Sistema di quattro antenne in RF

[erik992]

Salve, sono uno studente di ingegneria Elettronica. Volevo porvi questo compito di Elettronica Digitale. Spero che qualcuno mi possa dare una spiegazione dettagliata sucome risolverlo e una buona rappresentazione circuitale.

Un insieme di 4 antenne orientate in direzioni diverse(nord;est;sud;ovest) viene utilizzato per individuare la direzione di provenienza di un segnale a radiofrequenza (100 MHz) generato da un veicolo in movimento.
Ogni antenna è collegata in sequenza ad un amplificatore e ad un circuito di condizionamento del segnale in grado di generare un segnale alto TTL quando l'antenna è orientata nella direzione di provenienza del segnale. Un insieme di 4 LED viene utilizzato per indicare la direzione di provenienza del segnale: un solo LED su quattro deve accendersi, in corrispondenza all'antenna che sta ricevendo il segnale. Progettare un circuito in grado di collegare in sequenza ognuna delle 4 antenne all'amplificatore, con un periodo di scansione di 100 ms e di attivare il LED corrispondente all'antenna che sta ricevendo il segnale.

Grazie.

[erik992]

Non posso usare PIC e né niente. Deve essere fatto con una logica di commutaore allo stato solido per alte frequenze.

[MarcoD]

Deve essere fatto con una logica di commutatore allo stato solido per alte frequenze.

Non comprendo bene: la logica di commutazione non è percorsa dalla alta frequenza...quindi perché dici che deve essere per alta frequenza?

Il problema richiede anche il progetto dell 'interruttore a radio frequenza? (userei una coppia di diodi, interdetti per il circuito aperto, in conduzione quando chiuso). Quale è la perdita di inserzione e la diafonia richiesti/tollerata?)

I led si accendono per indicare l'antenna commutata o per indicare che l'antenna commutata sta ricevendo un segnale? (Se si, quale è l'intensità di soglia del segnale? e le caratteristiche del ricevitore?).

Mi pare che per la logica si possano adoperare due flip flop per realizzare un contatore per 4 e con una combinazione di AND, OR e NOT realizzare 4 uscite, ognuna della quali pilota il relativo interruttore a diodi.

Spero che qualcuno mi possa dare una spiegazione dettagliata su come risolverlo e una buona rappresentazione circuitale.

Non ti basta uno spunto per la risoluzione, e poi ti impegni a rifinirla.
Per la rappresentazione circuitale e i componenti leggi delle riviste per hobbisti come RadioKit.

[erik992]

Si praticamente l'interruttore che deve commutare ciclicamente tra le antenne deve essere per alte frequenze, non possiamo usare un semplice switch. Il problema di fondo di questo esercizio è questo. Dovrei usare un diodo che conduce solo quando riceve un impulso alto da un decoder che codifica le varie uscite del contatore? Questo diodo non va accoppiato con delle induttanze per isolarlo in alternata? Comunque la struttura del ricevitore non è richiesta. I led si accendono solo se l'antenna che stiamo selezionando riceve il segnale. Cioè quando dal ricevitore esce un impulso alto TTL(5 V).

[MarcoD]

E' probabile che l'argomento non ti interessi più, ma segnalo un sito con la descrizione di radiogoniometri a salto di fase che adoperano commutatori elettronici di antenne.
http://www.sanmicheletiorre.it/ik4cie/doppler.htm

[simoiamma]

Una possibile soluzione potrebbe essere:

Utilizzi un shift register da 4bit precaricato ad esempio dalla sequenza "0111" che opera alla frequenza di .

Ogni uscita del registro è collegato in modo da polarizzare inversamente i LED: viene portato a ground solo il LED selezionato dal pin "attivo basso". Dall'altra parte, il LED è polarizzato direttamente dall'antenna in caso di ricezione del segnale, quindi ogni volta che il registro porta a ground un determinato LED questo si accende solo se dall'altra parte l'antenna riceve il segnale!

Puoi sostituire con un johnson counter ma essendo "attivo alto" devi trovare il modo (ad esempio con transistor pull-down collegato alla base del diodo) per far si che si attivi il LED quando l'uscita del contatore è alta.

[BrunoValente]

Senza arrivare a scomodare i diodi pin che sono fatti apposta per commutare l'alta frequenza o per fare partitori/attenuatori si potrebbe realizzare un interruttore con quattro diodi normali o preferendo magari quei diodi adatti a commutare l'alta frequenza come i BA243 e BA244 che presentano una resistenza molto bassa quando sono accesi e una minima capacità quando sono spenti.

Per polarizzarli si deve fare in modo da non caricare la linea RF utilizzando delle induttanze o delle resistenze di valore alto rispetto all'impedenza della linea.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Per commutare i led in uscita al ricevitore in sincronismo con le chiusure dei rispettivi interruttore delle antenne si può fare come suggerisce simoiamma o in tanti altri modi: uno che mi viene in mente è con un CD4022 o con un CD4017 collegando l'uscita che va alta al quinto impulso con il reset, in modo cioè da ri-iniziare la sequenza ogni 4 impulsi di clock.

Le quattro uscite si possono utilizzare sia per accendere gli interruttori che per collegare i rispettivi led all'uscita del ricevitore ma credo che per i led occorra aggiungere una memoria in modo da lasciare acceso il led per l'intero ciclo, altrimenti, se ad esempio una antenna ricevesse costantemente il segnale, vedremmo il rispettivo led lampeggiare 1/4 anziché acceso costantemente.

[BrunoValente]

ma il ponte di diodi non si usa negli alimentatori?
che circuito strano ..

Il funzionamento è molto semplice: quando serve che sia spento le due tensioni di comando, che sono sempre complementari, sono tali da interdire tutti i diodi, cioè il morsetto a sinistra è alto e quello a destra è basso.

Viceversa, quando serve che sia acceso, quello a sinistra è basso e quello a destra è alto, quindi scorre corrente in tutti i diodi e perciò presentano tutti una bassa resistenza differenziale conducendo.

Ovviamente vi sono dei valori massimi da non superare, anzi sarebbe bene dimensionarlo garantendo un certo margine di sicurezza dai valori massimi: quando è aperto la massima ampiezza picco-picco del valore della tensione di segnale non deve superare il valore della tensione tra i morsetti di comando altrimenti in prossimità delle creste i diodi tenderebbero a condurre.

Viceversa, quando è chiuso, il valore picco-picco della corrente di segnale non deve superare quello della corrente di comando altrimenti, sempre in prossimità delle creste, i diodi tenderebbero ad interdirsi.

[MarcoD]

Inserisco lo schema di un circuito di commutazione per due o più antenne UHF/VHF a dipolo polarizzazione verticale, più semplice ma di minori prestazioni rispetto a quello a ponte di diodi.
Vale solo per antenne riceventi, adopera resistori da 1 kohm al posto degli induttori.
Nel caso le antenne e il ricevitore abbiano una impedenza prossima a 50 ohm, l'attenuazione introdotta dai due carichi di 1000 ohm in parallelo (500 ohm) rispetto ai 50 ohm è accettabile.
Garantisco che funziona.

[BrunoValente]

Inserisco lo schema di un circuito di commutazione per due o più antenne UHF/VHF a dipolo polarizzazione verticale,...

Attenzione, la continua arriva alle antenne che non sempre sono circuiti aperti, aggiungerei dei condensatori in serie agli ingressi.