Зигзагообразные антенны дмв своими руками

Несмотря на бурное развитие спутникового и кабельного телевидения, прием эфирного телевещания все еще остается актуальным, например, для мест сезонного проживания. Совсем не обязательно для этой цели покупать готовое изделие, домашняя дециметровая (ДМВ) антенна может быть собрана своими руками. Прежде чем переходить к рассмотрению конструкций, кратко расскажем, почему выбран именно этот диапазон телевизионного сигнала.

Почему именно ДМВ?

Есть две весомые причины, чтобы остановить свой выбор на конструкциях этого типа:

1. Все дело в том, что большинство каналов транслируется в этом диапазоне, поскольку упрощается конструкция ретрансляторов, а это дает возможность установить большее число необслуживаемых маломощных передатчиков и тем самым расширить зону покрытия.
2. Для трансляции «цифры» выбран этот диапазон.

Комнатная антенна для ТВ «Ромб»

Эта простая, но, в то же время, надежная конструкция, была одной из самых распространенных в эпоху расцвета эфирного телевещания.

Рис. 1. Простейшая самодельная Z-антенна, известная под названиями: «Ромб», «Квадрат» и «Народный зигзаг»

Как видно из эскиза (B рис. 1), устройство представляет собой упрощенный вариант классического зигзага (Z-конструкции). Для увеличения чувствительности, ее рекомендуется оборудовать емкостными вставками («1» и «2»), а также рефлектором («А» на рис.1). Если уровень сигнала вполне приемлем, делать это не обязательно.

В качестве материала можно использовать алюминиевые, медные, а также латунные трубки или полосы шириной 10-15 мм. Если планируется устанавливать конструкцию на улице, то лучше отказаться от алюминия, поскольку он подвержен коррозии. Емкостные вставки изготавливаются из фольги, жести или металлической сетки. После установки, они пропаиваются по контуру.

Кабель укладывается так, как продемонстрировано на рисунке, а именно: не имел резких изгибов и не покидал пределов боковой вставки.

Дециметровая антенна с усилителем

В местах, где в относительной близости не расположена мощная ретрансляционная башня, можно поднять уровень сигнала до приемлемого значения при помощи усилителя. Ниже представлена принципиальная схема устройства, которое может использоваться практически с любой антенной.

Рис. 2. Схема антенного усилителя для ДМВ диапазона

Перечень элементов:

• Резисторы: R1 – 150 кОм; R2 – 1 кОм; R3 – 680 Ом; R4 – 75 кОм.
• Конденсаторы: С1 – 3,3 пФ; С2 – 15 пФ; С3 – 6800 пФ; С4, С5, С6 – 100 пФ.
• Транзисторы: VT1, VT2 – ГТ311Д (можно заменить на: KT3101, KT3115 и KT3132).

Индуктивность: L1 – представляет собой бескаркасную катушку диаметром 4 мм, намотанную медным проводом Ø 0,8 мм (необходимо сделать 2,5 витка); L2 и L3 – высокочастотные дроссели 25 мкГн и 100 мкГн, соответственно.

Если схема собрана правильно, мы получим усилитель со следующими характеристиками:

• полоса пропускания от 470 до 790 МГц;
• коэффициенты усиления и шума – 30 и 3 дБ, соответственно;
• величина выходного и входного сопротивления устройства соответствует кабелю RG6 – 75 Ом;
• устройство потребляет порядка 12-14 мА.

Обратим внимание на способ подачи питания, оно осуществляется непосредственно по кабелю.

Данный усилитель может работать с самыми простыми конструкциями, сделанными из подручных средств.

Комнатная антенна из пивных банок

Несмотря на необычность конструкции, она вполне работоспособна, поскольку представляет собой классический диполь, тем более, что размеры стандартной банки отлично подходят для плеч вибратора дециметрового диапазона. Если устройство установлено в комнате, то в этом случае даже не обязательно согласование с кабелем, при условии, что он не будет длиннее двух метров.

Устройство комнатной антенны на базе пивных банок

Обозначения:

• А – две банки объемом 500 мг (если взять жестяные, а не алюминиевые, то можно припаять кабель, а не использовать саморезы).
• B – места крепления экранирующей оплетки кабеля.
• С – центральная жила.
• D – место крепления центральной жилы
• E – кабель, идущий от телевизора.

Плечи этого экзотического диполя необходимо закрепить на держателе, сделанного из любого изоляционного материала. В качестве такового можно использовать подручные вещи, например, пластиковую вешалку для одежды, перекладину швабры или кусок деревянного бруса соответствующих размеров. Расстояние между плечами от 1 до 8 см (подбирается эмпирическим путем).

Основные преимущества конструкции – быстрое изготовление (10 – 20 минут) и вполне приемлемое качество «картинки», при условии достаточной мощности сигнала.

Делаем антенну из медной проволоки

Существует конструкция, значительно проще предыдущего варианта, для которой потребуется только кусок медной проволоки. Речь идет о рамочной петлевой антенне узкого диапазона. Такое решение имеет несомненные преимущества, поскольку помимо своего основного назначения, устройство играет роль селективного фильтра, снижающего помехи, что позволяет уверенно принимать сигнал.

Рис.4. Простая рамочная ДМВ антенна петлевого типа для приема цифрового ТВ

Для данной конструкции необходимо рассчитать длину петли, чтобы сделать это, нужно узнать частоту «цифры» для вашего региона. Например, в Санкт-Петербурге она транслируется на 586 и 666 МГц. Формула расчета будет следующей: L_R = 300/f, где L_R – это длина петли (результат представлен в метрах), а f – усредненный частотный диапазон, для Питера это значение будет равно 626 (сумма 586 и 666, деленная на 2). Теперь рассчитываем L_R, 300/626 = 0,48, значит, длина петли должна быть 48 сантиметров.

Если взять толстый RG-6 кабель, где имеется фольга в оплетке, то его можно использовать вместо медной проволоки для изготовления петли.

Теперь расскажем, как собирается конструкция:

• Отмеряется и отрезается кусок медной проволоки (или RG6 кабеля) длиной, равной L_R.
• Сворачивается петля подходящего диаметра, после чего к ее концам припаивается кабель, идущий к ресиверу. Если вместо медной проволоки используется RG6, то предварительно снимается изоляция с его концов, примерно на 1-1,5 см (центральную жилу очищать не надо, она в процессе не участвует).
• Петля устанавливается на подставку.
• На кабель к ресиверу накручивается F разъем (штекер).

Заметим, несмотря на простоту конструкции, она наиболее эффективна для приема «цифры», при условии, что правильно проведены расчеты.

Комнатная антенна МВ и ДМВ своими руками

Если помимо ДМВ есть желание принимать и МВ, можно собрать простую мультиволновку, ее чертеж с размерами представлен ниже.

Комнатная мультиволновая (МВ и ДМВ) антенна

Для усиления сигнала в данной конструкции используется готовый блок SWA 9, если возникли проблемы с его приобретением, можно использовать самодельное устройство, схема которого была приведена выше (см. рис. 2).

Важно соблюдать угол между лепестками, выход за пределы указанного диапазона существенно отражается на качестве «картинки».

Несмотря на то, что такое устройство значительно проще логопериодической конструкции с волновым каналом, тем не менее, оно показывает неплохие результаты, если сигнал достаточной мощности.

Антенна восьмерка для цифрового ТВ своими руками

Рассмотрим еще один распространенный вариант конструкции для приема «цифры». В основу положена классическая схема для ДМВ диапазона, из-за своей формы получившей название «Восьмерка» или «Зигзаг».

Рис. 6. Эскиз и реализация цифровой восьмерки

Размеры конструкции:

• внешние стороны ромба (А) – 140 мм;
• внутренние стороны (В) – 130 мм;
• расстояние до рефлектора (С) – от 110 до 130 мм;
• ширина (D) – 300 мм;
• шаг между прутьями (Е) – от 8 до 25 мм.

Место подключения кабеля в точках 1 и 2.Требования к материалу такие же, как у конструкции «Ромб», о которой рассказывалось в начале статьи.

Самодельная антенна для DBT T2

Собственно, все перечисленные выше примеры способны принимать DBT T2, но для разнообразия приведем эскиз еще одной конструкции, называемой в народе «Бабочка».

Дециметровая антенна «Бабочка»

В качестве материала можно использовать пластины из меди, латуни, алюминия или дюрали. Если конструкцию планируется устанавливать на улице, то последние два варианта не подходят.

Итог: на каком варианте остановиться?

Как ни странно, но самый простой вариант наиболее действенный, поэтому «петля» лучше всего подходит для приема «цифры» (рис. 4). Но, если требуется принимать и другие каналы в дециметровом диапазоне, то лучше остановиться на «Зигзаге» (рис. 6).

Рекомендации.

Антенна для телевизора должна быть направлена в сторону ближайшего активного ретранслятора, чтобы выбрать нужное положение, следует вращать конструкцию, пока мощность сигнала не станет удовлетворительной.

Если, не смотря на наличие усилителя и рефлектора, качество «картинки» оставляет желать лучшего, можно попробовать установить конструкцию на мачту.

Дециметровая антенна своими руками, установленная на мачту

В этом случае необходимо обязательно установить молниезащиту, но это уже тема другой статьи.

а также GSM, 3G, 4G и Wi-Fi – антенны своими руками.

Какой же русский не любит халявы? Заслышав это слово, мы сразу активируем чакры Муладхара и радостно наполняемся сакральной энергией Вселенского Космоса.
А на кой хрен нам этот бесплатный каталог в красивом мешочке от производителя женского белья? А шестисотый мерин в обмен на "заполните анкету участника конкурса и укажите свой номер (чтобы мы позвонили Вам и обрадовали победой!)"?
Эти бесхитростные мысли, рано или поздно сработают в голове, но не сразу и не у каждого. Да и речь сегодня пойдёт совсем о другом.

С наступлением эпохи DVB-T2 пришёл в мир посланник Божий и сказал всем ищущим: "Бросайте братья прочь тарелки свои спутниковые поганые, да берите в руки паяльники лудильные. То, что мы с вами пытались когда-то сделать с чайником, теперь можно попробовать замутить с любым другим продуктом!"

А замутим мы на этой странице маленькую комнатную антеннку для приёма пока ещё халявного цифрового телевидения DVB-T2 (от английского Digital Video Broadcasting — Second Generation Terrestrial). Да такую, чтоб под стать некрупному «волновому каналу», широко известному в узких кругах как антенна Яги-Уда.

Начну с хорошего. Антенну Харченко (она же двойной квадрат, она же BiQuad) мы делать не будем!
И не то, чтобы она плохая – вполне достойная антенна, но только излишне габаритная для комнатной, к тому же пережёванная вдоль и поперёк могучими челюстями рукодельного народа.

А для разминки начнём с простейшей, но весьма эффективной ДМВ антенны из коаксиального кабеля, которую несложно сделать своими руками, буквально за пять минут.

Рис.1

Антеннка эта фигурирует в нескольких заслуживающих доверия источниках информации. Была она замечена и в книге "Антенны для радиолюбителей", под авторством И.Григорова, и в книге "Антенны КВ и УКВ" от И.В. Гончаренко, и, наверняка, где-то ещё – тоже должна была засветиться.

Вот что пишет про неё автор первого источника:

«Магнитные антенны часто используют для приёма радиовещательных станций, но их можно использовать и при приёме телевидения.
Магнитную антенну можно выполнить из коаксиального кабеля любой марки. Такая антенна проигрывает по усилению традиционным телевизионным антеннам, но за счёт того, что она реагирует только на магнитную составляющую, обеспечивает гораздо лучшее качество приёма в городских условиях при работе в широком диапазоне частот.
Длина кабеля от антенны к телевизору некритична.»

Здесь надо ненадолго притормозить и обратить внимание на распространённую ошибку, допускаемую желающими поучаствовать в мероприятии по воплощению данной конструкции.

Рис.2

Конструкция обсуждаемой антенны является продуктом преобразования классической магнитной антенны (Рис.2 а)) с разрезом в середине оплётки кабеля в модифицированную – без разреза (Рис.2 b)). Причём, если первая из них требует наличия симметрирующего трансформатора для согласования с несимметричным коаксиальным кабелем, то во второй – подобное согласование не требуется, оно уже заложено в самом конструктиве антенны.
К чему это я клоню?
А к тому, что это две разные антенны, и попытки совместить в их в одну конструкцию (полотно антенны с разрезом в кабеле + согласование путём замыкания центральной жилы на оплётку), приведёт на выходе к суррогатному продукту с соответствующими характеристиками.

Данная петлевая антенна способна работать не только на приём, но и на передачу и прекрасно справится с функцией 3G, 4G или Wi-Fi – антенны, при пересчёте её размеров на соответствующий диапазон.

Простенький калькулятор для расчёта размеров петли из коаксиального кабеля, думаю, ещё никому не помешал.

Далее мы плавно переходим к приёмной ДМВ антенне посложнее. При этом – по дальности приёма она вполне может составить конкуренцию активным комнатным антеннам именитого голландского производителя Funke, который заслуженно считается эталоном в антенностроительной отрасли.

В основе конструкции лежит двойная треугольная антенна, описанная в книге Борийчука Г. И. и Булыча В. И. "Радиолюбителю о телевизионных антеннах", а затем и в журнале Радио №6, 1998 г.(статья "Антенна – за час работы", под авторством В. Михайлова, с подробным описанием этой конструкции для приёма ДМВ каналов).

Рис.3

Эта антенна хороша тем, что при значительно меньших габаритах она обеспечивает практически такое же усиления, как и антенна Харченко – около 5 дБ без рефлектора.
Давайте обратимся к выдержкам из статьи В. Михайлова.

«Антенна позволяет принимать телевизионные программы в ДМВ диапазоне с весьма неплохим качеством, даже вне прямой видимости передающей антенны.
Предлагаемую двойную треугольную конструкцию антенны можно изготовить довольно быстро. Основными материалами служат листы гофрированного картона от упаковочных коробок, бытовая алюминиевая фольга подходящих размеров, а также коаксиальный кабель с полиэтиленовой изоляцией (только не фторопластовой) и волновым сопротивлением 75 Ом.

Изготовление антенны начинают с нанесения контуров ее полотна на листы фольги и картона по Рис.3. Острые углы по краям допустимо немного обрезать. Затем, аккуратно вырезав полотно антенны из листа фольги, наносят клей на водной основе (например, "Бустилат", "ПВА" и др.) на полотно и картон. Совместив с нанесенным контуром, приклеивают их друг к другу. Очищают полотно от попавшего на него клея, особенно в местах прокладки кабеля и электрических соединений.

Пока клей сохнет, формуют кабель в соответствии со схемой прокладки, показанной на Рис.3. Далее оголяют оплетку и центральный проводник кабеля в местах электрических соединений с полотном антенны и, следя за тем, чтобы клей не попал на них, приклеивают кабель к полотну антенны (а если это необходимо — то и к картону) клеем "88", "Момент", "Контактол".

После того как кабель приклеился, предварительно обернув его оплетку и центральный проводник полосками фольги для надежного контактирования, соединяют их с полотном антенны пришиванием (по три стежка на каждое соединение). При этом, чтобы нитка не перерезала картон, с обратной стороны приклеивают прокладки из дерева или пластмассы. Концы ниток также фиксируют клеем. Подставку под антенну можно склеить из картона.

Антенна имеет коэффициент перекрытия указанного интервала около 1,45 при КБВ>0,48 и коэффициенте усиления около 5 дБ. При дальнейшем повышении частоты принимаемого сигнала эффективность антенны падает.

Экран-рефлектор — эффективное средство от сильных отраженных сигналов (правда, в рассматриваемых условиях приема особой необходимости в нем все же нет). Изготовляют экран из сплошного листа фольги, который приклеивают к куску картона размерами 0,5λ(ширина)х0,44λ (высота) и крепят параллельно на расстоянии 0,175λ от полотна антенны, используя П-образно согнутые полоски картона. Для удобства последующей сборки размеры листа картона с антенной рекомендуется сделать такими же, как и у листа с экраном.

Размеры двойной треугольной антенны рассчитывают по формулам, опубликованным в книге Г. И. Борийчука и В. И. Булыча "Радиолюбителю о телевизионных антеннах" (М.: ДОСААФ, 1977).»

Размеры эти указаны в приведённой статье в весьма скромном ассортименте:
L8=0,27 х λmax (без экрана);
L8=0,25 х λmax (с экраном);
L6=0,09 х L8;
L7=0,72 х L8;
L5=10мм,
где λmax – максимальная длина принимаемой несущей волны.
Так, что хочешь – не хочешь, а придётся погрузиться в умную книжку, а результат погружения отразить в калькуляторе.

Расчёт двойной треугольной антенны для ДМВ аналоговых и цифровых DVB-T2 каналов.

Как водится, для улучшения направленных свойств двойной треугольной антенны и некоторого увеличения усиления, её возможно снабдить экраном, выполненным их металлических трубок, прутков, либо проводников, натянутых на раму.
Вот как видят конструкцию данной антенны с рефлектором авторы вышеупомянутой книги.

Хороша получилась хреновина – трудолюбива, скромна, нарядна. Но, а для того, чтобы подняться на новый уровень развития и поупираться в сложных условиях слабого сигнала цифрового ТВ, не хватает самого малого – усилителя.
Малошумящий УКВ усилитель можно расположить внутри полотна антенны (красный прямоугольник на Рис.3).
Если входное сопротивление применяемого усилителя составляет 50-75 Ом (как в случае с подробно описанным нами "Простым антенным усилителем на микросхеме SPF504"), кабель следует загнуть вверх и подвести к нижней части усилителя через согласующую петлю вдоль рамки антенны, как это показано на Рис.3. Если величина входного сопротивления усилителя 200-300 Ом, то петлю делать не следует, а опустить коаксиал без всяких изгибов к верхней части усилителя.

СТОЛ ЗАКАЗОВ:

БОНУСЫ:

ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение: Михаил Булах

Программирование: Данил Мончукин

Маркетинг: Татьяна Анастасьева

Перевод: Наталья Кузнецова

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине

	Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Зигзагообразные активные антенны ДМВ

Для приема телевизионных сигналов в диапазоне ДМВ, особенно в неблагоприятных условиях, необходимо использовать хорошие антенны с антенными усилителями, т. е. активные антенны. Об опыте постройки таких антенн и рассказывает автор публикуемой статьи.

В диапазоне ДМВ применение эффективных антенно-фидерных систем (АФС) для приема сигналов в сложных условиях не потеряло своей актуальности. Относительно малая длина λ этих волн позволяет создавать высокоэффективные антенны при сравнительно небольших размерах.

После длительных экспериментов с разными антеннами за основу была взята известная зигзагообразная антенна [1], показанная на рис. 1. Конструктивно в классическом виде полотно антенны состоит из двух одинаковых ромбовидных частей, повернутых одна относительно другой на 180°. Следовательно, такая антенна симметрична. Эта особенность допускает применение антенных усилителей (АУ) с симметричным входом и большим усилением, например, пластинчатых усилителей (ПАУ) SWA и др. [2, 3].

Усиление зигзагообразной антенны зависит от отношения l/λ, а ее входное сопротивление – от отношений l/d и l/λ. Максимальное усиление достигается при длине l = 0,375λ, но при этом оно сильно зависит от диаметра провода.

При l = 0,25λ усиление получается, конечно, меньше, но и зависимость от диаметра провода уменьшается.

При изменении угла α изменяются габариты полотна. Так, если α = 90°, то SH = 2√ 2l = 2,83l; SE = l√ 2 = 1,41l, а если α = 120°, то SH = 2l; SE = 1,73l. Это необходимо учитывать при создании сложных АФС (об этом дальше). Основные размеры полотна антенны, например, для 29-го канала сведены в табл. 1. Следует также иметь в виду и то, что с уменьшением диаметра провода и увеличением периметра полотна усиление растет. Кроме того, при выборе более тонкого провода уменьшается парусность антенны.

Различные конструктивные исполнения антенны имеют разные входные сопротивления (табл. 1). Следовательно, необходимы и разные способы согласования симметричного входа полотна с симметричным входом АУ, имеющим входное сопротивление 300 Ом. Они показаны на рис. 2 [4].

При входном сопротивлении полотна 300 Ом АУ, конечно, можно подключить непосредственно к точкам а – а. Однако для увеличения усиления и направленного действия антенны полотно обычно используют вместе с рефлектором (о нем будет рассказано ниже). Поэтому АУ лучше установить за рефлектором, соединив с полотном симметричной линией с волновым сопротивлением 300 Ом так, как показано на рис. 2,а – для воздушной линии, на рис. 2,6 – для кабеля КАТВ или на рис. 2,в – для кабеля РК-150. В последнем случае оплетки двух отрезков кабеля спаивают одну с другой на концах.

Во всех случаях необходимо учитывать коэффициент укорочения линии К. Для воздушной линии из проводов (рис. 2,а) – К=0,975, для КАТВ (рис. 2,6) – К = 0,8, для кабеля РК-150 (рис. 2,в) – К = 0,75. 0,86 в зависимости от типа кабеля.

Наиболее удобно (по мнению автора) использовать полотно с входным сопротивлением 75 Ом. В этом случае для согласования можно применить четвертьволновый согласующий трансформатор из линии с волновым сопротивлением 150 Ом так, как изображено на рис. 2, г. Он образован двумя отрезками кабеля РК-75 длиной 0,25λKn, где n – нечетное число. Коэффициент К равен 0,65789 для кабеля с полиэтиленовой изоляцией. Размеры трансформатора даны по спаянным на концах оплеткам.

Формула для расчета трансформатора известна:

Zтр = √ Zвх · Zвых ,

поэтому и получается

Zтр = √ 75 · 300 = 150 Ом.

Разомкнутый согласующий шлейф, показанный на рис. 2,д, и четвертьволновый трансформатор (рис. 2,е) позволяют согласовать АУ и антенну с входным сопротивлением, равным менее 300 Ом. Для изготовления шлейфа используют графики в [4]. Ориентировочные коэффициенты для расчета шлейфа и параметры четвертьволнового трансформатора указаны в табл. 2. Основное требование для шлейфа – Zл = Zш = 300 Ом. Размеры шлейфа и соединительной линии связаны соотношением А = В + С.

На рис. 2,д представлен способ подключения полотна с Rвх = 100 Ом к АУ с Rвх = 300 Ом, причем В = 0,13λК, а С = 0,09λК. Для подключения используют симметричный кабель КАТВ (SLX-300) или воздушную линию с волновым сопротивлением 300 Ом. Для второго случая отношение (D/d) = 6,11. При использовании провода диаметром 3,569 мм расстояние между осями проводов равно D = 21,8 мм. Для сохранения фиксированного расстояния между проводами вдоль линии размещают несколько поперечных распорок из высококачественных изоляционных материалов, не ухудшающих свойств при воздействии окружающей среды (фторопласт, полиэтилен, органическое стекло). Следует иметь в виду, что, перемещая шлейф в точках в – в и изменяя тем самым размер С, можно добиться более четкого изображения на экране телевизора.

Четвертьволновый трансформатор можно изготовить из трубок диаметром более 10 мм, как на рис. 2,е. При меньшем диаметре зазор между трубками будет очень мал, что затруднит изготовление трансформатора.

Приведем пример расчета полотна для 29-го канала. При Fиз = 535,25 МГц найдем λиз = 300 000/Fиз = 560,48 мм. Если Rвх = 75 Ом и α = 90°, размер стороны ромбовидной части (см. табл. 1) равен l = 0,29λ = 162,5 мм, α (l/d) = 32. 75. Следовательно, диаметр провода полотна равен 2,1. 5,1 мм. Можно применить полоски шириной 2d, т. е. 4,2. 10,2 мм, из меди или дюралюминия.

Отметим, что на всех последующих рисунках размеры даны для 29-го канала. Пересчет на другие каналы не сложен: зная отношение частоты 29-го канала к частоте определяемого канала, известные размеры умножают на это отношение.

Конечно, полотно антенны, кроме ромбовидных частей, может представлять собой и другие формы, например, зигзагокольцеобразную со сплошными металлическими секторами, как показано на рис. 3.

В зависимости от угла β полотно имеет различное входное сопротивление. Например, при β = 90° оно равно Rвх = 100 Ом, а при β = 140° – Rвх = 75 Ом. Это определяет и разные способы согласования полотна с АУ. Так, полотно при β = 90° более широкополосно и согласуется шлейфом в соответстви и с рис. 2, д. При β = 140° антенна будет более узкополосной из-за необходимости применения четвертьволнового согласующего трансформатора по рис. 2, г.

Для изготовления такого полотна используют пластины из латуни толщиной 0,3 мм. С целью уменьшения парусности полотна в каждом секторе сверлят по 15-20 отверстий диаметром 5 мм с равномерным распределением по площади.

Размеры шлейфа для согласования по рис. 2, д следующие: В=60 мм, С=40 мм, отрезки в – с кабеля КАТВ могут быть длиной 224n мм, где n=1,2,3. Четвертьволновый трансформатор из кабеля РК-75 при согласовании по рис. 2, г может иметь длину 92,18n мм, где n = 1,3,5,7.

По табл. 1 можно выбрать любое полотно из 25 предложенных исходя из наличия материалов или других характеристик.

Диаграмма направленности полотна антенны (без рефлектора) – двухлепестковая вида "восьмерки", поэтому применение рефлектора во всех случаях целесообразно и эффективно, так как улучшает направленные свойства и повышает усиление антенны примерно на 3 дБ при конструктивном исполнении рефлектора, аналогичном полотну. Однако более эффективный способ увеличения усиления антенны примерно на 7 дБ – установка рефлекторной решетки или сетки с мелкими ячейками. Решетка/сетка должна быть сварной и иметь антикоррозионное покрытие. Размеры решетки/сетки должны быть на 5. 10 % больше вертикального (Sн) и горизонтального (SE) размеров полотна.

Решетку/сетку располагают на расстоянии h=100. 50 мм позади полотна в зависимости от принимаемого канала (21-69). Значение h влияет на входное сопротивление полотна и может служить дополнительным способом улучшения согласования всей АФС. Изменяя h при размещении решетки на резьбовых шпильках, добиваются более четкого изображения с наименьшим уровнем шумов ("снега") на экране телевизора.

Использование рефлекторной решетки/сетки изменяет диаграмму направленности антенны, превращая ее в узкую однолепестковую. В результате прием со стороны рефлектора значительно ослаблен, что повышает помехозащищенность АФС.

Еще большего увеличения направленного действия и усиления антенны можно добиться, если применить синфазное включение двух и более полотен – синфазные решетки. Это позволяет принимать передачи на значительном расстоянии и в сложных условиях. Такие антенны представляют собой несколько параллельно включенных полотен, разнесенных по горизонтали или (и) по вертикали в одной плоскости.

Для примера на рис. 4 представлено синфазное включение двух полотен с входным сопротивлением 150 Ом, разнесенных по вертикали. Изображенное на рисунке полотно можно считать модификацией зигзагокольцеобразной антенны с углом β = 0 или разновидностью кольцевой. Антенна хорошо работает в диапазоне ДМВ при диаметре провода всего 1,5 мм.

Способы согласования такой антенны с АУ могут быть различными. Так, на рис. 4 показан вариант включения двух полотен, расположенных на оптимальном расстоянии 0,7λ по вертикали, с линией питания, подключенной к нижнему полотну (зтажу). Для связи между этажами использована двухпроводная линия длиной λК. Линия образована двумя отрезками кабеля РК-75 (К=0,65789). Она симметрична и имеет волновое сопротивление 150 Ом, что обеспечивает хорошее согласование с полотном.

В результате такого параллельного соединения двух одинаковых полотен входное сопротивление всей АФС в точках а – а1 получается равным 75 Ом. Согласование с АУ сделано четвертьволновым согласующим трансформатором по рис. 2,г. образованным двумя отрезками кабеля РК-75.

Однако более предпочтителен (по мнению автора) другой вариант – центрального питания. Он имеет более широкую полосу пропускания. Причем полотна можно разнести как по вертикали, так и по горизонтали на (0,7. 0,75)Х между их центрами.

Для объединения полотен при центральном питании между ними включают две последовательно соединенные симметричные линии по рис. 2,в длиной 0.5ХК (184,4 мм по спаянным оплеткам на концах), но образованных отрезками кабеля РК-75. При этом в центральных точках в – в получается входное сопротивление антенны 75 Ом. К ним и подключают тот же четвертьволновый согласующий трансформатор, что и на рис. 4.

Аналогично используют полотна по рис. 1 с углом α = 120°. Если применены такие полотна с углом α = 90°, то лучше их разнести по горизонтали.

Синфазное включение трех одинаковых полотен по рис. 1 с центральным питанием изображено на рис. 5. Решетка снабжена рефлекторной сеткой. Входное сопротивление каждого полотна равно около 100 Ом и слабо зависит от диаметра провода. Для проверки были использованы провода диаметром 1,2 [(l/d) = 117] и 2,76 [(l/d) = 51] мм. Размеры соединительных линий λК останутся те же, если использовать и другие полотна с Rвх = 100 Ом (по рис. 1 при α = 120° или по рис. 3 при β = 90°).

Полотна соединяют между собой параллельно симметричными линиями с волновым сопротивлением 100 Ом, образованными отрезками кабеля РК-50 длиной (по спаянным оплеткам), равной λК (это условие – обязательное!). В точках в – в общее входное сопротивление антенны равно 33,3 Ом. Согласование с АУ обеспечивается четвертьволновым трансформатором из отрезков кабеля РК-50 (по рис. 2,г) длиной 277 мм.

Все полотна закрепляют на планке из органического стекла толщиной 5 мм. К рефлектору и мачте планка закреплена четырьмя резьбовыми шпильками в точках 0. Рефлекторную сетку (ячейки с размерами 18×18 мм) удаляют от полотна антенны на расстояние h = 105 мм, изменяемое на ±15 мм.

Как уже было выше сказано, АУ устанавливают за рефлектором на мачте и подключают к полотну в точках с – с. Блок питания (БП) АУ размещают рядом с телевизором или на его задней стенке так, как показано на рис. 6.

Постоянное напряжение 12 В с БП поступает по кабелю снижения РК-75 через развязывающее устройство (РУ), включенное в соответствии с рис. 7. РУ состоит из дросселя L1 и конденсатора С2.

Обычно ПАУ типов SWA, GPS и др. питают от маломощных БП, которые имеют различные схемные решения, но чаще всего не защищены от короткого замыкания в нагрузке. А такая защита необходима. Кроме того, если прием телевизионных сигналов происходит с разных направлений, например, на две антенны, то переключение кабелей от антенн на входе телевизора вносит ряд неудобств, причем быстро изнашиваются разъемы. Поэтому желательно предусмотреть их автоматическое переключение.

Для устранения указанных недостатков были разработаны различные БП АУ. Принципиальная схема одного из вариантов БП с применением реле для автоматического переключения антенн представлена на рис. 8. Прием сильных сигналов ДМВ обеспечивает антенна А1 без АУ, подключенная к гнезду XW2, причем БП в этом случае выключен. Для приема слабых сигналов подключается антенна А2 (XW3) с АУ, что происходит при включении БП.

БП включается при нажатии на кнопку SB1. При этом срабатывает реле К1 и его контакты К1.1 блокируют кнопку SB1, удерживая БП включенным. Контакты К1.2 отключают антенну А1 и подключают антенну А2 к телевизору. Выпрямленное напряжение, индицируемое светодиодом HL2, с выхода БП проходит на АУ.

При коротком замыкании в АУ или фидере напряжение на выходе БП и ток через обмотку К1 реле упадут. Реле отпустит контакты К1.1, которые выключат БП. Светодиод HL2 и лампа HL1 погаснут.

Резистор R1 подбирают так, чтобы при стабилизированном напряжении 12В обеспечить четкое срабатывание реле при минимальном токе через его обмотку. Реле может быть любое, например, РЭС47 (паспорт РФ4.500.409). Лампа HL1 (6,3 В х 0,28 А) индицирует включение БП по сети и одновременно служит предохранителем в первичной цепи трансформатора Т1. Трансформатор – любой с напряжением на обмотке II – 9. 11 В. Дроссель L1 – также любой, например, ДМ-0,6. Микросхема КР142ЕН8Б обеспечивает максимальный ток 1,5 А и имеет защиту от перегрузок по току. Однако БП потребляет не более 0,1 А, поэтому можно применить менее мощную микросхему, например, 78L12.

Для приема сигналов в диапазоне ДМВ в журнале рассмотрено несколько АУ, например, [5]. Все они имеют входное сопротивление 75 Ом. Их тоже можно использовать с описанными антеннами с симметричным входом. Для этого нужно применить известное согласующее симметрирующее устройство (ССУ) на ферритовом кольце, включаемое по схеме на рис, 9,а. Но можно установить ССУ в виде U-петли по рис. 9,б. Кабель, идущий к АУ, должен быть коротким и лучше длиной 0.5λК.

Выбирая место установки антенны, необходимо помнить, что каждый лишний метр кабеля снижения ослабит сигнал в диапазоне ДМВ на 0,16. 0,4 дБ. Чем тоньше кабель, тем больше потери. При окончательном монтаже АФС желательно устанавливать новый кабель, так как к концу его срока хранения (он определен в 12 лет) коэффициент затухания увеличивается на 30. 60%. Кабель лучше выбирать более высокочастотный, с большим диаметром центрального проводника. Следует также обеспечить надежную гидроизоляцию в местах пайки.

1. Харченко К. Зигзагообразная антенна. – Радио, 1961, № 3; 1999, № 8.
2. Пахомов А. Антенные усилители SWA. – Радио, 1999, № 1, с. 10-12.
3. Пахомов А. Новые антенные усилители. – Радио, 2000, № 7.
4. Ротхаммвль К. Антенны. – М.: Энергия, 1969.
5. Нечаев И. Антенный усилитель ДМВ на микросхеме. – Радио, 1999, № 4, с. 8.

Автор: Ю.Филичев, г.Вильнюс, Литва

Смотрите другие статьи раздела Антенны телевизионные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Комментарии к статье:

Павел
Хорошая подборка, мне понравилось.

paro2350
Добри и точни изчисления.