Зовнішні TV антени

 

Нерідко звертаються радіо-любителі з проханням порекомендувати їм найбільш ефективну конструкцію телевізійної антени. Проте умови прийому бувають дуже різними, і в кожному конкретному випадку вибрати антену можуть тільки самі радіоаматори. Йдучи назустріч їхнім побажанням, ми вважали за можливе розмістити цей оглядовий матеріал про зовнішніх теле-антенах. Вони відомі і були описані в різній радіотехнічної літературі. Сподіваємося, що ця інформація допоможе вам у радіоаматорського практиці.

У зв'язку з бур-вим зростанням числа каналів телевізійного мовлення дуже непросто забезпечити високоякісний прийом усіх телепрограм. Перш за все, це залежить від застосовуваних антен. Тому нижче розглянуті їх основні конструкції, випробувані автором у різних умовах. Але спочатку нагадаємо основні відомості про телевізійні частотах, діапазонах і каналах.

Телевізійні частоти охоплюють інтервал 48,5 … 790 МГц. Їх поділяють на метровий (канали 1 -12, частоти 48,5 … 230 МГц) і дециметровий (канали 21 – 60, частоти 470 … 790 МГц) діапазони. Один телевізійний канал займає смугу частот 8 МГц. Для розрахунку робочої довжини хвилі антен рекомендується вибирати несучу частоту зображення, оскільки сигнал зображення амплітудно-модульований, більш схильний впливу перешкод і вимагає більшого посилення, ніж частотно-модульований сигнал звукового супроводу. Частота несучої зображення для 1-го і 2-го телевізійних каналів дорівнює 49,75 і 59,25 МГц відповідно.

Для 3-5-го каналів її (у мегагерцах) обчислюють так: fн.із = 77,25 + (N – 3) * 8, де N – номер каналу;

  • для 6-12-го: fн.із = 175,25 + (N – 6) – 8
  • для 21-60-го: fн.із = 471,25 + (N – 21) – 8.

    Середню частоту смуги каналу можна отримати, додавши до значення несучої зображення число 2,75. Частота несучої звукового супроводу вище частоти несучої зображення на 6,5 МГц. Робочу довжину хвилі L (у метрах) в повітрі в залежності від робочої частоти f (у мегагерцах) визначають за формулою L = 300 / f. В інших діелектриках довжина хвилі менша (наприклад, у поліетилені в 1,52 рази). Цей факт необхідно враховувати при виготовленні резонансних елементів узгоджуючих пристроїв з коаксіального поліетиленового кабелю.

    Тепер трохи про конструктивному виконанні антен. Матеріалом для їх виготовлення бажано використовувати трубки, прутки, смужки, куточки, проводи з металів і сплавів з хорошою електропровідністю (Міді, алюмінію, латуні). Від площі поверхні активних елементів залежить широкополосность антени, чим більше площа (більше діаметр трубок або ширина смужок), тим широкосмуговий буде антена (Але й важче). Не рекомендується вибирати поперечний розмір елементів (трубок, прутків) антени менше 1 / 200 довжини хвилі, на якій вона працює, тому що при цьому помітно погіршуються електричні параметри і механічна міцність. Ширину смужок вибирають в 1,5 … 2 рази більше рекомендованого діаметра трубок або прутків, товщина – 2 … 3 мм.

    Поверхня елементів повинна бути рівною і гладкою. Для діапазону ДМВ найкращі результати виходять, якщо застосовано елементи з матеріалу з полірованою поверхнею, так як ВЧ струми наводяться лише в їх поверхневому шарі. Якщо потрібно зігнути елементи антен, це роблять обережно, підклавши під губки лещат шматочки текстоліту або деревини, щоб не пошкодити поверхню. Трубки перед цим необхідно щільно наповнити піском і заткнути дерев'яними пробками.

    При установці антен поза дією блискавковідводів забезпечують їх надійну грозозахист [1]. Крім того, слід ретельно герметизувати електричні з'єднання і місця виходу обплетення кабелю із зовнішнього ізоляції, заливши їх водо і термостійкими діелектричними лаками або смолами. Для точної орієнтування антени на потрібний напрямок сигнал на вході телевізора слід послабити в кілька разів аттенюатором. При цьому перестає діяти система АРУ телевізора і стає більш помітним максимум прийнятого сигналу.

    І, нарешті, про самі антенах. Почнемо з вузькосмугових. Вони призначені для прийому якого-небудь одного телевізійного каналу або кількох, за умови, що їх частоти відрізняються не більше ніж на 5 … 10 %. У цьому випадку антену розраховують для среднегеометрической частоти, що обчислюється як корінь квадратний з твору частот кожного каналу, або на частоту сигналу більш слабкого каналу.

    Антени поділяють також на прості та ускладнені [2]. Останні можуть містити, крім одного активного елементу, рефлектор, директори і навіть додаткові активні елементи. Найпростіші антени однаково приймають як прямий сигнал, так і сигнал, який надходить з протилежного від телецентру напрямки.

    Рис.5.

    Знизити вплив відбитого сигналу і трохи збільшити коефіцієнт підсилення у найпростіших антен можна, ускладнюючи їх, наприклад, розташувавши позаду активного вібратора (у напрямку від телецентру) рефлектор так, як показано на рис.5 для антени "хвильовий канал", про яку піде мова нижче. Довжина елементів рефлектора повинна бути більше довжини вібратора L на 5 … 15%, а відстань від вібратора до рефлектора вибирають в межах 0,15 … 0,2 робочої довжини хвилі.


    Рис.6.

    Рамкові антени [1], представлені на рис.6 і 7, мають непогані параметри при відносній простоті пристрою. Їх вхідний опір на резонансній частоті – 73 Ом, коефіцієнт посилення – 3,5 дБ. Розташовують їх так само, як і вібратор Пістолькорс, для отримання максимального рівня сигналу.


    Рис.7.

    Для неповної зигзагоподібної антени (рис.6) відстань а вибирають рівним чверті робочої довжини хвилі. У кільцевій антени – рис. 7 довжина кола L дорівнює довжині хвилі, на якій вона працює. Для обох антен відстань L – 10 … 15 для MB і 7 мм для ДМВ. Рамкові антени підключають до фідера через "четвертьволновий короткозамкнений шлейф" (див. рис.2).


    Рис.8.

    Якщо з боку, протилежного напрямку на телецентр, прийому заважає сильний відбитий сигнал, то його вплив можна істотно зменшити, розташувавши позаду антени екран-рефлектор так, як показано на рис.8. При цьому збільшується і посилення антени приблизно на 3 дБ.

    Конструктивно екран виконують із тих же елементів, що і саме полотно антени, але припустимо застосовувати і більш тонкі провідники. Ширина а й висота b екрану на 5 … 10% більше відповідних габаритних розмірів антени. Відстань D між елементами екрану – не більше 0,1 робочої довжини хвилі, а С між полотном антени і екраном – 0,21 … 0,27 довжини хвилі. Елементи екрану кріплять до щогли тільки в центрі.

    Радіо № 11, 1999 р.

  •