Антенна петля – Антенна из кабеля для цифрового тв петля. Антенна диапазона ДМВ. Теоретические основы. Практическое исполнение

  • Home
  • Разное
  • Антенна петля – Антенна из кабеля для цифрового тв петля. Антенна диапазона ДМВ. Теоретические основы. Практическое исполнение

Антенна из кабеля для цифрового тв петля. Антенна диапазона ДМВ. Теоретические основы. Практическое исполнение

  • Что изменилось в эфире?
  • Требования к антеннам
  • О вибраторных антеннах
  • О спутниковом приеме
  • О параметрах антенн
  • О тонкостях изготовления
  • Виды антенн
  • О «полячках» и усилителях
  • С чего начать?
  • Когда-то хорошая телевизионная антенна была дефицитом, покупные качеством и долговечностью, мягко говоря, не отличались. Сделать антенну для «ящика» или «гроба» (старого лампового телевизора) своими руками считалось показателем мастерства. Интерес к самодельным антеннам не угасает и в наши дни. Ничего странного тут нет: условия приема ТВ кардинально изменились, а производители, полагая, что в теории антенн ничего существенно нового нет и не будет, чаще всего приспосабливают к давно известным конструкциям электронику, не задумываясь над тем, что главное для любой антенны – ее взаимодействие с сигналом в эфире.

    Что изменилось в эфире?

    Во-первых, почти весь объем ТВ-вещания в настоящее время осуществляется в диапазоне ДМВ . Прежде всего из экономических соображений, в нем намного упрощается и удешевляется антенно-фидерное хозяйство передающих станций, и, что еще более важно – потребность в его регулярном обслуживании высококвалифицированными специалистами, занятыми тяжелым, вредным и опасным трудом.

    Второе – ТВ-передатчики теперь покрывают своим сигналом практически все более-менее населенные места , а развитая сеть связи обеспечивает подачу программ в самые глухие углы. Там вещание в обитаемой зоне обеспечивают маломощные необслуживаемые передатчики.

    Третье, изменились условия распространения радиоволн в городах . На ДМВ промышленные помехи просачиваются слабо, но железобетонные многоэтажки для них – хорошие зеркала, многократно переотражающие сигнал вплоть до его полного затухания в зоне, казалось бы, уверенного приема.

    Четвертое – ТВ-программ в эфире сейчас очень много, десятки и сотни . Насколько это множество разнообразно и содержательно – другой вопрос, но рассчитывать на прием 1-2-3 каналов ныне бессмысленно.

    Наконец, получило развитие цифровое вещание . СигналDVB T2 – штука особенная. Там, где он еще хоть чуть-чуть, на 1,5-2 дБ, превышает шумы, прием отличный, как ни в чем ни бывало. А чуть дальше или в стороне – нет, как отрезало. К помехам «цифра» почти не чувствительна, но при рассогласовании с кабелем или фазовых искажениях в любом месте тракта, от камеры до тюнера, картинка может рассыпаться в квадратики и при сильном чистом сигнале.

    Требования к антеннам

    В соответствии с новыми условиями приема, изменились и основные требования к ТВ-антеннам:

    • Такие ее параметры, как коэффициент направленного действия (КНД) и коэффициент защитного действия (КЗД) ныне определяющего значения не имеют: современный эфир очень грязный, и по малюсенькому боковому лепестку диаграммы направленности (ДН), хоть какая-то помеха, да пролезет, и бороться с

    Эта конструкция получила свое название по фамилии инженера открывателя Харченко. Конструктивно антенна состоит из двух квадратов соединенных в одной из их вершин разъединенными сторонами. Питание осуществляется в точках соединения квадратов, при этом входное сопротивление антенны близко к 50 Ом. Эта антенна обладает огромной широкополосностью, по сравнению с составляющими ее элементами — квадратами. На сегодняшний день имеется огромное колличество вариантов антенны Харченко, в которых вместо квадратов, для составления ее полотна, применяют окружности, треугольники и т.п. Раньше антенну Харченко применяли для работы в ТВ и в УКВ диапазонах, а сегодня ее в основном изготавливают для усиления сигналов WI-FI, 3G и 4G.

    Эта самодельная конструкция без проблем покроет весь диапазон частот современного цифрового телевидения в интервале от 470 и до 900 МГц. При этом параметры у нее просто потрясающие, а с согласованием справится даже начинающий радиолюбитель.

    Самодельная конструкция состоит из двух квадратов. Оба стоят на углах и одним углом соединяются. В случае горизонтальной поляризации восьмерка стоит стоймя, а при вертикальной – лежит на боку.

    Сторона квадрата определяется по формуле, как длина волны (λ ), деленная на четыре.


    Кабель питания подводим к точкам сближения сторон квадратов.

    «Восьмерку» изготавливаем из медной монолитной проволоки сечением 4 мм 2 . С помощью плоскогубцев проволоку сгибаем как показано на рисунке ниже. Концы спаиваем вместе.

    Border=»0″>

    Затем нам потребуется алюминиевая пластина толщиной 2 мм и размерами 140 х 140 мм. Она будет работать в роли рефлектора. В центре пластины требуется просверлить отверстие под кабель. Далее необходимо закрепить антенну по центру рефлектора на расстоянии 3,6 сантиметра, при этом рефлектор с антенной не должны контачить.

    Просверлив в алюминиевой пластине отверстия под хомуты, одеваю конструкцию на кронштейн от спутниковой тарелки. Затем припаиваю кабель, предварительно пропуская его через отверстие в рефлекторе.

    Т.к волновое сопротивление антенны 50 Ом, поэтому был использован кабель под это значение. Кроме того проводник в таком кабеле оказался полностью из меди и его очень легко припаять к конструкции.

    После того как антенна собрана, на другом конце кабеля, который будет подключен к модему, необходимо собрать устройство согласования для 4G модема. Для этого нам потребуется немного медной фольги из которая применяется при . Последовательность сборки смотри на фотографиях ниже:

    Если имеется разъём для внешней антенны, то кабель можно подключить к нему, через переходник. Настройка 4G антенны осуществляется экспериментальным путем, ее можно поворачивать по оси кронштейна, пока не получим четкий сигнал. О качестве сигнала судим по количеству «палочек» в интерфейсе подключения программы.

    Как сделать телевизионную комнатную антенну для приема цифрового сигнала

    Антенна – это радиотехническое устройство, предназначенное для приема и излучения электромагнитных волн через эфир.

    Если вы живете на расстоянии прямой видимости телевизионной вышки, то для приема цифрового телевидения вполне подойдет простейшая самодельная комнатная телевизионная антенна, конструкция которой представлена в этой статье. Данная антенна предназначена для приема телепередач в диапазоне частот цифрового телевидения (470–790–МГц).

    Комнатная телевизионная антенна

    Конструкция телевизионной антенны простая и для повторения не требует специальных знаний. Для ее изготовления понадобится 70 см медного провода диаметром 2-3 мм, кусок листа двухстороннего стеклотекстолита, 1,5 м коаксиального телевизионного кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом и F-штекер.

    Инструкция по изготовлению телевизионной ДМВ антенны

    Первое, что необходимо это подобрать отрезок медного провода диаметром 2-3 мм длиной 70 см. Для этих целей хорошо подойдет медный одножильный провод для прокладки электропроводки. Если проводников в кабеле несколько, то нужно аккуратно отрезать вдоль канавки один проводник, стараясь не повредить изоляцию. Она для работы антенны не нужна, изоляция оставляется только для эстетического вида.

    Подойдет и алюминиевый провод, но тогда к контактам платы согласующего трансформатора его придется присоединять с помощью резьбового соединения. Обратите внимание, гайка не должна касаться экранирующей фольги трансформатора, если касается, то нужно проложить изолирующую шайбу или подрезать фольгу.

    Присоединение кольца к трансформатору из алюминиевого провода

    Если используется провод без изоляции, то можно для красоты надеть на него хлорвиниловую трубку.

    Провод в хлорвиниловой трубке

    Далее провод нужно согнуть в кольцо диаметром приблизительно 220 мм. Тут высокая точность не нужна. Для этого хорошо подойдет оправка в виде ведерка от краски или любая другая круглая емкость подходящего размера.

    Когда кольцо для антенны готово можно приступать к изготовлению печатной платы согласующего трансформатора.

    Печатная плата согласующего трансформатора

    Печатная плата делается из стеклотекстолита или гетинакса фольгированного с двух сторон, толщиной 1,5 мм размером 25×30 мм. На фотографии представлен внешний вид печатной платы трансформатора с двух сторон.

    Печатная плата согласующего трансформатора

    На этой фотографии негатив печатной платы антенны. Ширина токоведущих дорожек равна 1 мм, расстояние между дорожками составляет 1,5 мм. Размер платы антенны 25×30 мм.

    Если нет возможности сделать для изготовления антенны печатную плату химическим способом, то можно ее сделать механическим. Для этого нужно удалить ненужные участки фольги, оставив только контактные площадки, а токоведущие дорожки выложить из медного провода диаметром 0,3-0,5 мм, приклеив его плате, например клеем «Момент».

    Для придания эстетического вида, и увеличения механической прочности антенны трансформатор помещается в пластмассовую коробку, в которой предварительно просверливаются отверстия для кольца и антенного кабеля.

    Запайка кольца в печатную плату

    Когда все детали подготовлены, можно приступать к сборке антенны. Заводятся, предварительно залуженные припоем, концы кольца в коробку и загибаются под прямым углом на расстоянии 3 мм. Далее концы вставляются в печатную плату трансформатора антенны и запаиваются припоем с помощью паяльника.

    Комнатная телевизионная антенна, крепление винтом печатной платы в коробке.

    Плата антенны укладывается на дно коробки и закрепляется с помощью винта и гайки М3.

    Продевается в отверстие коробки телевизионный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом длиной 1,5-1,8 м. О выборе типа кабеля и его разделке, об установке F-разъема вы можете узнать из статьи «Подключение телевизора к антенному кабелю».

    На один его конец предварительно нужно установить телевизионный F-разъем, а второй разделать и его концы распаять на печатную плату. Центральная жила кабеля припаивается непосредственно к правому концу кольца, а экранирующая оплетка припаивается непосредственно к фольге платы антенны.

    Для надежной работы антенны припаивать или крепить кабель нужно в следующем порядке. Сначала припаивается экранирующая оплетка, затем за кабель нужно хорошо потянуть, чтобы выбрать слабину, и только после этого припаять центральную жилу. В таком случае, при перемещении антенны с целью поиска места в помещении с максимальным уровнем сигнала и натягивания кабеля не будет обрываться центральная жила.

    Припайка телевизионного кабеля к антенне

    Если экран у кабеля сделан из алюминиевой фольги, то его можно прижать к фольге платы с помощью металлического хомута, одетого на винт и закрепленного гайкой. Технология крепления экрана хомутом рассмотрена в статье «Как сделать телевизионный краб своими руками».

    Осталось закрыть коробку крышкой, вставить разъем в телевизор и настроить каналы на нужные программы. Для того, чтобы качество изображения было с минимальными шумами, нужно перемещать антенну по помещению с целью поиска места с максимальной величиной телевизионного сигнала.

    Согласование и симметрирование — 3G-aerial

    Я спрошу у вас, что может быть более интересное для изучения, чем переменный ток?

    Николо Тесла.

    полуволновая петля Всевозможные схемы согласования и симметрирования при соединении антенны и коаксиального фидера достаточно подробно описаны в любом букваре по антеннам. Однако не только неискушенный аноним, но и посетители достаточно серьезных форумов, часто впадают в шоковое состояние, увидев, например, схему согласования вибратора Пистолькорса с помощью полуволнового U-колена. «Это какой то бред!» — пишут они — «Как может работать схема, в которой один конец подключен к антенне, а второй висит в воздухе? Цепь то не замкнута!» Это не бред, дорогой аноним, это переменный ток, текущий по «длинной линии». Вернее будет сказать — электромагнитная волна, распространяющаяся по длинной линии. Давайте разберемся в этом…

    Для начала определимся зачем вообще городить этот огород с петлями, шлейфами, стаканами и т.д. Если у антенны входное сопротивление 50(75) Ом, можно ли непосредственно соединить ее с фидером? Можно, но не всегда. Из-за скин-эффекта ВЧ ток протекает в тонком поверхностном слое проводника толщиной в несколько микрометров. В результате коаксиальный кабель можно представить как систему из трех проводников — центрального, внутренней поверхности оплетки и совершенно независимой от нее внешней поверхности оплетки. Если коаксиальный кабель соединить напрямую с симметричным вибратором, то последний нагрузится несимметрично, диаграмма направленности его исказится, причем этот эффект еще усугубится подключением к вибратору внешней стороны оплетки, которая при этом становится частью антенны. В итоге мы можем прийти к ситуации, когда антенна с таким подключением становится эквивалентна куску провода, заброшенному на дерево. Так что, чтобы «посадить оплетку на ноль», придется мудрить петли, уважаемый аноним. Этот процесс называется симметрированием.

    У симметричного вибратора Пистолькорса входное сопротивление около 300 Ом и его придется не только симметрировать, но и одновременно трансформировать это сопротивление к сопротивлению фидера. Этот процессс называется согласованием. У петлевого вибратора точка нулевого потенциала находится на его геометрическом центре. При этом он представляется состоящим из двух одинаковых половин («0-a» и «0-b«) с противофазными источниками напряжения и сопротивлениями по 150 Ом. Соединяем «0-a» с «0-b» с помощью полуволновой петли. Петля не изменяет сопротивление, но переворачивает фазу на 180°. полуволновая петляВ результате на входе коаксиального кабеля оказываются два синфазных параллельных источника с сопротивлениями по 150 Ом. Напряжения суммируются, сопротивление из-за параллельного соединения, делится пополам и 75-омный фидер оказывается согласованным с источником. В сложных антеннах, например Uda-Yagi, варьируя размерами, прежде всего расстоянием до рефлектора, можно сделать входное сопротивление вибратора равным 200 Ом. Тогда «половинки» вибратора будут по 100 Ом и он согласуется по той же схеме с фидером 50 Ом. Поскольку свойства полуволновой петли не зависят от ее волнового сопротивления, возникает вопрос, какое сопротивление выбрать. Обычно используют тот же кабель, что и для фидера или пигтейла. Полоса пропускания такой системы получается около 30% от центральной частоты, что в большинстве случаев достаточно. Однако, если использовать петлю с волновым сопротивлением равным сопротивлению половинок вибратора (150 или 100 Ом), то она будет работать в режиме бегущей волны и не будет ограничивать полосу пропускания антенно-фидерной системы в целом. Так что если вам попался в руки кусок коаксиала с волновым сопротивлением 150 (100) Ом, приберегите его для U-колена.

    Мы не зря в начале статьи привели цитату Н.Тесла, который стоял у истоков современной системы электроснабжения. Как известно, при симметричной нагрузке в трехфазной сети можно отказаться от использования нейтрали, поскольку сумма токов от всех фаз в ней равна нулю. В нашем случае, на концах петли присутствует противофазное напряжение и на участке 0-0` сумма токов равна нулю, поэтому этот кусок провода можно выбросить и схема останется работоспособной. Многие специалисты советуют оставить это соединение. Действительно, на метровых и дециметровых волнах в таком случае антенна работает лучше. Однако иногда, как у антенны Бабочка или Amos, нулевая точка находится «в воздухе» и подключаться просто некуда. На СВЧ лишний кусок провода — уже сам длинная линия, поэтому там лучше использовать минимально короткие выводы без лишних соединений. На следующем рисунке слева можно видеть как надо соединять петлю и фидер на частотах 3G, а справа — как не надо.match03

    В случае разрезного вибратора, имеющего сопротивление около 75 (50) Ом, как у антенны Uda-Yagi конструкции DL6WU, можно также применять для симметрирования полуволновую петлю с небольшим дополнением. Вибратор также представляется состоящим из двух противофазных половинок с сопротивлениями 37,5 (25) Ом. К каждой половинке подключается четвертьволновый трансформатор, который трансформирует его в величину 150 (100) Ом в точки a и b (см. формулу для четвертьволнового трансформатора в статье о длинных линиях), после которых работает уже та же схема с полуволновой петлей. Конечно же нет необходимости делать разрыв в точке a, это сделано только для лучшего понимания механизма работы. Реально практическая конструкция петли для 75(50)-омного вибратора состоит из двух кусков с электрической длиной 3λ/4 и λ/4 такого же волнового сопротивления.match04


    Поскольку волновое сопротивление фидера практически совпадает с входным сопротивлением разрезного вибратора, то хорошо было бы подключить его напрямую, отрезав при этом протекание тока по внешней стороне оплетки. Такие схемы симметрирования существуют и называются схемами с отсечкой тока. Одна из них — схема с четвертьволновым стаканом. Идея заключается в том, что ток на внешней стороне оплетки попадает в дополнительный короткозамкнутый четвертьволновый отрезок линии с бесконечным сопротивлением (к сожалению только в теории бесконечным), отсекается ним, и дальше этого стакана не течет. Сложность заключается в некоторой геморройности конструктивного исполнения такого стакана, поскольку он висит на фидере. Как упростить эту задачу хорошо описано здесь.match05

    Другим способом отсечки паразитного тока на внешней стороне оплетки фидера, с меньшими конструктивными сложностями, является применение четвертьволнового шлейфа. В принципе — это тот же четвертьволновый короткозамкнутый отрезок, только выполненный не в виде стакана, а в виде двухпроводной длинной линии. Иначе можно сказать, что параллельно основному фидеру, вернее его внешней стороне оплетки, подключается такой же провод с противофазным током от другой половинки вибратора и эти противофазные токи потом взаимно компенсируются в точке замыкания. Такая схема в свое время широко популяризировалась для антенны Тройной квадрат. Шлейф можно сделать из таких же трубок, как и вибратор, так и из коаксиального кабеля, такого же как и фидер.

    Шлейфы и стаканы являются резонансными цепями и ограничивают полосу пропускания, однако они достаточно широкополосны, с полосой до 60% от центральной частоты. В тоже время, для таких антенн, как антенна Харченко для цифрового телевидения — этого недостаточно. Выходом из положения является применение широкополосных трансформаторов на длинных линиях с ферритовыми сердечниками, ШПТЛ — в нашей литературе, TLT — в зарубежной. Теоретически такие ШПТЛ в режиме бегущей волны не имеют частотных ограничений, однако на практике их полоса ограничена сверху и снизу. Такие трансформаторы используются во всех польских усилителях и симметризаторах с коэффициентом трансформации 4:1. Они намотаны на ферритовое кольцо или на «бинокль» и неплохо работают как в режиме 300:75, так и 200:50, имея полосу пропускания, охватывающую почти весь ДМВ диапазон.match06 Для согласования (симметрирования) антенн с входным сопротивлением 75(50) Ом также можно использовать ШПТЛ, но с коэффициентом трансформации 1:1. С этой целью можно переделать «польский» трансформатор, удалив из него одну из линий и произведя соединения по схеме на последнем рисунке под буквой г). Иногда можно встретить такие же ШПТЛ, но реализованные в виде полосковых линий на печатной плате. На частотах выше 1 ГГц можно просто надеть несколько ферритовых колец на фидер, получив суррогат ШПТЛ, а можно, для надежности отсечки тока, комбинировать это решение с четвертьволновым стаканом, как это сделано в конструкции коллинеарной антенны.

     Чем выше частота, тем выше вредное влияние паразитных индуктивностей и емкостей выводов, поэтому применение ферритовых ШПТЛ на частотах выше 1000 МГц нецелесообразно. По той же причине на СВЧ иногда имеет смысл сконструировать антенну без применения специальных симметрирующих устройств, как например сделал проф. Маршалл, справедливо полагая, что сплошной экран с размерами не менее длины волны может в некоторой степени решить проблему с отсечкой паразитного тока в оплетке фидера. Но наилучшим способом решения проблемы согласования и симметрирования на СВЧ является применение антенн не требующих ни того ни другого. Такие антенны разработаны специально для СВЧ диапазона, например патч-антенна.

    Полезные ссылки:

     

    Антенна для телевизора — Домашнему мастеру — Сборник — Познавательный Интернет-журнал «Умеха

    Качество изображения на экране телевизора во многом зависит от антенны. Об этом мало задумываются жители городов, пользующиеся коллективной наружной антенной, установленной специалистами. Другое дело — телезрители деревень и небольших поселков. Каждый из них мастерит и устанавливает на крыше свою антенну, стараясь поднять ее как можно выше. И удивляется, если при этом не получается хорошего изображения.

    Конечно, с увеличением высоты сигнал возрастает. Однако многое зависит от конструкции антенны, от того, как она ориентирована, как соединена с телевизором. Обо всем этом и пойдет разговор.

    Симметричный полуволновой вибратор (рис. 1). Это простейшая телевизионная антенна, обеспечивающая надежный прием сигнала на расстоянии 20—30 км от передающей станции. Она состоит из двух одинаковых по размерам металлических (дюраль, латунь, сталь) трубок, укрепленных на одной прямой на некотором расстоянии друг от друга.

    Длина трубок, а значит, и общая длина вибратора зависит от частоты принимаемой телевизионной станции. А она может лежать в пределах примерно от 50 до 230 МГц. Весь этот рабочий диапазон поделен на 12 каналов. Так, для первого канала (самого «длинноволнового» — около 50 МГц) длина вибратора (расстояние между удаленными концами трубок) должна быть 271—276 см, для второго — 229—234, а далее соответственно — 177—179, 162—163, 147—150, 85, 80, 77, 75, 71, 69, 66 см. Поэтому, еще не начав строить антенну, узнайте, на каком канале ведет передачи местный телецентр или ретранслятор.

    Итак, длину трубок определили. Диаметр их может быть 8—24 мм (чаще всего используют, трубки диаметром 16 мм). Один из концов каждой трубки расплющите и прикрепите трубки металлическими хомутиками к держателю из изоляционного материала (текстолит или гетинакс толщиной не менее 5 мм) так, чтобы между удаленными концами получилось требуемое расстояние, а расплющенные концы отстояли друг от друга на 60—70 мм. К расплющенным концам прикрепите с помощью винтов монтажные лепестки — они будут служить своеобразными выводами трубок. Лучше, конечно, приварить лепестки к концам трубок, чтобы контакт был надежнее.

    Держатель с трубками установите, на мачте, которая в дальнейшем будет установлена на крыше. Теперь к антенне нужно подсоединить снижение из коаксиального кабеля РК-1, РК-3, РК-4 или другого с волновым сопротивлением 75 Ом. Но подпаивать проводники кабеля непосредственно к выводам трубок нельзя. Между кабелем снижения и антенной устанавливают согласующее устройство, представляющее собой петлю из двух отрезков такого же коаксиального кабеля. Длина отрезков зависит от принимаемого телевизионного канала. Для первого канала размер l1 должен равняться 286 см, а l2 — 95 см, для последующих каналов — соответственно 242 и 80, 187 и 62, 170 и 57, 166 и 52, 84 и 28, 80 и 27, 77 и 26, 74 и 25, 71 и 24, 68 и 23, 66 и 22 см.

    Подключение    согласующего устройства показано на рисунке 2. Центральные жилы кабеля и отрезков подпаивают непосредственно к выводам трубок и друг к другу, а металлические оплетки соединяют отрезками медного провода без изоляции. Пайка должна быть прочной и надежной, а места паек защищены изоляционной лентой.

    Согласующую петлю и кабель снижения прикрепляют к мачте. Длина кабеля снижения должна быть достаточной для подключения к телевизору после установки антенны на крыше. На конце кабеля устанавливают разъем, который подключается в гнездо телевизора.

    Антенну укрепляют оттяжками так, чтобы она стояла прочно, а вибратор находился на расстоянии не менее 2 м от крыши.

    Чтобы получить от антенны максимально мощный сигнал, ее нужно ориентировать возможно точнее на телецентр (или на антенну ретранслятора). Эту работу лучше проводить вдвоем или даже втроем. Один медленно поворачивает антенну вокруг оси, а другой, наблюдая за экраном телевизора, сообщает ему об изменении контрастности и качества изображения. Антенну устанавливают и закрепляют в таком положении, чтобы контрастность была наибольшей и на изображении отсутствовала многоконтурность (результат приема сигнала, отраженного от близлежащих строений).

    Петлевой вибратор (рис. За). Эта антенна сложнее предыдущей, но обладает несколько лучшими параметрами и позволяет увеличить дальность приема до 40 км.

    Изготавливают петлевой вибратор из алюминиевой, латунной, медной или стальной трубки диаметром от 8 до 24 мм. Радиус закругления трубки не имеет значения, а расстояние между осями противоположных сторон должно быть 65—70 мм. Трубку изгибают, заполнив ее песком и плотно закрыв отверстия. Вибратор прикрепляют к мачте.

    Далее вибратор следует согласовать с кабелем снижения петлей (рис. 36). Размеры вибратора и петли зависят от принимаемого телевизионного канала. Если вибратор изготовлен из трубки диаметром 12—18 мм, его длина (расстояние между закругленными концами) для первого канала должна быть 276 см, а длина петли — 190 см, для последующих каналов соответственно 234 и 160, 178 и 125, 163 и 113, 151 и 104, 81 и 56, 77 и 53, 74 и 51, 71 и 49, 69 и 47, 66 и 45, 66 и 44.

    Двухэлементная антенна (рис. 4). Она обладает большей чувствительностью по сравнению с предыдущими конструкциями и способна принимать «сигнал на расстоянии до 50 км от телецентра. Обладая более острой характеристикой направленности, такая антенна позволяет ослабить прием отраженных сигналов.

    Антенна состоит из двух вибраторов — петлевого и полуволнового. Первый из них основной (он называется активным), второй носит название рефлектора. На телецентр антенну обращают активным вибратором. Вибраторы крепят к мачте с помощью перпендикулярной к ней опоры — стрелы. Крепление должно быть очень надежным. И мачта и стрела должны быть изготовлены из изоляционного материала.

    Размеры антенны (длина вибраторов и расстояние между ними) определяются номером телевизионного канала. Расстояние между осями противоположных сторон петлевого вибратора во всех случаях должно быть 75—80 мм. Для первого телевизионного канала длина петлевого вибратора должна быть 263 см, рефлектора — 320 см, расстояние между ними — 91 см. Для других каналов размеры будут соответственно 218—264—76, 175—212—64, 156—190—56, 142—174—50, 76—94—27, 73—90—26, 70—86—24, 67—82—23, 65—79—22, 62—76—22, 60—74—21.

    Кабель снижения подключают к активному вибратору вместе с согласующей петлей, длина которой для каждого канала остается такой же, как в случае рассмотренного выше петлевого вибратора.

    Проволочная антенна (рис. 5). Если нет подходящих металлических трубок, проще всего изготовить телевизионную антенну из антенного канатика (он используется для радиоантенны), осветительного шнура или медного одножильного провода диаметром 1,5—2 мм. Антенна состоит из двух лучей, по три проводника в каждом. Концы проводников луча спаяны вместе, а в центре луча впаяна распорка. Лучи соединены друг с другом и с мачтами изоляторами.

    Проволочная антенна эффективно работает в основном на 1—5-м каналах. В зависимости от выбранного канала определяют размеры антенны. Так, для первого канала размер луча l1 берется равным 70 см, а l2 — 10 см, для последующих каналов — соответственно 59 и 8, 49 и 7, 43 и 6, 38 и 5 см.

    Способ подключения снижения к антенне тот же, что и для полуволнового вибратора. Аналогично и ориентируют ее на телецентр.

    Несколько слов о грозозащите антенны. Если антенна поднята высоко и вблизи нет более высоких сооружений, оборудованных молниеотводами, антенну следует заземлять при приближении грозы и на все время, пока телевизор не работает. Проще всего это делать на петлевом вибраторе. К средней его точке, напротив концов трубки, прикрепляют медный или стальной провод диаметром 3—4 мм, который проводят по мачте и соединяют, например, со старым ведром, врытым в землю на глубину 1,5—2 м. С заземляющим проводом соединяют оплетки кабелей и мачту, если она металлическая.

    Симметричный полувибратор нельзя соединять с землей. В этом случае грозозащиту осуществляют так. Оголяют кабель вблизи антенного разъема и подключают к средней жиле и оплетке два скрученных провода в изоляции (рис. 6). Длина их зависит от рабочего канала и колеблется от 1,5 м (для 1—5-го каналов) до 0,5 м (для 6—12-го каналов). Затем с помощью лезвия безопасной бритвы или двух иголок (каждой из них протыкают изоляцию одного из проводов и соединяют их) закорачивают провода друг с другом в разных точках, начиная от свободных концов, и следят за изображением на экране. Находят такое место, где замкнутые провода практически не влияют на качество изображения. В этом месте провода следует спаять и подключить к ним заземление, а оставшиеся концы проводов удалить.

    Рисунки Ю. Чеснокова

    Самодельная дециметровая антенна «волновой канал» из металлопласта.

     Известная в СССР антенна «волновой канал» может иметь и другие названия: директорная,  Яги и Уда – Яги. Последние таинственные сочетания слов — это фамилии двух японских изобретателей, которые в 1926 году создали эту антенну.

     Как правило, это основной тип антенн, которые в настоящее время используются для приёма телевизионных программ на расстоянии до 70 километров от передатчика, как в метровом, так и дециметровом диапазоне волн. Будущее за вещанием именно в дециметровом диапазоне, где помимо основных программ вот уже несколько лет идут передачи в цифровом формате и в этом же режиме уже передаются все программы, которые занимают  пока ещё  метровый диапазон (50 -220 МГц). 


    Трёх диапазонная антенна
     «волновой канал».
     Наступило время малогабаритных антенн диапазона 480 – 800 МГц, ибо, чем выше частота, тем меньше длина волны и, следовательно, меньше размеры самой конструкции, и нет никакого смысла держать на шесте громоздкие и дорогие антенны.  На сегодня не все покупные антенны внешне похожие на «волновой канал» обеспечивают уверенный приём в дециметровом диапазоне. Чтобы разобраться в происходящем я решил сделать самодельную антенну из металлопласта, а для удобства собрать её трансформируемой, чтобы на практике убедиться, как её элементы влияют на параметры приёма.  Для этого вытаскиваю на белый свет из прошлого века пожелтевший листок из старинного советского справочника радиолюбителя, и начинаю делать самодельную антенну, которую ещё мастерили наши отцы и деды.
    Справочник радиолюбителя
     конструктора. 1973 г.
     Как образец я сделал комнатную или чердачную антенну, и, забегая вперёд скажу, что количество элементов с запасом хватило, чтобы без усилителя принять мультиплексные пакеты на уровне мансардного окна деревянного дома, на расстоянии 90 километров от Останкино в низине.  В качестве элементов антенны я использовал металлопласт с диаметром 16 мм, материал, продающийся на строительных рынках. Это высококачественная алюминиевая трубка со всех сторон обтянутая пластиком.                                                    Элементы антенны.
    а). Антенна «волновой канал».  б). Диаграмма направленности антенны.
    1.       Активный петлевой вибратор, его периметр равен длине волны, а входное сопротивление 292 Ом.  Максимальная ширина рабочей полосы частот составляет +/- 20 процентов (для средней частоты 600 МГц рабочая полоса частот будет в пределах 480 – 720 МГц). 2.       Рефлектор. У современных антенн их бывает несколько. 3.       Директоры. Их количество в основном у самых широко распространённых антенн доходит до 12 штук. Считается, что чем их больше, тем выше коэффициент усиления антенны и уже диапазон.  У девятидиректорной дециметровой антенны из справочника, коэффициент усиления составляет от 11,5 до 8,5 дБ, и его величина падает с ростом частоты. А чтобы добиться прироста коэффициента усиления на 2 дБ, стрелу антенны с наращенными директорами придётся увеличить в два раза. Правда, таких длинных антенн я ещё не встречал.                                       Конструктивные части антенны.
    Стрела из деревянной
    рейки.
    Рефлектор и 2 директора.
    4.       Стрела – часть конструкции, которая служит для крепления элементов антенны. Вдоль стрелы находятся точки нулевого потенциала, поэтому используемый материал не влияет на параметры антенны и может быть выполнен из металла или диэлектрика, например, из дерева или пластика. Если антенна будет эксплуатироваться вне помещения на мачте, то стрела обязательно должна быть металлической, и точка крепления середины вибратора к стреле должна иметь отличный электрический контакт для дальнейшего заземления антенны.
    Директорная антенна.
    5.       Скобы крепления элементов антенны. 6.       Коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, например RG-59 или РК 75 — 3,7 – 35 М. На частотах дециметрового диапазона важно качество кабеля снижения, так как чем длиннее кабель, тем сильнее потери в нём.

    7.       Симметрирующе-согласующее устройство, выполненное в виде U – колена из того же коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом.  Длина этого кабеля в виде буквы U равна от 0,33 до 0,5 длины волны. Согласно старым справочным данным данное согласующее устройство обеспечивает согласование не более +/- 20 процентов от центральной частоты, что составит диапазон 480 — 720 МГц, а учитывая и диапазон согласования петли, общая максимальная полоса рабочих частот антенны составит 480 – 650 МГц.

    U-колено — симметрирующе-согласующее устройство, длина которого теоретически равна половине длины волны. Учитывая материал изоляции  кабеля, используют коэффициент  укорочения, который для коаксиального кабеля из вспененного полиэтилена составляет около Ку = 1.51 (указывается в характеристиках на данный кабель). Поэтому реальная длина U-колена  будет меньше в 1.51 раз, что составит 0,33 длины волны. В процессе регулировки, уменьшая длину кабеля, добиваются оптимального согласования по минимальному КСВ в полосе частот. Первоначальная длина согласующего устройства 250 мм.

    8.     Изолирующая коробка. 9.       Мачта.                                                  Изготовление антенны.  Исходные размеры даны на рисунке. Как видно они не сильно критичны.  Выбирая частоту, я учёл из практического опыта изготовления простых антенн из металлопласта его характеристики, способные уводить настройку частоты вниз примерно на 50 МГц и выбрал для удобства округлённую расчётную частоту 600 МГц, чтобы настроить антенну на диапазон московских мультиплексных пакетов 498 – 578 МГц.
    Конструкция антенны. Длина рамки 55 см.  Первоначально легче сделать окружность, затем согнуть её в петлю. Получился эллипс, нечто среднее между петлёй и окружностью, что говорит о неизвестном волновом сопротивлении, которое в пределах 75 – 292 Ом.
                                                               Испытание антенны.   Осенняя изморось и туман – вот то радостное настроение, самое подходящее время для испытания самодельных антенн. Дополняют тяжёлые условия испытаний  – мокрая крыша из мягкой кровли, не сброшенная холодами листва деревьев и низкая болотистая местность, окружённая лесами Владимирской области в 90 километров от Останкино. В полдничное время, под звук дождя, удобно устроившись в мансарде, я словно мальчишка, устанавливающий корабельные мачты на каравеллу собирал антенну. Вот уже перещелкиваю аналоговые телевизионные каналы дециметрового диапазона, неплохо для самоделки (от «Перца», 487 МГц до «Пятницы», 607 МГц просто отлично). Именно на эти частоты я планировал сделать антенну.  Настраиваясь на один из каналов, трансформирую антенну, оставляя её без крайнего элемента-директора. Качество изображения не меняется.  Вытаскиваю второй элемент-директор, и замечаю появления зашумлённости, что указывает на уменьшение усиления антенны.  Удаляю рефлектор, оставляя одну петлю – совсем плохо.  Возвращаю элемент-директор на место. Такая же картина качества изображения, что и с рефлектором.                                                                  Выводы.  Антенна имеет ограниченный диапазон усиления. Трехэлементная антенна вполне достаточна для моих условий приёма.  Теперь подключаю цифровую приставку к вновь восстановленной антенне. Как и ожидал, с запасом по усилению, проходят 3-и мультиплексных пакета. Опять вытаскиваю по очереди элементы директоры и слежу за уровнем сигнала в процентах.  Крайний ни на что не влияет.                    Вытаскиваю второй элемент, и уровень сигнала возрос на процент!?….  А в это время «директорная» покупная антенна «Локус — Про», что в гостевом домике брала только один из трёх мультиплексных пакета. Звоню соседу, который в 2-х километрах от меня, у него крутая покупная антенна с тремя директориями, а он говорит, что сейчас цифровое вещание не работает….                                                                     Выводы.  Для приёма эфирного цифрового телевидения нет необходимости использовать сложные громоздкие антенны. Сама антенна не требует слишком большой высоты установки. Не редко сбои при приёме эфирного цифрового телевидения бывают из-за некачественного антенного усилителя. Надежнее будет использовать несколько малогабаритных антенн без усилителя для каждого телевизора, если таковые имеются.   Если сравнивать мои самодельные антенны «волновой канал» с 4-х петлевой антенной «Олимп 2014», то кольца пока в лидерах, так как перекрывают весь дециметровый диапазон и неплохо зарекомендовали себя при работе в плохих погодных условиях на предельных расстояниях приёма.  Так почему же в плохую, дождливую погоду остронаправленные антенны, с большим коэффициентом усиления, с отличной помехозащищённостью повели себя неадекватно?

     Понять это явление можно, если представить приёмную антенну как передающую. Тогда антенна — это фонарь с узким сфокусированным лучом, а чем больше директоров в антенне, тем более острая её диаграмма и лучше фокусировка луча, а этот сфокусированный  луч  просто упёрся в мокрые верхушки деревьев или в дождевую тучу и растворился там. При более широкой диаграммы направленности, то есть при меньшем усилении антенны, когда элементы–директора отсутствуют, фокус луча более расплывчатый, зато охватывает большую зону приёма, и широкий луч просто обходит тучу по кругу, или проходит между мокрыми верхушками деревьев и тучей.

     — Москвичам всегда везёт, у них все цифровые каналы рядом! Им антенна «волновой канал» подойдёт и в упрощённом виде. Да им любая антенна подойдёт! А как быть нам? У нас разнос между мультиплексными пакетами более 200 МГц! Складывать антенны этажерками, где каждый этаж работает на свой диапазон! Именно эти комментарии я уже предвидел и даже начал складывать антенны этажеркой. Но что из этого получилось, вы узнаете позже. Впрочем, уже неплохо получается.

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о