15.2 Расчет входных цепей с внешнеемкостной связью с ненастроенной антенной
Как отмечалось выше, внешнеемкостная связь входного контура с антенной проще, чем трансформаторная, но обеспечивает меньшее ослабление зеркального канала. Кроме того, коэффициент передачи входной цепи с внешнеемкостной связью имеет большую неравномерность в пределах частотного диапазона, порядка , где - коэффициент перекрытия диапазона. Поэтому применение этой схемы целесообразно при 1.5, то есть на растянутых и полурастянутых поддиапазонах (рисунок 15.3), которые используются на коротких (декаметровых) волнах. В этих диапазонах широко применяется телескопическая антенна (штырь).
а б
Рисунок 15.3 - Схема входной цепи с внешнеемкостной связью с антенной
Так как антенна короткая по сравнению с длинной волны, то она имеет емкостное реактивное сопротивление
Для определения СА используется эмпирическая формула CA(пФ)=10l(м), где l – геометрическая длина антенны. RА рассчитывается по формуле
где hд 0,5l – действующая высота антенны; =v/f – длина волны; v=3108 м/c- скорость света в вакууме.
У телескопической антенны длина меняется в зависимости от количества выдвинутых секций, что приводит к изменению емкости СА. Например, если телескопическая антенна состоит из четырех секций длиной 30 см каждая, то СА может меняться в пределах от 3 пФ до 12 пФ. Емкость связи входного контура с антенной определяется из условия допустимого смещения настройки входной цепи при изменении СА, не более чем на половину полосы пропускания. При этом связь входного контура с антенной получается слабая, поэтому можно пренебречь затуханием, вносимым из антенны в контур.
Подключение контура ко входу активного элемента (АЭ) обычно трансформаторное или автотрансформаторное, если первый АЭ выполнен на биполярном транзисторе (рисунок 15.3). В схеме с полевым транзистором возможно полное подключение контура к АЭ.
Методика расчета входных цепей с внешнеемкостной связью с антенной
15.2.1 На верхней частоте диапазона fв определяется коэффициент трансформации между контуром входной цепи и активным элементом из двух условий:
а) Из условия заданного шунтирования контура активным элементом
,
(15.34)
где
;
-
максимальная конструктивно реализуемая
добротность контура; QЭ
–
эквивалентная добротность, рассчитанная
исходя из избирательности по зеркальному
каналу;
-
характеристическое сопротивление
контура на верхней частоте диапазона;
Rвх
– входное сопротивление АЭ.
б) Из условия смещения настройки контура при изменении входной емкости АЭ Свх на Свх=(0,3…0,4)Свх
.
(15.35)
Здесь Cmin – минимальная результирующая емкость контура ВЦ. Из двух значений (15.34) и (15.35) берется меньшее. Если по расчету n1>1, то берется n1=1.
При трансформаторной связи контура ВЦ с АЭ (рисунок 15.3.а) определяется величина индуктивности катушки связи
,
(15.36)
где kсв=(0,2…0,3) – для однослойных катушек, kсв = (0,4…0,6) – для многослойных катушек, kсв = (0,7…0,9) – для магнитной антенны. При L≥100 мкГн катушки многослойные.
Проверяется условие
Если это условие не выполняется и уменьшить Lсв невозможно, то следует отказаться от трансформаторной связи контура с АЭ и применить автотрансформаторную (рисунок 15.3 б).
15.2.2 На верхней частоте диапазона определяется допустимый коэффициент трансформации между антенной и контуром ВЦ из условия смещения настройки контура при изменении емкости антенны СА
,
(15.37)
где
СА=СA
max
CA
min.
15.2.3 Рассчитывается емкость конденсатора связи с антенной
(15.38)
15.2.4 Находится эквивалентное затухание контура на нижней частоте диапазона
(15.39)
где
15.2.5 Проверяется неравномерность в полосе пропускания ВЦ на нижней частоте диапазона
(15.40)
где
15.2.6 Определяется эквивалентное затухание контура на верхней частоте диапазона
(15.41)
15.2.7 Проверяется избирательность по зеркальному каналу
,
(15.42)
где
.
15.2.8 Рассчитывается коэффициент передачи ВЦ на нижней и верхней частоте диапазона
(15.43)
Здесь
.
15.2.9 Неравномерность передачи ВЦ по диапазону
.
(15.44)