Входные цепи с настроенной антенной

Схема одноконтурной ВЦ с трансформаторной связью с настроенной антенной (рис. 4.15) используется для радиоприемных устройств, работающих с фиксированной настройкой или имеющих незначительный коэффициент перекрытия по частоте. Данная схема ВЦ широко используется в коротковолновом диапазоне длин волн. Трансформатор используется как элемент согласования входной цепи с коаксиальной фидерной линией. Для устранения паразитной емкостной связи, нарушающей симметрию фидерной линии между индуктивностями связи и контура входной цепи, используется электростатический экран.

Рис. 4.15 - Эквивалентная схема входной цепи с настроенной антенной

Эквивалентная схема входной цепи с настроенной антенной показана на рис. 4.16, а. После пересчета сопротивления и емкости нагрузки в контур получим:

, (4.45)

где – емкость контура; (рис. 4.16, б).

Эквивалентная схема входной цепи представлена для случая согласования антенны с линией передачи (фидером) , где – волновое сопротивление фидера. Сопротивление катушки связи мало по сравнению с волновым сопротивлением .

Рис. 4.16 - Эквивалентная схема входной цепи с настроенной антенной

При работе с настроенной антенной обычно получают наибольшую передачу мощности при заданной полосе пропускания ( ). Селективность, как правило, незначительна. Режим бегущей волны в фидере обеспечивают согласованием его волнового сопротивления с входным сопротивлением приемника

(4.46)

на фиксированной частоте или на частоте .

Рассогласование, кроме потери мощности, приводит к появлению повторного сигнала на входе приемника, что создает искажения при приеме телевизионных сигналов и многоканальных широкополосных сообщений. Из (4.46) выражение для оптимального коэффициента связи будет

, (4.47)

где – условная добротность антенной цепи;

– добротность контура, нагруженного на выходе.

Зависимость (4.47) приведена на рис. 4.17, откуда видно, что минимальное значение оптимального коэффициента связи, при котором реализуется наиболее простая конструкция входного трансформатора, имеет место при . При этом , .

Рис. 4.17 - Зависимость оптимального коэффициента связи
от добротности настроенной антенной цепи

Поскольку в режиме согласования , эквивалентная добротность контура

, (4.48)

откуда

Максимальный коэффициент передачи, соответствующий оптимальной связи, с учетом сделанных допущений

, (4.49)

где резонансное сопротивление контура с учетом действия нагрузки

.

Связь с нагрузкой определяется выражением

. (4.50)

Подставив значение (4.50) в (4.49), получим выражение при заданной эквивалентной добротности:

. (4.51)

Эквивалентную добротность рассчитывают из условия обеспечения заданного ослабления на краях полосы пропускания [1]

.

Как видно из (4.51), при уменьшении эквивалентной добротности контура коэффициент передачи возрастает. Это объясняется тем, что при условии собственными потерями в контуре можно пренебречь и рассматривать его как идеальный трансформатор:

. (4.52)

Схема одноконтурной ВЦ с автотрансформаторной связью с антенной (рис. 4.7). Условие согласования входной цепи с автотрансформаторной связью с антенной определяется выражением

, (4.53)

где коэффициент включения фидера в контур

.

Рис. 4.18 - Эквивалентная схема входной цепи с настроенной антенной

Оптимальные коэффициенты трансформации, которые обеспечивают режим согласования при заданной неравномерности АЧХ

; (4.54)

; .

Общее выражение максимального коэффициента передачи представлено выражением (4.49), максимальный коэффициент передачи при заданной эквивалентной добротности в (4.51), предельно допустимый коэффициент передачи в выражении (4.52). Указанные выше выражения позволяют построить зависимости . Анализ условий показывает, что режим согласования некритичен к изменению коэффициента передачи вблизи значения . Это объясняется тем, что изменение сопротивления, вносимого в контур, компенсируется изменением коэффициента трансформации. В то же время полоса пропускания и селективность изменяются существенно. ВЦ с настроенной антенной подробно рассмотрены в работах [24].