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更大的工字型电感作为150kHz导航信号接收天线

简 介: 过使用购买到的大型工字型电感,具有更大的铁氧体磁芯,更大的电感。但是使用的普通的漆包线绕制的电感,作为150kHz导航无线信号的接收天线测试接收模块的性能。同样,接收到的信号与使用相比Litz线绕制的1mH电感增加了,但当地噪声也增加了。

§01 字形电感天线


1、背景介绍

??在 测试了由LQ提供的150kHz无线导航信号模块的性能。该模块用于 中的 的150kHz放大导航信号的接受度。

??从 从博文中可以看出,接收信号的天线越大,接收模块的灵敏度就越高。 线圈天线不同匝数对低频定位信号检测的影响:150kHz导航信号 还讨论了不同匝数线圈对工字天线性能的影响。 测试了2mH电感对接收灵敏度的影响。 采用了使用的电感Litz线绕,因此相应天线的Q值为150kHz150左右,2mH普通工字电感Q后30左右,也限制了电感作为150kHz接收天线的灵敏度。

??通过 可两种方法可以提高天线接收无线导航信号的范围:

  • 增加接收天线的横截面积;铁氧磁芯能等效增加天线的横截面积;
  • 增加天线的线圈匝数。但由于线圈匝数的增加也增加了线圈的电阻值,线圈的质量因数会在相同体积下降低Q,所以这个因素有双刃剑。

??现在从TB购买更大尺寸的工字电感,可有效提高电线的接收灵敏度:

??以下是今天(2021-06-01)刚刚收到的两个大型工字电感样品。

▲ 图1-1 两种大型工字电感

2.基本电感参数

??下面利用 测量两个电感的参数。

尺寸:14mm×19mm 电感:2.297mH 电阻:206.88Ω 电阻质量因数:10.46

▲ 图1-2 电感1在150kHz测量结果如下

尺寸:16mm×18mm 电感:3.818mH 电阻:493.9Ω 电阻质量因数:7.285

▲ 图1-3 电感2在150kHz下测量结果

3.谐振匹配电容器

??计算上述两个电感 f 0 = 150 k H z f_0 = 150kHz f0=150kHz下谐振电容:

C 0 = 1 ( 2 π f 0 ) 2 ? L 0 C_0 = {1 \over {\left( {2\pi f_0 } \right)^2 \cdot L_0 }} C0​=(2πf0​)2⋅L0​1​

【表1 两个工字型电感对应的谐振电容】

电感种类 电感1 电感2
电感值 2.297mH 3.818mH
谐振电容 490pF 295pF

 

§02 际测量接收效果


1、测试模块

  测试模块使用在 所使用的接收模块。电感使用前面的电感2(3.818mH)。将接收模块中原来匹配的电容修改成250pF,然后再利用可调电感C7来调整谐振状态。

  在检查手边的元器件的时候看到,由于只具有471电容,比较接近于电感1(2.297mH)的谐振电容。所以实验就改成利用电感1完成测试。

▲ 图2-1 更换完L1与谐振电容之后的接收电路板

2、调试模块

  根据 提供调试的方法,对于电路板上的L2(10mH色码电感)的方向进行调整,并最后获得最大的接收灵敏度。

工作电压:+12V 工作静态电流:7mA 自激振荡输出电压:30V 信号远距离:2米

  经过调整可调电容C7,以及调整色码电感,使得接收电路不发生自激振荡。输出与接收信号成正比的电压在3V左右。下面是调试的最好的接收性能。

有导航信号:3.3V 无导航信号:5.6mV(本地噪声)

  对比使用Litz线绕制的1mH的电感天线的接收性能:

有导航信号:2.62V 无导航信号:1.46mV(本地噪声)

▲ 图2-2 对比测试两种工字型电感接收效果

  从上面测试的结果来看,使用2.2mH的大型电感在接收性能上没有特别的提高。但是它带来的在无信号的情况下输出的本地噪声信号提升了。

 

试结论 ※


  过使用购买到的大型工字型电感,具有更大的铁氧体磁芯,更大的电感。但是使用的普通的漆包线绕制的电感,作为150kHz导航无线信号的接收天线,测试接收模块的性能。在同样的情况下,接收到的信号比起使用Litz线绕制的1mH的电感有所提升,但本地噪声也增加了。噪声的增高,也就是信噪比(SNR)的降低,主要来自于接收天线的品质因子(Q)降低引起的。

  所以通过对比来看,使用更大体积,更大电感量的工字型电感作为接收天线对于提升接收模块的性能没有太大的帮助了。


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  • 图1-1 两款大型工字型电感
  • 图1-2 电感1在150kHz下测量的结果
  • 图1-3 电感2在150kHz下测量结果
  • 表1 两个工字型电感对应的谐振电容
  • 图2-1 更换完L1与谐振电容之后的接收电路板
  • 图2-2 对比测试两种工字型电感接收效果

标签: 70ma绕线电感

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