出色卓越天線(xiàn)放大器的天線(xiàn)設計
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
現代汽車(chē)天線(xiàn)的發(fā)展前景向人們提出了一些更難應對的技術(shù)要求和約束條件。其中，最重要也是最富挑戰性的要求是縮小天線(xiàn)的尺寸；其次是連接電纜長(cháng) (尤其是在SUV (Sport Utility Vehicle) 運動(dòng)型休旅車(chē)型中)。其它的要求還包括多天線(xiàn)設計，以及面向不同天線(xiàn)類(lèi)型 (安裝在檔風(fēng)玻璃、車(chē)頂或前保險杠上的天線(xiàn)) 的多樣化設計問(wèn)題。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/197670.htm天線(xiàn)的物理知識
傳統的AM/FM頻率范圍已擴展，AM廣播目前已延展到30 MHz，以使汽車(chē)無(wú)線(xiàn)電能夠接收DRM (世界數字廣播) 信號。而FM廣播的頻率范圍則起始于78 MHz的日本頻帶，終止于最大頻率為240 MHz 的band III，使用該頻帶可在歐洲接收DAB信號。
由于A(yíng)M廣播采用垂直極化的電波來(lái)發(fā)送信號，因此汽車(chē)天線(xiàn)也應按垂直方向極化。在FM廣播中，發(fā)射信號大多數按水平方向極化；這與AM的接收要求似乎有沖突。
好在汽車(chē)的金屬車(chē)體能改變電磁場(chǎng)，因而對FM廣播也可使用AM廣播所要求的垂直天線(xiàn)。圖1所示為車(chē)體對電磁場(chǎng)的影響；可以看出車(chē)體水平面處(例如：車(chē)頂或后備箱)只存在垂直方向的電磁場(chǎng)分量。水平分量向垂直方向彎曲了。
此外，車(chē)窗形成的開(kāi)口導致車(chē)體金屬表面不連續，使場(chǎng)強增大。而這種不連續的表面結構決定了汽車(chē)天線(xiàn)最合適的安裝位置。車(chē)頂中間通常不是安裝天線(xiàn)的最佳位置。
由于車(chē)體物理構造對電磁場(chǎng)有加強效應，采用小型偶極天線(xiàn) (天線(xiàn)形式中的一種) 對接收AM和FM廣播是可行的。
出于設計方面的考慮，現在的車(chē)頂天線(xiàn)長(cháng)度都比信號波長(cháng)短很多。這樣，天線(xiàn)阻抗就非常小，并有較大的容抗分量。如果將這樣的天線(xiàn)接到電纜上，那么，即使采用的是專(zhuān)用的低容抗 (如20 ?C 30 pF/米) 電纜，最終的電纜容抗也會(huì )輕易達到150 pF。在這種情況下，電纜容抗就扮演了電容分壓器的角色，從而降低汽車(chē)無(wú)線(xiàn)電調諧器輸入端處的有效信號強度。
在這種情況下，最好加一個(gè)天線(xiàn)放大器，尤其是在天線(xiàn)和電纜間加一個(gè)針對AM信號的隔離放大器。愛(ài)特梅爾的單片集成天線(xiàn)放大器ATR4251在A(yíng)M頻帶下有很低的輸入容抗 (2.45 pF)，其AM隔離放大器輸出端的阻抗也非常低 (5歐姆)，因而有利于驅動(dòng)電纜容抗。較之于直接與電纜連接的無(wú)源天線(xiàn)，帶AM隔離放大器的方案可使增益提高35 dB。當然，具體提升量取決于天線(xiàn)和電纜阻抗。
由于距發(fā)射站的距離不同，以及多路徑干擾引起的屏蔽效應，接收環(huán)境的差異可能會(huì )很大。天線(xiàn)LNA (低噪聲放大器) 必須調配到能接收完整的AM或FM廣播，必須具有優(yōu)良的大信號表現，二階交調截取點(diǎn) (IP2) 和三階交調截取點(diǎn) (IP3) 非常高。
此外，對非常大的信號，必須要有自動(dòng)增益控制 (AGC) 來(lái)抑制信號峰值，并在汽車(chē)無(wú)線(xiàn)電調諧器輸入端維持恒定的最大電平。另一方面，天線(xiàn)放大器還必須具有很好的小信號性能參數，尤其噪聲指數和穩定性因子 (k)。
ATR4251的基本原理
ATR4251是單片集成的AM/FM天線(xiàn)匹配放大器電路。由于工作頻率以及頻帶要求不同，對AM和FM頻帶可以分別使用兩個(gè)獨立的放大器。這樣，可以分別使用獨立的天線(xiàn)，但是兩個(gè)放大器也可以連接到單個(gè)天線(xiàn)上 (如車(chē)頂天線(xiàn))。
為避免在大信號情況下出現激勵過(guò)度，兩個(gè)放大器都配有自動(dòng)增益控制電路 (AGC)。兩個(gè)獨立的AGC電路，門(mén)限可分別調節，可防止AM強信號阻塞微弱的FM電臺，反之亦然。ATR4251還集成 了電平檢測器，以使放大器具有高線(xiàn)性和出色的大信號特性 (FM輸入交調截取點(diǎn)為142 dBμV，AM為146 dBμV)。(見(jiàn)圖2：ATR4251的功能框圖)。
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