¿Cómo se amplifican las señales de RF?

Pregunta interesante y muy válida. Si tiene una fuente de señal de 5 V con cero resistencia interna cargada en la antena vista como 50 \ $ \ Omega \ $ resistencia, entonces pasa una potencia de 0.5Watt.

Diga que si duplica el voltaje con el transformador 1: 2, la potencia será de 2 vatios. Y así. En este caso no necesitas amplificador.

El problema práctico es que la fuente de señal real no tiene impedancia cero. Típicamente 50 \ $ \ Omega \ $. Entonces, el transformador 1: 2 aumentará no en términos de voltaje sino en términos de impedancia. La carga verá el cambio ya que la fuente ahora es 100 \ $ \ Omega \ $ de resistencia interna.

Por lo tanto, el voltaje original era de 10 V en la fuente descargada de 50 \ $ \ Omega \ $ para alcanzar 5V en 50 \ $ \ Omega \ $ carga.

La misma 10V con carga transformada 1: 2 verá 50 \ $ \ Omega \ $ carga como si fuera 25 \ $ \ Omega \ $ carga sin transformador. El voltaje caerá a 10 * (25/75) = 3.333. Así que la potencia será de 0,44 vatios en lugar de 0,5 vatios. La pérdida de potencia como pérdida "reflejada" se debe a la falta de coincidencia de impedancia .

Un amplificador de RF es similar en concepto a un amplificador de audio pero construido con componentes adecuados para frecuencias de RF. Debido a las altas frecuencias involucradas, los niveles de impedancia de los amplificadores de RF son generalmente mucho más bajos que los de los amplificadores de audio para evitar los efectos de los condensadores e inductores parásitos.

A menudo se eligen 50 ohmios como un nivel de impedancia común. Por lo tanto, los amplificadores de RF generalmente se especifican como que proporcionan un nivel de potencia de salida dado en 50 ohmios. Las antenas de RF están diseñadas para presentar una carga de 50 ohmios en su entrada a través de su banda de frecuencia operativa.

Cuando dices " misma antena ", asumo que te refieres al uso de una antena para recibir y transmitir. Este suele ser el caso en los transmisores móviles y requiere algún tipo de conmutación de transmisión / recepción para que la señal del transmisor no llegue al receptor.

La alimentación no es una preocupación cuando la antena se utiliza para la recepción, pero es importante para la transmisión. Los conductores utilizados en la antena deben dimensionarse para manejar la potencia del transmisor, al igual que los conductores de un altavoz de audio deben estar dimensionados para manejar la salida de un amplificador de potencia de audio. Debido al efecto de la piel, en el que las corrientes de alta frecuencia tienden a fluir hacia el exterior de un conductor, las antenas de alta potencia pueden estar hechas de tubería en lugar de material sólido.

Una antena de HF tiene una impedancia específica, por ejemplo, 50 \ $ \ Omega \ $ o 75 \ $ \ Omega \ $. Eso es importante si quieres una salida de potencia óptima. El amplificador también tiene una impedancia, y puede probar que la antena obtiene la potencia más alta cuando ambas impedancias son iguales.

Este gráfico muestra la potencia de la antena en función de la impedancia para un amplificador de impedancia de salida de 50 \ $ \ Omega \ $. Puede ver que la potencia de salida es de hecho en un máximo para una impedancia de antena de 50 \ $ \ Omega \ $.