Всеволновые выносные антенны такие как « Дельта » прекрасно справляются со своей задачей передавать сигналы широкого диапазона частот в различных условиях. Обычно городским жителям телевизионные антенны нужны для трансляции эфирных ТВ-каналов, чтобы обеспечить максимально свободный от помех сигнал. Как правило, конструктивно простая всеволновая телевизионная антенна « Дельта » состоит из симметрично расположенных метровых антенн и антенны дециметровой. Устанавливаются телевизионные антенны снаружи помещения - на фасады, крышу, на окна или балконы. Удачно применять телевизионные антенны « Дельта » на дачах, в деревенских домах, в зонах не только уверенного, но и недостаточно хорошего приема, для которых можно подобрать определенную модель «Дельта» нужной мощности, при необходимости, с встроенным усилителем.
Внимание! наружные DVB-T2 антенны вы можете найти в разделе Антенны наружные для цифрового телевидения
Наше предложение включает телевизионные антенны в различном исполнении. Это известные российские производители качественных телевизионных антенных систем, продукция которых востребована не только в России, но и за пределами нашей страны. В компании « ТВдельта » представлены пассивные и активные (с усилителем) антенны торговых марок « Дельта » , « Локус » и других производителей, предназначенные для эксплуатации в любых погодных условиях, в температурном диапазоне от -40 до +50 градусов. Для защиты от непогоды антенны « Дельта » выполненные из стали или легкого алюминия, покрыты специальными порошковыми красками.
В большинстве вариантов телевизионные антенны « Дельта » поставляются со всеми комплектующими для их установки либо частично собранными, поэтому проблем с монтажом такой телевизионной антенны у вас не возникнет. В условиях, когда нужно установить антенну « Дельта » на определенной высоте, например, на даче, в ход идут мачты необходимой длины, они приобретаются отдельно. Выбрать эти дополнительные комплектующие для антенны можно в нашем магазине. Выбрать подходящую именно вам телевизионную антенну « Дельта » предварительно ознакомившись с ее характеристиками, вы можете в каталоге нашей компании.
Антенны типа “Дельта” давно используются радиолюбителями. Ее удобно располагать в любых вариантах и вертикально при наличии достаточной высоты и когда нет места на крыше, но бывает, что и под углом в 45 градусов не удается разместить антенну. Поэтому предлагаются разные варианты выполнения антенны “Дельта” и ее размещение и крепление.
На рис1 классическое размещение антенны при достаточной высоте подвеса.
Вы не можете расположить антенну под углом к земле можно расположить ее горизонтально относительно поверхности земли рис2. Для согласования входного сопротивления антенны и питающего фидера, используется трансформатор, который изготовлен из кабеля RK 75 длиной-13,94м.
Если у вас имеется достаточно места, чтобы расположить “Дельту под углом в 45 градусов и получить максимальный выйгрыш от этой антенны то на рис3 приводится схема размещения антенны с указанием размеров. Согласование антенны с питающим кабелем RK 75 особых затруднений не вызывает. Настройка антенны сводится установкой на среднюю частоту диапазона за счет изменения периметра рамки “Дельты”, а настройка по КСВ за счет изменения угла наклона по отношению к земле.
При недостаточной высоте подвеса предлагается вариант с расположением антенны “Дельта” в горизонтальной и вертикальной плоскости на рис4, при этом излучение антенны будет направлено в сторону раскрытых плеч антенны.
При хорошем перепаде высот, если вы живете в 9 или 12 этажном доме, во дворе или рядом имеются 4 или 5 этажные дома, можно изготовить направленную антенну из 2-х антенн “Дельта”, ее схема приведена на рис5. Данная антенна обладает всеми свойствами направленной антенны и имеет усиление в сторону излучения до 8 dB. Антенна конструктивно располагается на растяжках разбитых изоляторами. Запитана коаксиальным кабелем RK 75.
При наличии рядом стоящих зданий одинаковой высотности можно изготовить антенну из 3-х антенн “Дельта” рис6. Усиление данной антенны до 9,5 dB запитывается также без всяких согласующих устройств так как входное сопротивление данной антенны 75 ом. Периметр “Дельты” – R = 85.8 метра, Z = 83.3 метра, D = 80.8 метра. Расстояние между R и Z = 25 метров, а между D и Z = 25 метров. Конструктивно антенна растянута растяжками из капронового троса диаметром 8 – 10 мм с талрепами.
Приведенная антенна рис7 из серии компромиссов: – малая высота подвеса антенны 11 метров и желание ее использовать в широкой полосе частот. Для согласования входного сопротивления антенны используется открытая линия сопротивлением в 300 ом, поэтому работать через такую антенну можно только через тюнер, это позволит вам не только правильно согласовать, но и появляется возможность использовать во много диапазонном варианте.
Для уверенного приема телевизионных программ обязательно необходима антенна. С момента начала телевизионного вещания постоянно разрабатывались различные типы приемных антенн. Благодаря накопленному опыту в теории приема радиосигналов, совершенствованию методики расчета антенн, в настоящее время широкое распространение получили несколько типов приемных устройств, которые различаются усилением, направленностью, частотным диапазоном.
Все телевизионные антенны должны соответствовать определенным требованиям, которые, зачастую, противоречивы, но их несоблюдение ведет к тому, что антенна превращается в бесполезную конструкцию:
Самые проблемные параметры – это коэффициент усиления и направленность. В большинстве случаев повышение усиления сужает направленность. С одной стороны, это хорошо, так как исключается возможность приема мешающего сигнала с другого направления, отраженного сигнала или помехи. С другой стороны, узконаправленная антенна требует точной настройки на передающую станцию, и малейшее отклонение от заданного направления, например, при сильном ветре и высокой мачте, резко снижает качество приема.
Не менее важный параметр – частотный диапазон. Абсолютное большинство антенн обладает наибольшим усилением в пределах узкой полосы частот, соответствующей в конкретном случае одному телевизионному каналу. Расширение рабочего диапазона происходит за счет снижения усиления. А так как телевизионное вещание ведется в широком диапазоне частот, то конструирование универсальной антенны становится очень сложной задачей.
Диапазон частот телевизионного вещания разделяется на два поддиапазона:
Разница длин волн метрового и дециметрового диапазона привела к тому, что устройства для приема метровых и дециметровых программ имеют различные конструктивные особенности, в основном связанные с габаритами.
Цифровое телевидение работает в дециметровом диапазоне. Устойчивый прием дециметровых волн возможен только в прямой видимости от передающей антенны. На больших расстояниях требуется либо увеличивать высоту подъема антенны, либо увеличивать коэффициент усиления.
Сигналы метрового диапазона могут огибать поверхность земли, поэтому зона уверенного приема значительно больше.
Наибольшее распространение получили антенны типа «Волновой канал». Они имеют узкую диаграмму направленности и высокий коэффициент усиления, которые напрямую связаны с количеством элементов и, соответственно, с длиной конструкции. Но, при увеличении длины увеличивается вес, и снижается механическая прочность конструкции. Также сужается частотный диапазон.
Менее габаритной является логопериодическая антенна. Она имеет несколько схожую конструкцию, но отличается иным принципом работы.
Оба типа антенн при изготовлении требуют соблюдения высокой точности, которая возрастает с увеличением количества элементов. Наибольшее распространение волновой канал и логопериодическая антенна получили для работы в дециметровом диапазоне. Для метрового диапазона они непригодны, поскольку будут иметь неприемлемые габариты.
Для метровых волн наиболее часто применяется полуволновой диполь. Его главное преимущество – простота изготовления и невысокие требования к точности изготовления. Такие антенны имеют диаграмму направленности в виде цифры восемь. То есть они могут принимать сигнал с двух противоположных направлений. Изгибая элементы в одном направлении, можно добиться ослабления одного из лепестков диаграммы и увеличить коэффициент усиления в направлении изгиба элементов.
Многими предприятиями налажен выпуск универсальной антенны Дельта, которая предназначена для приема сигналов практически во всем диапазоне, начиная с метрового и заканчивая дециметровым.
Данная антенна, как внешняя, так и антенна комнатная, имеет несколько вариантов исполнения и, соответственно, некоторое различие параметров. Основная разница для комнатного и уличного вариантов исполнения заключается в габаритных размерах и количестве рабочих элементов. Разумеется, что внутренняя комнатная антенна будет иметь более худшие параметры, чем наружная, но, благодаря компактности, вполне приемлема при нахождении вблизи передающего центра.
Данное устройство представляет собой комбинацию полуволнового диполя для приема каналов метрового диапазона и волнового канала и логопериодической антенны для высокочастотного диапазона дециметровых волн.
Обе составляющие части согласованы между собой таким образом, чтобы свести к минимуму взаимное влияние и улучшить качество приема. При этом важно то, что используется только один кабель для обоих диапазонов.
Наружная антенна Дельта имеет такие средние характеристики:
Коэффициент защитного действия показывает величину ослабления сигнала, поступающего с тыльной стороны, противоположной основному направлению приема. Данная величина относится только к дециметровой части антенны. Разброс коэффициента показывает разницу в усилении для различных каналов, поскольку невозможно создать универсальное устройство с линейной характеристикой. Минимум усиления здесь приходится на каналы МВ, вещание на которых имеет тенденцию к сокращению.
Лучшие значения защитного действия в диапазоне ДМВ имеют устройства, оборудованные рефлектором, расположенным между метровой и дециметровой частями. Рефлектор представляет собой решетку, которая ослабляет сигнал с заднего лепестка диаграммы направленности, несколько увеличивая при этом коэффициент усиления.
Приведенные параметры относятся к пассивным антеннам, не имеющим усилителя сигнала. Таким образом, их область применения ограничивается теми районами, где имеется прямая видимость передающей станции.
Применение усилителя, конструктивно расположенного в непосредственной близости от антенны, позволяет увеличить общий коэффициент усиления в диапазоне ДМВ до 20-27 дБ. Уличная антенна с таким усилением дает возможность принимать телепрограммы практически в любой области.
Узкий диапазон направленности, высокое усиление делают антенны Дельта привлекательными для цифрового ТВ, вещание которого ведется преимущественно в дециметровом диапазоне.
Подключение антенны Дельта к телевизору или тюнеру выполняется точно так же, как и других антенн. На разделанный конец кабеля нужно подсоединить обычный штекер, если антенна пассивная, или адаптер блока питания в случае применения активной антенны с усилителем приема. При соединении кабеля и штекера важно не допустить перемыкания экрана и центральной жилы.
Кабель подключается согласно требованиям инструкции производителя антенны. В соительной документации обязательно приведена схема подключения. Конструкцией должна быть предусмотрена герметизация места ввода и подключения кабеля. В противном случае следует выполнить герметизацию самостоятельно, исходя из возможностей конструкции. Попадание влаги на усилитель практически моментально выведет его из строя, а экран кабеля, благодаря капиллярному эффекту, засасывает воду практически на всю длину кабеля. Просушить намокший кабель невозможно, и в самое ближайшее время он выйдет из строя из-за коррозии экранирующей оплетки.
Важно! Основная причина неработоспособности приемного устройства или плохого качества сигнала заключается в неправильной разделке и креплении кабеля, когда центральная жила имеет контакт с проводниками экранирующей оплетки.
Обычно антенны не комплектуются кабелем, поэтому его придется приобретать отдельно. При выборе кабеля нужно обращать внимание на волновое сопротивление. Подключаемый телевизионный кабель имеет сопротивление 75 Ом. Другой тип кабеля для подключения антенны не пригоден. Экранирующая оплетка должна быть плотной и равномерной, в противном случае возможно наведение помех. Выбирая между кабелем различной толщины, предпочтение следует отдавать более толстому, поскольку он вносит меньшее затухание, что может быть критично при большом расстоянии до антенны (например, установленной на высокой мачте).
Важно! Кабель к телевизору – это не просто электрический провод. Он должен быть цельным, поэтому лучше его приобрести с запасом, поскольку обрезать или спрятать лишнее можно всегда, а при наращивании короткого сильно увеличиваются потери сигнала, поскольку важно отсутствие неоднородностей в проводниках и изоляции. Самая большая неприятность при применении сращенного кабеля – появление в нем отраженного сигнала, что приводит к двоению и размытости изображения на аналоговом телевизоре или пропаданию цифрового сигнала.
Если точнее, то речь не о том, как снизить расходы при покупке антенны, а как не заплатить больше. Множество производителей предлагают видоизмененные элементы волнового канала в антенне Дельта. Встречаются различные вариации зигзагообразных проводников, даже разрезанных вдоль и разведенных в стороны.
Можно смело утверждать, что данные ухищрения – не более чем маркетинговый ход, призванный привлечь покупателя за счет внешнего вида. Сомнительно, чтобы производитель, который переделывал расчетную конструкцию, проводил строгие измерения. Никакие действия с формой элементов не приводят к увеличению коэффициента усиления. Наоборот, расчет даже обычной антенны чрезвычайно сложен, что же говорить об ажурных конструкциях, которые можно встретить в магазинах или на рынке. Такие конструкции антенны имеют больший вес и меньшую механическую прочность. При их изготовлении труднее точно выдержать все размеры, поэтому их характеристики, скорее всего, будут иметь мало общего с заявленными.
Оцените статью:Печать
Тема этой статьи навеяна поступившей в ремонт антенны Дельта Н311-01А (активная с усилителем). Устройство антенны таково, что если удалить вибраторы для приема метрового диапазона (что значительно уменьшит ее габариты), то ее можно использовать только в качестве антенны дециметрового диапазона.
Дельта Н311-01А это версия антенны Дельта 311-01 без усилителя. Всеволновая телевизионная антенна, с широкополосным усилителем, применяется в условиях неудовлетворительного приема в МВ и ДМВ – диапазонах. Осуществляет прием сигналов аналогового и цифрового телевещания, в диапазоне частот 48,5-890 Мгц и состоящую из дециметровой антенны и вибратора метрового диапазона. Антенна обладает равномерным усилением по всему частотному диапазону.
Устройство антенны достаточно простое и поэтому она вполне доступна для повторения. Основные элементы из которых состоит антенна это: дециметровая часть; вибратор МВ; плата согласования и усилитель сигнала. К сложным элементам можно отнести: плату согласования и усилитель, но можно обойтись и без них, поставив усилитель типа SWA.
Дециметровая часть, представляет собой логопериодическую антенну с 20 вибраторами.
Логопериодическая антенна (ЛПА) состоит из двух труб, расположенных одна над другой, к которым крепятся плечи вибраторов поочередно через один.
Подключение кабеля к ЛПА, производится без специального согласующего устройства следующим образом. Кабель с волновым сопротивлением 75 Ом вводится внутрь нижней трубы с одного конца и выходит у другого. Оплетка кабеля припаивается к концу нижней трубы, а центральная жила — концу верхней трубы.
В зависимости от длины волны принимаемого сигнала в структуре антенны возбуждаются несколько вибраторов, размеры которых наиболее близки к половине длины волны сигнала. На данной длине волны сигнала возбуждается только одна тройка вибраторов, а остальные являются расстроенными и не оказывают влияния на работу антенны. Усиление антенны несколько падает, зато полоса пропускания получается значительно шире.
Полезно знать, что чем ровнее поверхность проводников, из которых изготовлена антенна, тем выше ее качественные показатели (выше добротность).
Антенна МВ диапазона устроена крайне просто – это два вибратора длиной 110 см, крепящихся к защитному корпусу усилителя.
Плата согласования и усилитель спрятаны в герметичном корпусе.
Симметрирующее устройство служит для согласования антенн метрового и дециметрового диапазонов с усилителем.
Для тех кто захочет сделать копию, привожу размеры антенны ДМВ и МВ.
Все размеры антенны даны в миллиметрах. Диаметр трубок 12 мм, диаметр вибраторов 4 мм, размер зазора между трубками 6 мм. В начале антенны трубки закреплены пластиком, в точке крепления к мачте трубки спаяны.
Усиление антенны можно еще несколько увеличить, если позади устройства для крепления антенны добавить рефлектор.
Когда-то хорошая телевизионная антенна была дефицитом, покупные качеством и долговечностью, мягко говоря, не отличались. Сделать антенну для «ящика» или «гроба» (старого лампового телевизора) своими руками считалось показателем мастерства. Интерес к самодельным антеннам не угасает и в наши дни. Ничего странного тут нет: условия приема ТВ кардинально изменились, а производители, полагая, что в теории антенн ничего существенно нового нет и не будет, чаще всего приспосабливают к давно известным конструкциям электронику, не задумываясь над тем, что главное для любой антенны – ее взаимодействие с сигналом в эфире.
Во-первых, почти весь объем ТВ-вещания в настоящее время осуществляется в диапазоне ДМВ . Прежде всего из экономических соображений, в нем намного упрощается и удешевляется антенно-фидерное хозяйство передающих станций, и, что еще более важно – потребность в его регулярном обслуживании высококвалифицированными специалистами, занятыми тяжелым, вредным и опасным трудом.
Второе – ТВ-передатчики теперь покрывают своим сигналом практически все более-менее населенные места , а развитая сеть связи обеспечивает подачу программ в самые глухие углы. Там вещание в обитаемой зоне обеспечивают маломощные необслуживаемые передатчики.
Третье, изменились условия распространения радиоволн в городах . На ДМВ промышленные помехи просачиваются слабо, но железобетонные многоэтажки для них – хорошие зеркала, многократно переотражающие сигнал вплоть до его полного затухания в зоне, казалось бы, уверенного приема.
Четвертое – ТВ-программ в эфире сейчас очень много, десятки и сотни . Насколько это множество разнообразно и содержательно – другой вопрос, но рассчитывать на прием 1-2-3 каналов ныне бессмысленно.
Наконец, получило развитие цифровое вещание . СигналDVB T2 – штука особенная. Там, где он еще хоть чуть-чуть, на 1,5-2 дБ, превышает шумы, прием отличный, как ни в чем ни бывало. А чуть дальше или в стороне – нет, как отрезало. К помехам «цифра» почти не чувствительна, но при рассогласовании с кабелем или фазовых искажениях в любом месте тракта, от камеры до тюнера, картинка может рассыпаться в квадратики и при сильном чистом сигнале.
В соответствии с новыми условиями приема, изменились и основные требования к ТВ-антеннам:
Последние 3 пункта обусловлены требованиями приема цифровых сигналов. Настроенные, т.е. работающие теоретически на одной частоте, антенны можно «растянуть» по частоте, напр. антенны типа «волновой канал» на ДМВ с приемлемым отношением сигнал/шум захватывают 21-40 каналы. Но их согласование с фидером требует применения УСС, которые либо сильно поглощают сигнал (ферритовые), либо портят фазовую характеристику на краях диапазона (настроенные). И «цифру» такая антенна, отлично работающая на «аналоге», будет принимать плохо.
В связи с этим, из всего великого антенного многообразия, в данной статье будут рассмотрены антенны для телевизора, доступные для самостоятельного изготовления, следующих типов:
Примечание: Z-антенна, если использовать предыдущую аналогию – частый бредень, сгребающий все, что есть в воде. По мере замусоривания эфира она было вышла из употребления, но с развитием цифрового ТВ вновь оказалась на коне – во всем своем диапазоне она так же отлично согласована и держит параметры, как «логопедка».
Точное согласование и симметрирование почти всех описанных далее антенн достигается благодаря прокладке кабеля через т.наз. точку нулевого потенциала. К ней предъявляются особые требования, о которых подробнее будет сказано далее.
В полосе частот одного аналогового канала можно передать до нескольких десятков цифровых. И, как уже сказано, цифра работает при ничтожном отношении сигнал/шум. Поэтому в очень удаленных от телецентра, куда сигнал одного-двух каналов еле добивает, местах, для приема цифрового ТВ может найти применение и старый добрый волновой канал (АВК, антенна волновой канал), из класса вибраторных антенн, так что в конце уделим несколько строк и ей.
Делать самому спутниковую антенну нет никакого смысла. Головку и тюнер все равно нужно покупать, а за внешней простотой зеркала кроется параболическая поверхность косого падения, которую с нужной точностью может выполнить далеко не всякое промышленное предприятие. Единственное, что под силу самодельщикам — настроить спутниковую антенну, об этом .
Точное определение упомянутых выше параметров антенн требует знания высшей математики и электродинамики, но понимать их значение, приступая к изготовлению антенны, нужно. Поэтому дадим несколько грубые, но все же поясняющие смысл определения (см. рис. справа):
Примечания:
- Если антенна диапазонная, мощности считаются на частоте полезного сигнала.
- Поскольку совершенно ненаправленных антенн не бывает, за такую принимают полуволновой линейный диполь, ориентированный по направлению электрического вектора поля (по его поляризации). Его КУ считается равным 1. ТВ программы передаются с горизонтальной поляризацией.
Следует помнить, что КУ и КНД не обязательно взаимосвязаны. Есть антенны (напр. «шпионская» – однопроводная антенна бегущей волны, АБВ) с высокой направленностью, но единичным или меньшим усилением. Такие смотрят вдаль как бы сквозь диоптрический прицел. С другой стороны, существуют антенны, напр. Z-антенна, у которых невысокая направленность сочетается со значительным усилением.
Все элементы антенн, по которым протекают токи полезного сигнала (конкретно – в описаниях отдельных антенн), должны соединяться между собой пайкой или сваркой. В любом сборном узле на открытом воздухе электрический контакт скоро нарушится, и параметры антенны резко ухудшатся, вплоть до полной ее негодности.
Особенно это касается точек нулевого потенциала. В них, как говорят специалисты, наблюдается узел напряжения и пучность тока, т.е. его наибольшее значение. Ток при нулевом напряжении? Ничего удивительного. Электродинамика ушла от закона Ома на постоянном токе так же далеко, как Т-50 от воздушного змея.
Места с точками нулевого потенциала для цифровых антенн лучше всего выполнять гнутыми из цельного металла. Небольшой «ползучий» ток на сварке при приеме аналога на картинке, скорее всего, не скажется. Но, если принимается цифра на границе шумов, то тюнер из-за «ползучки» может не увидеть сигнала. Который при чистом токе в пучности дал бы стабильный прием.
Оплетка (да и центральная жила нередко) современных коаксиальных кабелей делаются не из меди, а из стойких к коррозии и недорогих сплавов. Паяются они плохо и, если долго греть, можно пережечь кабель. Поэтому паять кабели нужно 40-Вт паяльником, легкоплавким припоем и с флюс-пастой вместо канифоли или спиртоканифоли. Пасты жалеть не нужно, припой сразу же растекается по жилкам оплетки только под слоем кипящего флюса.
Всеволновая (точнее, частотнонезависимая, ЧНА) антенна показана на рис. Она – две треугольных металлических пластинки, две деревянных рейки, да много медных эмалированных проволок. Диаметр проволоки значения не имеет, а расстояние между концами проволок на рейках – 20-30 мм. Зазор между пластинами, к которым припаяны другие концы проволок – 10 мм.
Примечание: вместо двух металлических пластин лучше взять квадрат из одностороннего фольгированного стеклотекстолита в вырезанными по меди треугольниками.
Ширина антенны равна ее высоте, угол раскрыва полотен – 90 градусов. Схема прокладки кабеля показана там же на рис. Точка, отмеченная желтым – точка квази-нулевого потенциала. Припаивать в ней оплетку кабеля к полотну не нужно, достаточно туго подвязать, для согласования хватит емкости между оплеткой и полотном.
ЧНА, растянутая в окне шириной 1,5 м, принимает все метровые и ДЦМ каналы почти со всех направлений, кроме провала около 15 градусов в плоскости полотна. В этом ее преимущество в местах, где возможен прием сигналов от разных телецентров, не нужно вращать. Недостатки – единичный КУ и нулевой КЗД, поэтому в зоне действия помех и вне зоны уверенного приема ЧНА не годится.
Примечание : есть и другие типы ЧНА, напр. в виде двухвитковой логарифимической спирали. Она компактнее ЧНА из треугольных полотен в том же диапазоне частот, поэтому иногда используется в технике. Но в быту это преимуществ не дает, сделать спиральную ЧНА сложнее, с коаксиальным кабелем согласовать труднее, поэтому не рассматриваем.
На основе ЧНА был создан очень популярный когда-то веерный вибратор (рога, рогулька, рогатка), см. рис. Его КНД и КЗД что-то около 1,4 при довольно гладкой АЧХ и линейной ФЧХ, так что для цифры он подошел бы и сейчас. Но – работает только на МВ (1-12 каналы), а цифровое вещание идет на ДМВ. Впрочем, на селе, при подъеме на 10-12 м, может сгодиться для приема аналога. Мачта 2 может быть из любого материала, но крепежные планки 1 – из хорошего ненамокающего диэлектрика: стеклотекстолита или фторопласта толщиной не менее 10 мм.
Всеволновая антенна из пивных банок явно не плод похмельных галлюцинаций спившегося радиолюбителя. Это действительно очень хорошая антенна на все случаи приема, нужно только сделать ее правильно. Причем исключительно простая.
В основе ее конструкции следующее явление: если увеличивать диаметр плеч обычного линейного вибратора, то рабочая полоса его частот расширяется, а прочие параметры остаются неизменными. В дальней радиосвязи с 20-х годов используется т.наз. диполь Надененко, основанный на этом принципе. А пивные банки по размерам как раз подходят в качестве плеч вибратора на ДМВ. В сущности, ЧНА и есть диполь, плечи которого неограниченно расширяются до бесконечности.
Простейший пивной вибратор из двух банок годится для комнатного приема аналога в городе даже без согласования с кабелем, если его длина не более 2 м, слева на рис. А если собрать из пивных диполей вертикальную синфазную решетку с шагом в полволны (справа на рис.), согласовать ее и отсимметрировать с помощью усилителя от польской антенны (о нем речь еще пойдет), то благодаря сжатию главного лепестка ДН по вертикали такая антенна даст и хороший КУ.
Усиление «пивнухи» можно еще увеличить, добавив заодно КЗД, если сзади нее поместить экран из сетки на расстоянии, равном половине шага решетки. Монтируется пивная решетка на мачте из диэлектрика; механические связи экрана с мачтой – тоже диэлектрические. Остальное ясно из след. рис.
Примечание: оптимальное количество этажей решетки – 3-4. При 2-х выигрыш в усилении будет небольшим, а большее трудно согласовать с кабелем.
Логопериодическая антенна (ЛПА) представляет собой собирающую линию, к которой попеременно подключаются половинки линейных диполей (т.е. куски проводника длиной в четверть рабочей волны), длина и расстояние между которыми меняются в геометрической прогрессии с показателем меньше 1, в центре на рис. Линия может быть как настроенной (с КЗ на противоположном от места подключения кабеля конце), так и свободной. ЛПА на свободной (ненастроенной) линии для приема цифры предпочтительнее: она выходит длиннее, но ее АЧХ и ФЧХ гладкие, а согласование с кабелем не зависит от частоты, поэтому на ней мы и остановимся.
ЛПА может быть изготовлена на любой, до 1-2 ГГц, наперед заданный диапазон частот. При изменении рабочей частоты ее активная область из 1-5 диполей смещается вперед-назад по полотну. Поэтому, чем ближе показатель прогрессии к 1, и соответственно меньше угол раскрыва антенны, тем большее усиление она даст, но при этом возрастает ее длина. На ДМВ от наружной ЛПА можно добиться 26 дБ, а от комнатной – 12 дБ.
ЛПА, можно сказать, по совокупности качеств идеальная цифровая антенна , поэтому остановимся на ее расчете несколько подробнее. Основное, что нужно знать, что увеличение показателя прогрессии (тау на рис.) дает прирост усиления, а уменьшение угла раскрыва ЛПА (альфа) увеличивает направленность. Экран для ЛПА не нужен, он на ее параметры почти не влияет.
Расчет цифровой ЛПА имеет особенности:
Поясним на примере. Допустим, наши цифровые программы лежат в диапазоне 21-31 ТВК, т.е. в 470-558 МГц по частоте; длины волн соответственно – 638-537 мм. Также допустим, что нам нужно принимать слабый зашумленный сигнал вдали от станции, поэтому берем максимальный (0,9) показатель прогрессии и минимальный (30 градусов) угол раскрыва. Для расчета понадобится половина угла раскрыва, т.е. 15 градусов в нашем случае. Раскрыв можно еще уменьшить, но длина антенны непомерно, по котангенсу, возрастет.
Считаем В2 на рис: 638/2 = 319 мм, а плечи диполя будут по 160 мм, до 1 мм можно округлять. Расчет нужно будет вести, пока не получится Bn = 537/2 = 269 мм, и затем просчитать еще один диполь.
Теперь считаем А2 как В2/tg15 = 319/0,26795 = 1190 мм. Затем, через показатель прогрессии, А1 и В1: А1 = А2/0,9 = 1322 мм; В1 = 319/0,9 = 354,5 = 355 мм. Далее последовательно, начиная с В2 и А2, умножаем на показатель, пока не дойдем до 269 мм:
Стоп, у нас уже меньше 269 мм. Проверяем, уложимся ли по усилению, хотя и так ясно, что нет: чтобы получить 12 дБ и более, расстояния между диполями не должны превышать 0,1-0,12 длины волны. В данном случае имеем для В1 А1-А2 = 1322 – 1190 = 132 мм, а это 132/638 = 0,21 длины волны В1. Нужно «подтянуть» показатель к 1, до 0,93-0,97, вот и пробуем разные, пока первая разница А1-А2 не сократится вдвое и более. Для максимума в 26 дБ нужно расстояние между диполями в 0,03-0,05 длины волны, но не менее 2-х диаметров диполя, 3-10 мм на ДМВ.
Примечание: остаток линии за самым коротким диполем, обрезаем, он нужен только для расчета. Поэтому реальная длина готовой антенны получится всего около 400 мм. Если наша ЛПА наружная, это очень хорошо: можно уменьшить раскрыв, получив большую направленность и защиту от помех.
Диаметр трубок линии ЛПА на ДМВ – 8-15 мм; расстояние между их осями – 3-4 диаметра. Учтем еще, что тонкие кабели-«шнурки» дают на ДМВ такое затухание на метр, что все антенно-усилительные ухищрения сойдут на нет. Коаксиал для наружной антенны нужно брать хороший, диаметром по оболочке от 6-8 мм. Т.е., трубки для линии должны быть тонкостенными цельнотянутыми. Подвязывать кабель к линии снаружи нельзя, качество ЛПА резко упадет.
Крепить наружную ЛПА к мачте нужно, разумеется, за центр тяжести, иначе малая парусность ЛПА превратится в огромную и трясущуюся. Но соединять металлическую мачту прямо с линией тоже нельзя: нужно предусмотреть диэлектрическую вставку не менее 1,5 м длиной. Качество диэлектрика большой роли тут не играет, пойдет проолифленное и покрашенное дерево.
Если ДМВ ЛПА согласуется с кабелем усилителем (см. далее, о польских антеннах), то к линии можно пристроить плечи метрового диполя, линейные или веерные, как у «рогатки». Тогда получим универсальную МВ-ДМВ антенну отличного качества. Такое решение использовано в популярной антенне «Дельта», см. рис.
Антенна «Дельта»
Z-антенна с рефлектором дает усиление и КЗД такие же, как ЛПА, но главный лепесток ее ДН более чем вдвое шире по горизонтали. Это может быть важно на селе, когда есть прием ТВ с разных направлений. А дециметровая Z-антенна имеет небольшие в плане размеры, что существенно для комнатного приема. Но ее рабочий диапазон теоретически не безграничен, перекрытие по частоте при сохранении приемлемых для цифры параметров – до 2,7.
Конструкция Z-антенны МВ показана на рис; красным выделен путь прокладки кабеля. Там же слева внизу – более компактный кольцевой вариант, в просторечии – «паук». По нему хорошо видно, что Z-антенна родилась как комбинация ЧНА с диапазонным вибратором; есть в ней кое-что и от ромбической антенны, которая в тему не вписывается. Да, кольцо «паука» не обязательно должно быть деревянным, это может быть обруч из металла. «Паук» принимает 1-12 МВ каналы; ДН без рефлектора – почти круговая.
Классический же зигзаг работает или на 1-5, или на 6-12 каналах, но для его изготовления нужны только деревянные рейки, медный эмалированный провод c d = 0,6-1,2 мм да несколько обрезков фольгированного стеклотекстолита, поэтому даем размеры, через дробь для 1-5/6-12 каналов: А = 3400/950 мм, Б, С = 1700/450 мм, b = 100/28 мм, В = 300/100 мм. В точке Е – нулевой потенциал, здесь нужно оплетку спаять с металлизированной опорной пластиной. Размеры рефлектора, тоже 1-5/6-12: А = 620/175 мм, Б = 300/130 мм, Г = 3200/900 мм.
Диапазонная Z-антенна с рефлектором дает усиление в 12 дБ, настроенная на один канал – 26 дБ. Чтобы на основе диапазонного зигзага построить одноканальный, нужно взять сторону квадрата полотна по середине ее ширины в четверть длины волны и пересчитать пропорционально все прочие размеры.
Как видим, Z-антенна МВ – довольно сложное сооружение. Но ее принцип показывает себя во всем блеске на ДМВ. Z-антенну ДМВ с емкостными вставками, сочетающая в себе достоинства «классики» и «паука», сделать настолько просто, что она еще в СССР заслужила звание народной, см. рис.
Материал – медная трубка или алюминиевый лист толщиной от 6 мм. Боковые квадратики цельные из металла или затянутые сеткой, или закрытые жестянкой. В двух последних случаях их нужно пропаять по контуру. Коаксиал резко гнуть нельзя, поэтому ведем его так, чтобы он дошел до бокового угла, а затем не выходил за пределы емкостной вставки (бокового квадратика). В т. А (точка нулевого потенциала) оплетку кабеля электрически соединяем с полотном.
Примечание: алюминий не паяется обычными припоями и флюсами, поэтому алюминиевая «народная» годится для наружной установки только после герметизации электрических соединений силиконом, в ней ведь все на винтах.
Антенна волновой канал (АВК), или антенна Удо-Яги из доступных для самостоятельного изготовления способна дать наибольшие КУ, КНД и КЗД. Но принимать цифру на ДМВ она может только на 1 или 2-3 соседних каналах, т.к. относится к классу остро настроенных антенн. Ее параметры за пределами частоты настройки резко ухудшаются. АВК рекомендуется применять с очень плохих условиях приема, причем для каждого ТВК делать отдельную. К счастью, это не очень сложно – АВК проста и дешева.
В основе работы АВК – «сгребание» электромагнитного поля (ЭМП) сигнала к активному вибратору. Внешне небольшая, легкая, с минимальной парусностью, АВК может иметь эффективную апертуру в десятки длин волн рабочей частоты. Укороченные и поэтому имеющие емкостный импеданс (полное сопротивление) директоры (направители) направляют ЭМП к активному вибратору, а рефлектор (отражатель), удлиненный, с индуктивным импедансом, отбрасывает к нему то, что проскочило мимо. Рефлектор в АВК нужен всего 1, но директоров может быть от 1 до 20 и более. Чем их больше, тем выше усиление АВК, но уже полоса ее частот.
От взаимодействия с рефлектором и директорами волновое сопротивление активного (с которого снимается сигнал) вибратора падает тем больше, чем ближе к максимуму усиления настроена антенна, и согласование с кабелем теряется. Поэтому активный диполь АВК делают петлевым, его исходное волновое сопротивление не 73 Ом, как у линейного, а 300 Ом. Ценой его снижения до 75 Ом АВК с тремя директорами (пятиэлементную, см. рис. справа) удается настроить почти что на максимум усиления в 26 дБ. Характерная для АВК ДН в горизонтальной плоскости приведена на рис. в начале статьи.
Элементы АВК соединяются со стрелой в точках нулевого потенциала, поэтому мачта и стрела могут быть любыми. Очень хорошо подходят пропиленовые трубы.
Расчет и настройка АВК под аналог и цифру несколько различны. Под аналог волновой канал нужно рассчитывать на несущую частоту изображения Fи, а под цифру – на середину спектра ТВК Fс. Почему так – здесь объяснять, к сожалению, нет места. Для 21-го ТВК Fи = 471,25 МГц; Fс = 474 МГц. ДМВ ТВК расположены вплотную друг к другу через 8 МГц, поэтому их настроечные частоты для АВК рассчитываются просто: Fn = Fи/Fс(21 ТВК) + 8(N – 21), где N – номер нужного канала. Напр. для 39 ТВК Fи = 615,25 МГц, а Fс = 610 МГц.
Чтобы не записывать множество цифр, удобно размеры АВК выражать в долях длины рабочей волны (она считается как Л = 300/F, МГц). Длину волны принято обозначать малой греческой буквой лямбда, но, поскольку в интернете греческого алфавита по умолчанию нет, мы условно обозначим ее большой русской Л.
Размеры оптимизированной под цифру АВК, по рис., таковы:
Если не нужно большого усиления, но важнее уменьшение габаритов АВК, то Д2 и Д3 можно убрать. Все вибраторы выполняются из трубки или прутка диаметром 30-40 мм для 1-5 ТВК, 16-20 мм для 6-12 ТВК и 10-12 мм на ДМВ.
АВК требует точного согласования с кабелем. Именно небрежным выполнением устройства согласования и симметрирования (УСС) объясняется большинство неудач любителей. Самое простое УСС для АВК – U-петля из того же коаксиального кабеля. Ее конструкция ясна из рис. справа. Расстояние между сигнальными клеммами 1-1 140 мм для 1-5 ТВК, 90 мм для 6-12 ТВК и 60 мм на ДМВ.
Теоретически длина колена l должна быть в половину длины рабочей волны, так и значится в большинстве публикаций в интернете. Но ЭМП в U-петле сосредоточено внутри заполненного изоляцией кабеля, поэтому нужно обязательно (для цифры – особенно обязательно) учитывать его коэффициент укорочения. Для 75-омных коаксиалов он колеблется в пределах 1,41-1,51, т.е. l нужно брать от 0,355 до 0,330 длины волны, и брать точно, чтобы АВК была АВК, а не набором железок. Точное значение коэффициента укорочения всегда есть в сертификате на кабель.
В последнее время отечественная промышленность начала выпускать перенастраиваемые АВК для цифры, см. рис. Идея, надо сказать, отличная: передвигая элементы по стреле, можно точно настроить антенну под местные условия приема. Лучше, конечно, чтобы это делал специалист – поэлементная настройка АВК взаимозависима, и дилетант непременно запутается.
У многих пользователей польские антенны, ранее прилично принимавшие аналог, цифру брать отказываются – рвется, а то и вовсе пропадает. Причина, прошу прощения, похабно-коммерческий подход к электродинамике. Стыдно порой бывает за коллег, сляпавших такое «чудо»: АЧХ и ФЧХ похожи то ли на ежа-псориазника, то ли лошадиный гребень с выломанными зубьями.
Единственно, что хорошо в «полячках» – их усилители для антенны. Собственно, они и не дают сим изделиям бесславно помереть. Усилители «поячек», во-первых, широкополосные малошумящие. И, что еще важнее – с высокоомным входом. Это позволяет при той же напряженности ЭМП сигнала в эфире подать на вход тюнера в несколько раз большую его мощность, что дает возможность электронике «выдрать» цифру из совсем уж безобразных шумов. Кроме того, вследствие большого входного сопротивления польский усилитель – идеальное УСС для любых антенн: что ни цепляй ко входу, на выходе – точно 75 Ом без отраженки и ползучки.
Однако при очень плохом сигнале, вне зоны уверенного приема, польский усилитель уже не тянет. Питание на него подается по кабелю, и развязка по питанию отнимает 2-3 дБ отношения сигнал/шум, которых может как раз и не хватить, чтобы цифра пошла в самой глубинке. Тут нужен хороший усилитель ТВ сигнала с раздельным питанием. Располагаться он будет, скорее всего, возле тюнера, а УСС для антенны, если оно требуется, придется делать отдельно.
Схема такого усилителя, показавшая почти 100% повторяемость даже при выполнении начинающими радиолюбителями, приведена на рис. Регулировка усиления – потенциометром Р1. Дроссели развязки L3 и L4 – стандартные покупные. Катушки L1 и L2 выполняются по размерам на монтажной схеме справа. Они входят в состав полосовых фильтров сигнала, поэтому небольшие отклонения их индуктивности не критичны.
