НАПРАВЛЕННЫЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ АНТЕННЫ – ЧАСТЬ 2

September 16, 2012 by admin Комментировать »

70..      . 90 км. Эти расстояния являются средними. Дальность приема на антенну с тем или иным числом элементов может меняться в зависимости от мощности передатчика телевизионного центра и рельефа местности. При большой мощ­ности передатчика и установке антенны на повышенных местах дальность приема в ряде случаев превышает указанную выше.

Антенны типа «волновой канал» рекомендуется изготовлять из труб сле­дующих диаметров:

а)           несущая стрела: 30… 40 мм на каналах с 1-го по 5-й, 20 … 30 мм на ка­налах с 6-го по 12-й;

б)           вибраторы: 16… 22 мм кананалх с 1-го по 5-й, 10… 14 мм на каналах с 6-го по 12-й.

Крепление стрелы с вибраторами к мачте лучше производить в центре тя­жести стрелы. В многоэлементных антеннах для уменьшения прогиба стрелы нужно установить подкосы. Подключение кабеля снижения с волновым сопро­тивлением 75 Ом к активному петлевому вибратору должно производиться через симметрирующее устройство (см. рис. 32).

Коэффициенты усиления одноканальных антенн «волновой канал» на ка­налы 1—5 и 6—2 приведены соответственно в табл. 8 и 9. На рис. 34 и 35 показаны схемы расположения элементов одноканальных антенн на ^каналы 1—5 и 6—12, размеры по каналам приведены в табл. 10 и 11. Возможные конструкТаблица 8. Коэффициенты усиления одноканальных многоэлементных антенн на каналы 1—5

!

Число элементов

2

3

4

5

6

7

Коэффициент усиле­ния К, дБ

2

4,5

6

7,5

8,5

9

Таблица 9. Коэффициенты усиления одноканальных многоэлементных антенн на каналы 6—12

Число элементов

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Коэффициент уси­ления К, дБ

2,5

5

7

8,5

9,5

10,5

И

11,5

12

тивные варианты крепления элементов антенн к несущей стреле и стрелы к мачте показаны на рис. 34 и 36.

Отметим, что в дециметровом диапазоне волн относительная полоса частот одного телевизионного канала очень мала (менее ±1%) и настроить антенну на столь узкую полосу частот практически невозможно. Поэтому антенны «вол­новой канал», дециметрового диапазона являются либо многоканальными, либо диапазонными.

Телевизионные каналы                                          1                         2                         3                        4                          5

А

2932

2490

1930

1756

1602

Б

2736

2322

1800

1638

1494

В

2418

2052

1590

1448

1320

Размеры, мм

Г

2006

1704

1322

1202

1096

а

1239

1050

815

342

676

б

616

522

405

369

336

в

1208

1026

798

723

66.0

1900

1600

1240

1120

1030

Многоканальные антенны типа «волновой канал»

При определенных размерах антенны типа «волновой канал» можно за счет некоторого снижения коэффициента усиления получить растянутую дву­горбую частотную характеристику коэффициента усиления и обеспечить прием двух любых несмежных каналов метровых волн из числа каналов с 1-го по 5-й (I и II телевизионные диапазоны). Такие антенны могут быть использованы для приема телевизионных передач на расстояниях 50 … 60 км и более от теле­визионного центра. На рис. 37, а приведена схема расположения вибраторов многоканальных антенн, а в табл. 12 даны размеры этих антенн для следующих каналов; 1и 3-, 1и 4-, 2и 4-й. Кабель снижения с волновым сопротивле­нием 75 Ом может быть подключен к этим антеннам через симметрирующие U-колено длиной λκ/2, где λκ—длина волны в кабеле (λκ=λ/1,52) на средней

частоте полосы частот, ограниченной нижней частотой более низкочастотного канала. Так, при изготовлении антенны на каналы 2 и 4 U-колено должно быть рассчитано на среднюю частоту полосы частот 58… 92 МГц, т. е. на частоту fcP = 75 МГц. При этом λ = 300/fсР[М.Гц] = 300/74 = 4 м; λκ = λ/1,52 = 4/1,52 = = 2,62 м; длина U-колена 1υ = λκ/2 = 2,62/2= 1,31 м.

Подключение кабеля может быть также произведено через широкополосное проволочное согласующе-симметрирующее устройство, показанное на рис. 37, б. Катушки трансформаторов Т1 и Т2 наматывают проводом ПЭТВ-2 диаметром 0,3 мм с числом витков 19X2, камотка рядовая, двухзаходная.

Коэффициент усиления описанных многоканальных антенн относительно по­луволнового вибратора — около 4 дБ, уровень задних и боковых лепестков 12… 20 дБ, КБВ 0,5 …0,8.

Теоретические исследования многоканальных телевизионных антенн с рас­ширенной полосой пропускания и их практическая разработка выполнены в на­шей стране под руководством В. Д. Кузнецова и А. А. Кукаева.

Таблица 12. Размеры многоканальных антенн I и II телевизионных диапазонов (рис. 37)

Размер, мм

Телевизионные каналы

1и 3-й

1и 4-й

2и 4-й

А

3045

2945

2560

Б

2540

2540

2130

В

1670

1515

1405

Г

1540

1460

1295

Д

1490

1440

1255

а

940

940

790

б

215

190

180

в

580

690

487

г

670

710

563

Диапазонные антенны

Контурно-щелевая антенна (рис. 38) на каналы 6—12 метровых волн (III телевизионный диапазон) состоит из рамочного вибратора прямоугольной формы и решетчатого рефлектора. Коэффициент усиления относительно полу­волнового вибратора около 5 дБ, уровень задних и боковых лепестков 14… … 22 дБ, КБВ 0,6… 0,8. Имеет повышенную механическую жесткость и может быть использована в условиях вибрационных и ударных нагрузок. При изготов­лении антенны в соответствии с рис. 38 следует учитывать, что узел II пред­ставляет собой металлическую короткозамыкающую перемычку, а пластина на короткозамкнутом мостике выполняется из изоляционного материала. Крепле­ние рамочного вибратора к мачте осуществляется с помощью металлических штанг без промежуточных изоляторов. Контурно-щелевая антенна на каналы 1—5 метровых волн (I и II телевизионные диапазоны) имеет аналогичную конструкцию; при этом все размеры, указанные на рис. 38, должны быть умно

жены на коэффициент 2,67, равный отношению средних частот III (fcp = =200 МГц) и I—II (fcp=75 МГц) диапазонов. Один из конструктивных ва­риантов контурно-щелевой антенны показан на рис. 39.

Антенна типа «волновой канал» на каналы 6—12 метровых волн (рис. 40) состоит из шести вибраторов (элементов) — активного тройного петлевого виб­ратора, сдвоенного рефлектора и четырех директоров. Коэффициент усиления относительно полуволнового вибратора 7 дБ, уровень задних и боковых ле­пестков 14… 20 дБ, КБВ 0,5… 0,8. Узлы крепления вибраторов к несущей стре­ле и стрелы к мачте аналогичны применяемым в одноканальных антеннах.

Зигзагообразная проволочная антенна — широкополосная синфазная антен­на, состоящая из двух разнесенных по вертикали и параллельно включенных рамочных излучателей. Антенна очень проста по конструкции, изготавливается из широкодоступных материалов и получила широкое распространение, особен­но в сельской местности. Конструкция и размеры антенны на каналы 1—5 мет­ровых волн приведены на рис. 41. К деревянному бруску 1, являющемуся од­новременно центральной стойкой и мачтой антенны, крепят две поперечные рейки 2. В верхней и нижней частях центральной стойки установлены металли­ческие планки 3. Такие же планки 4, но через диэлектрические прокладки из органического стекла, полистирола или другого изоляционного материала кре­пятся на концах поперечных реек. На центральной стойке между рейками раз­мещают диэлектрическую пластину, на которой укреплены две металлические планки 5. Провод диаметром 2… 3 мм либо антенный канатик припаивают к металлическим планкам 3, 4 и 5, как показано на рис. 41, либо плотно зажи­мают под болт и окрашивают. Кабель снижения крепят к нижней планке 3, являющейся точкой нулевого потенциала, укладывают вдоль двух сторон внут­реннего провода нижней рамки и припаивают к планкам 5 (наружный провод­ник кабеля — к одной планке, внутренний — к другой).

Размеры зигзагообразной антенны на каналы 6—12 можно получить, раз­делив все размеры, указанные на рис. 41, на коэффициент 2,67.

Коэффициент усиления антенны относительно полуволнового вибратора 4,5 … 5 дБ, КБВ 0,5 … 0,7, диаграмма направленности — симметричная типз «восьмерки».

Для увеличения коэффициента усиления антенны на 2 … 3 дБ нужно уста­новить параллельно рамкам рефлектор, состоящий из ряда разнесенных по вер­тикали параллельных горизонтальных проводов. Для антенны на каналы 1—5 расстояние между проводами рефлектора не более 0,5 м, расстояние между рефлектором и рамками 1,05 м, общие размеры рефлектора 3,6 м по вертикали и 2,1 м по горизонтали. Для антенны на каналы 6—12 указанные размеры нуж­но разделить на коэффициент 2,67.

Вариант антенны типа «волновой канал» на каналы 21—41 дециметровых волн, состоящей из тринадцати вибраторов — активного петлевого вибратора, изготовленного из ленты, тройного рефлектора (в промышленных образцах в качестве рефлектора применяется также уголковый рефлектор) и одиннадцати директоров, показан на рис. 42. Симметрирование антенны может производить­ся либо с помощью U-колена, как показано на рис. 42, либо с помощью сим­метрирующей катушки (см. рис. 32, в).

Рис. 52

или правой), далее внутри одной из трубок двухпроводной линии и припаи­вается к концам трубок, как показано на рис. 52, б. Петлевой вибратор настроен на среднюю частоту каналов 1—5 (fCp=75 МГц), логопериодическое полотно — на каналы 6—12 (диапазон частот1 174 … 230 МГц).

Антенна работает следующим образом. Сигнал, поступающий по кабелю снижения (работа антенны рассматривается в режиме передачи), возбуждает в точках подключения кабеля двухпроводную линию, и волна напряжения, распространяющаяся по линйи, последовательно возбуждает вибраторы логопе­риодического полотна. В результате этого на каналах 6—12 формируется одно­направленная диаграмма с малым уровнем задних и боковых лепестков. При этом петлевой вибратор, настроенный на среднюю частоту каналов 1—5, играет на каналах 6—12 роль своеобразного рефлектора, способствующего уменьше­нию на этих каналах уровня задних и боковых лепестков. На каналах 1—5 размеры вибраторов логопериодического полотна значительно меньше поло

вины длины волны. Они имеют высокое входное сопротивление емкостного характера и двухпроводную линию практически ке шунтируют. Волна напря­жения, распространяющаяся по линии, достигает зажимов петлевого вибратора и возбуждает его. В результате этого антенна имеет на каналах 1—5 диаграмму типа «восьмерки» с некоторым преобладанием одного из лепестков из-за того, что вибраторы логопериодического полотна в некоторой мере играют на этих каналах роль директоров. Симметрирование антенны обеспечивается тем, что кабель снижения вводится в средней точке петлевого вибратора, являющейся точкой нулевого потенциала.

Петлевой вибратор с двухпроводной линией удобно изготовить из двух по­ловин, как показано на рис. 52, б. Расстояние между трубками фиксируется с помощью изоляторов. Крепление мачты к антенне может производиться либо с помощью изолятора, либо без изолятора в точке нулевого потенциала.

Коэффициент усиления антенны на каналах 6—12 составляет 5 … 6 дБ, на каналах 1—5 0,5 дБ.

Антенна, работающая на описанном принципе, может быть использована при других сочетаниях принимаемых каналов, например на каналы 1—5 и 6—41, на каналы 6—12 и 21—41 и т. д.

Подключение антенн к телевизионным приемникам

Современные телевизионные приемники имеют, как правило, раздель­ные входы для метровых (каналы 1 —12) и дециметровых (каналы 21—41) волн. Поэтому, когда используется диапазонная или многоканальная антенна, общая для метровых и дециметровых волн, на конце кабеля снижения (непо­средственно около приемника) нужно установить разделительный фильтр. Схема простейшего фильтра приведена на рис. 53. Емкости конденсаторов состав­ляют С1—2,7 пФ, С2 — 2,2 пФ, СЗ — 9,1 пФ. Индуктивность катушек L1 и L3 — 0,03 мкГн (диаметр каркаса 4 мм, 2 витка, провод ПЭТВ 0,47, намотка рядовая), катушки L2 — 0,056 мкГн (диаметр каркаса 4 мм, 3 витка, провод ПЭТВ 0,47, намотка рядовая).

При использовании раздельных антенн на каналы 1—5 (в любом сочета­нии каналов, в том числе одноканальных антенн) и 6—12 (также в любом со­четании) к общему для этих каналов входу телеризионного приемника (вход MB) можно воспользоваться фильтром сложения, схема которого при­ведена на рис. 54. Фильтр можно установить либо около телевизионного прием­ника, проложив к приемнику два кабеля снижения, либо непосредственно на антенне. Установка раздельных антенн на общей мачте показана на рис. 55.

Источник: Капчинский JI. М., Конструирование и изготовление телевизионных антенн.— 2-е изд., стереотип.— М.: Радио и связь, 1995.— 00 с.: ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1216).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты