4.1. Общие сведения Rambler's Top100

Для приема телесигналов в местах, находящихся от ТЦ на больших расстояниях, используются как самые простые антенны, так и сложные специальные антенны с большим числом элементов. Однако усложнять антенну, увеличивая количество ее элементов, следует лишь в случаях высокого уровня помех при приеме или когда необходим остронаправленный прием. Известно, что при увеличении числа элементов возрастает коэффициент усиления мощности, сужается лепесток диаграммы направленности и антенна становится остронаправленной. Тогда для того, чтобы вести прием сигналов с различных направлении, необходимо сделать антенну вращающейся. Это, конечно, усложняет ее конструкцию, но при этом значительно повышается пространственная избирательность антенны, позволяющая осуществлять прием передач одного ТЦ без помех со стороны другого.

Если уровень помех в месте приема невысок, то следует применять простую широконаправленную антенну. Ее надо ориентировать в пространстве так, чтобы в угол раствора главного лепестка диаграммы направленности антенны вошел ТЦ, удаленный от места приема более чем на 50 км.

Прием телепередач на садовых участках, расположенных от ТЦ на больших расстояниях и где нет ретрансляторов, сопровождается рядом специфических помех, связанных с особенностями распространения метровых и дециметровых волн, и в большинстве случаев требует значительного усиления сигнала с помощью специальных устройств. В таких антеннах применяются известные конструктивные решения, позволяющие значительно улучшить их электрические параметры. Если при дальнем

приеме сигнала использовать антенну с большим коэффициентом усиления и острой направленностью, то удастся осуществлять прием не только в те моменты, когда сигнал очень сильный, но и тогда, когда сигнал слабый и на простые антенны приема получить не удается.

Хорошие результаты при дальнем приеме дает применение многоэлементных антенн типа «волновой канал», веерных и рамочных антенн, которые имеют достаточно простую конструкцию, но металлоемки и иногда требуют налаживания.

Для уверенного приема телепередач можно использовать следующие типы антенн:

в городах и больших населенных пунктах вблизи ТЦ — встроенные, комнатные и наружные антенны, радиус действия которых ограничен 20—25 км. При этом следует отметить, что зона действия антенны зависит в большой степени от мощности передающей станции. В городских условиях проблема качественного приема телепередач в основном решается с помощью наружных антенн коллективного пользования и реже с помощью комнатных антенн и антенн индивидуального пользования;

в загородной местности, расположенной от ТЦ на расстоянии 25—50 км,— антенны типа «полуволновой вибратор», типа «петлевой вибратор», вибратор с одним рефлектором, антенны из длинных проводов, промышленные антенны типа ТАИ-12, АТУ и коллективного пользования;

в садоводствах, находящихся на расстоянии свыше 50 км от ТЦ, где напряженность электромагнитного поля значительно ослаблена,— антенны типа «волновой канал», специальные антенны, антенны из длинных проводов, рамочные, зигзагообразные и некоторые другие;

при расстояниях до 100 км и больше от ТЦ — многоэлементные антенны типа «волновой канал» с простыми и петлевыми вибраторами, веерообразные антенны, рамочные, ромбические и с отражателями.

В пределах прямой видимости не возникает проблем с применением ТА, кроме указанных ранее при рассмотрении конкретных типов. В таких районах напряженность поля достаточно велика и стабильна для надежного приема телесигналов. Однако напряженность поля падает с увеличением расстояния, и в зоне прямой видимости на расстояниях в несколько десятков километров от ТЦ приходится применять направленные антенны.

В табл. 4.1 приведены значения напряженности электромагнитного ТВ-сигнала на расстоянии до 100 км от

мощного ТЦ на высоте обычного садового дома. На дальних расстояниях, например в зоне полутени, напряженность поля резко убывает, и тогда приходится использовать ТА с большим коэффициентом усиления и острой .направленностью. .Зная напряженность поля в точке приема сигнала, электрические параметры антенны, тип и длину кабеля снижения, можно определить напряжение на входе телевизора

4-11.jpg

Для приема телесигналов на больших расстояниях разработаны разные конструкции горизонтальных антенн, технология изготовления которых проще, чем вертикальных. Эти антенны обладают направленностью действия в горизонтальной плоскости, ослабляющей отраженные сигналы и действие помех.

В классификационной группе этих антенн находятся антенны типа «волновой канал» различных конструктивных исполнений и типоразмеров. Для дальнего приема используются многоэлементные антенны, антенны со сдвоенными рефлекторами, двумя вибраторами, большим количеством директоров. Многолетняя практика эксплуатации подобных антенн показывает, что на границе зоны уверенного приема и полутени антенны сложной конструкции оправдывают себя не всегда. В некоторых случаях увеличиваются шумы на экране телевизора, уменьшается четкость изображения, снижается входное сопротивление. Поэтому антенны с одним рефлектором являются предпочтительными.

Антенна типа «волновой канал» относится к антеннам направленного действия с шириной пропускания рабочей

полосы частот 8—10 %, но ширину полосы пропускания можно увеличить до 40 % за счет уменьшения коэффициента усиления. На практике это достигается изменением конструктивных размеров элементов антенны и расстояний между ними. Многоэлементная антенна типа «волновой канал», настроенная на максимально возможный коэффициент усиления, имеет узкую полосу пропускания.

В табл. 4.2 даны значения коэффициентов усиления антенн типа «волновой канал» в зависимости от количества элементов в антенне. Нижний предел коэффициента усиления соответствует максимальной полосе пропускания частот. Верхнее значение соответствует более узкой полосе.

4-12.jpg

Антенны типа «волновой канал» могут быть изготовлены для приема как одной программы на одном канале, так и в многоканальном варианте в следующих сочетаниях каналов: 1-й и 3-й, 1-й и 4-й, 2-й и 4-й, 2-й и 5-й, 1-й и 5-й, 3-й и 5-й.

4.2. Универсальные антенны типа «волновой канал»

Четырехэлементная антенна типа «волновой канал»

(рис. 4.1) предназначена для приема телепередач на одном выбранном канале на расстоянии 50—60 км от ТЦ или ретранслятора. Антенна обеспечивает получение высокого качества изображения и звука при высоком уровне помех и отраженных сигналов, имеет повышенные электрические параметры и технические характеристики.

Четырехэлементная антенна имеет диаграмму направленности, расположенную в трех координатах в виде вытянутой сигары в сторону ТЦ. Такая диаграмма образуется в результате сложения полей активного вибратора, рефлектора и двух директоров. При настройке антенны путем подбора размеров деталей антенны и расстояния между ними добиваются такого соотношения фаз всех

4-21.jpg

полей, чтобы они в направлении директора складывались, а в направлении рефлектора — вычитались, как бы образуя волновой канал, вдоль которого проходит поток ЭДС. Диаграмма направленности четырехэлементной антенны значительно уже, чем у трехэлементной.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ................. 2,5—2,8 дБ

КБВ ............................... 0,58—0,85

входное сопротивление ................. 40 Ом

волновое сопротивление фидера ......... 75 Ом

переходное сопротивление в деталях

крепления, между стрелой и

вибраторами, не более. . ............. 0,1 Ом

коэффициент затухания в кабеле

снижения на частоте 50—200 МГЦ .... 0,76—2 дБ

кпд ................................ 0,97

рабочая частота ...................... 48,5—230 МГц

неравномерность коэффициента усиления. . 0,8 дБ помехозащищенность .................. -(14...20) дБ

ширина главного лепестка диаграммы

направленности в горизонтальной

плоскости. ......................... 60

При выборе конструкции антенны типа «волновой канал» необходимо учитывать как качественные характеристики, так и обращать внимание на настройку антенны на частоту передающей телестанции. На садовых участках обычно нет необходимых измерительных приборов, и поэтому настройку производят непосредственно при приеме сигналов — по контрастности изображения на экране телевизора. Сначала антенну точно по азимуту устанавливают в направлении передающего ТЦ или ретранслятора. Это положение фиксируют. Но ecли нет карты и компаса и по азимуту втравить антенну не представляется возможным, это делают, медленно поворачивая антенну влево до тех пор, пока на экране телевизора изображение не начнет исчезать. Затем проделывают то же самое, поворачивая антенну вправо. После этого антенну устанавливают посредине между двумя зафиксированными положениями.

Подстройку и настройку производят только в том случае, если при изготовлении антенны были использованы трубки нерекомендованного диаметра и длины. При этом необходимо иметь в виду, что если вибраторы изготовлены большего диаметра, то длина их должна быть несколько меньше, а при уменьшении диаметра — больше. Настройка антенны заключается в установлении оптимальной длины рефлектора и директоров.

В четырехэлементной антенне расстояние между рефлектором и активным вибратором регулируется в пределах (0,15...0,25)lдл длина рефлектора больше активного вибратора на 10—20 %; расстояние между активным вибратором и первым директором и между директорами равно (0,1...0,2)lдл.

У антенн типа «волновой канал» входное сопротивление находится в пределах от 32 до 40 Ом, а это значит, что для УСС можно использовать любой коаксиальный кабель, имеющий волновое сопротивление 50 или 75 Ом. На практике необходимо длину кабеля снижения установить опытным путем. Выходное сопротивление антенн типа «волновой канал» в большой степени зависит от расстояния между первым директором и активным вибратором, а также от расстояния между активным вибратором и рефлектором. При увеличении этих расстояний выходное сопротивление антенн типа «волновой канал» возрастает. При этом необходимо иметь в виду, что входное сопротивление антенн типа «волновой канал» указано при условии применения петлевых вибраторов. Если же вместо петлевых вибраторов применяются обычные симметричные (разрезные) вибраторы, то приведенные в тексте значения входных сопротивлений антенн должны быть уменьшены в четыре раза.

Коэффициент усиления антенны, состоящей из четырех элементов, выше, чем у трехэлементной антенны, почти в полтора раза и во многом зависит от конструктивных размеров вибраторов.

Изготавливается антенна из металлических трубок одинакового диаметра в пределах определенной частоты телевещания. Можно рекомендовать к применению тонкостенные трубки диаметром 18 мм для 1—5-го каналов, диаметром 12 мм — для 6—12-го и 8 мм — для 21—10-го.

Конструктивные размеры данной антенны приведены в табл. 4.3.

4-22.jpg

Четырехэлементная антенна состоит из активного петлевого вибратора 4, рефлектора 3, двух директоров 1 и 2, укрепленных на одной несущей стреле, и УСС. Стрела устанавливается на мачте в точке равновесия (центре тяжести). Подключение кабеля снижения 7 к активному вибратору 4 производится с помощью УСС 6. Варианты соединения элементов антенны с помощью специальных крепежных деталей и пайки см. на рис. 3.11. Но наиболее надежной конструкцией является сварная: она долго выдерживает постоянное воздействие климатических и механических нагрузок (ветра, дождя, снега, инея, росы, грибков и т. д.). Такая антенна наиболее технологична.

При распайке коаксиального кабеля в монтажной коробке, а также при монтаже и разделке оплетку кабеля нельзя разрезать. Ее всегда расплетают и паяют, предварительно скрутив проволочки в одну или две косички. При разделке коаксиального кабеля необходимо следить за тем, чтобы случайно не подрезать проволочки центральной жилы и чтобы на нес не замкнулись проволочки оплетки. Токоведущие провода и жилы коаксиального кабеля к вибраторам антенны и в распределительных коробках лучше припаивать или прикреплять винтами с гайками, тщательно зачищая места соединения. В соединениях не должно быть ржавчины.

Применение четырехэлементной антенны с узкой диаграммой направленности целесообразно в условиях города, поселков, вблизи высоких сооружений. Кроме того, в районах сильных помех даже при небольших расстояниях от ТЦ использование этой антенны может оказаться полезным, если только источник помех не находится со стороны ТЦ на линии, проходящей через ТЦ и приемную антенну.

Пятиэлементная антенна типа «волновой канал» (рис. 4.2) предназначена для приема телепередач на расстояниях свыше 50 км от ТЦ в неблагоприятных условиях (при наличии помех и отраженных сигналов).

Техническая характеристика:

коэффициент усиления. ... ............ 6,5—7,8 дБ

рабочая частота ...................... 48,5—230 МГц

входное сопротивление антенны ......... 32 Ом

волновое сопротивление фидера ......... 75 Ом

количество принимаемых программ

на один типоразмер антенны ......... 1

неравномерность коэффициента усиления. . 1 дБ КБВ ............................... 0,6—0.7

помехозащищенность .................. -(15...26) дБ

оптимальное расстояние от ТЦ ......... 50—60 км

угол раствора диаграммы направленности

в горизонтальной плоскости. .......... 50

Антенна состоит из рефлектора 1, он же основной пассивный вибратор, активного вибратора 3 и трех директоров 4, 7 и 8, которые являются пассивными элементами. Все вибраторы расположены в одной плоскости параллельно друг другу. Закрепляются они в центре тяжести на общей стреле, в качестве которой используется тонкостенная трубка.

Для соединения элементов антенны со стрелой применена деталь крепления, показанная на рис. 3.10, а. Трубки

пассивных вибраторов устанавливаются в паз детали 2 и закрепляются двумя винтами М4 или Мб (их размеры определяются диаметром имеющейся трубки). К общей стреле эта сборка прикрепляется также с помощью двух винтов и гаек М4 или Мб. Эта конструкция обладает достаточной жесткостью, легко противостоит ветровым нагрузкам и удобна при сборке и настройке антенны. Узел крепления вибраторов показан на рис. 4.2.

Наиболее простым и надежным вариантом пятиэлементной антенны является сварной вариант. Все вибраторы в данном случае привариваются к центральной стреле в точках, соответствующих центрам тяжести. Стрела после установки заземляется. Крепление стрелы с вибра-

4-23.jpg

торами к мачте производится в центре тяжести стрелы. Рефлектор и директоры изготавливаются из тонкостенных трубок одинакового диаметра (10—30 мм). Стрела с мачтой соединяется с помощью хомута и скобы произвольной конструкции. Для удобства настройки антенны в стреле просверливаются дополнительные отверстия, необходимые для перестановки пассивных вибраторов. После сборки вибраторы и детали крепления покрываются морозостойкой краской.

В этой антенне активный вибратор, рефлектор и директоры изготавливаются из металлических трубок, наружные диаметры которых зависят от частоты принимаемого сигнала: 16—22 мм для 1—5-го каналов; 10—11 мм для 6—12-го;

8—10 мм для. 21—41-го. Оптимальная толщина этих трубок 1—1,5 мм. Основная несущая стрела антенны изготавливается из трубки наружным диаметром 35 мм для 1—5-го каналов;

диаметром 18—25 мм для 6—12-го; диаметром 16—20 мм для 21—41-го и толщиной 2—2,5 мм.

В качестве активного элемента антенны применяется петлевой вибратор, выполненный из коаксиального кабеля (см. гл. 1). Петлевой вибратор подключается к коаксиальному кабелю с помощью УСС типа «полуволновое U-образное колено», размеры которого зависят от частоты принимаемого канала.

В табл. 4.4 даны конструктивные размеры пятиэлементной антенны, необходимые для изготовления ее в домашней мастерской. В технической литературе приводятся сведения о размерах подобных антенн, несколько отличающиеся от приведенных в данной таблице. Это объясняется тем, что многоэлементная антенна типа «волновой канал», собранная по размерам на максимальный коэффициент усиления, всегда имеет узкую полосу пропускания частот. Поэтому при настройке и регулировке многоэлементных антенн приходится изменять размеры как самых вибраторов, так и расстоянии между ними, чтобы наилучшим образом удовлетворить достаточно противоречивые требования одновременного получения широкой полосы пропускания частот и высокого коэффициента усиления. Пятиэлементная антенна рассчитана на получение возможно большего коэффициента усиления при минимально необходимой полосе пропускания.

Антенна имеет увеличенное количество пассивных вибраторов, чем обеспечивается хорошее качество изображения на экране телевизора в местах, отстоящих от ТЦ на дальних расстояниях. Как отмечалось ранее, рефлектор обеспечивает получение однолепестковой диаграммы направленности. Длина рефлектора и его расстояние от активного вибратора рассчитаны таким образом, чтобы поля, создаваемые рефлектором и активным вибратором в главном направлении, складывались.

Система директоров, состоящая их трех вибраторов, значительно сужает ширину диаграммы направленности. Длины директоров и расстояния между ними и от них до активного вибратора рассчитываются с таким условием,

4-24.jpg

чтобы обеспечить сложение электромагнитных полей, создаваемых директорами и активным вибратором в главном направлении.

Сложение электромагнитных полей активного вибратора, рефлектора и трех директоров образует объемную диаграмму направленности пятиэлементной антенны, которая вытянута в сторону главного направления. Чем больше количество директоров, тем уже диаграмма направленности. Для того чтобы данная антенна могла обеспечить устойчивую работу в месте приема сигналов, необходимо тщательно выдержать все основные размеры.

При изготовлении антенны размеры ее элементов выбираются из указанной выше таблицы, но они могут быть и пересчитаны исходя из следующих соображений. Пассивный вибратор (рефлектор) делается всегда длиннее активного на 10—20 %, а пассивные вибраторы (директоры) изготавливаются на 10—15 % короче активного вибратора. Расстояние между активным вибратором и реф-

4-25.jpg

лектором устанавливается в пределах (0,15...0,25)lдл.р, где lдл.p — рабочая частота принимаемого канала телевидения. Расчетное расстояние между активным вибратором и первым директором, а также между директорами устанавливается равным (0,1 ...0,2)lдл.р.

Необходимо иметь в виду, что с уменьшением расстояния между активным и пассивными вибраторами входное сопротивление антенны резко уменьшается. Если надо немного расширить полосу пропускания, то можно увеличить расстояние между элементами на величину, лежащую в пределах (0,16...0,2)lдл.р, но при этом уменьшится коэффициент усиления.

При определении размеров антенны в формулах учас-

4-26.jpg

твует не cpеднне значение длины волны, а только ее расчетное значение lдл.р, лежащее между двумя несущими частотами, ближе к несущей частоте сигналов изображения, чем к сигналам звукового сопровождения.

Если при постройке антенны окажется, что произошло ослабление несущей частоты сигнала звука, то необходимо укоротить длину первого директора на 8- 10 %.

На рис. 4.3 приведены схемы конструктивных исполнений наружных антенн типа «волновой канал, рассчитанных на прием телесигналов в диапазоне частот от 48,5 до 230 MГцi и более. Они относятся к антеннам направленного действия многоэлементной конструкции с высокими электрическими параметрами, позволяющими осуществлять прием телепередач на первых 12 каналах на границе зоны прямой видимости или в полутени, где напряженность электромагнитного поля значительно ослаблена.

В радиолюбительской практике антенны сложной конструкции не изготавливаются. На первых 5 каналах к антеннам предъявляются повышенные требования к электрическим параметрам — коэффициенту усиления и отношению сигнал — шум на входе телевизора, а это, и свою очередь, вызывает необходимость применять от 5 до 11 вибраторов. Все это приводит к усложнению конструкции, увеличению массогабаритных характеристик и к резкому сужению полосы пропускания.

Эти антенны наиболее эффективны на высоких частотах (от 100 МГц и выше).

Различные варианты многоэлементных антенн типа «волновой канал» имеют свои положительные и отрицательные стороны, проявляющиеся в конкретных условия\ применения.

Трехэлементная антенна типа «волновой канал» с двойным рефлектором (рис. 4.3, а).

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ............ 5,3 дБ

КБВ ........................... 0.55—0,8

рабочая частота .................. 48,5—66 МГц

неравномерность коэффициента

усиления ...................... 0,5 дБ

количество принимаемых программ

на один типоразмер антенны ..... 1

помехозащищенность .............. -(12...18) дБ

угол раствора диаграммы

направленности в горизонтальной

плоскости...................... 75

Рефлектор обеспечивает значительное расширение рабочей полосы пропускания частот и коррекцию диаграммы направленности в части уменьшения боковых лепестков. Двойной рефлектор состоит из двух параллельных трубок, симметрично размещенных в вертикальной плоскости относительно несущей стрелы. В качестве активного вибратора применяется шлейфибратор Пистолькорса, имеющий входное сопротивление 292 Ом.

Применение антенны по схеме (рис. 4.3, а) на границе уверенного приема увеличивает шумы, проявляющиеся на экране телевизора, например, в виде штрихов и черточек. Используется антенна для приема телевизионных программ на 6—12-м каналах и реже на 1—5-м каналах.

Конструктивные размеры антенны с двойным рефлектором приведены в табл. 4.5. При анализе размеров между элементами антенны легко увидеть, что расстояние между активным вибратором и первым директором меньше, чем у трехэлементной антенны с 6-го по 12-й канал, а это приводит к снижению входного сопротивления и требует более точного изготовления антенны и тщательного согласования ее с кабелем снижения.

4-27.jpg

На садовых участках трехэлементную антенну с двойным рефлектором можно рекомендовать только в тех случаях, когда есть необходимость значительно уменьшить влияние помех и отраженных сигналов.

Пятиэлементная антенна типа «волновой канал» с двойным рефлектором (рис. 4.3, б).

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ............ 8.0-9,0 дБ

КБВ, не менее ................... 0,6

рабочая частота .................. 48.5—230 МГц

входное сопротивление антенны ..... 32 Ом

волноное сопротивление фидера ..... 75 Ом неравномерность коэффициента

усиления, не более .............. 9,5 дБ

количество принимаемых программ

на один типоразмер антенны ..... 1

помехозащищенность .............. -(14...18) дБ

угол раствора диаграммы

направленности в горизонтальной

плоскости ...................... 48-56

При настройке пятиэлементной антенны (рис. 4.2), предназначенной для эксплуатации в условиях сильных помех и отраженных сигналов, особое внимание уделяется уменьшению величины задних и боковых лепестков диаграммы направленности. Применение двойного рефлектора вместо одиночного вибратора позволяет улучшить помехозащищённость антенны за счет изменения размеров задних и боковых лепестков до минус 18—24 дБ в сложных условиях приема телепередач.

Подключение антенны к телевизору производится с помощью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом через УСС, подключенное к петлевому вибратору. Конструкция данной антенны отличается от пятиэлементной типа «волновой канал» (см. рис. 4.2) только наличием двойного рефлектора. Для крепления вибраторов к стреле и стрелы к мачте используются детали, показанные на рис. 3.10, и крепежные винты с гайками М4, М5 или Мб.

Конструктивные размеры данной антенны приведены в табл. 4.6.

Пятиэлементная антенна типа «волновой канал» с двойным первым директором (рис. 4.3, в) предназначена для приема телесигналов в диапазоне частот 1—5-го каналов в зоне полутени на расстоянии свыше 50 км от ТЦ. Эта антенна относится к группе широкополосных многоканальных антенн с высокими электрическими параметрами. Ширину пропускания обычных пятиэлементных антенн типа «волновой канал» определяют пассивные вибраторы, их конструкция и размеры. На практике можно увеличить ширину пропускания антенны почти на 40 % за счет подбора размеров вибраторов и расстояний между ними. При этом коэффициент усиления антенны, как правило, уменьшается.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ............. 6,5—8.0 дБ

КПД .......................... 10-11

КБВ, не менее ................... 0,65

рабочая частота .................. 48,5—230 МГц

входное сопротивление антенны .... 292 Ом

волновое сопротивление фидера ..... 50—75 Ом

неравномерность коэффициента

усиления, не более .............. 9 дБ

количество принимаемых программ

на один типоразмер антенны ..... 2

кпд ........................0.95

полоса пропускания частот ......... ± 4 %

помехозащищенность ..............-( 15. .17) дБ

угол раствора диаграммы

направленности в горизонтальной

плоскости...................... 60—66

Главный лепесток диаграммы направленности данной антенны представляет собой вытянутый вперед эллипс правильной формы с некоторым сужением в сторону директоров.

Пятиэлементная антенна с двойным директором в зависимости от размеров вибраторов может принимать телесигналы в следующих сочетаниях каналов: 1-й и 3-й, 1-й и 4-й, 2-й и 4-й, 2-й и 5-и, 1-й и 5-й, 3-й и 5-й. Конструктивные размеры антенн для каждого из этих сочетаний каналов приведены в табл. 4.7.

Антенна подключается к телевизору с помощью фидерной линии, изготовленной из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом, и подсоединяется к петлевому вибратору через проволочный симметрирующе-согласующий трансформатор (см. рис. 1.16). Проволочный трансформатор используется для согласования любых широкополосных антенн с входным сопротивлением 300 Ом.

Четыре катушки ССТ намотаны на двух диэлектрических каркасах диаметром 8 мм двойным изолированным проводом. Каждая катушка трансформатора содержит 12 витков провода марки ПЭЛШО диаметром 0,3 мм или ПЭВ-2 диаметром 0,31 мм. Намотка рядовая — виток к витку в два провода. Оба каркаса с намотанными проводами устанавливаются на общем основании, при этом между каркасами должно быть не менее 18 мм.

Активный вибратор, рефлектор и директоры изготавливаются из тонкостенных латунных (дюралюминиевых или стальных) трубок диаметром 16—22 мм Для 1—5-го каналов, 10—14 мм — .для 6—12-го. Двойной директор жестко соединяется со стрелой антенны без изоляторов и между собой отрезком трубки такого же диаметра. Наиболее прочной и надежной в эксплуатации является антенна сварной конструкции, в которой все трубки привариваются непосредственно к стреле. К мачте стрела с вибраторами крепится с помощью хомутов, скоб и крепежных соединений.

На рис. 4.3, г изображена сварная пятиэлементная антенна типа «волновой канал» с конструктивными размерами, обеспечивающими прием телесигналов на 3-м и 5-м каналах. Расчетные значения размеров вибраторов и расстояний между ними обеспечивают устойчивую работу телевизора на расстоянии свыше 50 км от ТЦ и в зоне полутени. Отличается данная антенна от рассмотренной ранее такой же антенны (рис. 4.3, в) только точностью изготовления ее отдельных элементов и аккуратностью сборки.

Конструктивные размеры сварной пятиэлементной антенны, рассчитанной на прием передач 3-го и 5-го каналов, даны в табл. 4.6.

Шестиэлементная антенна типа «волновой канал» с двумя рефлекторами и двойным первым директором (рис. 4.3, д) предназначена для установки в зоне предельной видимости радиосигнала с ослабленной напряженностью электромагнитного поля. Конструкция этой антенны отличается от ранее рассмотренных тем, что после основного активного вибратора включено два рефлектора (вместо одного), а первый директор антенны выполнен в виде двух параллельных вибраторов. Это позволяет изменить электрические параметры антенны в части расширения полосы пропускания частот за счет некоторого снижения коэффициента усиления.

Конструктивные размеры шестиэлементной антенны, рассчитанной на прием 1-го и 5-го каналов, приведены в табл. 4.6.

Пятиэлементная антенна с тройным рефлектором (рис. 4.3, е) предназначена для установки в зоне за пределами прямой видимости, в условиях действия сильных помех и отраженных сигналов на расстоянии более 50 км от ТЦ. Рефлектор, выполненный из трех вибраторов, обеспечивает образование узконаправленных лепестков диа-

4-28.jpg

граммы направленности антенны и ее устойчивую работу в полосе частот 1—12-го каналов.

Конструктивные размеры пятиэлементной антенны с тронным рефлектором приведены в табл. 4.8.

В качестве активного вибратора применен шлейф-вибратор Пистолькорса, имеющий большое входное сопротивление — 292 Ом. Активный вибратор создает вокруг себя в плоскости, перпендикулярной к его оси, электромагнитное поле, которое наводит токи в тройном рефлекторе и директорах. В результате этого они сами излучают электромагнитные поля. Размеры вибраторов и расстояния между ними рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить сложение полей в главном направлении. Рефлекторы позволяют получить однолепестковую диаграмму направленности — однонаправленной характеристики излучения. Директоры способствуют обострению главного лепестка диаграммы направленности. Все вибраторы этой антенны образуют объемную диаграмму направленности, вытянутую в сторону главного направления, т. е. в сторону директоров.

Главными условиями хорошей работы этой антенны являются высокая точность изготовления ее элементов, скрупулезная выдержка размеров при сборке и тщательная настройка. В некоторых случаях для юстировки антенны применяются подстроечные наконечники, которые после окончательной настройки жестко закрепляются.

На отдаленных садово-огородных участках пятиэлемент

ная антенна с тремя рефлекторами практически не используется из-за сложности ее изготовления в домашних условиях.

Семиэлементная антенна типа «волновой канал» (рис. 4.3, ж) предназначена для приема телесигналов в радиусе действия мощной передающей станции до 100 км (оптимальное расстояние 60—70 км). Устанавливается антенна в местности, где много индустриальных и других электромагнитных помех, а также отраженных сигналов.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ............ 8 дБ

КБВ. .......................... 0,6—0,75

рабочая частота ................. 50—230 МГц

входное сопротивление антенны ... 32 Ом входное сопротивление активного

вибратора антенны ............. 292 Ом

волновое сопротивление фидера. .... 75 Ом

неравномерность коэффициента

усиления...................... 1 дб

номера рабочих каналов .......... 1—12-й, 6—12-и

количество принимаемых программ

на один типоразмер антенны. .... 1 или 6

помехозащищенность. ............. -(16...26) дБ

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности ...... 45°

Антенна имеет один вибратор, расположенный на конце стрелы (рефлектор), активный вибратор Пистолькорса и

пять неразрезных вибраторов (директоров). Все вибраторы укрепляются параллельно друг другу на горизонтальной стреле, создавая антенную систему «волновой канал». Петлевой вибратор Пистолькорса крепится в точке нулевого потенциала. В качестве согласующе-симметрирующей системы применен отрезок коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом в виде полуволнового U-образного колена. Входное сопротивление петлевого вибратора 292 Ом. Схема подключения U-образного колена к вибратору показана на рис. 1.10.

Изготавливается антенна, как правило, из металлических трубок с тонкими стенками диаметром 8—30 мм. Мачта и стрела могут быть сделаны из металлической трубки или из деревянного бруска (рейки). Сечение бруска должно обеспечивать прочность конструкции и жесткость. Наилучшее конструктивное решение достигается в сварном варианте, когда все вибраторы жестко приварены к центральной несущей стреле в точках равновесия, а стрела с вибраторами приварена к вертикальной мачте в точке тяжести.

Можно рекомендовать применение этой антенны на каналах высоких частот (свыше 6-го канала). На первых пяти каналах семиэлементные антенны почти не используют из-за больших габаритных размеров и массы, но главным образом из-за недопустимо узкой полосы пропускания, ухудшающей качество изображения и звука. Но в некоторых случаях с этим приходится мириться.

Настройка и регулировка семиэлементной антенны является сложным делом, их не всегда удается качественно выполнить. Одновременно надо знать, что изготовление элементов антенны и ее сборка должны осуществляться с учетом повышенных требований к настройке антенны и ее ориентации на ТЦ или ретранслятор. Требования к точности подстройки антенны обусловлены теми недостатками, которые присущи в основном семиэлементным антеннам, но являются общими для всех антенн типа «волновой канал».

Во-первых, эти антенны очень зависят от конструктивных размеров элементов, от точности их изготовления и настройки. Увеличение количества активных и пассивных элементов антенны, а также конструктивные ошибки приводят, как правило, к отрицательному результату. Несоблюдение требований тщательной настройки и регулировки антенны после изготовления может привести к серьезному ухудшению се направленных свойств.

Во-вторых, антенны типа «волновой канал» всегда требуют подключения их к телевизору с помощью коаксиального кабеля и УСС, что значительно усложняет их конструкцию и затрудняет настройку.

В-третьих, так как семиэлементные антенны узкополосные, это затрудняет их использование не только в диапазонах частот нескольких каналов, но даже для приема телесигналов по одному из первых каналов, в которых относительная полоса частот достаточно велика.

Здесь необходимо заметить, что имеются и другие многоканальные антенны типа «волновой канал», однако их коэффициент усиления существенно хуже.

Конструктивные размеры семиэлементной антенны типа «волновой канал» приведены в табл. 4.9.

Размеры антенны рассчитаны таким образом, чтобы можно было получить достаточно широкую полосу пропускания при возможно большем коэффициенте усиления и принимать телепередачи многих каналов.

Семиэлементная антенна типа «волновой канал» с двойным рефлектором и пятью директорами (рис. 4.3, з) имеет более расширенную полосу пропускания по сравнению с предыдущей антенной (рис. 4.3, ж), высокий коэффициент усиления и поэтому применяется для приема

4-29.jpg

телепередач на всех каналах в зависимости от расстояния до ТЦ: 1—5-й каналы — 70—80 км, 6—12-й — 60—70 км, 21—41-й — 50—60 км.

Конструктивные размеры семиэлементной антенны с двойным рефлектором и пятью директорами приведены в табл. 4.10 В качестве активного вибратора применен петлевой вибратор с УСС типа «полуволновое U-образное колено».

41.jpg

42.jpg

4.3. Широкополосные антенны

В загородной местности очень распространены широкополосные антенны веерного типа разнообразных конструктивных исполнении. Большинство таких антенн изготавливаются кустарным способом без соблюдения конструктивных требований, и поэтому они не обеспечивают контрастного изображения на телеэкранах. Как все прочие антенны, рассмотренные выше, веерные антенны требуют точности изготовления и тщательной настройки.

Некоторые антенны подключаются к фидеру без УСС простым электрическим проводом, без необходимого раствора вибраторов и правильной ориентации на ТЦ. Отличительными особенностями веерных антенн являются простота их конструкции и хорошее согласование электрических параметров с современными моделями телевизоров.

Веерные антенны применяются в тех случаях, когда необходимо вести прием телепередач с различных направлений, в тех районах, где садово-огородные участки расположены на равном удалении от передающих телестанций. Это относится в первую очередь к центральной части России, где сосредоточено наибольшее количество мощных и средних ТЦ, ретрансляторов и станций регионального назначения. Поэтому дальность приема телесигналов может лежать в пределах как прямой видимости, так и в полутени. Пользуясь классификацией распределения частот метрового диапазона волн для передачи программ телевидения, можно рекомендовать данную группу антенн для работы в III диапазоне. (Напомним, диапазон I имеет два телеканала и занимает полосу частот, лежащую в пределах 48,5—66 МГц, диапазон II занимает три канала телевидения с полосой частот от 76 до 100 МГц и диапазон III — семь каналов с полосой частот от 174 до 230 МГц.)

Двенадцатиканальная веерная антенна малой направленности (рис. 4.4) относится к многопрограммным антеннам, работающим в диапазоне частот от 48,5 до 100 МГц

4-31.jpg

и обеспечивающим прием телепрограмм на 1—5-м каналах. Использование антенны на более высоких частотах не дает положительных результатов. Электрические параметры рассчитаны на среднюю частоту — 72 МГц, при которой входное сопротивление антенны согласовано с сопротивлением нагрузки. На более высоких частотах происходит незначительное рассогласование и изменение направленных свойств этой антенны.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ............. 1

КБВ ........................... 0,4—0,7

КНД ........................... 8—10 дБ

входное сопротивление антенны ..... 90 Oм

волновое сопротивление фидера ..... 75 Ом.

рабочая частота .................. 48,5—230 МГц

помехозащищённость ........... . . —(9...16) дБ

неравномерность коэффициента

усиления, не более .............. 0,5 дБ

количество принимаемых каналов

без перестройки ................ 12

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности ....... 80—95

Диаграмма направленности веерной антенны на частотах 48,5—100 МГц имеет вид правильной восьмерки при растворе трубок вибратора так же, как у линейного вибратора. Для повышения качества изображения на экранах телевизоров и сохранения главного направления приема во всем диапазоне частот обе половины веерного вибратора располагаются под углом 120° и, таким образом, не лежат в одной вертикальной плоскости. Такая веерная антенна обладает малой направленностью действия во всем диапазоне принимаемых частот на первых 12 каналах.

Антенна состоит из четырех металлических трубок, развернутых в двух координатах вертикальной плоскости. Антенну можно изготовить из дюралюминиевых (латунных или стальных) тонкостенных трубок диаметром 12—25 мм или из металлических полосок толщиной 3—4 мм и шириной 25—50 мм как более технологичный вариант, но с большей материалоемкостью.

В качестве УСС применяется полуволновое U-образное колено или четвертьволновой короткозамкнутый мостик из трубок такого же диаметра, что и вибраторы. (Подключение УСС см. на рис. 1.7.) На рис. 4.4 показан симметрирующий мостик, который соединяет антенну с 75-омным коаксиальным кабелем через ВЧ-трансформатор, выполненный из куска коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 90 Ом. Длина мостика и трансформатора равна 1/4lдл. на частоте 68 МГц и 3/4lдл. на частоте 204 МГц. Длина трансформатора (700 мм) взята с учетом укорочения длины волны в кабеле в 1,5 раза. В большинстве веерных антенн длина трансформатора принимается равной длине мостика до короткозамкнутой перемычки.

Конструктивные размеры антенны рассчитаны по

средней длине волны, основные из которых показаны на рис. 4.4.

 

Изготавливаются вибраторы из тонкостенных трубок такого же диаметра, как и симметрирующий мостик. Все трубки антенны и мостика соединяются в узлах питания антенны с помощью накладок и резьбовых соединений. Основная деталь в узле питания — плата 9, сделанная из толстого листа оргстекла и изогнутая под углом 120°. Эта плата является несущей конструкцией антенны. Края платы 9 укреплены с обеих сторон изогнутыми металлическими полосками 2, которые свинчены между собой винтами и гайками МЗ. Трубки вибраторов попарно крепятся к плате 9 с помощью накладок 6, имеющих пазы, расположенные под углом 40°, и крепежного болта 7. Под этот же болт Мб крепится скоба 8, удерживающая трубку короткозамкнутого мостика 5 и лепесток, к которому припаивается центральная жила согласующего трансформатора. Дополнительно все трубки антенны прикреплены к плате 9 с помощью винтов М4, расположенных на расстоянии 60—70 мм от узла питания.

Мачта антенны изготавливается из трубки диаметром 35—40 мм с толщиной стенки 1,5—2 мм. К мачте с помощью скоб и крепежных деталей прикрепляется плата 9 с собранными на ней платой питания и вибраторами, а также дополнительно короткозамкнутый мостик с помощью диэлектрических накладок 10 и винта Мб.

Короткозамкнутая перемычка 11 закрепляется на трубках мостика таким образом, чтобы сохранялась возможность ее перестановки при настройке антенны. Внутри одной из трубок мостика проходит трансформатор 13 и соединенный с ним центральной жилой кабель снижения 12.

Наиболее надежной конструкцией будет та, в которой все трубки антенны в точках нулевого потенциала соединены между собой газовой сваркой, а потом прикреплены к диэлектрической плате 9.

Широкополосная веерная антенна (рис. 4.5) предназначена для установки в зоне уверенного приема телепрограмм на 1—12-м каналах, где есть возможность принимать сигнал с разных направлений в радиусе действия мощных и средних ТЦ. Эксплуатация данной антенны на приусадебных участках дает хорошие результаты. Кстати, эта антенна имеет несколько названий:

уголковая, двенадцатиканальная с малой направленностью, веерная.

Широкополосная веерная антенна используется в районах, где нет сильных радиопомех, а телевизионные передающие станции расположены в разных направлениях на расстоянии до 50—80 км от ТЦ. Поворотом антенны на более мощную станцию можно добиться наибольшего уровня сигналя на входе телевизора и минимального уровня помех. Коли при этом на экране телевизора будут наблюдаться значительные повторные контуры, то антенну нужно повернуть в ту или иную сторону до положения, в котором контуры не будут существенно ухудшать качество изображения. В тех случаях, когда ослабить повторные контуры не удается, нужно применить антенну с более острой диаграммой направленности или антенну с повышенной помехозащищенностью.

4-32.jpg

Техническая характеристика:

коэффициент усиления:

на частоте 72 МГц. ................ 1 (0 дБ)

на частоте 200 МГц. ............... 1,18 (1,5 дБ)

КБВ .............................. 0,3—0,7

рабочая частота ..................... 48,5—230 МГц

входное сопротивление антенны .... .... 90 Ом

волновое сопротивление фидера ........ 75 Ом

количество принимаемых программ ...... 12

длина вибратора (полная):

на частоте 72 МГц ........... ..... 1/2lдл

на частоте 200 МГц. ............... 3lдл/2

коэффициент укорочения длины вибратора 1,54 помехозащищенность ................... (9...15) дБ

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности, более ..... 75

диаграмма направленности

в горизонтальной плоскости. .......... эллипс с задним

лепестком

Многие радиолюбители пытаются принимать программы телевидения на самодельные и кустарные антенны, изготавливаемые некоторыми кооперативами, без УСС, и, естественно, не получают контрастного изображения, а на дальних расстояниях работает только один канал.

Антенна состоит из широкополосного вибратора и УСС, которые изготавливаются из металлических трубок диаметром 10—20 мм или из металлической полосы толщиной 3—5 мм. Ширина полосы берется равной двум диаметрам. На рисунке показан технологически совершенный вариант сварной конструкции, обеспечивающий полную унификацию при массовом производстве и возможность легкой и точной настройки и регулировки. Три трубки, образующие половину веера вибратора, привариваются встык газовой сваркой к одной из трубок короткозамкнутого мостика. Перед сваркой трубки вибратора необходимо разделать так, чтобы было плотное прилегание торца трубки к боковой поверхности, при этом между двумя крайними трубками вибратора должен быть установлен угол в 45°. После сварки и рихтовки трубок просверливаются отверстия для крепления жил коаксиального кабеля и стопорения после сборки.

Вибраторы с мостиком прикрепляются к мачте антенны с помощью резьбовых соединений через диэлектрические планки 4 и скобы 8

Мачту 2 изготавливают либо из тонкостенной трубки диаметром 35—45 мм, либо из деревянного бруска и устанавливают на высоте не менее 7—10 м. К мачте при

крепляются две диэлектрические планки 4 с помощью болтовых соединений. Несущая конструкция антенны должна обеспечивать достаточную жесткость и прочность, чтобы противостоять ветровым нагрузкам.

Перед установкой антенны на место ее необходимо оснастить заземляющим проводом и покрасить. Все места паек также надо закрасить масляной краской и закрыть крышками. Узел питания антенны вместе с выводами коаксиального кабеля необходимо закрыть общей пластмассовой крышкой.

Многопрограммная направленная двенадцатиканальная антенна, выполненная в виде развернутого веера (рис. 4.6), предназначена для приема телесигналов на одном из первых 12 каналов. Эту антенну еще называют по-другому — антенной Кузнецова, по имени ее создателя.

4-33.jpg

Техническая характеристика:

коэффициент усиления:

на 1-м и 2-м каналах ..... ... 1,5

на 3—5-м .................... 1,7

на 6—12-м. ................. 2,5

КБВ .................... ... 0,6—0.7

рабочая частота ............... 48,5—230 МГц

входное сопротивление ............. 40 Ом (переменное)

волновое сопротивление фидера .... 75 Ом

количество принимаемых программ . . 12 длина основного вибратора беа учета коэффициента укорочения ........ 1/2lдл.

помехозащищенность ............. —(11...16) дБ

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности

в горизонтальной плоскости, более 50

Антенна относится к многопрограммным широкополосным системам, которые работают как единый вибратор по принципу антенны бегущей волны. В качестве собирательной линии используются две трубки, расходящиеся под углом 5°, к которым на равном расстоянии друг от друга приварены по шесть трубок такого же диаметра. Длина трубок вибраторов равномерно изменяется, создавая переменное волновое сопротивление. Сварная конструкция антенны обеспечивает необходимую прочность и противостоит механическим нагрузкам. Решетка из трубок создает минимальное сопротивление ветровым нагрузкам, и антенна меньше подвергается вибрациям и раскачиванию, что особенно важно для получения четкого изображения на экране телевизора.

Для согласования входного сопротивления антенны с телеприемником используется УСС типа «четвертьволновой короткозамкнутый мостик». Фидер из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом подсоединяется к точкам И и Б, расстояние между которыми 1,5—2 мм. Также можно использовать УСС, примененное в антенне, изображенной на рис. 4.4.

Данная антенна редко эксплуатируется на приусадебных участках из-за своих повышенных массогабаритных характеристик и материалоемкости.

При сборке антенны особое внимание необходимо обратить на точность размеров собирательной линии. Детали крепления антенны к мачте и вибраторов между собой выбираются по месту, и регламентировать их нет необходимости.

Направленная веерная антенна из металлических полос (рис. 4.7) относится к группе многопрограммных

антенн, работающих на одной из выбранных программ без перестройки. Используется антенна в сложных условиях приема на местности, где возможен прием с различных направлений при минимальных отраженных сигналах и помехах. Антенна позволяет вести уверенный прием на расстоянии прямой видимости и в районе полутени от мощной передающей телестанции.

При эксплуатации данной антенны на приусадебном участке необходимо знать, что широкополосная и широкодиапазонная антенна восприимчива ко всякого рода помехам, имеет недостаточную пространственную избирательность и меньшее усиление, чем такие же антенны, рассчитанные для работы на одном канале Поэтому чаще всего данная антенна применяется при многопрограммном телевещании в зоне уверенного приема.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления:

на 1—5-м каналах .................. 1,0 (0 дБ)

на 6—12-м ........................ 1,2 (1,55 дБ)

КБВ ............................... 0,55—0,8

входное резистивное сопротивление

антенны ........................... 60 Ом

волновое сопротивление фидера ......... 75 Ом

средняя частота программы:

на 1—5-м каналах .................. 72 МГц

на 6—12-м ........................ 202 МГц

полная длина вибраторов на средней частоте:

на 1—5-м каналах .................. 1/2lдл.ср

на 6—12-м ........................ 3/2lдл.ср

тип антенны ......................... направленная

количество принимаемых программ без перестройки .................... 12

помехозащищенность ..................— (12...17) дБ

угол раствора диаграммы

направленности в горизонтальной плоскости. ......................... > 60

В антенне вместо традиционных трубок применены металлические полосы длиной 1080 мм, рассчитанные с учетом укорочения на прием первых 12 программ телевидения. Полосы раскрыты между собой под углом 45°. В вертикальной плоскости обе половины антенны развернуты под углом 120°. Точность установки указанных выше углов должна быть максимально возможной.

Изготавливается антенна из металлических полос-шин (дюралюминиевых, латунных или стальных) любой толщи

ны. Ширина металлических полос колеблется в пределах от 20 до 50 мм. Основным узлом конструкции является плата питания, сделанная из прочного диэлектрика, на которой собираются и монтируются лепестки ,вибраторов, фидерная линия и согласующее устройство. Металлические полосы-шины попарно укрепляются на плате 7 тремя винтами 9, к одному из которых присоединяется трансформатор 4. Схема подключения трансформатора приведена на рисунке. Кабель снижения антенны перед распайкой прикрепляется к диэлектрической плате с помощью скобы.

После сборки узла питания с вибраторами он прикрепляется к мачте 3 с помощью специальной скобы 8 в верхней и нижней частях платы, еще более укрепляя ее. Если плата изготавливается из толстого оргстекла, то ее боковины можно изогнуть под углом 120°, нагревая над паром.

Узел питания антенны закрыт пластмассовым корпусом 5 с крышкой 6, которая крепится двумя винтами. Антенна может быть закреплена на мачте, сделанной из любого материала. Если мачта изготавливается из деревянного бруска, то перед ее установкой на место необходимо проложить заземляющий проводник из стального или алюминиевого провода диаметром не менее 5 мм.

Вибраторы, развернутые под углом 120, обеспечивают получение качественного изображения на экране телевизора не только на первых 5 каналах, но и, главным образом, на 6—12-м каналах.

При установке антенны необходимо помнить, что расстояние от конька крыши до антенны должно быть не менее 2 м, а точная ориентация на ТЦ осуществлена по максимальной контрастности изображения на экране телевизора. Перед установкой антенны ее надо покрасить масляной краской.

Наружная веерная антенна с одним вибратором (рис. 4.8) относится к числу наиболее простых веерных антенн, которые очень часто встречаются в загородной местности. Такие антенны имеют очень малую металлоемкость, состоят из небольшого количества конструктивных элементов и легко устанавливаются на крышах домов.

Рассматриваемая веерная антенна предназначена для приема телесигналов в диапазоне частот от 45 до 250 МГц в зоне прямой видимости, где обеспечивается уверенный прием телепрограмм на 1—12-м каналах и имеется возможность принимать радиосигналы с разных направлений в радиусе действия мощных или средних по мощности

01.jpg

4-34.jpg

ТЦ. При этом веерный раствор антенны направляется точно на выбранный ТЦ или ретранслятор. Следует заметить, что если в створе «антенна — ТЦ» работают другие радиоизлучатели, то их сигналы такж9 будут приниматься этой антенной и искажать изображение на экране телевизионного приемника.

К достоинствам данной антенны можно отнести малую парусность и хорошее противостояние внешним воздействующим факторам — климатическим, механическим, биологическим и радиационным. Результаты практической эксплуатации одновибраторной веерной антенны на садовых участках дают основание рекомендовать ее для широкого повторения в условиях домашней мастерской. Однако следует отметить, что эта антенна требует достаточно точного изготовления деталей конструкции, соблюдения правил подключения УСС и в некоторых случаях применения специальных усилительных устройств. Последнее условие необходимо выполнять в обязательном порядке, если садовый участок расположен на границе прямой видимости или в зоне полутени.

Выбор усилительного устройства зависит от марки используемого телеприемника, величины напряженности электромагнитного поля в месте приема радиосигналов и необходимого коэффициента усиления.

При установки антенны следует руководствоваться общими правилами, изложенными далее в гл. 7, и условиями эксплуатации в данном макроклиматическом районе страны. Поворотом антенны на более мощную станцию можно добиться наибольшего уровня сигнала на входе телеприемника и минимального уровня отраженных помех. При этом прием телесигналов должен производиться без применения усилителя, который подключается только после предварительной настройки.

Если на экране телевизора наблюдаются повторы и отраженные сигналы в виде вторичных контуров, то антенну следует повернуть в ту или иную сторону до такого положения, в котором изображение будет наилучшим. Здесь также необходимо знать, что в тех случаях, когда ослабить повторные изображения не удается, надо применить антенну с более острой диаграммой направленности или другую антенну с улучшенными электромагнитными параметрами и повышенными техническими характеристиками.

В некоторых районах прием на данную антенну не обеспечивается из-за слабого сигнала, рельефа местности,

а также из-за неправильного выбора высоты установки антенны. Правильно изготовленная антенна в большинстве случаев дает хороший результат.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ................ 1,55 дБ

КНД ............................... 4,5—7,8

КБВ ............................... 0,6—0,7

КСВ ............................... 1,67—1,43

входное сопротивление ................. 73 Ом

волновое сопротивление фидера ......... 75 Ом

коэффициент укорочения длины вибратора 1,54 помехозащищенность ................... (8...12) дБ

рабочая частота ...................... 48,5—230 МГц

количество принимаемых программ ...... 12

диаграмма направленности

в горизонтальной плоскости. .......... эллипс

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности, не менее. . . 48 угол раствора трубок вибратора ........ 120

Условия эксплуатации:

температура окружающей среды, С. ... - 40...+ 40

относительная влажность воздуха

при температуре 20 С, %. не более... 95 атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.):

повышенное ........................ 120 (900)

пониженное ........................ 26,7 (200)

климатическое исполнение. ............. В

ветровые нагрузки при скорости ветра

до 25 м/с, кг/см , не более .......... 5

иней, роса, дождь, мокрый снег,

плесневые грибы, обледеневшие при

герметизации узла питания ........... по КД

Конструкция антенны включает в свои состав широкополосный вибратор, состоящий из двух трубок, УСС, детали крепления и защиты от атмосферных осадков, а. также стакан для крепления к мачте. Вибратор изготавливается из металлических трубок диаметром от 12 до 20 мм или из металлических полос, ширина которых должна быть вдвое больше выбранного диаметра трубки, а толщина может колебаться в пределах от 2,5 до 5,5 мм.

На рис. 4.8 показан вариант широкополосной веерной антенны, изготавливаемой из трубок диаметром 15 мм с УСС типа ССТФ, рассчитанной для приема телесигналов на 1—5-м каналах. Если возникает необходимость принимать сигналы на 6—12-м каналах или использовать имеющиеся в наличии трубки другого диаметра, то надо выполнить новый эскизный рисунок с измененными конструктивными размерами. Как следует из основных элек

тромагнитных параметров, длина вибратора определяется по среднему значению частоты выбранного телеканала или группы каналов. Например, для 8-го канала эта частота равна 194 МГц, а для указанной группы каналов — 202,2 МГц. При этом должна обеспечиваться повышенная точность сборки антенны.

Диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости имеет форму вытянутого эллипса, в котором ЭДС действует во всех направлениях прихода сигнала. Наибольшая ЭДС на выходе антенны развивается в том случае, если сигнал поступает с направления, перпендикулярного вибратору. Если телесигнал поступает на антенну под углом 45, то его величина уменьшается до 0,5 максимального значения и соответственно уменьшается ЭДС. В диаграмме направленности данной антенны не выделяются ни боковые, ни задний лепестки. Наличие почти круговой направленности антенны определяет ее применение в месте приема телесигналов.

Рассматриваемая антенна с вибратором, расположенным в двух плоскостях, в большей степени воспринимает боковые электромагнитные сигналы, помехи и отраженные волны. Это необходимо учитывать при ориентации антенны на садовых участках.

Конструкция антенны определяет ее установку и крепление на мачте. Мачта антенны должна оканчиваться металлическим наконечником, изготовленным из отрезка трубы с наружным диаметром 30 мм. Стопорение антенны осуществляется с помощью штифта или резьбового соединения так, как показано на рис. 4.8. Конструкция антенны имеет специальную втулку, изготовленную из тонкостенной трубы с внутренним диаметром 30,5 мм и приваренную к основанию герметичной коробки антенны.

Мачту антенны рекомендуется изготовить из металлической трубы. В качестве материала этой трубы могут быть использованы дюралюминий, латунь, медь, сплавы на основе меди, сталь и любые железоуглеродистые сплавы, но предпочтение следует отдать легким сплавам на основе алюминия. Мачту можно изготовить также и из деревянного бруска.

УСС изготавливается в соответствии с рекомендациями, изложенными в разделе 1.5. Схема подключения УСС к вибраторам антенны показана на рис. 1.14 и 4.8.

Уверенный прием телепрограмм обеспечивает применение в качестве УСС трансформатора типа ССТФ. В качестве ферритовых сердечников используются следующие типоразмеры колец: К7 х 4 х 2 из феррита марки М1000ВН, К7 х 4 х 2 из феррита марки М50ВЧ, К8.4 х3,2х 2 из феррита марки М100ВЧ, К16 х 104,5 из феррита марки М1000НМ-3. Необходимо отметить, что конструкции ССТФ определяется количеством применяемых ферритовых колец. В самодельных конструкциях можно использовать два ферритовых кольца, на каждом из которых наматывается по две обмотки или одно ферритовое кольца с четырьмя обмотками. Для намотки можно использовать обмоточные провода следующих марок: ПЭЛ, ПЭВ-1 ПЭВ-20,ПЭВТЛ,ЛЭШ012х0,07,ЛЭ111024х0,1, ПЭЛШО. а также другие марки литцендратов с изоляцией.

Основным элементом конструкции ТЛ можно считать монтажную плату, выполненную из диэлектрического материала, на которой распаивается согласующим трансформатор. Эта монтажная плата, выполняющая роль платы питания, устанавливается в цилиндрическом пластмассовом корпусе так, как показано на рис. 4.8. Цилиндрический пластмассовый корпус устанавливается на металлическое основание, к которому, в свою очередь, крепится опорная металлическая втулка из отрезка трубы с внутренним диаметром 30,5 мм. Крепление фланца с при варенной к ней втулкой к пластмассовому корпусу осуществляется с помощью винтовых соединений. При этом необходимо обеспечить полную электрическую изоляцию трубок вибратора между собой и металлическим корпусом антенны. Это сравнительно легко достигается соблюдением технологической дисциплины при изготовлении детален конструкции, сборке и монтаже.

4.4. Двенадцатиканальная антенна на обруче

Двенадцатиканальная антенна на обруче (рис. 4.9) предназначена для приема телесигналов в диапазоне частот от 48,5 до 230 МГц. Такую антенну можно часто увидеть в загородной местности. Радиолюбители еще называют эту антенну «паутинкой» за внешнюю схожесть Создателем антенны является К. П. Харченко.

Хорошее качество изображения и звука при применении данной антенны на садовых участках может быть достигнуто при условии, что антенна выполнена на прием всех программ на первых 12 каналах в полном соответствии с чертежами, без отклонений от основных размеров Антенна может быть использована в районах, отстоящих

от мощного ТЦ на расстоянии более 50 км в зоне прямой видимости, а также в зоне полутени. Антенна без рефлектора принимает сигналы с обеих противоположных сторон, так как ее диаграмма направленности имеет вид правильной восьмерки с глубокими провалами с боковых направлений.

4-41.jpg

Техническая характеристика:

коэффициент усиления:

на 1-м канале. .................... 1,1

на 5-м ........................... 1.5

на 12-м .......................... 2.2

КБВ ............................... 0,7—0,9

КНД:

на 1—5-м каналах .................. 1,6

на 6—0-м ......................... 3,2

на 10—12-м. ....................... 3,6—4,5

входное сопротивление антенны ........ 73 Ом

волновое сопротивление фидера ......... 75 Ом

рабочая частота ...................... 48,5—230 МГц

количество принимаемых программ

без перестройки .................... 12

помехозащищенность ..................— (10,5...15) дБ

диаграмма направленности

в горизонтальной плоскости .......... восьмерка

Конструктивной основой многоканальной широкополосной антенны является правильный круг, изготовленный из тонкостенной трубки диаметром 10—16 мм Лучше применить медную или латунную трубку (в крайнем случае можно использовать стальную или дюралюминиевую). Это требование объясняется тем, что к этому обручу впоследствии должны быть припаяны радиальные проводники, чтобы создать соединение без переходного сопротивления. Пайка к стальной или дюралюминиевой трубке в условиях домашней мастерской затруднена (в этом случае добиться прочного соединения можно только сваркой в среде нейтрального газа, например аргона).

Вместо тонкостенной трубки можно применить металлическую полосу, сварить ее встык и укрепить ребром жесткости. Для изготовления антенны необходимо разместить обруч и просверлить отверстия для укрепления в. них радиальных проводников. Кольцо делится на две равные части и размечается, образуя горизонтальную диагональ. От размеченных точек Г и Д откладываются в обе стороны углы деления круга на сектора так, чтобы получилось восемь секторов с центральным углом 35° каждый Расстояние между точками Е и Ж регламентируется вы бранным каналом. Для 1-го канала расстояние между точками Е и Ж приблизительно равно 800 мм. С увеличением номера канала это расстояние уменьшается. Для 1-го канала телевидения внешний диаметр кольца равен 2992 мм.

Конструктивные размеры антенны приведены и табл. 4.11.

4-42.jpg

После разметки с внутренней стороны кольца просверливаются десять отверстий диаметром 3—3,2 мм. При этом в каждой половине кольца эти отверстия располагаются на равном расстоянии друг от друга. В отверстия вставляются концы радиальных проводов, которые закручиваются и потом опаиваются. Основным элементом антенны является узел питания, который располагается точно в центре антенны. Узел питания состоит из диэлектрического основания, выполненного в виде круга диаметром D, двух накладок 8, изготовленных в виде секторов, такого же диаметра, как и основание, и двух накладок для увеличения жесткости конструкции. Основание изготавливается из диэлектрического материала, например оргстекла. Контактные накладки 8 делаются из латуни толщиной 2 мм. В каждую пластину вклепывается по пять штифтов из медного провода диаметром d. Пластины прикрепляются к основанию с помощью трех винтов с гайками М5. Радиальные проводники 6 прикрепляются к штырям и припаиваются. Перед пайкой этих проводников узел питания прикрепляется к деревянному бруску 10 высотой 100 мм с помощью двух винтов 9. Перед монтажом кольцо закрепляется на мачте в точках Б и В без изоляционных прокладок, так как в этих точках антенна имеет нулевой потенциал.

Радиальные проводники б, кольцо 1 и пластины 8 узла питания образуют правый и левый сектора антенны, симметричные относительно мачты. В этих секторах к радиальным проводникам на равном расстоянии друг от друга припаиваются по пять рядов поперечных проводников. Изготавливаются все проводники из медного провода диаметром d или из антенного канатика.

Фидер изготавливается из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом. От телевизора кабель снижения прокладывается по мачте, к которой он или привязывается, или закрепляется хомутиками. В точке В кабель привязывается к мачте и к кольцу, затем прокладывается по кольцу левого сектора антенны до точки Г, где его закрепляют и поворачивают к центру антенны.

Для того чтобы кабель не провисал и не болтался при порывах ветра, его прикрепляют липкой лентой через каждые 150 мм. Центральная жила коаксиального кабеля прикрепляется с помощью пайки или под винт к правой пластине питания 8, а оплетка кабеля точно так же прикрепляется к левой пластине питания. Узел питания после монтажа необходимо закрыть пластмассовой крышкой.

Коаксиальный кабель припаивается непосредственно к антенне без УСС, так как основные электрические параметры антенны согласованы с входными параметрами телевизора.

Если мачта антенны изготовлена из деревянного бруска, то необходимо проложить провод заземления, замкнув его в точках Б и В.

Следует отметить, что, несмотря на широкое распространение данной антенны на садовых участках, ее применение ограничено дальностью расстояния от ТЦ и возможностью принимать помехи и отраженные сигналы малых уровней.

Вернуться к оглавлению раздела 1

  Rambler's Top100


Просмотр темы существуют нержавеющие цепи.