Активная антенна, проектирование согласующего устройства Опции

[DEM_ALEX]

Доброго дня.

Стоит задача сделать активную приемную антенну. Диапазон частот 50 МГц- 3 ГГц. В качестве самой антенны есть симметричный вибратор с входным сопротивлением порядка 200 Ом.
Возник вопрос. Как лучше сделать 1. Поставить симметрирующее устройство (и трансформатор), а затем уже усиливать сигнал. или 2. сделать дифференциальный усилитель в качестве входного каскада и симметрирующего устройства как описано в этой ветке

Что можно использовать в качестве симметрирующего устройства в таком широком диапазоне частот? Трансформатор по типу что стоят в "польских" антеннах? или можно балун на длинной линии с феритовымы кольцами как на картинке?

[Pir0texnik]

этот коэф. часто как бы сильно непросто померить... отключить антенну сложно, т.к. усилитель рассчитан на работу с конкретно ее импедансом и с конкретно ее (наверно) способом подключения, поэтому присоединив на вход (как-то) 50Ом-ный коаксиал мы очень сильно изменим согласование по входу и как следствие NF, усиление и тд.
По хорошему надо мерить в безэховой камере 3D ДН антенны и смотреть в конечном итоге КУ. В активной антенне нельзя(и наверно не нужно) разделять понятие КУ антенны и собственно усиление усилителя, это единое целое.

[EVS]

... мы очень сильно изменим согласование по входу и как следствие NF, усиление и тд.

Да где-ж вы тут согласование-то нашли ?

[Proffessor]

Да где-ж вы тут согласование-то нашли ?

Скорее всего имеется в виду конкретное значение коэффициента согласования, который зависит от импеданса диполя и входного импеданса усилителя. Изменение коэффициента согласования влечет изменение коэффициента шума и антенного коэффициента усиления.
Вот результаты моделирования самого усилителя в AWRDE (без диполя). S-модель транзистора официальная от производителя. Здесь VTG - коэффициент передачи по напряжению, MSG - максимальный устойчивый коэффициент усиления.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jul 24 2012, 18:17

Эскизы прикрепленных изображений

 

[EVS]

Вот результаты моделирования...

И что же тут с хорошим коэффициентом согласовалось? Или все эти RLC для выравнивания этого самого VTG? Так это работает только с идеальным источником напряжения, чем в данном случае и не пахнет. Для работы с сильно укороченным радиатором вх.имп. усилителя д.б. как можно активнее и как можно больше, здесь же, судя по отсутствию ОС, он меньше 50акт. да еще и плюс, скорее всего, реактивный по самое не могу. Для верха еще туда-сюда, но для низа просто караул.

[Proffessor]

И что же тут с хорошим коэффициентом согласовалось? Или все эти RLC для выравнивания этого самого VTG? Так это работает только с идеальным источником напряжения, чем в данном случае и не пахнет. Для работы с сильно укороченным радиатором вх.имп. усилителя д.б. как можно активнее и как можно больше, здесь же, судя по отсутствию ОС, он меньше 50акт. да еще и плюс, скорее всего, реактивный по самое не могу. Для верха еще туда-сюда, но для низа просто караул.

Рассуждаете жестоко, но правильно. Хотя неконструктивно.
Идеальные источники напряжения для того используются в расчетах, чтобы понимать, что будет происходить в случае неидеальных.
На частотах ниже 100MHz коэффициент согласования получается очень даже нехороший. По моим расчетам коэффициент согласования монотонно меняется от -48dB(30MHz) до -37dB(100MHz). При этом внешний шум меняется от +24dB*kT(30MHz) до +9dB*kT(100MHz). Эквивалентный шум транзистора на входе, рассчитанный через коэффициент шума (0,3dB) получается -11dB*kT. Для прикидочных расчетов неважно, что реальный коэффициент шума зависит от импеданса источника и здесь он будет другой. Внешний шум, приведенный ко входу через коэффициент согласования, будет от -24dB*kT(30MHz) до -28dB*kT. Это приводит к тому, что внешний шум будет провален на входе на 10-18dB относительно собственного шума транзистора, а это говорит о том, что потенциальная чувствительность по полю (чтобы был возможен прием на уровне внешнего шума) не реализована. Даже Роде-Шварц вряд ли решили эту проблему в своих аналогичных антеннах на нижних частотах. Здесь для выправления ситуации вижу два пути: менее шумящий транзистор (куда уж менее шумящий) или более длинный диполь. Какие будут другие предложения?
Кстати, здесь длина диполя выбиралась из соображений отсутствия искажения ДН (в вертикальной плоскости) на верхней частоте 1000MHz.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jul 26 2012, 13:25

[EVS]

Хотя неконструктивно.

Желаете конструктива ? Их есть у меня.
Начните разработку активной антенны. С нуля, с разработки ТЗ. Считая проделанную работу бесценным, но провальным опытом.
В бытность свою работы с Ракалом по аналогичной тематики, к сожалению, исключительно в части пассива, могу только посоветовать обратить внимание на выбор напр.питания и, соотв., акт.элементов. У меня нет оснований не доверять вашему оценочному OIP3 в 38дБ при питании 3В, но в 25дБ при 15В Родешварцевской ХЕ500 верится как-то больше. Для этого диапазона расширение ДД сверху куда более значимо, чем чемпионский коэфф.шума.
Выбор критерия оценки результата, определяемый тем же ТЗ, ключевой момент. Оптимизация, например, по макс. чувствительности по полю для связных или по равномерности AF для измерительных антенн требует принципиально разного подхода к методике разработки. Ваша оценка КПД в дБ для меня, к сожалению, недоступна ни по методике расчета, ни по информативности.
И последнее.. хотя и неконструктивное...
Не будьте столь доверчивы. Результаты "соисполнителей", которыми вы столь активно пользуетесь, д.б. ну хотя бы в рамках здравого смысла. Получение активных 9Ом на 30МГц на такой длине беспотерьного диполя (кстати, с чистейшим нулем на 45) заставляет судорожно держать глаза от уползания оных на лоб.