В. Днищенко - 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями

При отсутствии измерителя мощности ее величину можно приближенно оценить по току, потребляемому выходным каскадом. При напряжении питания 12 В и выходной мощности 2 Вт ток, потребляемый макетом передатчика, составлял величину 350 мА. Поскольку мощность, при постоянном сопротивлении нагрузки пропорциональна квадрату тока, то, очевидно, выходной мощности 1 Вт будет соответствовать ток, равный 350/√2 = 250 мА.

При желании поэкспериментировать, можно попробовать вместо двух выходных транзисторов установить один типа КТ973А. Сопротивление базового резистора при этом необходимо уменьшить до 24 Ом, а эмиттерного — увеличить до 10 Ом. Автору удалось получить в результате таких манипуляций выходную мощность 4 Вт при напряжении питания 12,6 В. Очевидно, требуемый 1 Вт можно получить при использовании питающей батареи более низкого напряжения, что немаловажно для переносной конструкции.

3.7.1. Расчет дальности действия линии радиоуправления

Выходную мощность передатчика необходимо выбирать исходя из требуемой дальности действия радиолинии управления. Для ориентировочных расчетов можно пользоваться формулой, приведенной в [2]:

где Д макс— максимальная дальность действия, м ;

Р — выходная мощность передатчика, Вт ;

h пер, h пр.— высоты подъема над землей передающей и приемной антенн, м ;

η пер., η пр.— КПД передающей и приемной антенн;

h д — действующая высота приемной антенны, м ;

Е а. мин— чувствительность приемника, В ;

λ — длина волны, м .

Действующая высота четвертьволнового вибратора определяется формулой h д= λ/2π. Если геометрическая длина антенны ( l ) существенно меньше длины волны, то пользуются формулой h д= l/2.

Определим для примера дальность действия канала связи со следующими характеристиками: Р = 10 мВт (0,01 Вт); Е а. мин.= 3 мкВ (3∙10 -6B); h пер= h пр= 1 м; l = 20 cm (0,2 м); η пер.= 0,4; η пр.= 0,2; частота передатчика f = 27,12 МГц.

Очевидно

h д= l /2 = 0,2/2 = 0,1 м; λ = С / f = 3∙10 8/((27,12∙10 6) ~= 11 м.

Подставив эти значения в формулу, получим

Примерно такими характеристиками обладают простейшие детские радиоуправляемые игрушки.

3.7.2. Расчет укороченных антенн

Антенны являются устройствами обратимыми, что означает идентичность их параметров как при работе в режиме передачи, так и в режиме приема. Несмотря на относительную конструктивную простоту этих устройств, необходимо обращать самое тщательное внимание на их согласование как с выходом передатчика, так и с входом приемника.

В противном случае энергетические характеристики радиолинии и, как следствие, дальность действия аппаратуры могут отличаться от максимально возможных в несколько раз. Учитывая обратимость антенн, рассмотрим их параметры для режима передачи.

Эквивалентную схему антенны, подключенной к выходу передатчика, можно представить в виде, изображенном на рис. 3.43.

Рис. 3.43. Эквивалентная схема передающей антенны

Сопротивление антенны в общем случае комплексное и содержит емкостную составляющую ( С а), индуктивную ( L a) и активную ( R a= R п+ R Σ). Активное сопротивление складывается из сопротивления потерь R п, обусловленного потерями на нагревание проводника антенны и окружающих ее проводящих элементов, и сопротивления излучения R Σ.

Это сопротивление фактически представляет собой коэффициент, связывающий между собой амплитуду напряжения на зажимах идеальной антенны и амплитуду тока на этих же зажимах. Коэффициент имеет размерность сопротивления и учитывает ту часть мощности, подводимой к антенне, которая превращается в излучение.

Элементы С аи L aобразуют последовательный колебательный контур. Для любой простейшей антенны в виде отрезка провода значения этих параметров всегда таковы, что в случае высокочастотных колебаний, для которых геометрическая длина провода l составляет четверть длины волны, последовательный контур оказывается настроенным в резонанс. А это значит, что его сопротивление равно нулю, и результирующее сопротивление такой антенны становится чисто активным и равным R а. Равенство нулю реактивной составляющей антенны означает, что отражения мощности от реактивностей нет, и вся подводимая к антенне энергия рассеивается в виде тепла в R пи в виде излучения в R Σ.