Несмотря на огромное количество телевизионных антенн, представленных на потребительском рынке, которые можно с легкостью приобрести в любом магазине электроники, интерес к тому, как сделать антенну для телевизора своими руками, не пропадает. Такую заинтересованность можно объяснить нежеланием тратить деньги на покупку антенны, нахождением вдали от торговых точек (если вы находитесь в глубинке или на даче) или выходом из строя покупной.

Антенны для телеприемника можно разделить на несколько типов.

1. Всеволновая антенна – конструкция отличается простотой в изготовлении, можно сделать из простых подручных материалов. Достаточно хорошо ловит цифровой сигнал за пределами города, где не так много помех. При расположении недалеко от вещательной вышки, может принимать аналоговое телевидение.
2. Логопериодическая диапазонная антенна также проста в изготовлении. Имеет идеальную согласованность с фидером по всем диапазонам, не меняя в нем параметров. Поскольку у этой конструкции средние технические параметры, то ее можно использовать на даче, или в качестве комнатной антенны в городе.
3. Дециметровая антенна . Часто используется упрощенная модификация Z-антенны, хорошо работает, не зависимо от условий приема сигнала.

Всеволновая антенна

Всеволновые улавливатели ТВ сигнала также называют частотнонезависимыми (ЧНА). Конструкции их могут быть различными.

Из двух лепестков

На рисунке показана всеволновая антенна, изготовленная из двух металлических пластин треугольной формы и двух деревянных реек, на которых натянута медная проволока в форме веера.

Медную проволоку можно взять любого диаметра, это не играет особой роли. Концы проволоки крепятся на расстоянии от 20 до 30 мм между собой. Пластины со спаянными между собой другими концами проволоки должны быть расположены на расстоянии 10 мм друг от друга.

Металлическую пластину можно заменить квадратным куском из стеклотекстолита, у которого имеется медное фольгирование с одной стороны.

Поскольку конструкция самодельной антенны имеет квадратную форму, то высота ее будет равна ширине, а угол между полотнами – 90 градусов. Точка нулевого потенциала на рисунке отмечена желтым. Припаивать в этом месте оплетку кабеля не требуется — достаточно будет тугого подвязывания.

Собранный таким образом приемник телесигнала в форме двух лепестков способен принимать как все дециметровые каналы, так и метровые. Притом, он хорошо ловит сигнал во всех направлениях. Но если установить ЧНА в зоне плохого приема сигнала от телевышки, нормально работать она будет только с усилителем. Можно применить и другие .

В форме бабочки

Телевизионную антенну своими руками можно сделать в форме бабочки. Чтобы изготовить самому эту достаточно мощную антенну, необходимо приготовить дощечку или фанеру с размерами 550 х 70 х 5 мм, провод с медной жилой сечением 4 мм, и, соответственно, кабель РК75.

1. Разметьте на фанере места под отверстия и просверлите их. Размеры на рисунке указаны в дюймах. Ниже рисунка приведена таблица для перевода дюймов в мм.
   
   
   
2. Из медного провода необходимо нарезать 8 частей одинаковой длины по 37,5 см.
3. По центру каждого провода очистите от изоляции участки (по 2 см), как на рисунке.
   
   
4. После этого следует отрезать еще 2 куска провода, уже по 22 сантиметра каждый, разделить из на 3 равные части и снять изоляцию в местах разделения.
   
   
5. Придайте отрезкам V-образную форму . Следует быть внимательным, чтобы между концами провода выдержать расстояние 7,5 см. Именно оно является оптимальным, чтобы принимать четкий сигнал.
   
   
6. Соедините все элементы согласно приведенному ниже рисунку.
   
   
7. Далее нужно приобрести гнездо для подключения к нему штекера.
   
8. Кабель нужно припаять к контактам катушки, как на рисунке.
   
   
9. Сделайте еще 2 отрезка провода необходимой длины для соединения “усиков” с гнездом.
   
10. Прикрутите гнездо на дощечку и соедините все элементы.
    
    
    

На этом все — вы сделали антенну для телевизора своими руками.

Из пивных банок

Для изготовления такой оригинальной ЧНА потребуется 2 банки (0,5 л или 0,75) из-под пива или другого напитка. Но перед тем как сделать телевизионную антенну, необходимо учесть некоторые требования к материалам . А именно, рекомендуется приобрести качественный телевизионный кабель, имеющий сопротивление на 1 метр 75 Ом. Как правильно ? Обратите внимание на то, чтобы центральная жила была крепкой, а оплетка была двойной и сплошной.

Не забывайте, чем длиннее будет кабель, тем сильнее будет гашение сигнала, что особенно важно для приема метровых волн, в отличие от ДМВ, для которых длина провода также имеет значение, но не настолько.

Также будет необходимо приготовить обычный деревянный тремпель , пару саморезов, изоленту или скотч и, если есть такая возможность – паяльник с оловом.

Антенна из пивных банок может принимать как дециметровый диапазон волн, так и метровый.

Для наглядности всего процесса можно посмотреть видео .

Логопериодическая антенна

Логопериодическая антенна (ЛПА) может применяться для приема радиоволн как метрового, так и дециметрового диапазона. Для изготовления такого приемника сигнала можно использовать в качестве подставки алюминиевую трубку диаметром 10 мм и металлические стержни (шпильки), которые можно купить в магазине, где продается крепеж. В идеале, вместо стержней с резьбой лучше использовать гладкие трубки или пруты. В качестве основы берется пластиковый П-образный короб.

Когда пайка будет завершена, изготовление устройства можно считать законченным и можно приступать к испытаниям своего творения.

Дециметровая антенна

Самодельные дециметровые улавливатели сигнала могут иметь различную форму и конструкцию, от самых простых в изготовлении до более сложных устройств.

Кольцевидная

Самую простую конструкцию для приема ДМВ можно сделать за короткое время своими руками из подручных материалов . Все, что вам понадобится – это коаксиальный кабель и кусок фанеры подходящего размера.

Теперь все это нужно собрать:

• приготовьте отрезок коаксиального кабеля (РК75) длиной 530 мм (из него будет сделано кольцо);
• также отрежьте еще один кусок кабеля длиной 175 мм – это будет петля;
• сделайте кольцо (1), припаяйте к нему петлю (2) и кабель (3), который подключается к телевизору;
• закрепите все это на фанерном листе и направьте сделанный приемник телесигнала в сторону телевышки.

Если ваш телеприемник с помощью такой антенны , попробуйте сделать более сложное устройство.

В виде восьмерки

Домашнюю антенну ДМВ диапазона своими руками можно сделать из проволоки в виде цифры 8. Чтобы изготовить такой приемник, можно использовать медную или алюминиевую проволоку диаметром от 3 до 5 мм, а также кабель РК75. В процессе изготовления также понадобится клеевой пистолет.

Ход изготовления.

1. С помощью кусачек необходимо отрезать 2 куска проволоки по 56 см.
2. На концах каждого отрезка сделайте петлю, на которую должно уйти по 1 см.
3. Согните квадраты из проволоки и соедините петли. Припаяйте кабель к квадратам, как показано на рисунке. К одному квадрату припаивается центральная жила, к другому – оплетка. Расстояние между элементами должно быть 2 см. Всю конструкцию можно закрепить в крышке из-под 20 литрового бутыля для воды, залив клеем.

Такой приемник дмв диапазона можно расположить в любом месте, и он не требует усилителя. Разве что, усилитель может понадобиться, если прибор будет наружным, и длина кабеля будет значительной. В этом случае для компенсации потерь сигнала, потребуется его установка.

Из металлопластиковой трубы

Телевизионную антенну своими руками можно сделать и из обычной металлопластиковой трубы. При этом получится устройство для приема дмв с возможным диапазоном от 480 МГц до 1000 МГц. В данной “модели” использованы труба с диаметром 16 мм и кабель – 5,5 м. На кольцо потребуется 55 см трубы, а на стойку – 14 см, что равняется четверти длины волны. Это служит для лучшего согласования с внешней оплеткой кабеля и снижает в ней высокочастотные токи.

Выход кабеля в этой конструкции сделан через отверстие в трубе. Оплетку кабеля следует прикрепить с помощью хомута к зачищенной части трубы. Центральная жила кабеля крепится к кольцу (можно использовать винт с шайбой и гайкой). Такая самоделка хорошо работает в качестве комнатной антенны в квартирах с железобетонными стенами, которые плохо пропускают телевизионную волну. Благодаря удлиненному кабелю, ее можно вынести на балкон или поставить на подоконник — качество приема только улучшится.

В виде рамки

Еще одна конструкция антенны дмв собирается в виде рамки. Делаться она будет из алюминиевых пластин (полос).

Таким образом антенны, сделанные своими руками, помогут вам сэкономить деньги на их приобретение, а в некоторых случаях выйти из ситуации, когда есть телевизор, но штатная антенна вышла из строя, либо ее нет вообще. Тем более, что качество приема самоделок не хуже заводских аналогов. Если вы не хотите мастерить устройство самостоятельно, то вам пригодится информация о том, в магазине.

5.1. ОСОБЕННОСТИ ДАЛЬНЕГО ПРИЕМА

Основная особенность дальнего приема телевизионных передач состоит в низком уровне напряженности поля принимаемого сигнала из-за большого расстояния между передающей и приемной антеннами в дальней части зоны прямой видимости и из-за затенения поверхностью земли за границей зоны прямой видимости - в зоне полутени. По мере удаления от передатчика напряженность поля монотонно уменьшается, но в зоне полутени это уменьшение становится более резким. В зоне прямой видимости увеличение расстояния от передатчика сопровождается уменьшением плотности потока мощности сигнала (уменьшается густота силовых линий поля) просто хотя бы потому, что увеличивается длина окружности с увеличением ее радиуса. За границей зоны прямой видимости напряженность поля определяется почти исключительно дифракцией и нормальной рефракцией радиоволн.

Другая особенность дальнего приема заключается в наличии помех от других телевизионных передатчиков, работающих на томже или на соседнем частотном канале. Для ослабления таких помех действующими нормами установлены минимальные расстояния между передатчиками:

около 500 км между передатчиками, работающими на одинаковых каналах, и около 300 км между передатчиками, работающими на соседних по частоте каналах. Тем не менее в условиях дальнего приема такие помехи имеют место и приходится использовать специальные меры для их ослабления.

В условиях дальнего приема сильное влияние на уровень напряженности поля оказывает погода. В случае тумана, дождя или снега резко увеличивается поглощение энергии сигнала в пространстве, особенно в диапазоне дециметровых волн, и прием иногда вообще становится невозможен.

Важное значение имеет поверхность на трассе, над которой распространяется сигнал. Сплошные и протяженные леса ухудшают условия распространения, над равниной, болотами и особенно над морем сигнал распространяется лучше. Очень плохими оказываются условия приема телевизионных передач в горных условиях, где границы зоны прямой видимости не зависят от расстояния до передатчика, а целиком определяются местным рельефом. Естественно, что и на равнинной местности встречаются холмы и долины. При этом даже на сравнительно близком расстоянии от передатчика, когда пункт приема расположен в долине, напряженность поля может оказаться достаточно низкой. Поэтому нельзя ориентироваться исключительно на расстояние до телецентра или ретранслятора, а следует учитывать рельеф местности.

Одна из особенностей дальнего приема - наличие замираний сигнала, т. е. регулярных изменений напряженности поля. В зоне полутени, где уровень напряженности поля сильно зависит от нормальной рефракции,

наблюдаются суточные и сезонные изменения напряженности поля. При ясной погоде в дневное время рефракция радиоволн возрастает, и напряженность поля увеличивается. Как правило, напряженность поля увеличивается также летом. Такие медленные замирания особенно заметны на высокочастотных каналах: в диапазоне 6-12-го каналов и в дециметровом диапазоне. Помимо медленных наблюдаются также и быстрые замирания, период которых не превышает часа. Такие замирания связаны с наличием местных возмущении атмосферы на трассе при порывах ветра, наличием отдельных облаков или, наоборот, просветов в сплошной облачности. Быстрые замирания в условиях дальнего приема бывают достаточно глубокими, порой напряженность поля может изменяться в десятки раз.

Низкий уровень напряженности поля сигнала в условиях дальнего приема телевизионных передач диктует необходимость установки высокоэффективной антенны с большим коэффициентом усиления, так как напряжение принимаемого сигнала на выходе антенны определяется произведением напряженности поля на коэффициент усиления антенны. В связи с тем, что радиус зоны прямой видимости определяется высотой расположения приемной антенны, в дальней части зоны прямой видимости и в зоне полутени напряженность поля в точке приема зависит от высоты расположения антенны, причем зависимость эта оказывается примерно пропорциональной: при увеличении высоты антенной мачты вдвое напряженность поля также увеличивается в 2 раза. Поэтому всегда целесообразно использовать антенную мачту максимально возможной высоты. Установка приемной антенны с большим коэффициентом усиления на высокой мачте обеспечит увеличение напряжения сигнала на выходе антенны как при устойчивом уровне напряженности поля, так и в условиях замираний.

Для борьбы с замираниями сигнала все радиоприемники, радиовещательные и телевизионные, снабжаются системой автоматической регулировки усиления АРУ, которая уменьшает усиление приемного тракта при увеличении сигнала на входе и увеличивает усиление при его уменьшении. Однако система АРУ способна противостоять замираниям только в тех случаях, когда минимальный сигнал оказывается все-таки больше порога чувствительности приемника. Такой уровень напряжения сигнала на входе телевизионного приемника и должна обеспечить используемая антенна.

5.2. МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЕ АНТЕННЫ "ВОЛНОВОЙ КАНАЛ"

5.2. МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЕ АНТЕННЫ "ВОЛНОВОЙ КАНАЛ"

Ранееуже были рассмотрены достоинства и недостатки многоэлементных антенн типа "Волновой канал" и в любительских условиях не рекомендовалось заниматься изготовлением таких антенн. В условиях дальнего приема допустимо использование многоэлементных антенн "Волновой канал" промышленного производства. Тогда есть вероятность того, что антенна настроена заводом-изготовителем.

В радиолюбительской литературе часто публикуются описания конструкций самодельных многоэлементных антенн "Волновой канал", приводятся их коэффициенты усиления и рекомендуются такие антенны для использования в условиях дальнего приема. Не подвергая сомнениям результаты, полученные авторами этих конструкций, хотелось бы заме

тить, что оценка пригодности той или иной конкретной конструкции антенны может быть сделана только при многократном повторении этой конструкции, а не по единичному результату. Отклики же радиолюбителей, которые пытались изготовить и установить подобные антенны, в большинстве случаев оказываются отрицательными, что свидетельствует о плохой повторяемости этих конструкций антенн. Кроме того, необходимо учесть, что отнюдь не все эксперименты по созданию многоэлементных антенн заканчиваются соответствующими публикациями. Естественно, что в тех случаях, когда получались плохие результаты, они не находили отражения в литературе. В то же время по многочисленным откликам повторяемость рамочных антенн оказывается очень высокой, да и коэффициент усиления этих антенн значительно больше. Это и вынуждает рекомендовать в условиях дальнего приема применение рамочных антенн вместо антенн "Волновой канал".

5.3. МИФЫ О "ЧУДЕСНЫХ" АНТЕННАХ

5. 3. МИФЫ О "ЧУДЕСНЫХ" АНТЕННАХ

Телевизионные антенны, предназначенные для дальнего приема передач, как правило, отличаются большими габаритами и сравнительно сложной конструкцией. Особенно большие габариты имеют антенны, рассчитанные на прием сигнала по первому и второму частотным каналам, которые являются самыми длинноволновыми в диапазоне, отведенном для телевидения. Поэтому каждый любитель дальнего приема телевизионных программ стремится найти такую конструкцию антенны, которая обладала бы большим коэффициентом усиления и в то же время имела минимальные габариты и простейшую конструкцию. Подобные требования противоречивы и не могут быть выполнены, так как в природе за все приходится "платить": в данном случае за увеличение коэффициента усиления приходится платить увеличением габаритов антенны. Кроме того, возникает естественное возражение: если бы можно было создать такую антенну, кто бы стал строить крупногабаритные антенны?

Тем не менее некорректный спрос рождает соответствующие предложения. Поэтому время от времени в периодической литературе появляются статьи с описаниями чудодейственных антенн, позволяющих получить уверенный прием телевизионных передач на очень больших расстояниях от телецентра при малых размерах и простой конструкции антенн. Некоторые конструкции таких антенн содержат жидкую ртуть или металлические опилки. Подобные сообщения вызваны заблуждением или недобросовестностью авторов статей и технической неграмотностью редакторов. Благодаря поверхностному эффекту высокочастотные токи сигнала, принятого антенной, протекают исключительно по тончайшему поверхностному слою металла антенны, толщина которого не превышает сотых долей миллиметра. Свойства глубинных слоев материала совершенно не влияют на работу антенны. Антенны, элементы которых выполнены из сплошного прутка, из трубок или даже из тонкой фольги, наклеенной на деревянные бруски, работают совершенно одинаково при одинаковых наружных размерах. При проверках указанных сообщений оказывается, что конструктор такой антенны принимал сигнал близкорасположенного ретранслятора, который транслировал передачу далеко расположенного телецентра, или имел место

случайный сверхдальний прием благодаря благоприятно сложившимся условиям распространения сигнала. Когда же такая антенна проверялась на прием известного телевизионного передатчика, никаких чудес, естественно, не обнаруживалось.

Предпринимались также попытки добиться резкого уменьшения размеров антенны по сравнению с длиной волны принимаемого канала. В одной из статей предлагалось поместить приемную антенну в коробку из оргстекла, наполненную дистиллированной водой. Исходя из того, что вода обладает диэлектрической проницаемостью, равной 80, длина волны в воде должна быть в 9 раз короче, чем в воздухе. Поэтому размеры такой антенны должны быть также в 9 раз меньше, чем в воздухе. Однако при этом упускалось из виду, что для действительного проявления такого эффекта антенна должна находиться в свободной и равномерной среде, а для этого размеры сосуда с водой должны быть хотя бы в несколько раз больше длины волны. Тогда действительно в сосуд можно поместить малогабаритную антенну.

В периодической печати иногда приводятся самые разные конструкции антенн нетрадиционного устройства с использованием различных цилиндрических или конических пружин, а также и других экзотических элементов. Телевизионный прием на такие антенны, конечно, возможен, как возможен он на любой кусок обычного провода. Но ожидать каких-то улучшенных характеристик подобных антенн или какого-то эффекта от их применения не следует. Всегда затраты времени и средств на изготовление и установку таких антенн оказываются напрасными.

Часто некоторые радиолюбители или любители дальнего приема телевизионных программ спрашивают, можно ли установить телевизионные антенны нетрадиционной конструкции, не противоречит ли их установка действующим законам и положениям. В нашей стране, как впрочем и во всем мире, никаких запретов на конструкции приемных антенн нет. Можно устанавливать антенны любой конструкции, если вообще разрешается установка индивидуальных антенн на крыше. Дело в том, что на крышах зданий, оборудованных коллективными телевизионными антеннами, установка индивидуальных антенн запрещена, исходя из архитектурно-эстетических соображений. В отдельных же случаях по ходатайствам местного радиоклуба зарегистрированным радиолюбителям районный архитектор может разрешить установку индивидуальной антенны, необходимой для работы.

Отдельно следует предостеречь радиолюбителей от постройки телевизионных антенн с использованием ртути. Дело в том, что работа с открытой ртутью чрезвычайно опасна. Ртуть легко испаряется на воздухе при комнатной температуре даже через значительный слой воды. Пары ртути очень ядовиты, и их вдыхание даже при малых концентрациях приводит к опасным отравлениям. Хранение ртути допускается только в герметических металлических сосудах. Использовать сосуды из стекла категорически запрещается, так как они легко бьются. Пролитую ртуть нужно тщательно собрать, не касаясь ее руками, так как она всасывается в кожу. Особенно необходимо беречь детей от контактов с ртутью, так как они могут трогать ее руками и даже брать в рот.

5.4. СИНФАЗНЫЕ АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ

5. 4. СИНФАЗНЫЕ АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ

Синфазная антенная решетка представляет собой сложную направленную антенную систему, состоящую из отдельных слабонаправленных антенн, разнесенных в пространстве и расположенных таким образом, что фазы наведенных в них сигналов оказываются одинаковыми. Антенны в решетке соединяют между собой, они должны работать на общую согласованную нагрузку. Как правило, синфазную решетку собирают из одинаковых антенн, расположенных в несколько рядов и несколько этажей. Схема соединения антенн решетки должна быть составлена так, чтобы не нарушалась синфазность сигналов, поступающих от каждой антенны в нагрузку, так как только при одинаковых фазах этих сигналов они будут складываться. Кроме того, схема соединения антенн решетки одновременно должна обеспечивать их согласование с нагрузкой, так как при рассогласовании общего входного сопротивления решетки с сопротивлением нагрузки часть энергии принятого антеннами сигнала отразится от нагрузки и будет излучаться обратно в пространство, что приведет к уменьшению коэффициента усиления антенной решетки.

Использование вместо одной антенны нескольких таких же антенн, соединенных в синфазную решетку, приводит к увеличению сигнала на выходе такой антенной системы, сужению диаграммы направленности и в результате к увеличению коэффициента усиления по сравнению с коэффициентом усиления одиночной антенны, входящей в состав решетки. Увеличение коэффициента усиления синфазной антенной решетки происходит за счет двух факторов.

Во-первых, в каждой антенне решетки электромагнитным полем принимаемого передатчика наводится сигнал определенной мощности, той самой, которая наводилась бы в одиночной антенне данного типа, а затем мощности сигналов, принятых всеми антеннами, складываются в нагрузке. Поэтому результирующая мощность сигнала на выходе синфазной решетки во столько же раз больше мощности сигнала на выходе одиночной антенны того же типа, сколько антенн содержится в решетке. В связи с тем, что сопротивление нагрузки остается неизменным, независимо от того, используется одна антенна или несколько, напряжение результирующего сигнала на выходе синфазной решетки увеличивается по сравнению с напряжением сигнала на выходе одиночной антенны того же типа не во столько раз, сколько антенн содержится в решетке, а в число, равное корню квадратному из числа антенн. Так, при наличии в решетке четырех антенн мощность сигнала на выходе решетки увеличивается в 4 раза, а напряжение - в 2 раза (на 6 дБ), при девяти антеннах мощность увеличивается в 9 раз, а напряжение сигнала - в 3 раза (на 9, 5 дБ) и т. д. Соответственно увеличивается коэффициент усиления синфазной решетки по сравнению с коэффициентом усиления одиночной антенны.

Во-вторых, поперечные размеры антенной решетки относительно направления, с которого приходит сигнал, больше поперечных размеров одиночной антенны. Иначе говоря, при использовании синфазной решетки увеличивается поверхность абсорбции антенны, та поверхность, из которой антенна поглощает мощность электромагнитного поля. Это приводит к сужению диаграммы направленности антенной системы, что эквивалентно

дополнительному увеличению коэффициента усиления антенны, т. е. дополнительному увеличению напряжения сигнала на выходе решетки. Сужение диаграммы направленности решетки обусловлено тем, что только те сигналы, которые принимает каждая антенна с главного направления, перпендикулярного плоскости решетки, оказываются синфазными. Сигналы же, приходящие под углом к главному направлению, поступают к антеннам решетки, разнесенным в пространстве, не одновременно, а со сдвигом во времени или по фазе. Таким образом, сигналы, приходящие под углом, за счет разности хода наводят в антеннах решетки напряжения, сдвинутые по фазе, которые складываются геометрически, как векторы. Их геометрическая сумма оказывается меньше арифметической суммы напряжении, наведенных в антеннах решетки сигналами, приходящими с главного направления. Чем больше поперечные размеры решетки, тем больше разность хода сигналов, приходящих под тем же самым углом к главному направлению, и тем больше сдвиг фаз, т. е. меньше результирующий сигнал. Следовательно, с увеличением поверхности абсорбции сужается диаграмма направленности и увеличивается коэффициент усиления синфазной решетки. Увеличение вертикального размера решетки сужает диаграмму направленности в вертикальной плоскости, увеличение горизонтального размера решетки сужает диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. Теоретически увеличение поверхности абсорбции вдвое должно приводить к увеличению коэффициента усиления решетки на 3 дБ.

Таким образом, можно определить коэффициент усиления синфазной антенной решетки. В первую очередь он зависит от коэффициента усиления антенн, входящих в состав решетки, и должен быть увеличен за счет увеличения числа антенн решетки, а также за счет увеличения поверхности абсорбции решетки по сравнению с поверхностью абсорбции одиночной антенны.

Часто допускается ошибка, когда число антенн, входящих в состав решетки, не учитывают, а исходят только из коэффициента усиления одиночной антенны и увеличения поверхности абсорбции. Истоки этой ошибки лежат в аналогии между приемными и передающими антеннами, исходя из принципа взаимности. При рассмотрении передающей антенны предполагается, что мощность передатчика постоянная и не зависит от числа антенн в решетке. При увеличении числа антенн мощность, приходящаяся на каждую антенну, уменьшается. Соответственно уменьшается и та доля энергии электромагнитного поля, которая обусловлена излучением каждой из антенн решетки. Поэтому напряженность поля в точке приема не зависит от числа антенн в решетке передающей антенны. Если бы к каждой антенне передающей решетки был подключен свой передатчик, увеличение числа антенн в решетке приводило бы к увеличению излученной энергии. При этом напряженность поля в точке приема увеличивалась бы от увеличения не только эффективной поверхности решетки (эквивалентной поверхности абсорбции приемной антенны), но и числа антенн в решетке. Именно в этих условиях применима аналогия между передающей и приемной антеннами, так как напряженность поля в точке приема считается неисчерпаемой и не уменьшается при увеличении числа антенн в решетке приемной антенной системы.

Исходя из приведенных соображений, можно сделать вывод: при

увеличении числа антенн синфазной решетки в 2 раза и таком же увеличении поверхности абсорбции коэффициент усиления решетки должен увеличиться на 6 дБ. На практике, однако, такого увеличения коэффициента усиления по сравнению с одиночной антенной не получается в связи с тем, что происходит частичное перекрытие поверхностей абсорбции отдельных антенн и неизбежно некоторое рассогласование в цепях фазирования антенн и в цепях согласования сопротивлений антенн и нагрузки. Поэтому в зависимости от расстояния между антеннами можно считать, что при увеличении числа антенн в решетке в 2 раза коэффициент усиления увеличивается в пределах 4... 5 дБ.

Форма диаграммы направленности синфазной антенной решетки определяется диаграммой направленности антенн, составляющих решетку, и конфигурацией самой решетки (число рядов, число этажей и расстояния между ними). При двух ненаправленных антеннах, размещенных рядом на расстоянии, равном половине длины волны (между осями антенн), диаграмма направленности в горизонтальной плоскости имеет вид восьмерки, а прием с боковых направлений, перпендикулярных главному, отсутствует. Если увеличивать расстояние между антеннами, ширина главного лепестка диаграммы направленности уменьшается, но появляются боковые лепестки с максимумами в направлениях, перпендикулярных главному. При расстоянии между антеннами 0, 6 длины волны уровень боковых лепестков составляет 0, 31 уровня главного лепестка, а ширина диаграммы направленности по половинной мощности уменьшается в 1, 2 раза относительно решетки с расстоянием между антеннами, равным 2/2. При расстоянии между антеннами 0, 75 длины волны уровень боковых лепестков увеличивается до 0, 71 уровня главного, а ширина диаграммы направленности уменьшается в 1, 5 раза. Наконец, при расстоянии между антеннами, равном длине волны, уровень боковых лепестков достигает уровня главного лепестка, но ширина диаграммы направленности уменьшается в 2 раза по сравнению с расстоянием между антеннами в полволны. Из этого примера видно, что целесообразнее выбирать расстояния между антеннами, равными длине волны. Это обеспечивает наибольшее сужение главного лепестка диаграммы направленности. Наличия боковых лепестков опасаться нет нужды, так как при использовании в составе решетки направленных антенн они с направлений, перпендикулярных главному, сигналов не принимают.

Располагать антенны в решетке на расстояниях, меньших половины длины волны (даже если конструкция антенн это позволяет), нецелесообразно, так как при этом перекрываются поверхности абсорбции и эффект получается слабым. Увеличивать же расстояния сверх длины волны недопустимо, так как при этом в диаграмме направленности появляются дополнительные боковые лепестки, неперпендикулярные главному направлению.

Синфазные решетки могут быть собраны из антенн самых различных типов. Обычно в решетке используют одинаковые антенны, что упрощает их согласование с нагрузкой и фазирование. Однако не исключено использование в решетке и разных антенн. В условиях дальнего приема телевизионных передач радиолюбители в основном применяют синфазные решетки, собранные из антенн типа "Волновой канал" и рамочных. При этом к тем

недостаткам многоэлементных антенн "Волновой канал", которые были рассмотрены ранее, следует добавить еще один. Две или несколько антенн этого типа, даже в том случае, если они изготовлены точно по чертежам и из одинаковых материалов, оказываются расстроены по-разному. Поэтому фазы принятых ими сигналов на выходах антенн одинаковыми не получаются и неизбежно наличие расфазирования, что значительно уменьшает коэффициент усиления решетки. Таким образом, для радиолюбителей можно считать допустимым использование синфазных решеток, собранных лишь из трехэлементных антенн "Волновой канал", естественная расстройка которых, как отмечалось ранее, незначительна и не приводит к необходимости индивидуальной настройки каждой антенны, а также к фазированию антенн в решетке.

В качестве примера на рис. 5. 1 показана двухрядная антенная решетка, собранная из двух трехэлементных антенн "Волновой канал". Антенна

Рис. 5. 1. Двухрядная синфазная антенна

предназначена для приема сигнала с вертикальной поляризацией на границе зон прямой видимости и полутени. Коэффициент усиления антенны составляет примерно 10 дБ. Элементы антенны выполняют из металлической трубки диаметром 12... 20 мм для антенн, работающих на 1-5-м каналах, или диаметром 8... 15 мм для антенн, работающих на 6-12-м каналах. Стрелы могут быть металлическими или деревянными, мачта же обязательно должна быть выполнена из изоляционного материала и лишь на 2 м ниже антенны мачта может быть металлической. Размеры каждой антенны можно взять из табл. 4. 3, а расстояние между антеннами Н и длина шлейфа Ш приводятся в табл. 5. 1.

Таблица 5. 1 Размеры двухрядной трехэлементной антенны

Согласующее устройство состоит из двух соединительных линий и симметрирующего коротко замкнутого четвертьволнового шлейфа. Входное сопротивление каждой антенны при указанных в табл. 4. 3 размерах составляет примерно 150 Ом. Линии, каждая из которых выполнена из двух отрезков 75-омного коаксиального кабеля, также имеют волновое сопротивление 150 Ом и хорошо согласуются с антеннами. Длина линий может быть взята произвольной, но обе линии должны быть одинаковой длины. В точках соединения линий два сопротивления по 150 Ом соединены параллельно, образуя 75 Ом. К этим точкам с помощью симметрирующего шлейфа подключен фидер. Шлейф и фидер выполняют также из 75-омного кабеля.

Синфазность антенн в решетке достигается применением одинаковых антенн, одинаковых линий, а также благодаря их синфазному соединению. Для этого точки "а" обеих линий должны быть подключены именно к точкам "а" (верхним концам) вибраторов обеих антенн. Если данную антенную решетку повернуть на 90° так, чтобы элементы антенн заняли горизонтальное положение, получится двухэтажная антенная решетка, которую можно использовать для приема передач с горизонтальной поляризацией сигнала.

Использование синфазных антенных решеток позволяет при необходимости значительно увеличить коэффициент защитного действия антенны для ослабления помехи, приходящей со стороны, противоположной направлению на передатчик. Для этого в синфазной решетке нужно выдвинуть одну из антенн, например нижнюю, как показано на рис. 5. 2, вперед по направлению на телецентр на четверть длины волны принимаемого канала, одновременно увеличив также на четверть длины волны в кабеле соответствующую линию, в данном случае - подключенную к нижней антенне. Сигнал, приходящий спереди, поступит к нижней

антенне на 1/4 периода раньше, чем сигнал, поступивший к верхней антенне. Но за счет более длинной линии сигнал от нижней антенны будет задержан также на 1/4 периода. Таким образом, сигналы от нижней и верхней антенн к точкам соединения линий поступят одновременно, в фазе, и будут складываться. Помеха, приходящая сзади, поступит к нижней антенне с запаздыванием на 1/4 периода по сравнению с помехой, поступившей к верхней антенне. Дополнительно помеха, принятая нижней антенной, будет задержана более длинной соединительной линией еще на 1/4 периода. Таким образом, помеха, принятая нижней антенной, поступит к точке соединения линий на полпериода позже, чем помеха, принятая верхней антенной. Поэтому они окажутся в противофазе и будут вычитаться. Такой способ позволяет увеличить КЗД антенной решетки примерно на 20 дБ, если направления на источники сигнала и помехи противоположны, т. е. угол между этими направлениями составляет 180°. Однако и при меньших углах, вплоть до 150°, имеет смысл использовать такой способ увеличения КЭД.

Это может понадобиться, когда слабый сигнал отдаленного телевизионного передатчика не может быть принят с удовлетворительным качеством из-за наличия ближе расположенного или более мощного передатчика, работающего на том же канале. При постройке антенной решетки с повышенным КЗД необходимо помнить, что длина волны в кабеле в 1, 52 раза меньше, чем длина волны в свободном пространстве. Поэтому выдвигать одну из антенн вперед нужно на 1/4 длины волны в свободном пространстве (этот размер соответствует размеру Ш в таблицах 4. 6 и 5. 1), а удлинять одну из соединительных линий нужно на 1/4 длины волны в кабеле (этот размер соответствует размеру Т в табл. 4. 6). Разница в размерах Ш, приведенных в указанных таблицах, объясняется тем, что размеры одной из таблиц рассчитаны для настройки антенны на несущую частоту изображения, а другой - на среднюю частоту канала.

На рис. 5. 3 показана четырехэтажная синфазная решетка, собранная из четырех трехэлементных антенн "Волновой канал". Размещение антенн в четыре этажа значительно сужает диаграмму направленности в вертикальной плоскости и позволяет прижать ее лепесток к земле. Это очень важно в условиях дальнего приема телевизионных передач, когда сигнал приходит с линии горизонта. Коэффициент усиления такой антенной решетки достигает 14 дБ. Размеры антенн могут быть взяты из табл. 4. 3. Согласование антенн осуществляется следующим образом. Первый (нижний) этаж соединяется со вторым соединительной линией с волновым сопротивлением 150 Ом, образованной двумя отрезками 75-омного коаксиального кабеля. Длина соединительных линий, которыми соединены первый со вторым и третий с четвертым этажами, должна быть равна половине длины волны в кабеле. В связи с тем, что сигнал,

проходя по линиям такой длины, задерживается на полпериода, т. е. его фаза меняется на обратную, для компенсации отрезки кабеля в линиях перекрещены. В точках питания антенн второго и третьего этажей два сопротивления по 150 Ом соединены параллельно, образуя 75 Ом. К этим точкам подключены трансформаторы, образованные отрезками 50-омного кабеля с волновым сопротивлением 100 Ом длиной Т. Поэтому в точках "в-в" входные сопротивления двух нижних этажей и входные сопротивления двух верхних этажей оказываются равными 150 Ом, соединены параллельно, образуя 75 Ом. К этим точкам и подключается фидер с помощью четвертьволнового симметрирующего шлейфа длиной Ш. Размеры трансформаторов Т и шлейфа Ш можно взять из одной из помещенных ранее таблиц. На концах линий и трансформаторов оплетки кабеля соединяют между собой. Центральную жилу фидера, соединенную с центральной жилой и оплеткой шлейфа, подключают к левой точке "в", а оплетку фидера - к правой точке "в". С оплетками трансформаторов оплетку фидера не соединяют.

В § 4. 9 была рассмотрена семизлементная широкополосная антенна типа АТВК-7/6-12, рассчитанная на прием передач по любому из каналов в диапазоне с шестого по двенадцатый. Широкополосность этой антенны достигнута взаимной расстройкой ее элементов и в результате коэффициент усиления оказывается небольшим. Некоторые радиолюбители пытаются собирать из таких антенн синфазные решетки для увеличения коэффициента усиления и использования таких решеток в условиях дальнего приема. Все попытки приводят к отрицательным результатам по следующим причинам. Антенна АТВК-7/6-12 рассчитана на применение в сравнительной близости от телевизионного передатчика, поэтому она не согласована с фидером, а лишь симметрируется с помощью кабельной петли. Обеспечить согласование антенн в решетке по их входным сопротивлением с волновым сопротивлением фидера во всем диапазоне невозможно, так как согласование осуществляется резонансными элементами - трансформаторами сопротивления, выполняемыми из отрезков кабеля длиной в 1/4 длины волны. Такой элемент является трансформатром только на той частоте сигнала, при которой его длина равна 1/4 длины волны. На другой частоте длина будет уже отличаться от 1/4 длины волны и как трансформатор он работать уже не будет, следовательно, произойдет рассогласование. Кроме того, антенны этого типа неидентичны по своим фазовым характеристикам. Фазы сигналов на выходах двух внешне одинаковых антенн могут быть также неодинаковыми. Это относится и к случаю, если из антенн собирается решетка, предназначенная для работы только на одном канале. В таком случае нецелесообразно использовать антенны, являющиеся широкополосными. Выгоднее использовать в решетке либо более простые антенны с таким же усилением, но стабильной фазовой характеристикой, либо антенны такой же степени сложности, но узкополосные, обладающие более высоким коэффициентом усиления. Те же соображения можно применить и к другим видам широкополосных антенн. Собирать из них синфазные решетки нецелесообразно порой из-за трудностей согласования, порой из-за трудностей фазирования.

Хорошие результаты дают синфазные решетки, собранные из рамочных антенн. В диапазонах метровых волн наибольшее распространение получили двухэтажные и двухэтажные двухрядные синфазные решетки, собранные из двухэлементных рамочных антенн. На рис. 5. 4 показаны двухэтажная синфазная решетка и схема симметрирующе-согласующего устройства к ней. Обе антенны этой решетки выполняют согласно рис. 4. 5 и табл. 4. 5. Симметрирование антенн осуществляется четвертьволновыми симметрирующими короткозамкнутыми шлейфами, не изменяющими входного сопротивления антенн. Поэтому линии, выполненные как и шлейфы из 75-омного кабеля, хорошо согласуются с антеннами. Линии берутся произвольной, но одинаковой длины. В точке соединения линий два сопротивления по 75 Ом соединены параллельно, образуя 37, 5 Ом. Для

Рис. 5. 4. Двухэтажная синфазная рамочная антенна

согласования такого сопротивления с волновым сопротивлением фидера, которое составляет 75 Ом, используется трансформатор в виде отрезка кабеля длиной в 1/4 длины водны в кабеле. Волновое сопротивление кабеля, из которого выполняется трансформатор, определяется путем извлечения квадратного корня из произведения сопротивлений на входе и выходе трансформатора, что дает 53 Ома. Таким образом, трансформатор должен быть выполнен из кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом.

Часто возникают затруднения в связи с отсутствием отрезка 50-омного кабеля. В этом случае можно выполнить согласование по другой схеме, показанной на рис. 5. 5. Все элементы этой схемы выполнены кабелем с волновым сопротивлением 75 Ом. В схеме использованы два трансформатора, включенные последовательно. Первый трансформатор образован тремя параллельными отрезками кабеля и имеет волновое сопротивление 25 Ом. Второй трансформатор образован двумя отрезками кабеля и имеет волновое

сопротивление 37, 5 Ом. Входное сопротивление решетки равно 37, 5 Ом, на выходе первого трансформатора оно уменьшается до 16, 7 Ом, а на выходе второго трансформатора увеличивается до 84, 4 Ом. Хотя и не обеспечивается полное согласование такого сопротивления с волновым сопротивлением фидера, равным 75 Ом, но рассогласование можно считать вполне допустимым. При этом рассогласовании коэффициент бегущей волны составляет 0, 89, что соответствует передаче в фидер 98 % мощности сигнала, принятого антенной. Коэффициент усиления двухэтажной синфазной решетки из двух двухэлементных рамочных антенн примерно равен 12... 13 дБ.

Если необходимо увеличить КЗД двухэтажной рамочной антенны, верхняя антенна выдвигается вперед по направлению на телецентр на расстояние, равное Ш, а верхняя линия удлиняется относительно нижней на длину Т.

Двухэтажная решетка из рамочных антенн имеет узкую диаграмму направленности в вертикальной плоскости и более широкую в горизонтальной. Это представляет большое удобство, так как антенная решетка не нуждается в тщательном ориентировании по азимуту, а узкий лепесток диаграммы направленности в вертикальной плоскости, прижатый к линии горизонта, благоприятствует дальнему приему телевизионных передач. Использовать эту антенную решетку рекомендуется в зоне полутени, прилегающей к зоне прямой видимости.

Если после установки двухэтажной синфазной решетки из рамочных антенн экспериментально будет установлено, что ее коэффициент усиления недостаточен для получения уверенного приема с хорошим качеством изображения, можно изготовить еще две рамочные антенны и собрать решетку из четырех антенн, расположенных в два ряда и в два этажа. Такая антенная решетка со схемой согласования показана на рис. 5. 6. Все ее

Рис. 5. 6. Двухэтажная двухрядная рамочная антенна

размеры берутся из таблицы 4. 5. За счет удвоения рядов сужается диаграмма направленности решетки в горизонтальной плоскости, а коэффициент усиления возрастает до 16... 17 дБ. Использовать такую антенную решетку целесообразно в дальней части зоны полутени.

Все элементы симметрирующе-согласующего устройства выполняют из отрезков 75-омного кабеля. Входное сопротивление двух верхних антенн в точке соединения верхних линий составляет 37, 5 Ом. Верхний трансформатор увеличивает его до 150 Ом. Такое же входное сопротивление имеют две нижние антенны. В точке соединения трансформаторов два сопротивления по 150 Ом соединены параллельно, образуя 75 Ом. Сюда и подключается фидер. Согласование получается достаточно хорошим. Синфазность обеспечивается одинаковыми антеннами и одинаковой длиной всех четырех линий, которая может выбираться произвольно. Для соблюдения синфазности нужно обратить особое внимание на правильность подключения линий к антеннам: центральные жилы всех четырех линий подключают к левым концам вибраторных рамок, а оплетки - к правым. Иначе произойдет расфазирование.

При необходимости увеличения КЗД две верхние антенны выдвигают вперед на расстояние Ш, а обе верхние линии удлиняют относительно нижних на длину Т.

В этой конструкции антенной решетки перекладины обязательно должны быть выполнены из изоляционного материала. Можно использовать текстолит, винипласт или деревянные рейки, проваренные в каком-либо противогнилостном составе и окрашенные. Мачта может быть выполнена из металла. Во избежание прогиба перекладин мачту можно сделать выступающей вверх за пределы антенны на высоту Н/2 и подвязать все стрелы антенн к вершине мачты капроновым шнуром (использовать проволоку нельзя!). На вершине мачты можно установить громоотвод в виде заостренного металлического штыря, приваренного к мачте, если она металлическая, или соединенного толстым проводом, проведенным по деревянной мачте, с надежным заземлением у основания мачты. Металлическая мачта также надежно заземляется.

Весьма привлекательны синфазные решетки, собранные из трехэлементных рамочных антенн. Двухэтажная синфазная решетка, собранная из двух трехэлементных рамочных антенн, должна обладать коэффициентом усиления примерно 19 дБ, а двухэтажная двухрядная синфазная решетка из четырех трехэлементных рамочных антенн - около 23 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала на выходе антенной решетки в 14 раз по сравнению с полуволновым вибратором. Размеры трехэлементных рамочных антенн можно взять для дециметрового диапазона из табл. 3. 2, а для метрового диапазона - из табл. 4. 6. Согласование осуществляется в соответствии с рис. 5. 4 или 5. 5 для двухэтажной решетки из двух антенн, или рис. 5. 6 - для двухэтажной двухрядной решетки из четырех антенн. Согласно тем же рисункам выполняется конструкция самих антенных решеток.

Несмотря на то, что конструкция двухэтажной двухрядной решетки, собранной из трехэлементных рамочных антенн, для метровых диапазонов оказывается достаточно громоздкой (особенно для 1-го и 2-го каналов), ее можно рекомендовать для уверенного приема передач на дальней границе

зоны полутени или в тех случаях, когда использование более простых антенн не дает хороших результатов.

При изготовлении трехэлементных рамочных антенн для дециметрового диапазона расстояние между концами вибраторной рамки, как показано на рис. 3. 6, берется равным 15 мм. Такое небольшое расстояние взято для того, чтобы оно было значительно меньше стороны квадрата рамки. Если же антенну выполняют для работы в метровом диапазоне, это расстояние может быть увеличено до 40 мм.

В табл. 4. 6 расстояние между трехэлементными рамочными антеннами синфазной решетки по вертикали и по горизонтали Н указано максимально допустимым, примерно равным длине волны для получения наибольшего коэффициента усиления. Если такие большие расстояния окажутся неприемлемыми из-за громоздкости конструкции, разнос антенн по горизонтали можно уменьшить в 1, 5 раза, хотя при этом коэффициент усиления решетки уменьшится примерно па 1 дБ. Можно также уменьшить расстояние между этажами решетки также в 1, 5 раза, если это необходимо, что приведет к уменьшению коэффициента усиления решетки еще па 1 дБ. Вообще вовсе не обязательно, чтобы расстояния между этажами и рядами решетки были равны между собой.

Двухэтажная двухрядная синфазная решетка достаточно громоздка, особенно для приема передач на 1-5 каналах. В условиях дальнего приема

Рис. 5. 7. Трехэтажная рамочная антенна

телевидения в зоне полутени, когда передающая антенна находится за линией горизонта, особенно важно, чтобы главный лепесток диаграммы направленности приемной антенны был прижат к Земле. В то же время, из-за низкое напряженности поля ориентирование антенны по азимуту при узкой диаграмме направленности в горизонтальной плоскости представляет определенных трудности. Поэтому можно рекомендовать трехэтажную однорядную синфазную решетку из трех двухэлементных или трехэлементных рамочных антенн показанную со схемой согласования на рис. 5. 7. Все размеры здесь такие же как для уже рассмотренных рамочных антенн и синфазных решеток из них Особенность же в том, что для согласования этой решетки с фидеров требуются два соединенных последовательно трансформатора. Трансформа тор 1 образован параллельным соединением отрезков 75-омного и 50-омного кабелей, трансформатор 2 выполнен из отрезка 50-омного кабеля. Напомним все три линии выполняются одинаковой длины из одной и той же марки 75 омного кабеля.

Коэффициент усиления такой решетки из двухэлементных рамочных антенн - 14-16 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала в 5- (раз, а из трехэлементных рамочных антенн около 21 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала в 11 раз относительно полуволнового вибратора. В горизонтальной плоскости диаграмма направленности сравнительно широка.

Рис. 5.1. Двухрядная синфазная антенна

Изображение:

Рис. 5.2. Синфазная решетка с повышенным КЗД

Изображение:

Рис. 5.2. Четырехэтажная синфазная решетка

Изображение:

Рис. 5.4. Двухэтажная синфазная рамочная антенна

Изображение:

Рис. 5.5. Вариант согласования двухэтажной антенны

Изображение:

Рис. 5.6. Двухэтажная двухрядная рамочная антенна

Изображение:

Рис. 5.7. Трехэтажная рамочная антенна

Изображение:

Таблица 5.1 Размеры двухрядной трехэлементной антенны

Изображение:

5.5. ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ СИНФАЗНЫХ РЕШЕТОК

5. 5. ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ СИНФАЗНЫХ РЕШЕТОК

Диаграмма направленности синфазной антенной решетки определяется диаграммой направленности самих антенн, входящих в решетку, и, кроме того, параметрами решетки. Если решетка сформирована в вертикальном направлении, то есть построена в два или несколько этажей, сужается диаграмма направленности в вертикальной плоскости. Если же решетка сформирована в горизонтальном направлении, сужается диаграмма направленности в горизонтальной плоскости. Наконец, большое значение имеет расстояние между антеннами в решетке.

Рассмотрим формирование диаграммы направленности решетки, состоящей из двух полуволновых вибраторов, расположенных рядом, на расстоянии Н между ними (рис. 5. 8). Если сигнал приходит с направления, перпендикулярного плоскости, в которой лежат антенны, фазы наведенных в антеннах ЭДС одинаковы и мощности принятых сигналов арифметически складываются. Если же сигнал поступает под углом я, отличающимся от 90°, как показано на рисунке, сигнал к антенне 2 поступает позже, чем к антенне 1 благодаря тому, что появляется разность хода d=Hcosa. Запаздывание сигнала, приходящего к антенне 2, приводит к сдвигу фазы ЭДС, наведенной в антенне 2 по отношению к ЭДС, наведенной в антенне 1. Этот угол сдвига фазы (в) так относится к полному углу 2*3.14, как разность хода d относится к длине волны:

На рис. 5.10 приведена диаграмма направленности указанной синфазной решетки в одной горизонтальной полуплоскости (диаграмма во второй полуплоскости аналогична) для пяти разных значений К. Видно, что при разносе между антеннами, равном половине длины волны (К =0,5) диаграмма имеет один лепесток с шириной по уровню 0,7 (уровень половинной мощности) немного меньше 50°. Для сравнения можно указать, что ширина диаграммы направленности одиночного полуволнового вибратора на том же уровне составляет чуть больше 100°. Это означает значительное увеличение коэффициента усиления антенной решетки по сравнению с одиночной антенной. Улучшается также пространственная избирательность антенны. При поступлении помехи под углом а=45° наведенная ЭДС в решетке составляет 0, 28 от максимума, а в одиночном полуволновом вибраторе 0, 63. Таким образом, по напряжению помеха ослабляется в 2, 25 раз, а по мощности - в 5 раз, то есть на 7 дБ.

Диаграмма показывает, что при разносе между антеннами, превышающем половину длины волны, появляются боковые лепестки. Если разнос равен 0, 75 длины волны, диаграмма содержит два боковых лепестка с уровнем 0, 19 от максимума. С дальнейшим увеличением разноса растет и уровень боковых лепестков, достигая 0, 7 при К=1,5. Если же разнос превышает 1,5 длины волны, вместо двух диаграмма приобретает четыре боковых лепестка. Так, при К = 2 два лепестка имеют уровень 0, 29 (а =27°) и два других - 0, 83 (а =61°). Боковые лепестки большого уровня крайне вредны, так как сильно ухудшают пространственную избирательность антенны не только к индустриальным помехам, но и к отраженным сигналам, что может привести к повторам на экране телевизора. Правда, при этом главный лепесток получается очень

Рис. 5. 10 Диаграммы направленности синфазной решетки

узким: его ширина на уровне 0, 7 не превышает 15°. Однако интенсивные боковые лепестки сводят это достоинство на нет. Поэтому рекомендуется выбирать разнос между антеннами в пределах от 0, 5 до 0, 75 длины полны принимаемого канала. В крайнем случае, если нужен особенно большой коэффициент усиления решетки, можно увеличить разнос до длины волны, что приведет к сужению главного лепестка диаграммы направленности до 28°. Небесполезно напомнить: чем уже диаграмма направленности антенны, тем больше ее коэффициент усиления. Увеличивать разнос между антеннами сверх значения, равного длине волны, не рекомендуется.

Приведенные диаграммы направленности были рассчитаны для синфазной решетки, собранной из двух полуволновых вибраторов, как простейшей антенны, для которой и аналитическое выражение диаграммы является наиболее простым. Однако основные свойства диаграмм направленности остаются такими же и для синфазных решеток из более сложных узкополосных антенн, рассчитанных на прием одного определенного частотного канала. Если же узкополосная антенна способна принимать несколько соседних по частоте каналов, как, например, в диапазоне дециметровых волн, необходимо предусмотреть, чтобы для самого высокочастотного канала разнос между антеннами не превышал длины волны.

Весьма характерно, что на всех приведенных диаграммах направленности, независимо от значения разноса между антеннами (при любом значении К), отсутствует прием с боковых направлений (а=0). Это объясняется тем, что

теоретически у полуволновых вибраторов (как и у большинства других телевизионных антенн) прием с боковых направлений отсутствует. Тем не менее на практике из-за того, что невозможно абсолютно точно изготовить антенну, слабый прием сбоку может иметь место. И, если в боковом направлении близко расположен мощный телевизионный передатчик, работающий на том же или на соседнем частотном канале, он может создавать заметную помеху приему основного сигнала. Такая помеха может выражаться в сбоях синхронизации или в накладке на основное изображение слабой посторонней картинки, перемещающейся в горизонтальном или вертикальном направлении. Для резкого ослабления такой помехи целесообразно использовать вместо одной антенны синфазную решетку из двух таких же антенн, расположенных рядом на расстоянии, равном половине длины волны того частотного канала, на котором работает передатчик, создающий помеху. В связи с тем, что помехи приходят к антеннам решетки не одновременно, а со сдвигом во времени на половину периода, их фазы сдвинуты на 180°. Если антенны совершенно одинаковы, такой сдвиг приводит при сложении к взаимному уничтожению принятых антеннами помех. К обеим антеннам с помощью симметрирующе-согласующих устройств, предназначенных для данного типа антенн, подключаются линии одинаковой длины из 75-омного коаксиального кабеля, а соединение линий с фидером осуществляется с помощью четвертьволнового трансформатора из отрезка 50-омного кабеля, как показано на рис. 5. 4, длина которого Т соответствует четверти длины волны в кабеле для основного канала. Кроме ослабления помехи, такая решетка обеспечит увеличение уровня полезного сигнала примерно па 3 дБ за счет увеличения коэффициента усиления и ослабит прием отраженных сигналов за счет сужения диаграммы направленности антенной решетки по сравнению с шириной диаграммы одной, ранее использованной антенны.

Создание такой двухрядной синфазной решетки с расстоянием между рядами, равным половине длины волны, может быть связано с трудностями при использовании антенн типа "Волновой канал". Дело в том, что длина рефлектора у этих антенн превышает половину длины волны, и необходимый разнос между антеннами оказывается неосуществимым. Поэтому такую решетку можно собирать только из антенн, максимальный горизонтальный размер которых меньше половины длины волны. В качестве примера на рис. 5. 11 показана синфазная двухрядная решетка из двухэлементных рамочных антенн. Все размеры этой решетки можно взять из таблицы 4. 5. Такую же решетку можно собрать из трехэлементных рамочных антенн с размерами согласно таблице 4. 6 для метрового диапазона или таблице 3. 2 для дециметрового диапазона. Однако для дециметровой решетки расстояние между антеннами берется равным половине длины волны канала изображения (таблица 1. 2) мешающего телевизионного передатчика.

Широкое распространение получили синфазные решетки, содержащие два или более этажа. Поэтому важно знать, как влияет разнос между этажами на форму диаграммы направленности в вертикальной плоскости. В условиях дальнего приема на равнинной местности необходимо, чтобы антенна лучше всего принимала сигнал с линии горизонта - при угле места, равном нулю. Независимо от количества этажей решетки и разноса между этажами при угле места, равном нулю, диаграмма направленности имеет максимум. Однако в условиях холмистой или горной местности, а также при сверхдальнем приеме

Рис. 5. 11 Двухрядная фазированная решетка

(при использовании отражении от ионосферы) сигнал может поступать и под другими углами места. Если (как и для диаграммы направленности в горизонтальной плоскости) провести анализ формы диаграммы двухэтажной решетки из двух полуволновых вибраторов, в этих условиях оптимальным оказывается разнос между этажами, равный половине длины волны принимаемого частотного канала. Диаграмма направленности такой двухэтажной решетки содержит один лепесток с нулевым приемом из зенита (угол места 90°), а уровень половинной мощности соответствует углу места 30°. Достаточно широкая диаграмма направленности при этом благоприятствует приему сигнала с направлений под углами относительно линии горизонта. Когда же требуется обеспечить дальний прием за счет увеличения коэффициента усиления антенной решетки, есть смысл увеличить разнос между этажами. При разносе в 3/4 длины волны в диаграмме появляется боковой лепесток под углом места 90° и сужается главный лепесток - угол места половинной мощности около 20°, а нулевой прием соответствует углу места 42°. Еще более узкий главный лепесток диаграммы направленности можно получить при разносе между этажами, равном длине волны. В этом случае также образуется боковой лепесток, направленный в зенит, угол места, соответствующий половинной мощности составляет 14, 5°, а нулевого приема

30°. Наконец, допустимо увеличить разнос до полутора длин волн. При этом боковой лепесток имеет максимум под углом места около 42°, половинная мощность главного лепестка соответствует углу места 9, 6°, а нулевого приема

20°. Увеличивать разнос сверх этого значения не следует, так как появляются два боковых лепестка. Так, при разносе между этажами в 2, 5 длины волны главный лепесток, направленный на линию горизонта (угол места равен нулю) оказывается очень узким: половинной мощности главного лепестка диаграммы соответствует угол места, равный всего 5, 7°, но диаграмма направленности решетки в этом случае оказывается изрезана боковыми лепестками. Ближний к главному боковой лепесток имеет максимум под углом места 23, 6° и отделен

от главного лепестка направлением пулевого приема под углом места 11, 5°. Второй боковой лепесток имеет максимум под углом места 53° и отделен от первого бокового лепестка вторым направлением пулевого приема под углом места 37°. Если на трассе имеются даже небольшие холмы, нельзя Отрицать возможность поступления сигнала под небольшим углом места, который попадет в зону диаграммы направленности, соответствующую пулевому приему. В этом случае сигнал не сможет быть принят или будет значительно ослаблен.

Хотя приведенный анализ диаграмм направленности в вертикальной плоскости относился к двухэтажной антенной решетке из двух полуволновых вибраторов, такой же характер должны иметь диаграммы решеток, собранных из более сложных антенн, например, из антенн типа "Волновой канал" или из рамочных антенн. Разница будет лишь в значениях углов места, соответствующих половинной мощности, нулевому приему и максимумам боковых лепестков. Поэтому при выборе величины разноса между этажами синфазной решетки, собранной из самых разных (но одинаковых!) антенн, можно руководствоваться приведенными выше соображениями.

Рис. 5.10 Диаграммы направленности синфазной решетки

Изображение:

Рис. 5.11 Двухрядная фазированная решетка

Изображение:

Рис. 5.8. К определению разности хода

Изображение:

Рис. 5.9. Сложение векторов

Изображение:

5.6. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СКАНИРОВАНИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ АНТЕНН

5. 6. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СКАНИРОВАНИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ АНТЕНН

Сканированием антенны называют управляемое пространственное перемещение по определенному закону направления максимального приема, при котором последовательно "просматривается" заданный сектор или другая зона обзора. Так, антенна радиолокационной станции кругового обзора вращается вокруг вертикальной оси и за каждый оборот позволяет обследовать все окружающее пространство. Такое сканирование является механическим - механическое вращение антенны обеспечивает обзор заданной зоны. В отличие от механического в радиолокации в последние годы часто используют электрическое сканирование, при котором антенна представляет собой неподвижную решетку, а изменение направления главного лепестка диаграммы направленности достигается соответствующим фазированием антенн решетки. Если, например, сигналы, принятые двумя антеннами, складываются непосредственно, максимум главного лепестка диаграммы направлен перпендикулярно линии, соединяющей антенны. Но если перед сложением сигналов один из них задержать на часть периода, то есть сдвинуть его по фазе относительно сигнала, принятого другой антенной, диаграмма направленности повернется на некоторый угол, для которого разность хода будет скомпенсирована введенной задержкой. При главном и непрерывно меняющемся сдвиге фаз максимум диаграммы направленности так же плавно и непрерывно изменяет свое направление.

В технике телевизионного приема подобие механического сканирования использовалось давно. Антенна при этом устанавливалась на поворотной мачте и либо вручную, либо с применением электродвигателя, оснащенного редуктором, ее поворачивали в направлении нужного телевизионного передатчика. Такие устройства использовались любителями телевизионного приема достаточно редко, так как были громоздкими и дорогими.

Принцип электрического сканирования позволяет очень просто поворачивать максимум диаграммы направленности неподвижной антенной решетки за

счет фазирования ее антенн. Вернемся к рассмотрению рис. 5. 8. Пусть антенны 1 и 2 - ненаправленные. Если направление на передатчик перпендикулярно линии, соединяющей антенны, принятые ими сигналы будут синфазны, и максимум диаграммы будет направлен па передатчик. Если же передатчик находится под углом а, между принятыми сигналами возникает сдвиг фаз в, соответствующий разности хода, и прием произойдет на склоне диаграммы направленности. Но достаточно задержать сигнал, принятый антенной 1, сдвинув его по фазе на тот же угол в, чтобы оба сигнала оказались в фазе. В результате максимум диаграммы повернется и окажется в направлении а. При использовании направленных антенн зависимость угла максимального приема от сдвига по фазе одного из сигналов становится сложной. Форма диаграммы направленности фазированной двухрядной решетки из полуволновых вибраторов при расстоянии между ними, равном половине длины волны описывается формулой:

В этой формуле угол в соответствует необходимой задержке сигнала, принятого антенной 1, для того чтобы максимум диаграммы направленности решетки оказался повернут в направлении а.

Диаграммы направленности рассмотренной решетки для пяти значений фазирования антенн приведены на рис. 5. 12. При рассмотрении диаграмм

можно сделать следующие выводы. Фазирование решетки приводит к раздвоению диаграммы на два лепестка. С увеличением угла фазирования главный лепесток уменьшается, а боковой - увеличивается. Когда угол фазировапия достигает 180°, лепестки становятся одинаковыми!. Расчет показывает, что при дальнейшем увеличении угла фазирования боковой лепесток становится главным, что равносильно фазированию другой антенны. В связи с тем, что полуволновый вибратор принимает сигналы одинаково спереди и сзади, диаграмма направленности в противоположной полуплоскости аналогична приведенной.

Отсутствие аналитического выражения диаграмм направленности других антенн не дает возможности проследить результаты их применения в фазированной решетке, но можно считать, что качественно они будут такими же.

Для примера можно рекомендовать использование фазированной решетки при необходимости приема программ двух телевизионных передатчиков, работающих на одинаковых или соседних по частоте каналах и расположенных в разных направлениях.

Фазирование антенны в решетке легко осуществить за счет разной длины линий, например, показанных на рис. 5. 11. Увеличение длины одной линии относительно другой производится на величину z, которая находится в зависимости от необходимого угла фазирования в (в градусах) и длины волны сигнала L, в кабеле (в мм) по следующей формуле (длина волны в кабеле в 1, 52 раз меньше, чем в свободном пространстве).

Рис. 5.12. Диаграммы направленности рассмотренной решетки

Изображение:

Увеличение длины одной линии относительно другой

Изображение:

Форма диаграммы направленности фазированной двухрядной решетки

Изображение:

5.7. ПАССИВНЫЕ РЕТРАНСЛЯТОРЫ

5.7. ПАССИВНЫЕ РЕТРАНСЛЯТОРЫ

Встречаются такие условия, когда уверенный прием телевизионных передач оказывается невозможен из-за чрезмерно низкого уровня напряженности поля в точке приема. Это может быть связано с большим расстоянием до телевизионного передатчика, но иногда причина состоит в том, что неблагоприятен рельеф местности и точка приема расположена в ложбине. При этом прямому прохождению сигнала препятствует наличие холма или горной преграды. В таких условиях прибегают к использованию активного или пассивного ретранслятора.

Активный ретранслятор представляет собой совокупность приемной антенны, радиоприемника полного телевизионного сигнала, преобразователя частотного спектра, радиопередатчика преобразованного сигнала и передающей антенны. Преобразователь частотного спектра необходим для того, чтобы передача сигнала ретранслятором производилась на другом частотном канале относительно того канала, по которому сигнал был принят. Это требуется для устранения помех для тех телевизоров, которые могут попасть в зону, где возможен прием и основного сигнала, и ретранслируемого. В первые годы развития массового телевидения, когда число телевизионных центров было невелико, некоторые радиолюбительские коллективы создавали активные ретрансляторы для обеспечения возможности уверенного приема телевизионных передач в своем населенном пункте. В настоящее время сеть действующих

телевизионных центров и государственных активных ретрансляторов стала настолько густой, что выбрать свободный номер канала, не создающий помех сигналам окружающих передатчиков, порой оказывается невозможно. Поэтому органами министерства связи категорически запрещена постройка любительских активных ретрансляторов. Установка же государственных активных ретрансляторов производится по плану, с учетом уже действующих передатчиков в каждом регионе и их частотных полос. При этом зачастую для установки нового ретранслятора приходится изменять номера каналов действующих телецентров и ретрансляторов.

Пассивный ретранслятор отличается тем, что не содержит приемопередающей или усилительной аппаратуры, а прием и передача осуществляются исключительно антенными системами.

Различают пассивные ретрансляторы трех типов: преломляющего, отражающего и препятствия.

Ретранслятор преломляющего типа в простейшем случае представляет собой комбинацию двух остронаправленных антенн, одна из которых ориентирована па антенну передатчика, а вторая направлена в точку приема. Таким образом, производится переизлучение сигнала в нужном направлении.

Ретранслятор отражающего типа выполняется в виде одного или двух плоских антенных зеркал, которые обеспечивают изменение направления распространения сигнала. Антенны ретрансляторов преломляющего и отражающего типов должны быть выполнены с высокой точностью рабочих поверхностей при больших размерах полотен этих антенн, доходящих до сотен квадратных метров в телевизионном диапазоне частот. Кроме того, должна быть обеспечена жесткая фиксация рабочих поверхностей антенн в пространстве, что требует использования сверхжестких опор. Поэтому ретрансляторы преломляющего и отражающего типов в последнее время редко находят применение на государственных линиях связи и совершенно неприемлемы в радиолюбительских условиях для приема телевизионных передач.

Пассивный ретранслятор типа препятствия был предложен в 1954 г. Г. 3. Айзенбергом и А. М. Моделем. Такой ретранслятор представляет собой металлическую поверхность, расположенную между передатчиком и приемником, находящимся относительно передатчика в зоне тени (рис. 5. 13). В отсутствие ретранслятора антенна передатчика, установленная в точке А, практически не создает в точке приема Б электромагнитного поля, так как точка приема затенена. При установке на пути распространения сигнала в точке В препятствия, в точке Б возникает поле. Это связано с тем, что

Рис. 5. 13. К пояснению установки пассивного ретранслятора

препятствие в соответствии с принципом Гюйгенса возбуждается падающей на него волной и становится источником вторичного излучения. При соответствующем выборе формы и размеров препятствия напряженность поля в точке Б может оказаться значительной и достаточной для уверенного приема телевизионного сигнала. Роль препятствия в том, что на трассе распространения сигнала образуются поверхность с нулевой напряженностью поля на той стороне, которая обращена к пункту приема.

Деформации рабочей поверхности ретранслятора типа препятствия, вызванные ветром, или отклонения ее из-за неточности изготовления не влияют на интенсивность излучения и на уровень напряженности поля в точке приема. Это - основное преимущество ретрансляторов типа препятствия перед ретрансляторами преломляющего и отражающего типов. Поэтому полотно ретранслятора типа препятствия может быть выполнено не в виде жесткой металлической конструкции, а в виде проволочной сетки, жесткость же конструкции рамы такой сетки определяется исключительно необходимой механической прочностью. Отпадает также необходимость выполнения юстировки рабочей поверхности ретранслятора после его установки, обязательной для ретрансляторов преломляющего и отражающего типов. Все это указывает на то, что пассивные ретрансляторы типа препятствия могут найти широкое применение для уверенного приема телевизионных передач в сложных рельефных условиях при их установке радиолюбителями.

Оптимальная форма полотна ретранслятора типа препятствия - дугообразная. Однако практически из-за того, что горизонтальные размеры полотна значительно меньше расстояния до ретранслируемого передатчика, дуга вырождается в прямую, и такие же результаты дает полотно прямоугольной формы. Полотно ретранслятора устанавливают в вертикальной плоскости, перпендикулярной линии, соединяющей точки А и Б. Установка полотна ретранслятора на опорах показана на рис. 5. 14. Наибольшая высота полотна равна высоте зоны Френеля и может быть определена по формуле

Наибольшая ширина полотна определяется допустимой расфазировкой полей, излученных серединой и краями полотна:

Рис. 5. 14. Полотно Пассивного ретранслятора

В этих формулах L - длина волны принимаемого телевизионного канала, а - угол между направлениями падающего на полотно поля и излученного поля на пункт приема, R2 - наклонное расстояние между полотном ретранслятора и приемной антенной. Формулы справедливы, когда расстояние между передающей антенной и ретранслятором значительно больше расстояния между ретранслятором и приемной антенной. В противном случае вместо R2 следует подставлять в формулу значение R1R2/(R1 + R2). Размеры полотна получаются в метрах, если также в метрах выражены расстояния.

При расчете размеров пассивного ретранслятора следует учесть, что полученные размеры являются максимально допустимыми: увеличение этих размеров приводит к снижению эффективности ретранслятора. Фактически в диапазонах I и II метровых волн эти размеры могут оказаться реально невыполнимыми. Приведем следующий пример. Допустим, расстояние от передатчика до ретранслятора R1 =30 км, расстояние от ретранслятора до приемной антенны R2 = 1 км, а угол между этими направлениями а = 10°. Тогда для первого телевизионного канала с длиной волны L = 6 м наибольшая высота полотна получится равной 17, 3 м, а наибольшая ширина полотна 132 м. В таких условиях полотно может быть выполнено меньших размеров, хотя эффективность ретранслятора, которая пропорциональна площади поверхности полотна, уменьшится. Для тех же условий, если ведется прием передач по 12-му каналу с длиной волны 1, 32 м, размеры полотна оказываются уже ближе к реальности: высота -3, 7 м, ширина - 61, 3 м. Наконец, для 33-го канала дециметрового диапазона волн при длине волны 0, 53 м размеры полотна получаются еще меньше: высота - 1, 5 м, и ширина - 39, 1 м.

Эффективность пассивного ретранслятора типа препятствия можно характеризовать отношением напряженности поля в точке размещения ретранслятора к напряженности поля в точке приема:

напряженность поля в точке приема окажется в 5, 3; 11, 2 и 18 раз меньше напряженности поля в точке установки ретранслятора соответственно для 1, 12 и 33-го каналов.

Из преобразованной формулы видно, что при малых углах а напряженность поля в точке приема обратно пропорциональна этому углу, а ее зависимость от расстояния до ретранслятора и от длины волны слабее,

поскольку их значения входят в формулу под знаком радикала, если размеры полотна выбраны максимально допустимыми. В то же время максимальные размеры полотна зависят от длины волны, с уменьшением длины волны они также уменьшаются, особенно высота полотна, которая зависит от длины волны в первой степени. Таким образом, эффективность ретранслятора при уменьшении длины волны можно было бы увеличить, если бы можно было увеличить размеры полотна сверх максимально допустимых. Это оказывается возможно, если полотно сделать не сплошным, а состоящим из нескольких горизонтальных полос, перекрывающих зоны Френеля через одну, т. е. одного знака. В связи с тем, что в дециметровых диапазонах волн максимально допустимая высота полотна оказывается небольшой, можно выполнить полотно из двух или трех полос, причем высота каждой полосы и расстояние между ними по высоте берутся равными найденному значению максимальной высоты полотна. Такие ретрансляторы называются многоэлементными.

Эффективность многоэлементного ретранслятора типа препятствия возрастает пропорционально квадрату числа полос. Таким образом, если в приведенном примере выполнить полотно ретранслятора для 33-го канала из трех полос высотой 1, 5 м каждая с расстоянием между ними по высоте также 1, 5 м, эффективность ретранслятора увеличится в 9 раз. При этом напряженность поля в точке приема окажется уже не в 18 раз меньше напряженности поля в точке установки ретранслятора, а всего в два раза.

На равнинной местности при большой протяженности трассы использование радиолюбительских пассивных ретрансляторов типа препятствия становится нереальным по следующим причинам. Установка ретранслятора должна производиться в такой точке трассы, где напряженность поля достаточно велика, а эта точка обычно находится за десятки километров от точки приема. С увеличением этого расстояния падает эффективность ретранслятора при равной эффективной поверхности полотна. Угол между направлениями падающего на ретранслятор поля и излученного на пункт приема уменьшается до долей градуса, что приводит к увеличению максимально допустимой высоты полотна. При этом установка многоэлементного ретранслятора даже для дециметрового диапазона становится нереальной в связи с тем, что у ретрансляторов в таких условиях высота каждой полосы и расстояний между ними по высоте оказываются недопустимо большими.

Пассивные ретрансляторы типа препятствия целесообразно устанавливать в условиях, когда точка приема закрыта в направлении на передатчик близкорасположенной высокой преградой, а на вершине этой преграды, на которой будет установлен ретранслятор, напряженность поля сигнала достаточно велика. Тогда полотно ретранслятора удается выполнить максимально допустимых размеров даже для первого телевизионного канала, а для 12-го канала ретранслятор может быть выполнен многоэлементным.

Рассмотрим теперь практическое исполнение полотна ретранслятора. Теория пассивных ретрансляторов основана на предположении, что препятствие представляет собой сплошной металлический лист. Однако на практике полотно выполняют в виде проволочной сетки. Такие сетки хорошо отражают электромагнитные волны, если поляризация падающего поля параллельна проводам сетки. Тогда при горизонтальной поляризации сигнала полотно должно быть выполнено в виде горизонтальных проводов, а при вертикальной

поляризации - вертикальных. Расстояние между проводами должно быть значительно меньше рабочей длины волны. Можно считать достаточным, если их отношение будет не менее 20. Диаметр проводов также имеет значение: чем больше диаметр проводов, тем меньше просачиваемая мощность и тем лучше работает полотно. Хорошие результаты при изготовлении полотна ретранслятора дает антенный канатик. Для обеспечения прочности провода полотна можно скрепить поперечными проводами любого диаметра, пропояв все точки пересечений. Расстояния между поперечными проводами выбирается произвольно из соображений механической прочности. Полотно ретранслятора устанавливают на двух или нескольких опорах. Если используются промежуточные опоры, все части полотна должны находиться в одной плоскости. Прямоугольная форма полотна обеспечивается его подвеской к капроновому шнуру. Изолировать полотно от опор нет необходимости. Высота нижней кромки полотна над поверхностью земли должна быть не менее нескольких длин волны принимаемого канала.

Изображение:

Изображение:

5.8. ОСОБЕННОСТИ СВЕРХДАЛЬНЕГО ПРИЕМА ТЕЛЕВИДЕНИЯ

5. 8. ОСОБЕННОСТИ СВЕРХДАЛЬНЕГО ПРИЕМА ТЕЛЕВИДЕНИЯ

Как уже отмечалось, сверхдальний прием телевизионных передач наблюдается сравнительно редко, сеансы его непродолжительны и не поддаются прогнозированию. Сверхдальний прием возможен при случайно сложившихся благоприятных условиях распространения сигнала. Рассмотрим, каковы же эти условия и чем объясняется сверхдальний прием телевидения?

Как известно, основой распространения радиоволн длинноволнового и средневолнового диапазонов является земная волна, которая характеризуется тем, что энергия электромагнитного поля огибает земную поверхность за счет преломления в атмосфере. Это преломление происходит благодаря уменьшению плотности воздуха с высотой. Радиоволны коротковолнового диапазона слабо преломляются в атмосфере, но способны отражаться от верхних ионизированных ее слоев.

Долгое время считалось, что радиоволны метрового диапазона не огибают поверхность земли (не подвержены рефракции) и не отражаются ионосферой. Это, однако, оказалось не так. Степень ионизации слоев ионосферы резко возрастает в годы солнечной активности, а также и по другим причинам. Это приводит к образованию условий, способствующих отражению волн метрового диапазона. Наиболее важными в этом отношении являются слой Е, расположенный на высоте 95... 120 км над поверхностью земли, и слой F2, расположенный на высоте 230... 400 км. Считается, что образование слоя Е связано с ионизацией молекул азота и кислорода рентгеновским и ультрафиолетовым излучением Солнца, а образование слоя F2 - ионизацией тех же газов ультрафиолетовым и корпускулярным излучениями Солнца. Слой Е характеризуется большим постоянством электронной концентрации изо дня в день, которая возрастает днем и уменьшается ночью, а слой F является неустойчивым образованием. В этом слое как электронная концентрация, так и высота расположения ее максимума в разные дни колеблются в значительных пределах. Однако днем концентрация электронов в этом слое также выше, чем ночью, и, кроме того, зимой она значительно больше, чем летом. В предрассветные часы наблюдается глубокий минимум электронной концентрации слоя F2.

Время от времени в области Е образуется сильно ионизированный слой, который называют "спорадическим слоем Е". Интенсивность спорадического слоя Е во много раз выше интенсивности нормального слоя Е. Исследования показали, что спорадический слой Е представляет собой скопление электронных облаков, которые имеют горизонтальную протяженность в десятки и сотни километров и движутся со скоростью до 300 км/ч. Время существования этого слоя колеблется в широких пределах, но не превышает нескольких часов. Спорадический слой Е может возникать в любое время суток и года, однако в средних широтах он чаще образуется в летние дни. Предполагается, что образование спорадического слоя Е связано с просачиванием заряженных частиц из выше расположенных слоев и с потоками метеоров. Подобно тому как радиоволны длинноволнового и средневолнового диапазонов преломляются в атмосфере, радиоволны У К В диапазона преломляются в ионосфере. Степень преломления зависит от электронной концентрации слоя и от длины радиоволны или ее частоты.

Чем больше частота волны, тем более высокая концентрация электронов требуется для того, чтобы за счет преломления и полного внутреннего отражения волна вернулась на Землю. Кроме того, доказано, что в точке отражения волны электронная концентрация обязательно должна возрастать с высотой. Отражение не может происходить в области максимума и тем более в области уменьшения электронной концентрации с высотой. Непостоянство электронной концентрации в ионизированных слоях, ее изменения в течение года и в течение суток, кратковременность и случайность спорадического слоя Е приводят к тому, что условия достаточного преломления и полного внутреннего отражения, необходимые для возврата радиоволн на землю, возникают также случайно, длятся кратковременно и не прогнозируются.

Измеренные с помощью геофизических ракет электронные концентрации различных слоев в разное время объясняют, почему сверхдальний прием телевидения наблюдается только в пределах первого диапазона (1-й и 2-й телевизионные каналы). Частота волн последующих диапазонов больше и требует для возврата волны на землю таких электронных концентраций, которых в слоях не бывает. Волны этих диапазонов от ионосферы не отражаются, а пронизывают ее насквозь. Сверхдальний прием телевизионных программ обусловлен появлением слоя F2 и спорадического слоя Е. Однако электронная концентрация нормального слоя Е недостаточна для отражения волн телевизионного диапазона, следовательно, и сверхдальнего приема не происходит.

Согласно законам преломления луч, падающий на преломляющую поверхность нормально (под прямым углом), не преломляется. Чем более полого падает луч на преломляющую поверхность, тем больше вероятность того, что будут достигнуты условия для полного внутреннего отражения, тем меньшая электронная концентрация для этого потребуется. Поэтому сверхдальний прием телевидения наблюдается только на больших расстояниях (около 1000 км и более) от телевизионного передатчика, а меньшие расстояния для сверхдальнего приема образуют мертвую зону.

Протяженность электронных облаков и электронная концентрация ионизированных слоев изменяются в широких пределах. Поэтому также в широких пределах изменяется напряженность поля телевизионного сигнала при появлении сверхдальнего приема. Эти пределы настолько широки, что иногда оказывается возможен сверхдальний прием с хорошим качеством изображения даже при использовании комнатных антенн, как это наблюдалось в 1957 г. Тем не менее вероятность получения устойчивого изображения при сверхдальнем приеме увеличивается при использовании высокоэффективных антенн и высокочувствительных телевизионных приемников. Из числа таких приемников можно рекомендовать телевизор для дальнего приема Н. Швырина, описание которого приводилось в журнале "Радио" 12 за 1972 г. Этот телевизор пригоден для приема сигналов с разными стандартами разложения изображения. Однако следует учесть, что постройка такого телевизора, а особенно его налаживание и настройка доступны лишь очень опытным радиолюбителям. К тому же в журнале приводилось недостаточно подробное описание, Для опытов по сверхдальнему приему можно использовать и обычный телевизионный приемник черно-белого изображения промышленного производства, приняв меры к улучшению его чувствительности.

В качестве антенн целесообразно использовать узкополосные антенны с большим коэффициентом усиления, например, двухрядную синфазную решетку из трехэлементных рамочных антенн, построенную по размерам для первого канала. Установить антенну желательно на высокой мачте, а если длина фидера превысит 50 м, использовать малошумящий антенный усилитель, установив его на мачте в непосредственной близости от антенны. В связи с тем, что заранее неизвестно, с какого направления окажется возможным осуществить сверхдальний прием при сложившихся благоприятных условиях распространения сигнала, необходимо иметь возможность быстро и оперативно ориентировать антенну. Для этого антенну устанавливают на поворотной мачте, которая может вращаться с приводом от реверсивного электродвигателя, оснащенного редуктором с большим коэффициентом передачи. Благодаря такому редуктору мощность двигателя может быть небольшой, так как момент вращения с вала двигателя увеличивается пропорционально коэффициенту передачи редуктора. Естественно, что выходные шестерни редуктора должны быть рассчитаны на большие усилия. Во избежание скручивания фидера система поворота антенной мачты должна быть оснащена концевыми выключателями питания электродвигателя, которые ограничивают поворот мачты. Эти же концевые выключатели могут быть использованы для сигнализации о достижении предельного поворота антенны. Некоторые радиолюбители дополняют систему дистанционного поворота антенны парой сельсинов. Это дает возможность по шкале, установленной на оси сельсина-приемника, определять направление антенны в любом ее положении.

Конечно, в тех случаях, когда установка для сверхдальнего приема предназначена для приема телевизионных передач одного определенного телецентра, нет нужды антенну выполнять поворотной. В этом случае антенна ориентируется по направлению на передатчик раз и навсегда при ее установке.

АНТЕННЫ ДЛЯ ПРИЕМА НАЗЕМНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ ИЗ КАТАЛОГА ФИРМЫ "БЕЛКА"

Приложение 1

АНТЕННЫ ДЛЯ ПРИЕМА НАЗЕМНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ ИЗ КАТАЛОГА ФИРМЫ "БЕЛКА"

Антенны для приема наземного телевидения предназначены как для индивидуального приема, так и для оборудования систем коллективного приема телевизионных передач от телевизионных центров и наземных ретрансляторов. Эти антенны подразделяются на одноканальные, однодиапазонные, двухдиапазонные и широкодиапазонные. Одноканальные антенны рассчитаны на прием только одной определенной программы, передаваемой по тому частотному каналу, на который настроена данная антенна. Однодиапазонные антенны рассчитаны на прием нескольких программ, которые передаются на частотах одного определенного диапазона: I метрового (1, 2 каналы), II метрового (3... 5 каналы), III метрового (6... 12 каналы) или IV-V дециметрового (21... 80 каналы). Двухдиапазонные антенны способны принимать сигналы нескольких программ в каких-либо двух указанных диапазонах, а широкодиапазонные - более, чем в двух диапазонах. Антенны, рассчитанные на прием сигналов диапазона II (3... 5 каналы), могут также принимать сигналы УКВ-ЧМ радиовещания.

Все перечисленные ниже антенны являются пассивными за исключением антенн типа АЭЗ-07 и 20/6-12/21-60, которые содержат широкодиапазонные антенные усилители. В приводимых данных каждой антенны значение коэффициента усиления дается по отношению к полуволновому вибратору. Коэффициент защитного действия показывает отношение уровней главного лепестка диаграммы направленности антенны к уровню ее заднего лепестка. Большей частью указаны две марки каждой антенны: по номенклатуре корпорации "Белка" и по номенклатуре изготовителя (например: АЭ1-01 и DIPOL 5/3-5).

АНТЕННА ОДНОДИАПАЗОННАЯ

Номера каналов 3... 5 Коэффициент усиления, дБ 3... 8 Вид поляризации сигнала горизонтальная Количество элементов 5 Коэффициент защитного действия, дБ 8 Входное сопротивление, Ом 300 Масса, кг 1.6 Марка изготовителя DIPOL 5/3-5

Во времена огромных ламповых телевизоров хорошая антенна для качественного приема аналогового телевидения была в дефиците. Те, которые можно было купить в магазинах, не отличались высоким качеством. Поэтому люди изготавливали телевизионные антенны ДМВ своими руками. Сегодня многие интересуются самодельными устройствами. И даже тогда, когда сплошь и рядом цифровые технологии, интерес этот не угасает.

Цифровая эра

Данная эпоха коснулась и телевидения. Сегодня особенно широко развивается вещание Т2. Оно имеет свои особенности. В тех местах, где уровень сигнала немного превышает помехи, получается достаточно качественный прием. Дальше сигнала просто нет. Цифровому сигналу помехи нипочем, однако в ситуации рассогласования кабеля или различных фазовых искажениях практически в любом месте передающего или принимающего тракта картинка может идти квадратиками даже при сильном уровне сигнала.

В современном телеэфире прошли другие изменения. Так, все вещание ведется в ДМВ-диапазоне, передатчики имеют хорошее покрытие. Сильно изменились условия, по которым радиоволны распространяются по городам.

Антенные параметры

Прежде чем заняться изготовлением, нужно определить некоторые параметры этих конструкций. Они, конечно, требуют углубленных познаний в различных областях математики, а также законов электродинамики.

Итак, коэффициентом усиления называется отношение мощности на входе эталонной системы к силе на входе используемой антенны. Все это будет действовать, если каждая из антенн создает значения напряженности и плотности потока при одинаковых параметрах. Величина данного коэффициента безразмерна.

Коэффициент направленного действия - это отношение напряженности поля, которое создает антенна, к напряженности поля по любым направлениям.

Нужно запомнить, что такие параметры, как КУ и КНД, не взаимосвязаны. Существует антенна ДМВ для цифрового ТВ, которая обладает очень высокой направленностью. Однако усиление ее небольшое. Эти конструкции направлены вдаль. Также существуют конструкции с высокой направленностью. Здесь она идет в сочетании с очень мощным уровнем усиления.

Сегодня можно не искать формулы, а воспользоваться специальными программами. В них уже учтены все необходимые параметры. Вам остается только ввести некоторые условия - и вы получите полный расчет ДМВ-антенны, чтобы затем собрать ее.

Нюансы изготовления

Любой элемент конструкции, в котором протекают токи сигнала, нужно соединять при помощи паяльника либо сварочного аппарата. Подобный узел, если он находится на открытом воздухе, страдает от нарушения контакта. От этого различные параметры антенн и уровень приема могут стать значительно хуже.

Особенно это касается точек с нулевыми потенциалами. По мнению специалистов, в них можно наблюдать напряжение, а также пучность тока. Если быть точнее, то это максимальное значение тока. Имеется наличие его при нулевых напряжениях? Это неудивительно.

Такие места лучше всего изготавливать из цельного металла. Ползучие токи вряд ли скажутся на картинке, если соединения выполнять сваркой. Однако из-за их наличия сигнал может пропадать.

Как и чем паять?

Антенна ДМВ своими руками изготавливается не очень просто. Это подразумевает работу с паяльником. Современные производители телевизионного кабеля уже не делают его медным. Сейчас там недорогой сплав, стойкий к воздействию коррозии. Эти материалы трудно паяются. А если их достаточно долго греть, есть риск пережигания кабеля.

Специалисты рекомендуют использовать маломощные паяльники, легкоплавкие припои, а также флюсы. Не стоит жалеть пасты при пайке. Припой ляжет правильно только тогда, если он находится под слоем закипевшего флюса.

Ловим Т2

Для того чтобы наслаждаться цифровым телевидением, достаточно приобрести специальный тюнер. Но он не имеет встроенной антенны. А те, которые предлагаются как специальные цифровые, слишком дорогие и бессмысленные.

Сейчас мы научимся ловить Т2 на полностью самодельной конструкции. Самодельная антенна ДМВ - это просто, дешево, качественно. Попробуйте сами.

Самая простая антенна

Чтобы собрать эту конструкцию, не нужно будет даже идти в магазин. Для изготовления ее достаточно обычного антенного кабеля. Необходимо 530 мм провода для кольца и 175 мм, из которого будет сделана петля.

Сама ТВ-антенна представляет собой кольцо из кабеля. Концы нужно зачистить, а затем соединить с петлей. А к последней нужно припаять кабель, который подключается к тюнеру Т2. Так, на кольце экран и центральная жила соединяются с экранами петли. На последней центральные жилы также соединяются. А кабель к тюнеру припаивается стандартно к экрану и центральной жиле.

Вот и получилась антенна ДМВ, своими руками сделанная. Конструкция ее оказалась очень дешевой и практичной. А работает она не хуже, чем дорогие магазинные варианты. Ее нужно закрепить на фанере или оргстекле. Для этого отлично подойдут строительные хомуты.

"Народная" антенна

Эта конструкция представляет собой диск из алюминия. Внешний диаметр элемента должен составлять 365 мм, а внутренний - 170 мм. Диск должен иметь толщину 1 мм. Предварительно нужно сделать в диске пропил (10 мм в ширину). В месте, там где пропил, следует установить печатную плату из текстолита. Она должна быть толщиной 1 мм.

В плате должны быть отверстия для винтов МЗ. Плату необходимо приклеить к диску. Затем к ней нужно припаять выводы кабеля. Центральную жилу следует паять к одной стороне диска, экран - к другой. Что касается качества, то такая ТВ-антенна будет принимать лучше с двумя дисками, особенно если она находится далеко от телевизионного ретранслятора.

Универсальная антенна

Для изготовления этой конструкции не будет использоваться ничего сверхъестественного. Делать ее будем из различных подручных материалов. Однако, хоть она и самодельная, но будет отлично работать во всем дециметровом диапазоне. Так, эта антенна ДМВ, своими руками быстро изготовленная, ничем не уступает магазинным, более дорогим конструкциям. Для приема Т2 ее хватит полностью.

Итак, чтобы собрать эту конструкцию, понадобятся пустые банки от консервов или пива. Нужно 2 банки с диаметром 7,5 см. Длина каждой - 9,5 см. Также необходимо запастись полосками текстолита или гетинакса, обязательно с фольгой.

Наши банки нужно соединить с полосами текстолита при помощи паяльника. Пластина этого материала, которая будет соединять емкости наверху, должна иметь сплошное покрытие из медной фольги. На нижней пластинке фольгу следует разрезать. Это делается для удобного подключения кабеля.

Нужно собирать конструкцию таким образом, чтобы общая длина не была меньше 25 см. Эта антенна (ДМВ-диапазона) представляет собой широкополосный симметричный вибратор. Благодаря площади своей поверхности она обладает большими коэффициентами усиления.

Если вдруг вы не можете найти подходящие банки, то можно использовать тару с меньшим диаметром. Однако тогда фольгу придется резать и на верхней соединительной пластине.

"Пивная" антенна

Любите выпить пива? Не выбрасывайте банки. Из них можно сделать хорошую антенну. Для этого нужно закрепить на любом диэлектрическом материале две пивные банки.

Для начала нужно выбрать подходящий кабель, а затем довести его до ума. Для этого кабель необходимо зачистить. Вы увидите экранирующую фольгу. Под ней будет защитный слой. А вот под ним и можно наблюдать непосредственно кабель.

Для нашей антенны нужно зачистить верхний слой этого провода примерно на 10 см. Фольгу нужно аккуратно закрутить, чтобы в итоге получилось ответвление. Защитный слой для центральной жилы нужно зачистить на 1 см.

С другой стороны на кабель нужно припаять штекер для телевизора. Если вы являлись абонентом кабельных сетей, то данную деталь и кабель не придется даже отдельно приобретать.

Теперь что касается банок. Желательно использовать пивные емкости объемом в 1 л. Однако хорошее немецкое пиво в таких банках дорогое, а отечественное не продают.

Банки нужно откупоривать очень аккуратно. Затем надо освободить тару от содержимого, а после хорошо просушить. Далее следует при помощи самореза соединить наш экран на кабеле и банку. Ко второй нужно прикрутить центральную жилу.

Для более высокого качества изображения лучше соединять емкости и кабель при помощи пальника.

Закрепить банки необходимо на каком-либо диэлектрическом материале. Нужно учесть, что располагаться они должны на одной прямой линии. Расстояние между ними зависит от емкости. Все это подбирается лишь опытным путем.

Зигзаг

Зигзагообразная антенна ДМВ имеет максимально простую конструкцию. Сама деталь широкополосная. Устройство ее позволяет допускать различные отклонения от исходных расчетных параметров. При этом электрические параметры ее почти не нарушатся.

Входное сопротивление ее в определенном диапазоне зависит о того, каких размеров будут проводники, которые лягут в основу полотна. Здесь наблюдается зависимость. Чем больше ширина или толщина проводников, тем лучше будет согласована антенна с фидером. Вообще, для изготовления полотна можно использовать любые проводники. Для этого подойдут и пластины, и трубки, и уголки, и многое другое.

Для того чтобы увеличить направленность такой антенны, допустимо применять плоский экран, который будет играть роль рефлектора. Последний будет отражать в сторону антенны высокочастотную энергию. Такие экраны часто имеют серьезные размеры, а фаза зависит в основном от расстояния.

С практической стороны рефлектор лишь в редких случаях выполняется из цельного листа металла. Чаще он сделан в виде проводников, которые соединены в одной плоскости. Из конструктивных соображений не стоит изготавливать слишком плотный экран. Проводники, из которых будет выполнен сам экран, присоединяются методом сварки или пайки к раме из металла.

Изготавливается данная конструкция очень просто. Она хорошо работает в диапазоне ДМВ. В СССР это была настоящая народная незаменимая модель. Она обладает небольшими размерами, поэтому может применяться как комнатная антенна ДМВ.

Материалом послужат медные трубки либо алюминиевый лист. Боковые части могут быть из цельного металла. Часто их затягивают сеткой или закрывают жестянкой. Если используется один из указанных способов, в таком случае конструкция должна пропаяться по контуру.

Кабель нельзя резко гнуть. Как проводить этот элемент, можно посмотреть на представленных картинках.

Его нужно вести таким образом, чтобы он доходил до бокового угла, но при этом не выходил за пределы антенны или бокового квадрата.

Комнатная антенна МВ ДМВ

Эта конструкция предназначена для легкого и уверенного приема сигналов цифрового телевидения. Изготовить ее можно легко и очень быстро. Для этого понадобится алюминиевый или медный пруток. Длина его должна составить до 1800 мм. Данная антенна может использоваться также как наружная.

Конструкция представляет собой рамку в виде ромба. Их должно быть две. Одна выполняет роль вибратора, вторая работает в качестве рефлектора. Для приема Т2 нужно, чтобы сторона нашего ромба составляла примерно 140 мм, а расстояние между ними было 100 мм.

После того как рамка будет изготовлена, и конструкция обретет жесткость, между двумя концами нашего прутка монтируется диэлектрик. Это может быть что угодно. Форма и размеры совершенно не важны. Расстояние между двумя точками прутков должно быть примерно 20 мм. Верхние части наших ромбов нужно соединить.

Фидер можно изготовить из кабеля. Его необходимо подключить к латунным или медным лепесткам, которые должны быть уже закреплены на выводе антенны.

Если полученная конструкция не соответствует вашим ожиданиям, например, слабое качество приема или ретранслятор находится далеко, можно снабдить антенну усилителем, - и в итоге получится активная ДМВ-антенна. Она используется как в городе, так и на даче.

Самая простая рамочная антенна ДМВ

Эта конструкция напоминает цифру "ноль". Кстати, это коэффициент ее усиления. Она идеально подходит для приема T2. Данная деталь способна работать лучше, чем та продукция, что предлагается в магазинах.

Также ее называют цифровой, потому что при помощи нее можно идеально ловить цифровое вещание. Она узкополосная, а это значительное преимущество. Работает по принципу селективного клапана, что позволяет говорить о надежной защите от помех.

Для сборки потребуется обыкновенный коаксиальный кабель с сопротивлением 75 Ом, а также обычный телевизионный штекер. Лучше из всех вариантов выбирать кабель с большим диаметром. В качестве подставки можно использовать коробку из картона или что-нибудь еще.

Какой длины будет рамка, определяем при помощи программ для расчета параметров антенн. Материал для изготовления рамки можно использовать такой же, как и в кабеле. Кстати, для расчетов необходимо знать частоты цифрового вещания в вашем городе.

Центральная жила кабеля в конструкции рамки не нужна. Зачищенный провод скручивается вместе с жилой и оплеткой рамки. Затем это соединение нужно пропаять.

Конструкцию необходимо расположить на диэлектрическом основании. Лучше держать ее подальше от вашего тюнера. Важно, чтобы в антенном входе не было напряжения.

Итак, мы выяснили, как делается антенна ДМВ своими руками. Как видите, это не столь уж и сложное задание. Зато теперь можно будет смотреть любимые телепередачи в цифровом качестве. А устанавливается такая конструкция так же, как и обычная магазинная - на крыше. Можно использовать шурупы либо болтовое соединение. Устанавливать следует в надежном месте, чтобы во время порывов ветра она не слетела вместе с куском шифера. Желательно, чтобы антенна крепилась на максимально большой высоте. Таким образом вы исключите появление помех во время показа кабельного или цифрового телевидения.

Если развитие наземного эфирного цифрового телевидения пойдет и дальше такими темпами, то в ближайшем будущем спутниковое телевидение умрет как класс. Ведь стоимость оборудования для его приема несоизмеримо меньше, а антенну каждый может изготовить дома в течении 30 минут затратив на нее не более 100 рублей.

После публикации статьи я продолжил свои эксперименты. И причиной тому стали уж очень хорошие показатели приема телевизионного сигнала. Что подтолкнуло меня на мысль, что уровень сигнала в моем случае достаточно мощный для приема цифрового наземного телевидения в формате DVB-T2, и скорее всего можно обойтись более простой антенной.

После посещения официального сайта Волгоградского филиала Российской телевизионной и радиовещательной сети я выяснил, что вещание DVB-T2 в Волгограде ведется с двух мест. Одно всем известное «Мамаев Курган», где собственно и располагается Телерадиоцентр, а второе «Нагорный» (поселок Нагорный, фактически это Красноармейский район). Расстояние до второго передатчика в моем случае составляет всего 5 км. Этим и объясняется хорошее качество сигнала, поэтому можно обойтись более простой антенной.

Я стал «копать» интернет на предмет самых простых антенн типа «штырь». Которые на практике выглядят как антенный разъем с куском загнутого зачищенного от оплетки антенного кабеля.

Не удивляйтесь, но на этот кусок антенного провода с разъемом отлично ловится сигнал цифровой телевидение стандарта DVB-T2. При 100% качестве. Про свои условия приема и расстояние до передатчика телецентра я писал в предыдущей . Антенна работает!

Вот данные о качестве приема сигнала первого мультиплекса, результат 100%:

Аналогичная картина и на втором мультиплексе, результат опять 100%:

Фото выкладываю таким образом, чтобы было видно ресивер и вставленную в него антенну. Чтобы никто не подумал, что это шутка. А вот и вид сзади на антенну вставленную в ресивер:

Как изготовить антенну для приема DVB-T2

Антенна для приема цифрового наземного телевидения DVB-T2 является антенной дециметрового диапазона. Поэтому при расчете ее размеров следует знать для какого вещательного канала мы ее делаем. К сожалению нет простой антенны которая бы одинаково хорошо принимала все телевизионные каналы.

В моем случае вещание первого и второго мультиплекса ведется на 37 дециметровом канале (средняя частота 602,5 МГц) и 39 частотном канале дециметрового диапазона (средняя частота 618,5 МГц) соответственно. И чтобы наша антенна удовлетворительно принимала сигнал с обоих мультиплексов будем настраивать ее на среднюю частоту 610,5 МГц.

Определяем среднюю длину волны. Длина волны = скорость света / частоту ТВ канала, где скорость света – 300 тыс. км/сек; частота канала – 610,5 МГц. Таким образом, длина волны = 300/610,5 = 0,491 м. Для изготовления антенны нам необходима ¼ длины волны, т.е. 0,491/4 = 0,123 м.

Далее берем отрезок кабеля. Расключаем на одной стороне антенный разъем. Отступаем от него порядка 2 см и срезаем изоляцию вместе с экраном. Центральный проводник вместе с изоляцией делаем равным четверти длины волны, которая нам необходима. Для наглядности пользуемся рисунком ниже:

Напомню, что у меня расстояние от дома до передатчика «Нагорный» составляет примерно 5 км, окна помещения (кухня), где находится антенна выходят на противоположную от телевышки сторону панельного дома. В этих условиях антенна прекрасно работает. На уровень сигнала и качество изображения и звука не влияют ни погода, ни время суток. Качество всегда равно 100%.

В качестве приемника сигнала цифрового телевидения использовал (хорошо видно на фото) приемник цифрового ТВ DVB-T2 Supra SDT-92 и старенький телевизор POLAR37 CTV4015.

Выводы и отзывы об антенне DVB-T2

Вспомнилась институтская шутка, что «теория антенн» (а у меня был такой предмет) — это наука которая подстраивается под практику. То есть собрал народный умелец антенну из пивных банок или прокладки от головки блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания и сели ученые мужи придумывать законы и формулы, чтобы объяснить с научной точки зрения почему же эта антенна работает.

Телевизионная антенна — когда возникает необходимость выбора, то многие затрудняются в том какую антенну приобрести для приёма бесплатного цифрового телевидения. Многие по этой причине покупаются на рекламные трюки и имеется большая вероятность приобрести неважную антенну за большие деньги.

Здравствуйте уважаемые читатели! На связи автор этого блога, Виталий! В своей предыдущей статье на эту тему я рассказывал о антенне известной как «Ключ к цифровому телевидению» И читатели этой заметки очень часто задают вопрос о том, какую антенну им выбрать?

Что бы ответить разом на большинство подобных вопросов, решено написать ещё одну статью в которой будет подборка рекомендуемых мною и другими специалистами антенн. А также некоторые пояснения и рекомендации. Пожалуйста, внимательно их прочитайте, возможно это снимет некоторые Ваши вопросы.

P.S. В статье приводятся названия антенн, но примите к сведению, у разных производителей они могут отличаться. Это значит, что антенны аналогичного вида и характеристик могут иметь название LOCUS, ДЕЛЬТА, МЕРИДИАН, ЭФИР и т.д. Поэтому, не обязательно ориентироваться на приведённые названия, смотрите на внешний вид!

Все изображения в статье будут пронумерованы, но это только для того, что бы я мог легко указать рекомендуемые антенны, если об этом будут спрашивать в дальнейшем. Никакого рейтинга в этой нумерации нет! Только для удобства. Итак! Поехали!

Быстрая навигация по статье

Комнатные антенны

Комнатная антенна Сириус 2.0 без усилителя. Предназначена для использования в зоне устойчивого сигнала. Это населённые пункты в которых находятся передающие вышки и на небольшом расстоянии от них, 5-15 км. При прямой видимости. Коэффициент усиления сигнала 5 дБ. Подобные антенны могут исполнятся и с усилителем, но это не делает их пригодными для сложных условий приёма сигнала.

Комнатная антенна с усилителем DVS-Z2. Хотя у этой антенны и большой коэффициент усиления, до 32 дБ (из -за усилителя) но толку от него будет немного. Также рекомендую применять её в зонах уверенного приёма и на небольших расстояниях от вышки 5-15 км. При прямой видимости. Хорошо применять такую антенну в городе, для приёма отражённого сигнала, усилитель в этом может оказаться полезным. А питается он через антенный штекер напряжением 5 вольт.

Следующая группа комнатных антенн

Они обладают примерно одинаковыми характеристиками. Это пассивные (без усилителя) антенны. Коэффициент усиления сигнала 4-7 дБ. Но они будут несколько эффективнее антенн предоставленных выше.

Это не плохие антенны, их можно успешно применять для приёма Цифрового телевидения в зонах как уверенного сигнала так и на некотором удалении от телевышек. Например, я принимаю сигнал на антенны подобного рода с расстояния примерно 20 км. причём с первого этажа, но не всем так везёт!

Всё это зависит от многих факторов. Мощность передатчика, рельеф местности, загромождённость высотными строениями…. В общем, если совсем рядом ничего такого нет на пути от вас к телевышке, то эти антенны вполне могут справиться.

Комнатные антенны с усилителем

Эти антенны примерно также справляются со своей задачей, как и те что без усилителя. Но усилитель в некоторых случаях оказывается полезным и помогает вытянуть ослабленный сигнал до приемлемого уровня. Их можно применять не только в зонах хорошего сигнала, но и скажем так, слегка осложнённого или отражённого сигнала.

Но всё же это комнатные антенны и это их ограничивает. Например если ваши окна не выходят в сторону телевышки, и нет возможности поймать отражённый сигнал с противоположной стороны, они могут оказаться бесполезными.

Кстати! Не нужно не до оценивать отражённый сигнал, на нём можно отлично смотреть цифровое телевидение.

Locus L999.06 Next — Активная широкополосная антенна. Поставляется в разобранном виде. Усилитель питается напряжением 12 Вольт от внешнего блока питания. Коэффициент усиления ДМВ 23-27 дБ.

Locus L922.06 Не плохая комнатная антенна. Выглядит аккуратно, есть варианты с усилителем и без него. Версия с усилителем снабжена регулятором мощности, что очень может быть полезным.

Дельта К131А.02 и другие две из выше представленной группы так же активные антенны, но с напряжением питания усилителя 5 Вольт. Его можно подать прямо с приставки DVB-T2 или через специальный инжектор с USB порта ЖК телевизора. Коэффициент усиления этих антенны до 22-27 дБ.

Активная антенна Кайман , — может быть в двух вариантах 1) С питанием через антенный штекер. 2) С уже встроенным инжектором для питания от порта USB, что очень удобно для использования с телевизорами ЖК имеющими этот порт. Нет необходимости приобретать дополнительно 5 вольтовый блок питания c инжектором и занимать ещё одну розетку.

Уличные антенны для цифрового телевидения

Переходим к более серьёзным конструкциям, задача которых обеспечить качественный сигнал там, где комнатные антенны справится не могут. Коэффициент усиления от 19 дБ до 35 дБ.

Это антенны которые можно применять в более сложных условиях и на несколько больших дистанциях. Если вы заметили, то конструктивно они похожи на антенны комнатные, но только несколько побольше. А это и есть тот важный фактор который делает их мощнее. Чем длинней стрела в антенне, тем больше коэффициент её собственного усиления. Это то усиление которое достигается не за счёт усилителя, а за счёт конструкции антенны. А установленный усилитель лишь «раскачивает» этот сигнал ещё сильнее.

К тому же, уличная установка позволяет их точнее направить на телевышку минуя препятствия в виде стен.

Колибри — Интересная антенна. Работает как в метровом так и в дмв диапазонах. Её особенность, необычная конструкция, которая при небольших габаритах обеспечивает довольно хороший приём сигнала. Очень удобна в городских условиях и для поиска отражённого сигнала, короткая длина позволяет устанавливать её в ограниченном пространстве. Имеет несколько модификаций и может снабжаться усилителем с питанием как на 12 так и на 5 вольт.

Locus -14 AF — Эта антенна имеет также несколько модификаций, обозначение AF- с усилителем, F — без усилителя. Есть также Locus — 20 AF/F отличается более длиной стрелой, а следовательно ещё большим коэффициентом собственного усиления. Усилитель работает от напряжения 5 вольт.

Дельта Н3111.02 — Тоже есть варианты с усилителем и без него, кроме того может быть под другим названием (зависит от производителя) и отличаться способом подключения к ней кабеля телевизионного.

Меридиан — 07 АF — Выполнена из алюминия.

Антенны под номерами 11 -14 Это хорошие антенны, и доступные по цене, несколько дороже будет лишь «Колибри»

Их можно применять на расстоянии до 30 км. Но опять же, если имеются факторы создающие помехи прохождению сигнала, то даже на более ближних расстояниях может понадобится ещё более мощная антенна.

Мощная антенна для цифрового телевидения

Эти антенны хороши для больших расстояний и ещё более сложных условий, например если ваш дом в сильной низине находится.

На каких дальних расстояниях можно их применять? Например мне приходилось ставить Эфир 18AF (кстати не самая сильная в этой тройке) на доме находящемся в 45 километрах от телевышки. Дом стоял при этом в низине, а антенну закрепил на коньке крыши дома, там торчал какой то штырь, на него и закрепил антенну. Всё отлично принимает!

Эфир 18 — Антенна стальная, окрашенная порошковой краской, имеются варианты с усилителем и без него. Буква А в названии указывает, что антенна активная, с усилителем. Если в названии только F то это антенна без усилителя. Так же маркируются и антенны Меридиан -12 AF/F

Меридиан-12 и Triton — Выполнены из алюминия и ещё более мощные чем Эфир-18. Причина не только в материале, но и в конструкции. Так например антенна «Меридиан» в длину около 1,5 метра. А «Тритон» имеет короткие стрелы, но их аж три штуки. Это в сумме как одна длинная.

Активные антенны из этой тройки имеют усилители питающиеся от 5 Вольт. Что удобно для использования с приставками DVB-T2. Антенна «Тритон» также имеет инжектор для питания через USB, что указано в маркировке. Коэффициент усиления этих антенн достигает 35 дБ. за счёт усилителя. Но благодаря их конструкции, усилителю есть, что усиливать)))

Т.Е. сама антенна вытягивает из эфира сигнал уровнем примерно 10-12 дБ (это называется — собственный коэффициент усиления антенны) А уже усилитель разгоняет его до уровня 35 дБ.

Самая мощная антенна для DVB-T2

Ну что же, если вы внимательно читали предыдущие описания, то вам должно быть понятно почему эти антенны самые мощные из представленных в этом обзоре.

Так например антенна GoldMaster-GM500 -Пасивная антенна, без усилителя. Но коэффициент её собственного усиления, только за счёт конструкции целых 22 дБ. Такое усиление дают антенны среднего звена и то за счёт усилителя. А здесь в чистом виде!

Следующие антенны из этой «красной зоны»- так же эффективны, плюс ещё и активные. Их усилители питаются от 5 Вольт. Т.Е заточены под цифровые приставки. Или же, если приставкой вы не пользуетесь, так как прикупили телик с DVB-T2 то понадобится либо отдельный блок питания для антенн, на 5 вольт или инжектор для питания от USB.

Это тот класс антенн, которые нужно брать если вы живёте на удалении от передающей вышки от 50 км и дальше и имеете очень сложную зону для приёма ТВ сигнала.

Почему не нужно стремится к антенне с усилителем

Замечено, что слово «Усилитель» имеет какое то магическое свойство! И когда человек выбирает антенну, он отдаёт предпочтение именно таким, активным антеннам. Почему это ошибочная точка зрения?

• В зоне уверенного приёма усилитель может привести к тому, что ваш телевизор/ приставка вообще ничего принимать не будут! Причина, переусиление сигнала!
• Усилитель усиливает не только полезный сигнал, но и радио шумы. А полезный сигнал, вытягивает именно конструкция антенны!
• Усилитель это всегда слабое звено в конструкции антенны. Он выходит из строя, его бьёт гроза, он окисляется от влаги. Как результат — требуется периодическое вмешательство в ремонт антенны.
• Требуется обеспечить питанием усилитель находящийся в антенне, а это ещё одно дополнительное слабое звено, адаптеры выходят из строя и требуют замены. К тому же требуется ещё одна точка подключения, розетка или USB порт, а это не всегда удобно!
• В случае подключения это гораздо проще сделать с антенной не имеющей усилителя.

Когда нужен усилитель

• Если общая длина телевизионного кабеля превышает несколько десятков метров.
• Если вы живёте на большом удалении от передающей вышки, в зоне слабого сигнала и конструкция самой антенны не позволяет «вытащить» сигнал до нужного уровня.

Вывод!- Если в месте вашего проживания возможно уверенно принимать сигнал на антенну без усилителя, всегда стремитесь к антенне без усилителя!

Как подать питание на усилитель активной антенны

Есть несколько способов как подать питание на усилитель антенны.

• Если вы пользуетесь цифровой приставкой, то питание подаётся прямо с неё, по антенному кабелю. Не нужно ничего мудрить. Просто зайдите в меню приставки и найдите пункт «Питание ант. вкл» В разных моделях приставок эта надпись может отличаться, но суть одна. Включить питание на антенну! Даже если усилитель в антенне 12 вольтовый, часто 5 вольт с приставки будет достаточно.
• Если вы не пользуетесь приставкой, то для питания активной антенны понадобится либо специальный адаптер с инжектором который можно подключить к USB порту телевизора и так запитать антенну. Либо же приобрести антенну с питанием через USB. Эти способы очень удобны для ЖК телевизоров, особенно висящих на стене.
• Классический способ, через блок питания для антенн с соответствующим усилителю напряжением.

Ну вот пожалуй на этом и закончу! В рубрике «Телевидение» этого блога, есть ещё много статей на тему антенн, цифровых приставок и телевидения.