其收集线，输出连接至引入电缆，通过该引入电缆接收电源电压。

目前，许多可互换的PAH品牌如SWA、GPS正在生产。 RA。 RAE 等。它们的电路、特性、特定放大器的功能及其修复已在期刊 11. [2] 中考虑过。这里提出了 PAH 的一种不寻常的用途，即与 ASP 天线分开使用它们。

应该指出的是，PAH 是“即用型”电子元件，鉴于其相对较低的价格（1.5 ... 2 美元），无线电业余爱好者显然希望在其天线设计中使用 PAH。而且它们通常比ASR天线效率更高，更能适应特定的接收条件，唯一需要解决的问题是将天线的输入阻抗与放大器的输入阻抗相匹配。

让我们首先考虑 ASR 天线中的匹配是如何完成的。在 PAH 的输入处，打开 K 10x6x2,5 铁氧体环上的巴伦匹配变压器。它有两个绕组——每条包含三匝的两线长线。这种长线路（LTL）变压器具有高效率（高达 98%）、小尺寸和宽工作频率范围 [3]。当接收到的振荡在其中传播时，流过线路导体的电流大小相等且方向相反，这意味着磁路没有被磁化，并且实际上没有损耗。另一方面，磁路的存在显着增加了绕组的电感，消除了它们对天线和负载的分流效应。由于提供了行波模式，因此磁路不会影响振荡的传播。

ASP天线TDL开启的条件方案如图1所示。 3、具有平衡输入（a、b、c点）和不平衡输出。满足[2]中Rr=n1RH所示的关系； U2 = nUXNUMX。 p = nRn，其中R是相当于天线的发生器的电阻，欧姆； RH——负载电阻，欧姆； n——变压比； p——两线线路的波阻，欧姆。

关于平板天线放大器的匹配

公式中的一些值需要解释。因此，变压比在数值上等于TDL绕组的数量，接收天线中的发生器电阻等于其输入电阻，负载电阻等于PAH输入电阻。天线的输入阻抗约为300欧姆，TDL绕组数为2。代入公式可得：U0,5=75U„ RH=150 Ohm，p=XNUMXOhm。

因此，匹配的结果是，有用信号的电压减半，输入电阻变为四倍，后者转变成接近标准（75欧姆）。由此可见，PAH输入阻抗的有源分量接近75欧姆，即其输入实际上与同轴电缆的特性阻抗匹配。放大器的输出也是针对此类负载而设计的。因此，我们可以得出结论，当不带 TDL 的 PAH 包含在同轴电缆中断中且无需额外协调时，它能够有效工作。

为了评估去除 TDL 将如何影响特性，让我们更详细地讨论后者的频率特性。虽然理论上TDL没有截止频率，但实际上它的较低工作频率f”受到两线线路电感的限制，该电感由(3]中给出的公式确定：Ll≤w2μS/250dcp(μH)，其中w为磁路匝数；μ为磁路相对磁导率，S为磁路横截面积，cm2，dcp为环的平均直径，cm。

计算得出以下结果：Ll = 0.68 μH，fn = 220 MHz。该频率值表明在几乎整个MB范围内，变压器并未以最佳模式运行。这意味着 KBV 和传输系数的降低，这在第 1 - 5 个电视频道的频率上尤其明显，如[4]中所示。

一个自然的问题出现了：为什么设计者不通过简单地增加两线匝数来降低频率 fn ？事实上，两线线路的最大长度 Lmax 可以防止这种情况发生，该长度不应超过 λ/8 [3]。对于UHF范围的上限工作频率，我们得到Lmax≤4cm，变压器T1的线路就是这个长度。匝数的增加将不可避免地导致Lmax过量，这将使变压器在UHF范围的较高频率下的参数恶化。因此，不可能确保所有电视频道上 TDL 的最佳运行模式。因此，设计者优先考虑在UHF范围内获得最大的效率和传输系数。这样的变压器和整个天线可以称为分米。

显然，匹配的 TDL 总是会降低整个电视范围边缘之一的 ASP 天线的参数。然而，其他匹配设备的宽带更小，不适合此类天线。类似于具有不对称 PAH 的 ASP 天线，如果没有匹配和平衡，就不可能做到这一点。当然，尽管众所周知，天线放大器不需要匹配设备[4]，但这是另一个话题......

表中列出的各种已知天线[5]中，半波环形振子具有接近ASP天线相同参数的输入阻抗。 PAH（带有 TDL）无需任何更改即可与其连接。传统半波振动器与 TDL 点的常用连接效率较低，因为它们的输入阻抗相差四倍。

关于平板天线放大器的匹配

上述结论使我们能够为几乎所有天线提出一种简单的方法，在同轴电缆中断处包含 PAH，而无需 TDL。同时，在天线输入端安装了必要的平衡匹配装置，如[5y. U型弯头、半波环路、短路环路、射频变压器或加法器（使用两根天线时），放大器在后面这样打开。如图所示图2(例如，传统上示出了“波通道”天线)。

关于平板天线放大器的匹配

放大器本身的改动很小：TDL 被从中移除。甚至可以将其引线从接触焊盘上拆下，电容器 C1 的引线焊接到接触焊盘上 [1.2]。不删除 TDL。然后，使用一段所需长度的输入同轴电缆，将天线连接到 PAH。电缆一端的中心导体焊接至接触垫，电容器 C1 的输出连接至该接触垫，编织层焊接至放大器的公共线。电缆的第二端连接至天线的匹配平衡装置。之后，将放大器连接到桅杆（用螺钉或夹子），并使用板上的夹紧装置将分支电缆连接到其输出。放大器经过仔细密封，尤其是焊接和电缆连接的地方。为其提供电压的方式是常见的，杂志页面上不止一次描述过。

去除TDL可确保MB间隔中放大器的频率响应均衡并增加其传输系数。大多数 PAH 在此模式下稳定工作。然而，如果放大器被激励（在具有大增益的模型中，如[1]中所述），则应稍微降低电源电压。

这种使用 PAH 的方法的另一个优点是可以改变其安装位置：从靠近天线到放置在封闭的房间中。在第一种情况下，可以获得最大的信噪比，在第二种情况下，可以可靠地保护放大器免受大气影响，从而延长其使用寿命。具有小长度的输入电缆段（最长 5 m）或使用 PK-75-9-13 电缆。由于线性衰减低，放大器可以安装在屋顶下（阁楼）。在这种情况下，信号质量的真正恶化将是微不足道的，并且仅在 UHF 的较高频率处才明显。

总之，我想指出的是，这种掺入 PAH 的方法简单、通用，并且效果良好。当然，另一种方式也是可能的——计算（根据[3]中提出的方法）并产生新的TDP。将特定天线与放大器输入相匹配。

文学

Pakhomov A. 天线放大器 SWA。 - 收音机。 1999 年，第 1 期。 10-12。
Pakhomov A. 新型天线放大器。 - 收音机。 2000 年，第 7 期。 6 - 8。
Zakharov V. 铁磁路上的匹配装置 - 无线电。 1987 年。第 6 期。p。 26-29..
Volkov E.有源天线和天线放大器。 - 无线电爱好。 1999.第2期。 52-54。
Onishchenko IP 接收电视天线。 - M.. DOSAAF。 1989 年。

作者：A.Pakhomov

查看其他文章 部分天线放大器.

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