Современный рынок предлагает огромный ассортимент антенн для приема эфирного телевидения. Существует два основных вида этих изделий, позволяющие осуществлять прием метрового и дециметрового диапазона радиоэфира. Также их можно разделить по месту использования на наружные и комнатные. Принципиально они мало чем отличаются. Здесь в первую очередь делается упор на размер и сохранение необходимых параметров под воздействием погодных условий. В этой статье мы обсудим существующие виды данных изделий, рассмотрим, какие у них параметры, как проводить тестирование. А для любителей мастерить расскажем, как изготавливается дециметровая антенна своими руками.
А в чем разница?
Попробуем объяснить в двух словах, как определить, какого вида изделие находится перед вами. Антенна дециметрового диапазона внешне напоминает лесенку. Устанавливают их параллельно земле. Метровые антенны ТВ представляют собой скрещенные алюминиевые трубки. Внешний вид обоих типов представлен на фото ниже. Существуют также и комбинированные антенны, когда совмещены и «лесенка», и перекрестные трубки.
Проблема выбора
Казалось бы, все просто. Однако при этом перед покупателем возникает вопрос о том, как правильно выбрать устройство, на какие параметры обращать внимание. Вообще лучше всего антенны ТВ тестировать непосредственно в тех условиях, в которых им предстоит работать. Прохождение радиосигнала зачастую бывает индивидуальным для той или иной местности. Так, изделие в лабораторных условиях показывает одни результаты, а в «полевых» — совсем иные. Существует определенная тактика, позволяющая тестировать как метровые, так и дециметровые ТВ-антенны. Однако, выбирая такое изделие в магазине, мы не имеем возможности провести полноценное тестирование. Ни один продавец не согласится дать нам на испытания несколько различных антенн. В таком случае приходится доверять характеристикам этих изделий. И надеяться, что выбранная антенна будет выполнять свои функции согласно паспортным данным, а не реальным условиям.
Основные параметры
Антенна дециметровая характеризуется в первую очередь диаграммой направленности. Основными параметрами этой характеристики являются уровень боковых (вспомогательных) лепестков и ширина основного лепестка. Ширину диаграммы определяют в горизонтальной и вертикальной плоскостях на уровне 0,707 от наибольшего значения. Так, по этому параметру (ширине основного лепестка) диаграммы принято делить на ненаправленные и направленные. Что это означает? Если основной лепесток умеет узкую форму, значит, антенна (дециметровая) является направленной. Следующим важным параметром является помехозащищенность. Данная характеристика в первую очередь зависит от уровня задних и боковых лепестков диаграммы. Она определяется отношением выделяемой антенной мощности при условии согласованной нагрузки в момент приема сигнала с главного направления к мощности (с той же нагрузкой) при приеме с бокового и заднего направления. В первую очередь форма диаграммы зависит от количества директоров и конструкции антенны.
Что означает термин «волновойканал»?
Антенны ТВ этого типа являются весьма эффективными направленными приемниками радиосигналов. Их широко применяют в зонах явно слабого телевизионного эфира. Антенна (дециметровая) типа «волновой канал» обладает большим усилением и имеет хорошую направленность. Кроме того, эти изделия имеют сравнительно небольшие габариты, что (наравне с высоким уровнем усиления) делает ее весьма популярной среди жителей дачных поселков и других населенных пунктов, удаленных от центра. Эта антенна имеет и второе название – Уда-Яги (по имени японских изобретателей, которые и запатентовали данное устройство).
Принцип работы
Антенна дециметровая типа «волновой канал» представляет собой набор элементов: пассивного (рефлектора) и активного (вибратора), а также нескольких директоров, которые устанавливаются на общую стрелу. Принцип ее действия заключается в следующем. Вибратор имеет определенную длину, он находится в электромагнитном поле радиосигнала и резонирует на частоте принимаемого сигнала. В нем наводится электродвижущая сила (ЭДС). На каждый пассивный элемент воздействует электромагнитное поле, что также приводит к возникновению ЭДС. В результате они переизлучают вторичные электромагнитные поля. В свою очередь эти поля наводят на вибраторе дополнительную ЭДС. Поэтому размеры пассивных элементов, а также их расстояния до активного вибратора выбираются такими, чтобы наводимая ими ЭДС за счет вторичных полей была в фазе с основной ЭДС, которая наводится в нем первичным электромагнитным полем. В таком случае все ЭДС суммируются, что обеспечивает увеличение эффективности конструкции по сравнению с одиночным вибратором. Таким образом, даже обычная комнатная антенна ДМВ может обеспечить устойчивый прием сигнала.
Рефлектор (пассивный элемент) устанавливается сзади вибратора 0,15-0,2 λ0. Его длина должна превышать длину активного элемента на 5-15 процентов. У такой антенны получается односторонняя направленная диаграмма в вертикальной и горизонтальной плоскостях. В результате значительно снижается прием отраженных сигналов и полей, которые приходят с тыльной стороны антенны. В случае необходимости принимать телевизионный сигнал на больших расстояниях, а также в сложных условиях, при наличии большого количества помех, рекомендуется использовать трех- и более элементную антенну, которая состоит из активного вибратора, одного либо более директоров и рефлектора.
Прямой и отраженный сигналы
В статье, посвященной волновым приемным устройством («Теле-Спутник» № 11 за 1998 год), отмечалось, что в случае, когда источником сигнала служит не стандартный (то есть не лабораторный) генератор и излучающая антенна, а сигнал транслируется телевизионной вышкой, значительную роль играют погодные условия, а также место установки приемника. Особенно это сказывается на работе изделий ДМВ-диапазона. Объясняется это тем, что длина волны в дециметровом диапазоне меньше, соответственно, огибание препятствий значительно хуже, а любые отражения сигнала играют важную роль в качестве принимаемой картинки. В частности, даже стена дома может быть отражателем волн. Так, в условиях отсутствия прямой видимости этим свойством можно воспользоваться — принимать отраженный сигнал. Однако его качество будет ниже, чем у прямого. Если уровень транслируемого сигнала высокий, но нет прямой видимости, то можно воспользоваться отраженной волной. По сути, комнатная дециметровая антенна работает именно на этом принципе. Ведь в комнате сложно поймать прямую волну, если окна выходят в обратную сторону. Поэтому, если постараться, всегда можно найти такую точку, где принимаемый сигнал будет выше. А вот в случае прямой видимости любая отраженная помеха испортит принимаемую картинку.
Методика, позволяющая сравнивать параметры антенн
Для того чтобы провести тестирование приемных устройств, им необходимо создать одинаковые условия:
1. Выбрать место установки, в котором будет работать ваша антенна. Можно воспользоваться балконом, крышей или мачтой. Главное, чтобы и высота, и место были одинаковым для всех изделий.
2. Направление на источник транслируемого сигнала следует выдерживать с точностью до трех градусов. Для этого можно сделать специальную метку на трубе крепления.
3. Измерения следует проводить при одинаковых погодных условиях.
4. Кабель, соединяющий антенну и телевизор, должен иметь одинаковые сопротивление и длину. Лучше всего использовать один провод, меняя только приемники.
Тестирование следует проводить только для изделий одного вида. Например, комнатная антенна ДМВ-диапазона не должна сравниваться с наружной или с метровыми приемниками. Следует понимать, что полевые испытания могут дать результаты, которые будут существенно отличаться от лабораторных.
Дециметровая антенна для цифрового телевидения
В последнее время в средствах массой информации все настойчивее говорится о необходимости перехода на цифровое телевидение. Многие уже сделали это, а кто-то еще размышляет. Пока что трансляция сигнала ведется в обоих режимах. Однако качество аналогового ТВ оставляет желать лучшего. В связи с этим люди интересуются, какие можно использовать дециметровые антенны для Т2. Давайте разберемся с этим вопросом. По сути, цифровое телевидение вещает на канал ДМВ-диапазона. Так что для его приема может подойти стандартная ДМВ-антенна. В магазинах часто можно увидеть приемные устройства, на которых указано, что они предназначены для цифрового телевидения. Однако это маркетинговый ход, позволяющий продать стандартную дециметровую антенну дороже, чем она стоит. Покупая такое изделие, у вас не будет гарантии того, что оно обеспечит лучший прием, чем то, что уже стоит у вас дома и работает не один год. Как мы уже говорили раннее, качество зависит в основном от уровня транслируемого сигнала и условий прямой видимости. Однако следует учитывать, что в большинстве городов используются для передачи цифрового телевидения значительно более мощные генераторы, чем для аналогового. Это делается для того, чтобы ускорить переход на новый стандарт. Ведь зрители хотят видеть четкое изображение, а не «снег» на экранах. Поэтому если в витрине выставлен приемник, на котором написано «Дециметровая антенна для DVB T2», знайте: это вовсе не значит, что перед вами какое-то особенное изделие. Просто не совсем честный продавец хочет нажиться на неосведомленном покупателе. Также следует знать, что программа перехода на новый стандарт предусматривает создание консультативных центров. В них вы можете получить исчерпывающую информацию по любому вопросу, связанному с цифровым телевидением. Все консультации даются бесплатно. В некоторых городах данное оборудование находится в тестовом режиме, поэтому сигнал может быть неустойчивым или ослабленным. Не переживайте, работники центра всегда подскажут, как решить проблему с качеством приемом сигнала.
Дециметровая антенна своими руками
Длина ДМВ-волн укладывается в промежуток от 10 см до 1 м. От этой особенности и произошло их название. Электромагнитные колебания на этой частоте распространяются преимущественно по прямой линии. Они практически не огибают препятствия, лишь частично отражаются тропосферой. В связи с этим дальняя связь в дециметровом диапазоне весьма затруднительна. Ее радиус не превышает ста километров. Рассмотрим пару примеров того, как сделать дециметровую антенну в домашних условиях.
Первый вариант самодельного приемника телевизионного вещания будет, так сказать, собран на колене из подручных материалов. ДМВ-каналы располагаются на отрезке от 300 МГц до 3 ГГц. Наша задача — изготовить антенну, которая будет работать именно на этих частотах. Для этого нам понадобятся две пивные банки объемом 0,5 литра. Если использовать емкость большего объема, то снизится принимаемая частота. Для монтажа понадобится какой-нибудь каркас, можно использовать доску шириной 10 см. Также можно воспользоваться обычной деревянной вешалкой, в таком случае полученную антенну можно будет подвесить на гвоздь в любом удобном месте комнаты. Кроме каркаса и банок, необходимо подготовить пару шурупов-саморезов, инструменты, коаксиальный кабель, разъем, клеммы, изоляционную ленту. На один конец кабеля надеваем телевизионный разъем и подпаиваем его. Второй конец заводим в клеммник. Далее прикрепляем шурупами к горлышкам банок клеммы. Провода должны плотно прилегать к металлу. Теперь приступим к сборке самой антенны. Для этого на горизонтальной перекладине закрепляем банки горлышками навстречу. Расстояние между ними должно составлять 75 мм. Для фиксации банок можно использовать изоляционную ленту. Все, антенна готова! Теперь следует отыскать место устойчивого приема телевизионного сигнала и повесить в этом месте нашу «вешалку».
Приемное устройство для цифрового телевидения
Этот раздел предназначается для людей, которые не желают использовать обычное (аналоговое) изделие, а хотят, чтобы для нового формата использовалась специальная дециметровая антенна. Своими руками такое приемное устройство также собирается элементарно. Для этого нам понадобятся квадратный деревянный (можно из оргстекла) каркас с диагональю 200 мм и обычный кабель РК-75. Представленный вашему вниманию вариант является зигзагообразной антенной. Она отлично себя зарекомендовала при работе в диапазоне приема цифрового телевидения. Причем она может использоваться в местах, где отсутствует прямая видимость на источник сигнала. Если у вас слабая трансляция, к ней можно подключить усилитель. Итак, приступим к работе. Зачищаем конец кабеля на 20 мм. Далее выгибаем провод по форме квадрата с диагональю 175 мм. Конец загибаем наружу под углом 45 градусов, к нему пригибается второй зачищенный конец. Плотно соединяем экраны. Зачищенная центральная жила свободно висит в воздухе. На противоположном углу квадрата аккуратно снимаем изоляцию и экран на участке 200 мм. Это будет верх нашей антенны. Теперь соединяем полученный квадрат с деревянным каркасом. В нижней части, там, где соединены два конца, следует использовать медные скобы, сделанные из толстого провода. Это обеспечит лучший электрический контакт. Вот и все, дециметровая антенна для цифрового телевидения готова. Если она будет устанавливаться снаружи, можно сделать для нее пластиковых корпус, что защитит устройство от осадков.
10.10. Антенны дециметровых волн
В диапазоне АМВ из-за уменьшения действующей длины приемной антенны при повышении частоты на входе антенны развивается меньшее напряжение, чем при тех же условиях в метровом диапазоне. Поэтому возникает необходимость устанавливать антенны с большим коэффициентом усиления. В антеннах типа «Волновой канал» это достигается при увеличении числа директоров, создании синфазных решеток из многоэлементных антенн (рис. 10.30). Так как размеры элементов антенн соседних каналов отличаются незначительно, обычно их приводят для группы каналов (табл. 10.20).
Т а б л и и а 10.20
13-элементная антенна типа «Волновой канал»
состоит из трех рефлекторов, активного петлевого вибратора и 9 директоров. Расстояния между торцами петлевого вибратора А равняется 10…20 мм. Диаметр вибраторов антенны — 4…8 мм. Коэффициент усиления антенны равен 11,5 дБ, угол раствора основного лепестка диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях 40°.19-элементная антенна типа Волновой канал для диапазона ДМВ (рис. 10.31) состоит из трех рефлекторов, активного петлевого вибратора и 15 директоров. Вибраторы изготовлены из проволоки и трубок диаметром 4 мм. Они крепятся любым способом к несущей стреле диаметром 20 мм. Длина стрелы для любой группы каналов составляет 2145 мм (табл. 10.21). Коэффициент усиления антенны составляет 14…15 дБ, угол раствора основного лепестка диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях равен 30…32.
Широкополосная антенна типа «Волновой канал» для приема в каналах 21…41 (рис. 10.32).
В зависимости от расстояния до телевизионного передатчика и зоны уверенного приема его сигналов количество элементов (директоров) антенны можно уменьшать до 8,11 или 15.
В случае когда предпочтение отдано приему в одном телевизионном канале (например, прием программы НТВ из пос. Колодищи), размеры элементов антенны и расстояния между ними можно пересчитать на этот канал.
Таблица 10.21
Наибольший коэффициент усиления (13 дБ) широкополосная антенна ДМВ имеет в 28-м канале, средняя частота которого составляет 500 МГц. Коэффициент пересчета (Кп) в этом случае определяется по формуле
Кп=530/fcp
где fcp — средняя частота канала ДМВ, МГц. Для 37-го канала, средняя частота которого 562 МГц, Кп равен:
Кп=530/562=0,943.
Умножив размеры элементов и расстояния между ними на 0,943, получим размеры антенны для 37-го канала (рис. 10.33). Так же можно пересчитать широкополосную антенну на любой канал (или группу каналов) ДМВ. Средняя частота канала (группы каналов) приведена в табл. 10.2, длина полуволновой петли — в табл. 10.1. При использовании металлической несущей стрелы (траверсы) полученные при пересчете размеры элементов увеличивают на половину ее диаметра.
Коэффициент усиления канальной антенны возрастает до 14…15 дБ. Антенну из восьми элементов используют на расстоянии до 20…30 км от пос. Колодищи, из 11 — до 30…40, из 15 элементов — до 50…60 км. За зоной уверенного приема на расстоянии до 70…90 км используют антенну из 24 элементов. Для обеспечения хорошего качества принимаемого изображения непосредственно на мачте устанавливают антенный усилитель.
Антенна мало подвержена влиянию близко расположенных предметов и имеет хорошую повторяемость. Допустимы отклонения до 2 мм от расчетных размеров практически без ухудшения параметров антенны.
Антенна типа «Волновой канал» со сложным пассивным рефлектором (рис. 10.34; табл. 10.22…10.24) состоит из решетчатого рефлектора (рис. 10.35, а), два полотна которого установлены под углом 90° на конце несушей стрелы, активного петлевого вибратора (рис. 10.35, б) и 18 директоров.
При этом два первых директора (А1 и Д2) являются двухэтажными и разнесены по вертикали на толщину несущей стрелы (табл. 10.23).
Таблица 10.22
Главным достоинством такой антенны является надежная экранировка задней полусферы благодаря увеличению КЗД при установке сложного рефлектора. Последний концентрирует энергию полезного сигнала в направлении активного вибратора, что способствует повышению коэффициента усиления антенны.
Таблица 10.23
Таблица 10.24
На рис. 10.36 показан вид сбоку описанной выше антенны. 6-элементная антенна предназначена для ближнего приема на расстоянии до 10…15 км от телевизионного передатчика:
10-элементная — 15…25; 15-элементная — 25…40; 20-элементная — на расстоянии 40…60 км и более.
В диапазоне ДМВ широко используются рамочные антенные Тройной квадрат, рамки которых выполнены из цельного куска медного, латунного провода диаметром 2…3 мм. При размерах дециметрового диапазона (табл. 10.25) антенна обладает достаточной жесткостью. Провод необходимо изогнуть определенным образом (рис. 10.37). В точках А, Б и В провода необходимо зачистить и спаять. В этой конструкции вместо шлейфа (см. рис. 10.12), изготовленного из куска коаксиального кабеля, используется четвертьволновой корот-
козамкнутый мостик (см. рис. 10.11) той же длины, что и шлейф (см. табл. 10.5). Расстояние между проводами мостика остается прежним (30 мм). Конструкция такой антенны достаточно жесткая, и нижняя стрела здесь не нужна.
Фидер подвязывают к правому проводу мостика с наружной стороны. При подходе фидера к вибраторной рамке оплетку кабеля припаивают к точке X’ центральный проводник — к точке X. Левый провод мостика закрепляют на диэлектрической стойке или в случае наружной антенны — на мачте. Важно, чтобы в пространстве между проводами мостика не находились фидер и стойка мачты.
При наличии медных, латунных или алюминиевых полосок
можно сделать ромбовидную антенну (рис. 10.38). Полоски (1) скрепляют внахлест винтами и гайками. В точке соприкосновения пластин должен быть надежный электрический контакт. Толщина полосок произвольная.
Ромбовидная антенна может работать в полосе частот каналов 21…60, коэффициент усиления ее равен 6…8 дБ. Для его повышения антенну можно снабдить рефлектором (рис. 10.39).
Простейший рефлектор представляет собой плоский экран, изготовленный из трубок или отрезков толстого провода. Диаметр элементов рефлектора некритичен (3…10 мм). Полотно рефлектора (2) крепится с помощью стоек-опор (3)
Таблица 10.25
к металлической или деревянной мачте (4). Точки 0 имеют нулевой потенциал, относительно земли, поэтому стойки (2) могут быть металлическими.
Фидер (5) — кабель типа РК с волновым сопротивлением 75 Ом прокладывают к точкам питания А и Б. Оплетку кабеля припаивают к точке Б, а центральный проводник — к точке А. При дальнем приеме ромбовидная антенна может быть оснащена широкополосным усилителем (6).
2-элементная Швейцарская антенна (см. рис. 10.21) также может использоваться в диапазоне ДМВ (табл. 10.26).
Таблица 10.26
Дециметровые волны (ДМВ) располагаются в диапазоне радиоволн, имеющих длину волны от одного метра до 10 см, и лежат в частотах от 300 МГц до 3 ГГц. Для приёма ДМВ применяются широкополосные антенны направленного действия они могут осуществлять приём телетрансляций на удалении 60—70 км от телецентра.
Особенности приёма ДМВ
Необходимо понимать, что чёткого различия между профессиональными и домашними антеннами не существует. Профессиональные антенны для телевизионного режима имеют узкую диаграмму направленности, а значит и больший коэффициент усиления. Благодаря этому они имеют более усложнённую, с множеством элементов конструкцию, чем домашние.
Перечислим основные части, из которых состоит антенна:
- фидер;
- рефлектор;
- вибратор;
- директор.
В первую очередь на качество приёма оказывает влияние рельеф местности. Различные барьеры, возникающие на пути прохождения сигнала, ослабляют его уровень или не дают его распространению. В зоне отсутствия прямой видимости антенны нередко настраивают на отражённый сигнал и из-за этого приходится применять различного вида активные усилители и согласователи.
В близости от передатчика антенна может ставиться внутри помещения или снаружи. В отдалении, конечно, нужно ставить снаружи: на стену, балкон, крышу, мачту. Обычно в удалении от ретранслятора антенна размещается на высоте 8—15 м на мачте.
Симметрирование антенн
Симметрирующие устройства устраняют попадание токов радиочастоты на внешнюю площадь наружного проводника (оплётки) коаксиального провода. Подключать без такого устройства нельзя, так как это приводит к искривлению диаграммы направленности антенны и уменьшению помехоустойчивости приёма. Когда входное сопротивление антенны отличается от волнового сопротивления провода, то такое устройство применяется и как согласующее.
Согласующее устройство для антенны своими руками выполнить несложно. Обычно применяют четвертьволновой мостик или волновое U-колено. Мостик представляет собой двухпроводную короткозамкнутую линию с величиной длины Lcp/4, подключённую к зажимам вибратора. Мостик состоит из двух трубок, изолятора и короткозамкнутого шунта. Через одну из трубок (например, левую) пропускается кабель. Внешний проводник (оплётка) подключается к левой трубке вибратора и левой трубке мостика, центральный контакт — к правой трубке вибратора.
Волновое колено выполняется из кабеля и состоит из двух отрезков с волновым сопротивлением 75 Ом, соответственно длиной Lc/4 и Lc/3, где Lc средняя длина волны в кабеле. Выдерживать определённое расстояние между кабелями не нужно. Рабочая полоса частот составляет 12— 15 процентов.
И также может использоваться проволочный трансформатор. Он трансформирует входной импеданс антенны в импеданс равный 73 Ом. Две пары катушек трансформатора намотаны поочерёдно на двух каркасах диаметром 5— 7 мм. Намотка непрерывная, в два провода. Промежуток между каркасами 15—20 мм. Монтаж выполняется на металлической плате, к концам которой припаиваются оплётка фидера и концы обмоток.
Проволочная антенна
Самую простую конструкцию можно выполнить из куска медной проволоки. Такая антенна представляет собой петлевую рамку, которая состоит из двух разделённых зазором проводников. В случае использования мачты, крепление осуществляется с помощью изоляционной пластины, например, гетинакс, покрытый лаком или текстолит. Место подключения кабеля при использовании на улице следует закрыть от прямого попадания атмосферных осадков.
Основная операция будет заключаться в расчёте длины петли. Для этого необходимо знать частоту передачи эфирного сигнала. Длина волны, соответствующая несущей частоте изображения f, вычисляется по формуле L = 300/f. Например, для частоты 600 МГц это значение будет L = 300/600= 0,5 м. То есть длина петли составит 50 см.
Алюминиевый диск
Для изготовления нам понадобится:
- алюминиевый диск толщиной 1 мм;
- печатная плата из стеклотекстолита толщиной 1 мм;
- согласующий трансформатор;
- кабель с волновым сопротивлением 75 Ом.
В алюминиевом диске диаметром 356 мм, с отверстием посередине с диаметром 170 мм, делается пропил 10 мм. Вместо выпиленного куска устанавливается печатная плата, к которой припаивается согласующий трансформатор. Вместо него можно установить усилительное устройство, взятое из комплекта, идущего с польской антенной.
Волновой канал
Несложная по конструкции высокоэффективная антенна направленного действия, которая может быть использована практически во всём диапазоне телевизионного вещания. Антенна представляет собой активный полуволновой вибратор (обычно петлевой), рефлектор из нескольких директоров, укреплённых на основании стрелы, зафиксированные скобами или сваркой. Вибратор со стрелой закрепляется на мачте. Соединение кабеля и симметрирующе-согласующего U образного колена к активному вибратору производится с помощью специальной коробки.
Полуволновое колено выполняется из отрезков коаксиального кабеля длиной равной средней длины волны поделённой на два. U-колено является сразу как симметрирующим устройством, так и трансформатором сопротивлений: оно изменяет входное сопротивление петлевого вибратора 292 Ом до 73 Ом, что даёт возможность обеспечить согласование вибратора с фидером. Оплётки кабеля колена нужно спаять между собой, а также с оплёткой фидера. Длина отрезка используемого провода примерно будет около 185 мм.
Расчёт
ДМВ антенны вибраторы изготавливаются из трубок диаметром от 14 до 25 мм, несущую стрелу 18—35 мм. Мачта может быть изготовлена из трубок диаметром 40—50 мм, со стенкой 3—4 мм или деревянного бруса 60×60 мм.
Рекомендуется применять при расстояниях 40—50 км от телевышки трёхэлементного вида антенну, 50—70 пяти или семиэлементную, 70—80 одиннадцатиэлементную.
Расстояние между элементами устройства можно рассчитать в специально созданных для этого программах: Antwu 15, 4K6D и т. п. Эти утилиты русифицированные, разобраться будет нетрудно.
Зигзагообразное устройство
Несложная в изготовлении антенна широкого диапазона. Работает в двукратной полосе частот. Конструкция представляет собой две вертикальные рейки, закреплённые на диэлектрической стойке. На верхнем и нижнем конце стойки крепят стальные планки. Планки такого же вида, но через изоляционные шайбы, закрепляют на концах реек. На стойке между рейками располагают непроводящую пластину, на которой установлены две пластины из проводника.
Кабель диаметром 3—4 мм соединяют со стальными планками. Его также подпаивают к нижней планке. Провод прокладывают параллельно стороне внутреннего кабеля нижней рамки и припаивают к планкам (оплётку — слева, центральный проводник справа).
Для упрощения конструкции можно использовать только один ромб, зигзаг. Размер такого ромба составит 340×340 мм. Расстояние между двумя металлическими планками в центре ромба берут около 10 мм. В качестве материала применяют алюминиевые, медные или латунные трубки, или полоски шириной 6—10 мм.
Усилитель
Для улучшения приёма телевизионного эфира часто применяют антенну с активным усилителем сигнала. Обычно такой усилитель не нуждается в настройке и выполняется на малошумящих транзисторах с усилением около 20 дБ.
Для того чтоб изготовить усилитель ТВ сигнала своими руками, понадобится печатная плата и следующий перечень радиоэлементов:
- Резисторы: R1, R5—220 Ом; R2, R6—8,2 кОм; R3—3,3 кОм; R4, R8—22 Ом; R7— 1,5 кОм.
- Конденсаторы: C1—0,01 мкФ; C2, C4, C6—220 пФ; C3, C5—100 нФ.
- Транзисторы: VT1, VT2 S790T.
Схема антенного усилителя для телевизора своими руками будет выглядеть так:
https://masterkit.ru/images/magazines/3_Sh4 04 .gif
Усилитель выполнен на транзисторах S790T по схеме с общим эмиттером и имеет две корректирующие цепочки R1, C3 и R5, C5. Устройство собирается на двух усилительных каскадах. Центральная жила входного кабеля подпаивается на вход конденсатора C2, а оплётка экрана на общую землю. Усиленный сигнал снимается с выхода конденсатора C6.
Усилитель для антенны распаивают на отдельной независимой плате, радиоэлементы на ней устанавливаются навесным способом. Крепят плату посередине антенны, такое расположение позволяет эффективно принимать сигнал.
Рамочная антенна
Самодельное устройство будет состоять из следующих элементов:
- алюминиевые полосы размером 320 мм;
- мачта;
- рефлектор;
- усилительное устройство;
- кабель.
Вначале собирается рамка из четырёх полос. Крепление между собой осуществляется с помощью винтов. В середину рамки устанавливается крестовина. От центра каждая часть крестовины укорачивается на 5 мм. Ближайшие друг к другу части обрезанных пластин соединяются проводником, образовывая два внутренних, разделённых квадрата. К этим пластинам припаивается кабель, к одной центральная жила, к другой оплётка. Далее антенна устанавливается на мачте, и крепится усилитель.
Логопериодическая
Такая антенна выделяется хорошим согласованием с коаксиальным кабелем и узкой диаграммой направленности, что позволяет принимать телевизионный сигнал на значительном удалении.
Антенна состоит из двухпроводной симметрично распределённой линии, образованной из одинаковых трубок, лежащих параллельно друг другу. На эти трубки устанавливаются полувибраторы в количестве семи штук, при этом направление их чередуется на противоположное относительно предыдущего.
Кабель с волновым сопротивлением 75 Ом прокладывается в одну из линий, концы труб в месте входа фидера соединяются пластинкой из проводника. Экран кабеля распаивается при его выходе из линии, а центральная жила припаивается к лепестку, установленном на заглушке другой трубы. Расстояние между вибраторами выбирают от начала 80, 94,77, 63, 52, 43, 35 мм, а их размер соответственно 160, 131, 107, 88, 72, 60, 49 мм.
Польская
Если выполнить самостоятельно усилитель нет возможности или желания, можно приобрести готовый. Особой популярностью пользуются те, что стоят в так называемых польских антеннах, например, фирмы Sowar. Польская антенна работает в широкополосном диапазоне, т. е. может принимать дециметровый и метровый сигнал. Однако, в том виде в котором она есть, она не очень приспособлена для приёма цифрового телевидения DVB-T, поэтому для её использования рекомендуется выполнить доработки.
Всё дело в том, что входное сопротивление усилителя выше сопротивления антенны. Для начала убираем длинные метровые активные вибраторы или укорачиваем их до размеров дециметровых, затем удаляем полотно рефлектора от активных вибраторов. Таким образом, изменяется сопротивление антенны. Из усилителя желательно выпаять и узел согласования, кольцо из феррита. Это поможет расширить диапазон, увеличит сопротивление, изменит частотную характеристику.
Баночная
Эта оригинальная антенна, которую просто сделать самостоятельно, не уступит по параметрам логопериодической антенне. Собирается из двух консервных банок. Банки берутся размерами 75×95 мм. С помощью двух полосок стеклотекстолита банки соединяются путём пайки. Одна полоска сплошная, а на второй делается разрыв в который подпаивается кабель. Принцип работы её основан на свойстве симметричного широкополосного вибратора, за счёт чего она обладает большим коэффициентом усиления.
Рассмотренные виды антенн без проблем можно подключать к всевозможным приставкам для приёма цифрового телевидения и даже фм диапазона.
Глава пятая
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ АНТЕННЫ ДЛЯ ПРИЕМА ТВ-СИГНАЛОВ В ДЕЦИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ
Для мастеров-радиолюбителей большой интерес представляют ТА дециметрового диапазона, которые позволяют значительно расширить возможности лампово-полупроводниковых моделей телевизоров. В данной главе предлагаются для повторения только три типа ТА ДМВ, так как автор подготовил к изданию новую книгу, полностью посвященную ТЛ для приема ДМВ и спутникового телевидения.
В соответствии с принятой классификацией прием телепередач на 21—61-м каналах обеспечивается в диапазоне ДМВ на частотах свыше 300 МГц. В большинстве случаев владельцы телевизоров, оборудованных соответствующими селекторами каналов, применяют комнатные индивидуальные малогабаритные антенны. Но на садово-огородных участках эти антенны не всегда дают положительный результат. Поэтому в большинстве случаев приходится использовать самодельные дециметровые антенны, которые рассматриваются в настоящей главе.
Каждый цветной телеприемник имеет три антенных ввода: два для подключения антенны метровых волн (MB), один из которых обеспечивает ослабление сигнала в 10 раз, и специальный ввод для подключения антенны ДМВ. Все антенные вводы рассчитаны на подключение коаксиального радиочастотного кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом.
Подключение антенны к дециметровому вводу специальной конструкции должно обеспечивать такое же высокое качество основных технических характеристик телевизора, как и при приеме в диапазоне MB.
Важнейшей характеристикой, определяющей качество изображения и чистоты звукового сопровождения, является чувствительность. В диапазоне MB чувствительность канала изображения должна быть не хуже 100 мкВ,
а в диапазоне ДМВ — не хуже 500 мкВ. Для современных телевизоров чувствительность звукового сопровождения в диапазоне MB должна быть не хуже 50 мкВ. а в диапазоне ДМВ — не хуже 200 мкВ.
Не менее важным электрическим параметром является избирательность, которая характеризуется способностью ослаблять сигналы помех вне рабочей полосы частот. Избирательность при настройке от несущей частоты изображения принимаемого канала на 1,5 МГц должна быть не хуже 40 дБ (100 раз), на 3,5 МГц — 40 дБ, на +6,5 МГц — 36 дБ, на +8 МГц — 40 дБ,
От качества изготовления антенн зависят также такие параметры, как контрастность и максимальная яркость. Величина контрастности зависит от размеров взаимного удаления темных и светлых элементов изображения. В общем случае контрастность должна быть не хуже 80:1 и выше. Максимальная яркость свечения определяется как яркость наиболее светлых крупных участков телеизображения, она может составлять до 100 кд/м^2.
Диапазон воспроизводимых звуковых частот должен находиться в пределах от 80 до 12 500 Гц.
При проектировании и изготовлении ТА дециметрового диапазона используются известные формулы, в основу которых входят следующие понятия: действующая длина антенны пропорциональна длине волны; коэффициенты усиления и защитного действия антенны ДМВ должны быть выше, чем у антенн метрового диапазона; с увеличением частоты возрастает затухание в коаксиальных кабелях, соединяющих антенну с входом телевизора; внутренние шумы входных цепей телевизоров в диапазоне ДМВ больше, чем в диапазоне MB.
Эти электрические параметры сравнительно легко реализуются в различных типах антенн за счет увеличения числа пассивных элементов. Например, в антеннах типа «волновой канал», логопериодических антеннах и антеннах для дальнего приема телевидения.
В диапазоне ДМВ все элементы антенны имеют малые конструктивные размеры, и при увеличении числа директоров габаритные размеры самой антенны остаются небольшими. (Интересное решение было опубликовано в журнале «Радио», № 2 за 1988 г.).
Зона уверенного приема ДМВ радиопередающей станцией, как правило, оценивается статистическими методами, она непостоянна во времени и зависит от диэлектрической проницаемости воздуха. В диапазоне ДМВ длины
волн короче 0,65 м — для работы в каналах с 21-го и выше. Минимальные потери при распространении ДМВ наблюдаются до тех пор, пока между передающей и приемной антеннами существует прямая видимость, за .пределами которой сигнал существенно уменьшается и уверенный прием становится невозможным.
В теоретических исследованиях распространение ДМВ представляют в виде окружности, радиус которой равен максимальному расстоянию прямой видимости, с тем допуском, что мощность, излучаемая передающей станцией, достаточно велика для приема непосредственно на границе. Известно, что чем выше частота радиосигнала, тем больше требуется напряженность поля в месте приема. Для первых каналов MB в месте установки приемной антенны напряженность поля находится в пределах от 300 до 700 мкВ, а для ДМВ — 3200 мкВ и выше. Напряженность поля по мере удаления от передающей станции уменьшается. Для ДМВ нельзя рассчитывать радиус зоны прямой, видимости по максимальному расстоянию прямой видимости, так как мощность станций недостаточна для приема на максимальном расстоянии прямой видимости. Например, минимальная напряженность поля для 33-го канала — 70 дБ (3200 мкВ).
Радиолюбителями разработано достаточно большое число антенных усилителей несложной конструкции, предназначенных для усиления сигналов в телевизионном диапазоне ДМВ, которые решают почти в полной мере изложенные проблемы и конкретные задачи.
Для приема ДМВ используются широкополосные направленные антенны, работающие без перестройки в широком диапазоне волн и для приема телепередач на расстоянии до 60—70 км от ТЦ.
Для расчета такой антенны необходимо знать крайние волны рабочего диапазона частот lдл.mах и lдл.min. Сначала определяют длину наибольшего вибратора l, которая должна быть равна (с определенным допуском) 0,55 lдл.max. Затем строится равнобедренный треугольник с заданным углом а при вершине, который лежит в пределах от 30 до 45°, и основанием треугольника, равным в масштабе построения длине наибольшего вибратора l. Второй вибратор располагается на расстоянии а1, которое определяется из пределов (0,15…0,18) • lдл.max от первого (в масштабе построения).
Длина второго вибратора в этом случае определяется
однозначно, исходя из построения, так как он должен полностью вписываться в треугольник. Далее определяется длина третьего вибритора, который располагается на расстоянии а2=а1•t, где t — коэффициент уменьшения длины вибратора. Затем строится четвертый вибратор на расстоянии а3=а2•t от третьего и т. д. Построение продолжается до тех пор, пока длина очередного вибратора, вписанного в треугольник, не будет равна (ориентировочно) (0,14…0.45.) • lдлmin. Этот вибратор и будет последним.
Логопериодические антенны сравнительно просты по конструкции, хорошо согласуются с 75-омным коаксиальным кабелем снижения, имеют КПД от 4 до 7 дБ. Все логопериодические антенны и существующие их разновидности могут быть представлены в виде замкнутой системы вибраторов, расположенных и горизонтальной плоскости.
Схема плоской вибраторной логопериодической антенны (ЛПА) представлена на рис. 5.1. Антенна состоит из двухпроводной распределительной линии длиной А, в которую включены вибраторы различной длины и различного расположения. Наибольший вибратор состоит из двух отрезков, отстоящих друг от друга на расстоянии 2 d, где d — диаметр трубки распределительной линии.
Электрические параметры антенны определяются тремя основными составляющими: периодом структуры t, углом раствора а и длиной антенны L.
Параметры антенны рассчитываются так, чтобы внутри каждого интервала частот элементов антенны (например, f7 — f6) характеристики антенны менялись незначительно.
Первый параметр t характеризует частотную периодичность антенны, при которой каждый вибратор имеет свою резонансную частоту. На самой низкой частоте, в зависимости от выбранного канала, рабочего диапазона f1 = fmin резонирует первый вибратор 1 с длиной плеча l1, на следующей, более высокой, частоте f2 резонирует вибратор 2 с длиной плеча l2 = l1 • t и т. д.
Незначительное изменение характеристик антенны при расчете параметров должно быть во всем рабочем диапазоне частот, поэтому антенна, построенная по рассматриваемому принципу, и носит название логарифмически-периодической, или логопериодической.
Длина антенны L рассчитывается по формуле: L = (l1 — 
т. е.зависит от угла и принимаемого диапазона
частот, который определяется, в свою очередь, размерами граничных элементов антенны l1 и l9. Здесь необходимо заметить, что количество элементов в антенне не ограничивается девятью элементами и может составлять от шести до двадцати двух.
Логопериодическая антенна может быть изготовлена для приема телепередач во всех диапазонах частот.
Расстояние между двумя соседними вибраторами можно определить также по формуле: а6= l6(1—t)ctg(а/2). При изготовлении антенны для приема телепередач на первых 12 каналах рекомендуется принять в расчетных формулах t = 0,84; а = 60°; L = 2285 мм; число вибраторов равно 13. Для антенны, предназначенной для приема первых 3 каналов, необходимо взять шесть вибраторов, тогда L = 1515 мм.
Антенну, работающую на первых каналах телевидения в метровом диапазоне волн, рекомендуется изготавливать из трубок с тонкими стенками диаметром 20 мм. Антенну для 6—12-го каналов можно сделать из дюралевых или латунных трубок диаметром 15 мм, а антенну для приема сигналов ДМВ — из трубок диаметром 8 мм, с толщиной стенки до 1 мм.
Второй вариант логопериодической антенны приведен на рис. 5.2, где проводники распределительной линии расположены в вертикальной плоскости, а вибраторы — в горизонтальной плоскости в два ряда. Все вибраторы поочередно направлены в разные стороны. Коаксиальный кабель снижения проложен внутри нижней трубки без верхней полиэтиленовой оболочки. Экран коаксиального кабеля припаян в точках б и г, а центральная жила кабеля припаивается в точке а.
Проводники распределительной линии, как правило, скрепляются между собой крепежными изоляторами в двух точках. Концы трубок распределительной линии в точках виг должны быть накоротко замкнуты металлической перемычкой. К вертикальной штанге логопериодическая антенна прикрепляется с помощью крепежных деталей, расположенных в центре тяжести собранной антенны.
Телевизионная антенна дециметрового диапазона для приема телепрограмм с 21-го по 40-й канал, которая по принятой классификации относится к антеннам типа «волновой канал», показана на рис. 5.3.
Техническая характеристика:
коэффициент усиления …………. 2,8—4 (9,2…12 дБ)
КБВ, не менее ………………. 0,55—0,85
КЗД, не менее ………………. 14—24 .
входное сопротивление активного
петлевого вибратора …………. 292 Ом
волновое сопротивление фидера ….. 75 Ом
рабочая частота ……………… 470—622 МГц
неравномерность коэффициента
усиления …………………. 0,8
кпд, не менее ……………….. 0,96
количество принимаемых программ
без перестройки ……………. 20
внешние нагрузки в местностях
с климатом ……………….. УХЛ, ХЛ, В
диаграмма направленности односторонняя
в горизонтальной плоскости ……. узкая, объемная
ширина главного лепестка диаграммы
направленности в горизонтальной
плоскости …………………. 32—46
Как следует из рисунка, антенна имеет одиннадцать директоров, петлевой вибратор 3, рефлектор, состоящий
из трех элементов 1 и 2, и несущую стрелу 4, которая изготавливается из металлической трубки диаметром 20— 22 мм.
Для изготовления активного 3 и пассивного вибраторов (директоров) используется дюралюминиевая трубка диаметром не менее 8 мм. Рефлектор можно выполнить из алюминиевой полоски толщиной 5 мм, но можно применить и меньшую толщину — до 2,5 мм. Ширина пассивных элементов рефлектора равна 16—20 мм. Средний элемент рефлектора крепится непосредственно к несущей стреле с помощью специальных шайб и крепежных деталей, а два других элемента рефлектора 1 — с помощью металлической стойки, которая также жестко прикреплена к стреле. Расстояние между этими элементами равно 49 мм при проекции на горизонтальную плоскость.
Петлевой вибратор выполнен из дюралюминиевой трубки диаметром 8—12 мм с толщиной стенки не менее 1 мм. Рекомендуется изготавливать петлевой вибратор из дюралюминиевой полоски толщиной 2.5 мм и шириной до 50 мм. Он может иметь фигурную конструкцию, удобную для крепления и, самое главное, обеспечивающую хорошее согласование во всем диапазоне частот принимаемых телепередач. Размеры основных элементов антенны — пассивных и активных — приведены в табл. 5.1. Длина четвертого элемента антенны рассчитывается, исходя из об-
щего количества вибраторов, и в данном случае равна 1400—1450 мм.
Наилучшие результаты дает подключение коаксиального кабеля снижения к петлевому вибратору через УСС типа «проволочный трансформатор». Изготавливается это УСС на двух ферритовых кольцевых сердечниках марки 100ВЧ размерами 8,4 х 3,5 х 2 мм. на которые виток к витку вплотную наматываются обмотки в два провода марки ПЭЛШО диаметром 0,23 мм. УСС должно обеспечивать КБВ, равный 0.75, в широкой полосе частот (от 470 до 622 МГц) со стороны подключения коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом.
В данной антенне можно применить другое УСС, изготовленное без ферритовых сердечников,— эквивалент кабельной петли, выполненной из отрезка спиральной полосовой линии, которая наматывается на ферритовый или
стальной стержень из электротехнической стали марки 3311, 3312, 3313. Спираль изготавливается из медной или латунной ленты толщиной до 0,1 мм, шириной до 1 мм, имеет 5,25 витка и укладывается в пазы, сделанные в диэлектрике, выполненном в виде трубки, которая устанавливается на этот стержень. Намотка спирали на стержень показана на рис. 5.4.
Эту антенну можно устанавливать на одной штанге с антенной MB, но расстояние между ними должно быть не менее 1,0—1,2 м.
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». |
| Справочник радиолюбителя конструктора. 1973 г. |
| а). Антенна «волновой канал». б). Диаграмма направленности антенны. |
| Стрела из деревянной рейки. |
| Рефлектор и 2 директора. |
| Директорная антенна. |
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. |
| 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. |
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.
Еще одна самоделка, для скучающих дома 😉Понадобилась пара антенн для цифры, в местах «не самого лучшего приема»… пошел по магазинам
Решил замутить самоделку. Как-то стремно было «крутить» антенну из отрезка кабеля, (хотя по слухам работает) -хотелось чего-то простого, но более приличного и продвинутого 🙂
На самом деле, изготовленная мною не кардинально сложнее, но как-то «солиднее» что ли. Да и результаты ее проверки весьма воодушевили, поэтому решил набросать небольшое описание что и как, вдруг еще кому покажется полезным 😉
… если даже мои уличные котики имеют «нормальную» антенну на своем домике, как же самому быть без антенны?! 🙂
Проволока еще не вся закончилась, сейчас что-нибудь соберем! 😉
Проволока еще не вся закончилась, сейчас что-нибудь соберем! 😉В описываемых местах, ранее у меня использовались самодельные широкополосные логопериодические антенны, еще со времен «начала перестройки» наверное 😉
Они неплохо работали в аналоге и не только на ДМВ, но «цифра им, почему-то, оказалась не по зубам». Не особо вникал в суть причин, снял их и стал размышлять, чем заменить.
Вот одна из них, ждет места на «мусорке» 🙂
Самоделку будем собирать «по мотивам» двойного квадрата Харченко.
Ее немало хвалят и ругают в сети, отчасти из-за того, что существует много разновидностей антенны. Имеются различные вариации изготовления и согласования -нет единого мнения о некоторых элементах и особенностях конструкции.Я выбрал что-то среднее между найденными вариантами и рассчитал под свой «размер». Получилось относительно просто и, как оказалось, неплохо работоспособно! 🙂
Немного истории
В начале 60-х годов прошлого века, нашим соотечественником, Харченко К. П. была разработана простая плоская зигзагообразная антенна с хорошими характеристиками.Авторское свидетельство № 138277 на изобретение под названием «Диапазонная направленная антенна» Константину Павловичу Харченко было выдано в 1961 г. (по его заявлению от 16 июня 1960 г.). В том же году были опубликованы материалы в журнале «Радио» для повторения радиолюбителями.
Антенна не критична к материалам и размерам при изготовлении, имеет простое хорошее согласование с кабелем снижения, в ней удачно сочетаются кратные элементы синфазной антенной решётки с одной точкой питания.
Теория и расчеты
Описываемая антенна, в теории, имеет диаграмму направленности «восьмерку» по горизонтали и относительно высокий коэффициент усиления, который дополнительно можно увеличить, при использовании отражателя/рефлектора.
Для получения максимального усиления на всех каналах, необходимо изготавливать антенну примерно на середину диапазона между используемыми мультиплексами.
Найти (для расчетов) частоты мультиплексов, используемых в Вашем регионе, несложно,
например запросом вида «dvb-t2 частоты каналов»+ «Краснодар»у меня нашлось подобное:
Середина, между двумя «моими» мультиплексами, это 700МГц — на эту частоту и будем рассчитывать антенну.
За основу расчета размеров антенны, возьмем рисунок ее автора
Высчитываем длину волны:λ = 300 / f [m]
300/700 = 0.428м, примерно 43см
длина каждой стороны ромба λ/4 =43/4= 10.75
Суммарная длина необходимого нам материала (11см*8=88см)- менее метра.Я буду изготавливать простую антенну, без рефлектора, однако, для дополнительного увеличения усиления этой антенны, его вполне возможно установить сзади нее
Расстояние между контактами снижения, куда будем припаивать кабель, 10-12мм (стандартное значение у этой антенны для частот ниже 900МГц).
например из металлической сетки/решетки для гриля, фольгированного материала или просто металлической пластины.
Его размеры должны быть примерно процентов на 20 больше размеров антенны и расположен он должен быть на расстоянии ƛmax/7.
Для моего случая: длина волны (39канал) 300/618, получается….49/7= то есть порядка 7см
Для тех, кому лень самому заниматься расчетами— можете использовать онлайн-калькулятор, результаты лишь слегка будут отличаться от мною полученных.
Вот, например такой -здесь сразу вводятся частоты двух мультиплексов и получаем размеры антенны (без рефлектора)
Или другой вариант, с рефлектором -хочу правда заметить, что во втором варианте используется несколько иной вариант расчета, отличающийся от авторского.
Подразумевается антенна с углами отличными от 90° и удаление рефлектора рассчитывается как λ/8
Для изготовления полотна антенны рекомендуется использовать алюминий или медь (медь хорошо паяется) диаметром от 3мм и выше — чем больше диаметр, тем более широкополосной получается антенна.
Можно использовать трубки, толщина стенок непринципиальна, так как используется только поверхность материала (по-сути можно фольгой обмотать любой диэлектрик для получения необходимого материала).
Однако, на мой взгляд, проще всего купить метр медной проволоки большого сечения в магазине электротоваров.
Сборка антенны
Очистим от изоляции кусок провода длиной метр.
мне «попался» провод диаметром 4.5мм
Из инструмента понадобятся тиски и молоток. Отмеряем примерно по 11см и изгибаем под углом 90°
В конечном результате нужно получить такую «геометрическую» фигуру 🙂
Лишнее обрезаем и спаиваем концы. Должно получиться что-то похожее…
Припаиваем кабель, как показано на фото.
Кабель прокладываем по одной из сторон квадрата и закрепляем хомутами.
Такое расположение кабеля необходимо для его согласования (есть разные мнения, не все соглашаются с данным утверждением).
При использовании рефлектора, полотно антенны в крайних точках квадратов можно крепить и с помощью металлических стоек, например припаять на остатки такой же медной проволоки — там точки с нулевым потенциалом (выделено зеленым цветом). В остальных местах крепление допускается только через диэлектрик.
Испытания
Ну и наконец проверка работоспособности и примерная оценка качества полученной антенны.С проверкой собственно говоря все просто — включили, работает! 🙂
А что бы оценить, а «стоила ли овчинка выделки», сравним параметры принимаемого сигнала от изготовленной антенны, с уже используемой мною на даче, с заявленным коэффициентом усиления 11dBi
Антенна установлена на мансарде дачного домика, на расстоянии примерно 16км от вышки телецентра
Самоделку повесил примерно на такой же высоте, внутри помещения.
Уровень сигнала: слева заводская стационарная антенна/справа самоделка
На первый взгляд разница всего в 1% (95 против 94) — но это не совсем правильное сравнение, так как внешняя антенна у меня подключена через сплиттер, который дополнительно ослабляет сигнал.
Оценка качества работы антенны
Попробуем сделать более корректное сравнение, подключаясь через вход сплиттера.Ну и кроме того, для наглядности, добавим количество участников 🙂
Список антенн, принимающих участие в сравнении:
1. Внешняя антенна Funke BM 4551 наружная дальнего действия, заявленный коэффициент усиления, из некоторых источников (покупал в Юлмарте), до 16dB
2. Имеется старенькая рамочная ДМВ антенна, от ТВ Электроника 313д, надо сказать при всей простоте, очень неплохая антенна, поэтому и сохранилась 😉
3. Сгонял в магазин- купил для сравнения в обзоре одну из самых дешевых, типа симметричного вибратора
(100% самая покупаемая пенсионерами, из-за низкой цены).
Все «замеры» буду проводить в одной точке, максимально близко расположенной ко внешней антенне — ее местоположение опытным путем подбиралось по максимуму сигнала, поэтому можно утверждать что условия приблизительно одинаковые
Итак, уровень сигнала с внешней антенны мы уже видели 95% (на момент текущих измерений показывало 94%), ее берем за эталон.
Все сравнения делаем подключая антенны ко входу на сплиттере, к которому обычно подключена внешняя антенна.
Рамочная антенна, от Электроники 82% на 39 мультиплексе и 66% на 60
Бюджетная с «рогами» 🙂 — 62%/38% (на грани пропадания трансляции)
Двойной квадрат — 92% на обоих мультиплексах, примерно на пару процентов меньше от внешней
Ради любопытства, решил проверить работу рефлектора, который несложно изготовить из любой металлической сетки, пластины или даже фольги… РЕАЛЬНО заметно работает!
Уровень поднялся до 96%!, что даже выше от стационарной, с заявленным коэффициентом усиления от 11dB.
Самое любопытное- предмет, который я использовал в качестве рефлектора! 🙂
Фольги в доме не нашлось, из совсем доступного с металлической поверхностью необходимых размеров, была… крышка ноутбука (он у меня имеет металлический корпус).
Но главное результат! Понятное дело, ноут я «привязывать» к антенне не собираюсь, да и хватит мне ее усиления и без рефлектора 🙂
Вывод:
Могу смело рекомендовать к повторению! Просто, «дешево и вкусно»…Одно из самых простых, комнатных креплений антенны… обычными присосками — если повезет с направлением на телецентр 😉
Следующая антенна, «рекомендуемая для повторения»… логопериодическая 😉
Всем удачи и хорошего настроения! ☕
Узконаправленная антенна для приема ДМВ
категория
Самодельные антенны
материалы в категории
Использование дециметрового диапазона волн для приема телевидения предоставляет радиолюбителям широкие возможности конструирования антенн различных типов. Однако, ввиду особенностей распространения волн этого диапазона, основное внимание следует сосредоточить на изготовлении высокоэффективных антенн, имеющих узкие диаграммы направленности. Описываемая в настоящей статье антенна принадлежит к этому классу. Она имеет коэффициент направленного действия (КНД) порядка 50 и сравнительно проста в изготовлении. В ее основу входит ромбическое полотно, которое хорошо известно по применению в коротковолновом диапазоне.
Основными недостатками ромбической антенны обычного типа являются пониженный к.п.д. ввиду включения активного нагрузочного сопротивления и наличие в диаграмме направленности значительных боковых лепестков. Повысить коэффициент усиления антенны путем исключения активной нагрузки и расширения поперечных размеров проводов ромба нельзя, так как это приводит к дополнительному росту боковых лепестков. Практически полностью избавиться от первого недостатка (т. е. повысить к. п. д. примерно до 100%) и заметно ослабить второй (понизить уровень боковых лепестков) можно, нагрузив ромбическое полотно вместо активной, переменной реактивной нагрузкой и снабдив антенну рефлектором.
При этом работу антенны можно представить так: под действием возбуждающей э.д.с. на проводах ромба возникает падающая волна, распространяющаяся в сторону реактивной нагрузки и создающая поле Епад (рис. 1). Часть энергии этой волны уходит на излучение, а оставшаяся часть полностью отражается реактивной нагрузкой и создает на проводах ромба отраженную волну, распространяющуюся в сторону экрана — рефлектора. Эта волна создает поле Еотр. В свою очередь часть энергии отраженной волны идет на излучение, а оставшаяся — поглощается генератором, возбудившим э. д. с. Поле отраженной волны, попадая на рефлектор, меняет направление распространения и накладывается на поле падающей волны. При изменении реактивной нагрузки изменяются условия наложения и в итоге для результирующего поля Ерез могут
быть подобраны оптимальные условия. Очевидно, что они зависят как от фазы поля Еотр, так и от его амплитуды. Фаза поля Еотр подбирается реактивной нагрузкой, а амплитуда задается диаметром проводов ромба. Попутно заметим, что часть энергии волны, отраженной от реактивной нагрузки, попадающая в фидер, может быть использована для компенсации отражений на его входе, возникающих за счет разницы между волновым сопротивлением фидера и входным сопротивлением антенны, что может улучшить согласование антенны с фидером.
Условия для получения оптимального результирующего поля Ерез и режима работы фидера близки друг другу, поэтому одновременно с нужней диаграммой направленности обеспечивается согласование антенны с фидером.
Диаграммы направленности ромбической антенны с рефлектором и переменной реактивной нагрузкой для l=3L и угла ф3° показаны на рис. 2. Как видно из этого рисунка, для Е-плоскости (горизонтальной) угол раскрыва диаграммы направленности невелик (15°). Это требует повышенного внимания при юстировке антенны.
Конструктивно антенна может быть сделана так, как показано на рисунке в начале статьи. Она состоит из плоского решетчатого рефлектора, ромбического полотна, узла питания и фиксирующих деталей (каркасов и расчалок). Все детали рефлектора, включая мачту, могут быть выполнены из металла. Если нет такой возможности, то поперечные рейки 1 рефлектора и ствол 2 мачты могут быть сделаны из дерева, а остальные детали — из проволоки. Целесообразно оттянуть к стволу мачты растяжками 3 концы верхней и нижней поперечных реек рефлектора для исключения провисания его проводов.
Ромбическое полотно 4 антенны изготовляют из голого медного провода диаметром около 1 мм. Его прикрепляют к концам диэлектрического (деревянного) каркаса. Плоскость каркаса должна быть параллельна плоскости земли и перпендикулярна плоскости рефлектора. Для фиксации каркаса используются четыре расчалки 5. И каркас, и расчалки обязательно должны быть выполнены из диэлектрика. Для каркаса удобно использовать лыжные палки из бамбука, тростника или стекловолокна. Расчалки можно сделать из нескольких жил капроновой рыболовной лески. Если будет применен деревянный каркас, необходимо в местах его непосредственного соприкосновения с проводами ромбического полотна предусмотреть вставки из органического стекла. Все детали антенны за исключением узлов, описанных ниже, могут быть изготовлены произвольно из материалов, имеющихся в распоряжении радиолюбителя.
На рис. 3.2 показана схема питания антенны. Она предусматривает переход от коаксиального кабеля типа РК-75-7-15 (РК-3) к проводам ромба. Этот переход (симметрирующее устройство) представляет собой трубку с двумя пазами. Ширина пазов составляет 0,4 внутреннего диаметра трубки, а длина — около 250 мм. Конец кабеля вставляют в трубку со стороны, противоположной пазам так, чтобы его наружная оплетка была натянута на трубку. Поверх оплетки накладывают бандаж и пропаивают трубку, оплетку и бандаж. Затем оголенную часть оплетки и бандаж обматывают изоляционной лентой. Выдвинутую из второго конца трубки (со стороны пазов) полиэтиленовую изоляцию с центральным проводником обрезают и последний припаивают к одной из половин трубки, образовавшихся после прорезания пазов. Провода ромбического полотна припаивают к обеим половинам трубки и укрепляют образовавшийся узел непосредственно на стволе мачты, так как на него приходится большая нагрузка- натяжение проводов ромба. Перед тем, как припаять проводники ромба к половинам трубки, на нее плотно одевают металлическое кольцо (передвижной короткозамыкатель), замыкающее накоротко половины трубки и позволяющее менять длину пазов от точек питания ромба до кольца. Прикреплять трубку вдоль ствола мачты следует на диэлектрических прокладках (текстолит, органическое стекло), чтобы между трубкой и стволом был просвет в 20-30 мм. Привязывать трубку к мачте можно только диэлектрическими материалами, например, капроновой леской. Крепление ниже пазов может быть сделано проволокой. В концы поперечной рейки каркаса ромба следует вставить пластмассовые, керамические или стеклянные втулки (рис. 3.3). В них вставляют провод ромба.
В противоположной точкам питания вершине ромб должен быть нагружен на переменную реактивную нагрузку. Она представляет собой замкнутую с одного конца двухпроводную линию, образованную продолжением сторон ромба (рис. 3.4,а). Следует избегать расположения этой линии на деревянном каркасе. Поэтому конец продольной рейки каркаса ромба следует изготовить из органического стекла или другого изоляционного материала. Для того чтобы иметь возможность менять длину линии, нужно сделать и одеть на нее скобу-короткозамыкатель (рис. 3.4, б).
Начинать настройку антенны следует с постепенного изменения длины двухпроводной нагрузочной линии, передвинув кольцо-короткозамыкатель в точках питания ромба так, чтобы длина пазов была равна четверти длины волны (131 мм). Оценивать правильность настройки антенны лучше всего по виду ее диаграмм направленности, которые должны быть возможно ближе к показанным на рис. 2. Если нет возможности определить диаграммы направленности, то работу антенны определяют по качеству изображения на экране телевизора.
Так как в начале настройки скоба короткозамыкателя двухпроводной линии устанавливается произвольно, то в направлении главного излучения антенны может быть провал. Его нетрудно обнаружить, вращая антенну влево — вправо на ±20° от направления на корреспондента. В этом случае, не направляя антенну на один из имеющихся максимумов, следует продолжать настройку. Нужно ориентировать антенну на провал и добиваться его устранения перемещением скобы-короткозамыкателя вдоль двухпроводной линии. Подобрав искомое положение скобы-короткозамыкателя, нужно зафиксировать его на линии и подстроить антенну, перемещая кольцо-короткозамыкатель в точках питания антенны вверх и вниз от исходного положения.
Размеры описанной антенны можно изменить, пользуясь графиком рис. 4, на котором приведена зависимость угла ф ромба (см. рис. 1) от длины его стороны l/L, выраженной в длинах волн. Этот график позволяет рассчитать необходимые размеры каркаса для ромбического полотна. Все остальные узлы антенны не изменяются за исключением рефлектора, поперечные рейки которого должны быть несколько длиннее поперечной рейки каркаса ромба.
Канд. техн. наук К. ХАРЧЕНКО
Узкополосная антенна UHF RFID
Узкополосная антенна UHF RFID
| Электрическая | ||
| Диапазон частот | 865-868 МГц | |
| Ширина полосы | 3МГц | |
| F 1300 900/ | 900o | F14 > 25dB |
| Усиление | 12dBi | |
| VSWR | <1,5 | |
| Излучение | Направление | |
| Горизонтальная ширина луча | 65 ° | |
| Ширина вертикального луча | 25 ° | |
| Поляризация | Линейный | |
| Молниезащита | DC Заземлено | |
| Максимальная входная мощность | 100 Вт | |
| Импеданс | 50 Ом | |
| Разъем | N Женский | |
| Антенна материал | ПВХ | |
| Монтажный путь | Полюс | |
| Диаметр монтажного столба | Ø30 ~ Ø50 мм | |
| Механический | ||
| Размеры | 605x290x130 мм | |
| Вес | 5.5 кг | |
| Рабочая температура | -40 + до + 70 ℃ | |
| Номинальная скорость ветра | 241 км / ч | |
| Соответствует RoHS | ДА |
Характеристики изделия
Электрические свойства: подходят для применения с УВЧ RFID и имеют характеристики направленности, короткого луча, большого усиления и малого размера,
Механические свойства: Небольшой размер, подходит для всех видов контроля доступа, управления транспортным средством.
Основные применения
Антенна BRA-08 может использоваться в приложении УВЧ контроля доступа,
Характеристики производительности
Диапазон частот: 902 МГц-928 МГц
КСВ: ≤1,3: 1
Усиление: более 8 дБи
: круговая поляризация
Отношение осей: <3 дБ
Относительная влажность: 5% -95% a
Входное сопротивление: 50 Ом
Подключение антенны: SMA-FEMALE
Физические характеристики
Размер: 129 мм * 315 мм * 15 мм
Вес: 1.02 кг
Материал: RF-4, нержавеющая сталь
Цвет: серебристо-белый
Рабочая температура: -40 ° С ~ + 85 ° С
Температура хранения :: — 40 ° С ~ + 85 ° С
Фотография продукта
Диаграмма направленности (3D> 8dBi)
,
Пожалуйста, сообщите нам, сколько вы хотите указать для таможенного оформления.
Обратите внимание, что мы можем указать более низкую цену на заявленную цену доставки, но мы не будем платить за таможенный штраф или тариф, вызванный этим.
Номер продукта
Антенна BRA-16
Характеристики и особенности продукта
Электрические характеристики: универсальная антенна для применения с радиочастотными терминалами в диапазоне УВЧ, с направленным узким лучом, высоким коэффициентом усиления и т. Д.
Механические свойства: подходит для любого контроля доступа, управления транспортным средством и других случаев.
Основное назначение и сфера применения
Антенна BRA-16 может быть легко использована для контроля доступа в диапазоне УВЧ, управления транспортным средством и в других случаях.
Производительность
Диапазон частот: 860 МГц ~ 960 МГц
Коэффициент напряжения стоячей волны: ≤1.3: 1
Коэффициент усиления: 10 дБи
Полярность
полярная поляризация
поляризация
поляризация
поляризация
: <3 дБ
Относительная влажность: 5% ~ 95%
Входной импеданс: 50 Ω
Тип разъема: Мужчина SMA-50KFD женские
Механические индикаторы
Размер : 460 мм × 240 мм × 50 мм
Вес: 2.5 кг
Материал: акриловая пластина, алюминий.
Цвет: черный
Рабочая температура: -40 ℃ ~ +85 ℃
Температура хранения: -40 ℃ ~ +85 ℃
Антенна
,Узкополосная антенна— это … Что такое Узкополосная антенна?
Лучевая антенна — Направленная антенна, которая передает свои сигналы по очень узкому пути. Эти антенны выгодны как для передачи, так и для приема. Прямое усиление увеличивает диапазон, а также хорошее соотношение фронт-тыл и узкую полосу пропускания в…… Авиационный словарь
Антенна с веерным пучком — Антенна с веерным пучком — это направленная антенна, создающая основной луч, имеющий узкую ширину луча в одном измерении и более широкую ширину луча в другом измерении.Эта схема будет достигнута с помощью усеченного параболоидного отражателя или круглого параболоида … … Википедия
Антенна (радио) — Штыревая антенна на автомобиле… Википедия
Балка — бесшовные, прил. лучевидный, прил. / beem /, n. 1. любой из различных относительно длинных кусков металла, дерева, камня и т. Д., Изготовленных или фасонных эсп. для использования в качестве жестких элементов или частей конструкций или машин. 2. Строительные профессии. горизонтальный подшипник…… Universalium
Усиление антенны — определяется как отношение интенсивности излучения антенны в заданном направлении к интенсивности той же антенны, которая излучает во всех направлениях (изотропно).Поскольку интенсивность излучения изотропно излучаемой мощности составляет…… Википедия
Логопериодическая антенна — В телекоммуникации логопериодическая антенна (LP, также известная как логарифмическая периодическая матрица) — это широкополосная, многоэлементная, однонаправленная, узкопучковая антенна, которая имеет характеристики полного сопротивления и излучения, которые регулярно повторяются в виде … Википедия
Параболическая антенна — Параболическая антенна спутниковой связи на Erdfunkstelle Raisting, крупнейшее в мире средство спутниковой связи, в Раистинге, Бавария, Германия.Он имеет корм типа Кассегрена. Параболическая антенна — это антенна, которая использует…… Википедия
Роговая антенна — Пирамидальная микроволновая рупорная антенна с шириной полосы от 0,8 до 18 ГГц. Линия подачи коаксиального кабеля присоединяется к разъему, видимому сверху. Этот тип называется ребристым рогом; изогнутые плавники, видимые внутри рога, увеличивают антенну… Википедия
Антенна с высоким коэффициентом усиления — Антенна с высоким коэффициентом усиления (HGA) — это антенна с узкой сфокусированной шириной луча радиоволны.Эта узкая ширина луча позволяет более точно нацеливать радиосигнал, также известный как направленная антенна. Чаще всего упоминается во время космических миссий, … … Википедия
Карандашный луч — Карандашный луч — это луч излучающей энергии в виде узкого конуса или цилиндра. Антенны, которые сильно сгибаются по азимуту и высоте, часто называют антенной с пучковым лучом. Например, антенна с фазированной решеткой может излучать тонкий луч… Википедия
тарелка антенны — Блюдо для блюда (d [i ^] sh), n.н бросить. Ср {Dais}, {Desk}, {Disc}, {Discus}.] 1. Сосуд, как блюдо, тарелка, миска, используемая для подачи еды на стол. [1913 Webster] …… Международный словарь английского языка
Похожие записи
