Рамкова антена

 

В даний час найкращим! типом антени для впевненого далекого прийому телебачення вважається рамкова антена, яка поєднує великий коефіцієнт підсилення при порівняно вузькій смузі пропускання з простотою конструкції і відсутністю необхідності налаштування. Застосування вузькосмугових антен в порівнянні з широкосмуговими володіє додатковою перевагою, яке полягає в частотної вибірковості вузькосмугових антен. Завдяки цьому на вхід телевізійного приймача не можуть проникнути перешкоди від інших телевізійних передавачів, що працюють на сусідніх по частоті каналах, якщо з яких-небудь причин виникли сприятливі умови розповсюдження їх сигналів в даному напрямку. Особливо важлива частотна вибірковість антени в умовах далекого прийому передач справа в тому, що нерідко трапляються випадки, коли необхідно забезпечити прийом слабкого сигналу віддаленого передавача, але поблизу працює потужний передавач іншої програми на сусідньому каналі. У таких умовах частотної вибірковості телевізійного приймача може не вистачити. Крім того, як відомо, інтенсивна перешкода, вступаючи на перший же нелінійний елемент схеми приймача (електронну лампу або транзистор), призводить до перехресної модуляції сигналу цієї перешкодою. Надалі позбутися від цієї перешкоди в приймачі вже неможливо. Ослаблення такий перешкоди за рахунок вибірковості антени має дуже важливе значення.

 

 

Найбільшого поширення набули двоелементний рамкові антени (інша їх назва – Подвійний квадрат) і Трьохелементний рамкові антени (Потрійний квадрат) Вперше запропонував використовувати ці антени для далекого прийому телебачення радянський ентузіаст далекого прийому С. К. Сотников. Перша його стаття з описом двоелементний рамкових антен була поміщена в журналі Радіо, 1959, № 4, с. 31-32. Численні експерименти радіоаматорів підтвердили їх ефективність.

За даними С. К. Сотникова, коефіцієнт посилення двоелементною рамкової антени, становить 8 … 9 дБ, а вхідний опір знаходиться в межах 70 … 80 Ом. В. П. Шейко в книзі Антени аматорських радіостанцій (ДТСААФ, 1962) наводить інші розміри двоелементний рамкових антен, які можна обчислити за формулами:

У = 0,26 h
Р = 0,31 h
А = 0,18 h

де h – довжина хвилі несучої частоти каналу зображення. Для цих розмірів вказується коефіцієнт посилення 9 … 11 дБ і вхідний опір 100 … 110 Ом.

Виходячи з наведених значень, коефіцієнта підсилення, можна зробити висновок про те, що щодо посилення двоелементною рамкова антена еквівалентна пятіелементной антени Хвильовий канал, але має менші габарити і позбавлена її недоліків. Це пояснюється тим, що активною приймальні частиною кожної рамки є її верхня і нижня горизонтальні частини. Виходить, що двоелементною рамкова антена містить чотири елементи і еквівалентна двоповерхової синфазної решітці, зібраної з двоелементний антен. Вплив додаткових двох елементів другого поверху виявляється сильнішим, ніж додавання двох директорів до двоелементною антени Хвильовий канал, за рахунок звуження діаграми спрямованості у вертикальній площині, а це дуже важливо в умовах далекого прийому, коли сигнал приходить з лінії горизонту під малим кутом місця. Наявність усього двох взаємодіючих елементів у кожному поверсі забезпечує стабільність параметрів антени та їх незалежність від природних розкидів.

Завдяки цьому відпадає необхідність індивідуальної настройки кожної антени і забезпечується гарне узгодження її з фідером.

У трьохелементної рамкової антени добавлена рамка директора, забезпечує подальше збільшення коефіцієнта посилення, який, за даними В. П. Шейко, досягає 14:15 дБ, що значно перевищує коефіцієнти посилення багатоелементних антен типу Хвильовий канал.

Для порівняння нагадаємо, що коефіцієнт посилення семіелементной антени Хвильовий канал дорівнює 10 дБ, одинадцяти елементної – 12 дБ, шістнадцяти елементної -13,5 дБ. Ці значення відповідають точно налаштованим антен. При виготовленні же антен Хвильовий канал в аматорських умовах без їх ретельної настройки зазначені коефіцієнти підсилення в кращому випадку слід зменшити на 3 дБ. Якщо врахувати, що Трьохелементний рамкова антена не потребує налаштування, її переваги очевидні.

В. П. Шейко рекомендує такі формули для розрахунку розмірів трьохелементної рамкової антени:

Д = 0,22 h
У = 0,26 h
Р = 0,32 h
А = 0,11 h
Б = 0,16 h

Вхідний опір антена при зазначених розмірах становить 70 Ом.

Великий коефіцієнт посилення рамкових антен вказує на досить малу ширину пелюстка діаграми спрямованості. Тому такі антени необхідно орієнтувати у напрямку на передавач більше ретельно. Для цього можна рекомендувати такий спосіб. Регулятором контрастності телевізора встановлюється мінімальна контрастність, при якій ще зберігається синхронізація. Потім підлаштовуються відповідними регуляторами значення частот малої й кадрової розгорток і знову зменшується контрастність до зриву синхронізації. Після цього орієнтується антена до відновлення синхронізації. Можна знову зменшити контрастність до зриву синхронізації і під-орієнтувати антену. На рівнинній місцевості, як правило, досить орієнтувати антену тільки по азимуту, коли її вісь залишається горизонтальною. В умовах гірської місцевості часто доводиться також орієнтувати антену і за кутом місця, нахиляючи її вісь, коли сигнал приходить не з лінії горизонту, а з вершини якої-небудь гори, що є його пере випромінювачем.

Двоелементною рамкова антена може використовуватися в зоні прямої видимості, а Трьохелементний рамкова антена – у зоні півтіні, прилеглої до зони прямої видимості, у тих випадках, коли двоелементною антена дозволяє отримати зображення, але його контрастність є недостатньою, або на екрані кольорового телевізора виходить лише чорно-біле зображення, а отримати кольорове зображення вдасться з-за недостатнього рівня сигналу. У цих випадках Трьохелементний антена дозволить досягти збільшення рівня сигналу на вході телевізора.