ВХОДНЫЕ ЦЕПИ ПРИ РАБОТЕ С НАСТРОЕННЫМИ АНТЕННАМИ

Настроенные антенны применяют в приемниках микроволно­вых диапазонов, а также в профессиональных приемниках декаметровых волн (например, на магистральных линиях радиосвязи), в телевизионных приемниках и т. д. Это симметричные на­правленные антенны, соединяемые с входом приемника фидерной линией. Фидер чаще всего представляет собой симметричный или несимметричный (коаксиальный) кабель.

Основное требование, предъявляемое к входным цепям в этом диапазоне, — обеспечить максимальный коэффициент передачи при минимальном коэффициенте шума. Максимальный коэффици­ент передачи мощности достигается согласованием антенны с фи­дером и фидера с входом первого каскада приемника. Но на УКВ основным видом помех являются шумы. Поэтому необходимо до­биться достаточного превышения сигнала над шумом, что дости­гается также согласованием волнового сопротивления фидера с входным сопротивлением первого каскада. Роль согласующего элемента выполняет одноконтурное входное устройство.

Наиболее распространенной в метровом диапазоне волн явля­ется схема входной цепи с двойной автотрансформаторной связью (рисунок 1.5.1, а). Схема несимметричная (заземлен один зажим кон­тура), поэтому при работе от симметричных антенн необходимо применение симметрирующихустройств. Эквивалентная схема та­кой входной цепи приведена на рисунок 1.5.1, г. Поскольку антенна настроена, то ее сопротивление R _aчисто активное. Согласование антенны с фидером обеспечивается, если сопротивления антенны R _aравно волновому сопротивлению фидераρ_ф. Согласование фи­дера с контуром достигается подбором точки включения 1 автотрансформаторной связи с коэффициентом m₁ который удовлет­воряет условию равенства сопротивлений фидера и контура:

ρ_ф= R ₁₂= m ²₁ R _K= (Lсв/L_K)²R_K. (1.5.1)

Здесь резонансное сопротивление контура с учетом сопротивления, вносимого со стороны первого каскада приемника, R _к= R _вхm²₂ = =R_oR ² _вx/{R_o+R'_bx), где R_o = ρ _kQ — резонансное сопротивление контура; R' _вх — входное сопротивление электронного прибора каскада, подключаемого к контуру входной цепи; L _CB— индук­тивность катушки связи, L _K— индуктивность катушки контура.

Рисунок 1.5.1 – Схема входной цепи диапазона метровых волн:

а — с двойной автотрансформаторной связью; б —с трансформаторной связью; в —с емкост­ной связью; г — эквивалентная

В метровом диапазоне волн входное сопротивление электрон­ных приборов мало, т. е. R'_bx << R_k - Учитывая это, необходимая индуктивностькатушки связи L _св =L_K ,а число витков , где w — общее число витков катушки. При вы­полнении этого условия на вход первого каскада передается мак­симальный сигнал. Коэффициент передачи определяется из усло­вия, что вся подводимая к входу приемника мощность выделяет­ся на входном сопротивлении первого каскада, т. е. при R₁₂ = R _BX1или U²₁₂/R₁₂ = U²_вх/R_вх.

Пользуясь эквивалентной схемой, можно записать (0,5 Е_А)²/ρ_ф = =U²_bx/R_bx. Отсюда оптимальный коэффициент передачи при сог­ласовании с антенной К _{вх.ц.опт}=0,5 Однако наибольшее отношение сигнал-шум γ= = (Р _о/ Р _ш)_вх обеспечивается при связи, не­много большей оптимальной, так как на входе первого каскада к шуму антенны и входной цепи добавляется шум электронного прибора, приведенный к входу.

Согласование входного контура с входом первого каскада осу­ществляется подбором коэффициента включения m₂, т. е. подбо­ром точки включения 3, обеспечивающим условие равенства мощ­ностей на катушке связи (участок 1—2) и на входе электронного прибора. В этом случае Отсюда видно, что оптимальный коэффициент передачи зависит от соотношения между волновым сопротивлением фидера ρ_ф и входным сопротив­лением первого каскада R _вх. Коэффициент включения т₂ опреде­ляется отношением m ₂ = L₁ / L_к, где L ₁— индуктивность той части катушки контура (3—2), к которой подключается вход первого каскада.

Схема входной цепи с трансформаторной связью (рисунок 1.5.1, б) может применяться как при симметричном, так и несимметричном фидерах. Она оказывается удобной в первом случае, так как поз­воляет сделать вход приемника симметричным. Асимметрия вход­ной цепи приемника обусловлена паразитной емкостью между витками катушки связи и контура. Для уменьшения асимметрии необходимо уменьшать паразитную емкость, что достигается при­менением электростатического экрана (Э) между катушками свя­зи и контура.

Настроенные антенны чаще всего используются при работе приемника на фиксированной частоте. В узком поддиапазоне час­тот связь входного контура с фидером постоянна, причем согла­сование достигается на средней частоте поддиапазона. По краям поддиапазона связь незначительно отличается от оптимальной, по­этому коэффициент передачи близок к максимальному.

Схема с емкостной связью (рисунок 1.5.1, в) применяется при не­симметричном фидере в диапазоне волн 1... 2 м. В этом диапазо­не параметры контура LC малы: индуктивность — сотые доли микрогенри, емкость — единицы пикофарад, т. е. емкость контура оказываются соизмеримой с емкостями монтажа, катушки и элек­тронного прибора и т. д. Следовательно, для настройки контура в резонанс необходимо уменьшать емкость. В схеме с емкостной связью конденсаторы С1 и С2 включены последовательно, в ре­зультате суммарная емкость контура меньше.