НАПРАВЛЕННЫЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ АНТЕННЫ – ЧАСТЬ 1

Направленные антенны используются для приема телевизионных пере­дач на расстояниях свыше 40… 50 км от телевизионного центра, а также при значительном уровне помех и отраженных сигналов в месте приема. Основными разновидностями направленных приемных антенн являются антенны типа «вол­новой канал» и логопериодические. В радиолюбительской практике применяются иногда и другие типы направленных антенн — рамочные и зигзагообразные антенны с рефлектором, контурно-щелевые, уголковые и т. д.

Наиболее распространенными направленными антеннами являются антенны типа «волновой канал». Они обладают большим коэффициентом усиления и просты в изготовлении. Логопериодические антенны устроены более сложно и имеют при тех же габаритных размерах, что и антенны типа «волновой канал», меньший коэффициент усиления. Однако логопериодические антенны значи­тельно широкополоснее, что позволяет использовать их в большем интервале частот на метровых и дециметровых волнах.

Конструкция и принцип действия антенны типа «волновой канал»

Антенна типа «волновой канал» состоит из ряда параллельных вибра­торов, расположенных в одной плоскости: полуволнового линейного или петле­вого вибратора, к которому подключен кабель снижения (активный вибратор)^ рефлектора и директоров (пассивные вибраторы). На рис. 33 показана для при­мера антенна типа «волновой канал» из пяти ваброторов — активного вибра­тора 1, рефлектора 2 и трех директоров 3. Каждый вибратор антенны, активный или пассивный, называют элементом. Поэтому антенна, показанная на рис. 33, называется пятиэлементной.

Рассмотрим конструкцию и принцип действия антенны типа «волновой ка­нал». Учитывая, что на основании принципа взаимности направленные свойства

антенн не зависят от того, работают они на передачу или на прием, рассмотрим для удобства работу антенны типа «волновой канал» в режиме передачи.

Если активный полуволновый вибратор 1 подключить к источнику высоко­частотных колебаний, то этот вибратор, имеющий симметричную диаграмму направленности в виде «восьмерки», будет излучать электромагнитную энергию* в направлении как А (в сторону рефлектора), так и Αι (в сторону директоров). Под воздействием электромагнитной энергии, излученной активным вибратором в направлении А, в рефлекторе наводятся токи, являющиеся источником вто­ричного излучения. Длина рефлектора и его расстояние до активного вибратора подобраны таким образом, что излучение рефлектора ослабляет излучение активного вибратора в направлении А и усиливает его в направлении Аь Таким образом, рефлектор является своеобразным отражателем, обеспечивающим фор­мирование однонаправленной характеристики излучения (приема). Такой эффект может быть получен, если рефлектор длиной λ/2 расположить позади активного вибратора на расстоянии, равном λ/4. Однако на практике рефлектор распола­гают несколько ближе к активному вибратору, чтобы увеличить амплитуду тока в рефлекторе, что необходимо для возможно более полного ослабления электро­магнитного поля в сторону рефлектора (в направлении А). При этом для обес­печения требуемой фазы тока в рефлекторе его нужно сделать немного длиннее,, чем λ/2. Требуемый режим работы рефлектора обеспечивается при его длинеоколо 0,6λ и расстояния между рефлектором и активным вибратором около 0,2λ.

Компенсация излучения активного вибратора в направлении А являетея неполной, так как амплитуда тока в рефлекторе несколько меньше амплитуды тока в активном вибраторе. Поэтому электромагнитная энергия, излученная активным вибратором, частично «просачивается» через рефлектор, что приводит к неполной компенсации обратного излучения и появлению задних и боковых лепестков диаграммы направленности.

Концентрация энергии в переднем направлении (направление Αι) способ­ствуют директоры, которые возбуждаются, как и рефлектор, под воздействием электромагнитного излучения активного вибратора. Для усиления излучения антенны в переднем направлении нужно, чтобы так в первом директоре отста­вал по фазе от тока в активном вибраторе, во втором директоре — от тока в первом директоре и т. д. Подбор нужных фаз токов осуществляется изменением длины директоров и их расстояний до активного’ вибратора. Наиболее благо­приятные соотношения между амплитудами и фазами токов, способствующие максимальной концентрации излучения в переднем направлении, получаются обычно при постепенном уменьшении длин директоров и расстояний между ними в направлении от активного вибратора. Направленное излучение антенны типа «волновой канал» формируется, таким образом, совместным действием’ рефлектора и директоров.

Как правило, в антеннах типа «волновой канал» используется один рефлек­тор, так как применение второго рефлектора практически не улучшает направленных свойств антенны.

Иначе обстоит дело с числом директоров в антенне. Добавление каждого нового директора улучшает направленные свойства антенны и увеличивает ее коэффициент усиления. Однако чем больше директоров имеет антенна₉ тем

меньше сказывается на ее направленных свойствах добавление каждого нового .директора. Например, если к трехэлементной антенне (активный вибратор, рефлектор и один директор) добавить один директор, то ее коэффициент уси­ления увеличится примерно с 5 до 6,5 …7 дБ, т. е, на 18… 25% по напряжению. Если же добавить один директор к семиэлементной антенне (активный вибра­тор, рефлектор и шесть директоров), то ее коэффициент усиления вырастет только на 0,4 … 0,5 дБ.

Расстояния между элементами антенны и размеры элементов в долях сред­ней длины волны рабочего диапазона показаны на рис. 33. Однако следует учи­тывать, что эти размеры могут служить лишь для ориентировочного определения длин вибраторов и расстояний между ними. Точные размеры антенн могут быть -определены только в результате тщательной экспериментальной настройки.

Одноканальные антенны типа «волновой канал»

Направленные одноканальные антенны типа «волновой канал» — эф­фективные остронаправленные антенны с высоким коэффициентом усиления и малым уровнем задних и боковых лепестков, применяемые для приема однопротраммного телевизионного вещания при малом уровне телевизионного сигнала. В то же время использование одноканальных антенн целесообразно и при мно­гопрограммном вещании в сложных условиях приема, т. е. при значительном уровне помех и отраженных сигналов, а также при слабом и неустойчивом сигнале. Антенная система в этом случае выполняется в виде набора однока­нальных антенн, подключенных к общему фидеру снижения через фильтры или „мостовые устройства. Каждая направленная одноканальная антенна обеспечи­вает в такой системе прием одной телевизионной программы, что позволяет существенно улучшить качество изображения не только из-за высокого коэф­фициента усиления антенны и ее пространственной избирательности, но также вследствие возможности независимого оптимального ориентирования каждой из .антенн. В практике телевизионного приема нередки случаи, когда прием нужно вести с различных направлений. Такая необходимость возникает обычно тогда, когда точка приема находится в зоне действия двух или большего числа ре­трансляторов. В этой ситуации для приема нужно также применять антенную систему из нескольких одноканальных антенн и ориентировать их в нужных направлениях.

В современных крупных системах коллективного приема телевидения и си­стемах кабельного телевидения, рассчитанных на обслуживание нескольких тысяч я десятков тысяч абонентов, для приема многопрограммного вещания приме­няются практически только антенные системы, состоящие из набора направлен­ных одноканальных антенн.

Для приема телевизионных передач на метровых волнах чаще всего при­меняются следующие разновидности одноканальных антенн «волновой канал»: на каналах с 1-го по 5-й (!=48,5… 100 МГц) —трех-, четырех-, пятии семиэле­ментные антенны, на каналах с 6-го по 12-й (f = 174 … 230 МГц)—трех, пяти-, -семии одиннадцатиэлементные антенны. В качестве активного вибратора обычно используется петлевой, так как его можно крепить к несущей стреле без изоляторов в середине неразрезанной трубки. Рефлектор может быть как одиночным, так и сдвоенным. Сдвоенный рефлектор состоит из двух трубок, разнесенных в вертикальной плоскости симметрично относительно стрелы, и по­зволяет уменьшить уровень задних и боковых лепестков диаграммы направ­ленности.

На каналах с 1-го по 5-й трехэлементные антенны используются на рас­стоянии 40… 60 км от телевизионного центра, четырехи пятиэлементные — 60 … 80 км, семиэлементные — 70… 90 км. На каналах с 6-го по 12-й трехэле­ментные антенны применяют на расстоянии 40… 50 км, пятиэлементные — 50 … 60 км, семиэлементные — 60 … 70 км, одиннадцатиэлементные — на более

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).

• Предыдущая запись: Бестрансформаторный девятивольтовый преобразователь напряжения
• Следующая запись: Радиомикрофон 27 МГц (К118УН1, КР531ГГ1)

Похожие посты:

• РАЗВЕТВИТЕЛЬ АУДИОСИГНАЛА (0)
• АКТИВНЫЙ ФИЛЬТР НИЗКИХ ЧАСТОТ (0)
• АКТИВНЫЙ ФИЛЬТР БАТТЕРВОРТА HA ЧАСТОТУ 20 КГЦ (0)
• АКТИВНАЯ ДИСТАНЦИОННО НАСТРАИВАЕМАЯ АНТЕННА (0)
• МИНИАТЮРНАЯ ШИРОКОДИАПАЗОННАЯ АНТЕННА ДЛЯ ЧАСТОТ 3-30 МГЦ (0)
• АНТЕННА ДЛЯ РАЗНЕСЕННОГО ПРИЕМА ЧМ СИГНАЛА АВТОМОБИЛЬНЫМ РАДИОПРИЕМНИКОМ (0)
• "Уоки-токи" на одной микросхеме (0)