Аналоговое вещание, применявшееся ранее, с 2009 года полностью прекращено. Изменение формата на цифровой создало необходимость использования соответствующего приёмного устройства. Вещание цифрового ТВ ведётся в диапазоне ДМВ, который способен вмещать множество каналов, обладая компактностью и высоким качеством сигнала. Возросший уровень передачи сократил расходы на обслуживание оборудования, позволил сделать его более устойчивым к воздействию помех, хотя не все проблемы удалось решить полностью. В условиях сельской местности приём сигнала практически невозможен, а в большом городе он усложняется из-за способности железобетонных конструкций многоэтажных домов экранировать сигнал. Для уверенного приёма вполне возможно изготовить антенну для цифрового ТВ своими руками, так как её стоимость в магазине довольно высока.

Принцип действия цифровой антенны

Цифровой сигнал отличается от аналогового тем, что передаёт не саму волну, а информацию о ней . То есть состоит из непрерывного потока «координат» точек специфического графика синусоиды, передаваемой обычными аналоговыми устройствами. Это даёт возможность значительно снизить помехи и повысить качество передачи сигнала, так как сбой при передаче информации не вызывает больших проблем и спокойно корректируется при декодировании сигнала в приёмнике. В остальном технология передачи остаётся прежней - с передатчика излучаются в пространство электромагнитные колебания, они принимаются антеннами в зоне прямой видимости, на контурах которых возникает небольшое напряжение, передающееся на декодирующее устройство телевизора и превращающееся в изображение и звук.

Для приёма дециметровых волн требуется небольшой размер антенны, что выгодно отличает устройства от ранее использовавшихся огромных антенн, заполнявших собой крыши домов. Размеры цифровых антенн достаточно компактны, поэтому их можно свободно разместить в квартире, на балконе или ином, удобном для владельца и обеспечивающим качественный приём месте. Самодельная антенна имеет несложную конструкцию и вполне доступна для изготовления людям без специальной подготовки, обладающим только базовыми знаниями.

Делаем рамочную антенну своими руками

У круглой антенны для цифрового ТВ наибольшее входное сопротивление

Рамочная антенна является одним из самых простых вариантов. При этом устойчивость к помехам у такого устройства весьма высока, ведь конструкция совмещает в себе приёмную антенну и фильтр помех. Название «рамочная» говорит о специфической конфигурации - она представляет собой замкнутый контур в виде рамки круглой или прямоугольной формы. Изготавливается из медной проволоки. Также, как вариант, можно использовать кусок антенного кабеля (RG6), освобождённого от виниловой изоляции.

Расчёт

Для расчёта рамочной антенны требуется лишь определить длину провода, из которого сделана рамка . Формула для подсчёта выглядит следующим образом:

где LR - длина провода в петле,

f - волновой коэффициент, представляющий собой среднее арифметическое между величинами границ волнового диапазона. Например, если вещание ведётся в диапазоне 568–720 МГц, то f = 568 + 720 / 2 = 644.

Узнать необходимые диапазоны можно на сайтах передающих компаний или из других источников - эта информация свободно распространяется. Для расчёта используются начальная и конечная частоты. Если конечной нет, то значение f принимается равным начальной частоте.

Некоторые специалисты приводят другой вариант формулы, по которому сторона квадратной рамки равна 0,254 от длины волны (или f). То есть значение, полученное из расчёта по первой формуле, надо увеличить на 1,5 %. Разница незначительна, но в некоторых случаях она важна.

Для изготовления антенны понадобятся:

• Пассатижи;
• Линейка;
• Паяльник;
• Канцелярский нож для снятия изоляции (если используется антенный кабель).

Перечислены лишь самые основные инструменты, в зависимости от навыков и возможностей пользователя могут быть использованы другие, более подходящие для каких-либо целей приспособления.

Инструкция по изготовлению

Изготовление рамочной антенны не составляет никакой сложности. Понадобится выполнить следующие действия:

• Отрезать кусок провода нужной длины. Опытные пользователи советуют сначала отрезать кусок немного длиннее, чем этого требует расчёт, чтобы имелась возможность точнее подогнать длину при формировании конфигурации антенны.
• Придать антенне требуемую форму. Если используется круглая петля, то необходимо сделать как можно более ровную окружность, для квадратной рамки следует точно выдерживать длину сторон.
• Концы рамки соединяются с антенным проводом от телевизора: один конец - к оплётке, другой - к центральной жиле. Для выполнения этой задачи необходим паяльник или монтажная колодка с клеммными зажимами.
• Осталось установить устройство в наиболее удачном для приёма месте и настроить положение.

Как изготовить антенну Харченко

Такую антенну можо изготовить своими руками для приёма Wi-Fi

Конструкция была предложена К.П. Харченко в 1961 году. Основная задача - приём телевизионных передач, но практика показала высокую пригодность и многопрофильность изобретения. Внешняя антенна Харченко имеет форму восьмёрки с незамкнутой серединой. Она состоит из двух квадратов, а соединение с антенным проводом производится в средних точках. Таким образом, мы имеем замкнутый виток из толстой медной проволоки, имеющий специфическую форму. Отличие от рамочной конструкции состоит именно в более сложной конфигурации, позволяющей получить стабильный и уверенный приём сигнала, помехоустойчивость и надёжность . Её особенность состоит в широкополосности и возможности принимать как телевизионный, так и радиосигнал. Все зависит от расположения антенны - вертикальное даёт приём телесигнала, горизонтальное - радио.

Форма восьмёрки не является единственно возможным вариантом, можно увеличить число образующихся квадратов. Также известны варианты с образованием окружностей, треугольников и т.п. Восьмёрка используется по причине простоты изготовления и настройки, а также отсутствия помех.

Расчёт

Самостоятельный расчёт антенны Харченко не составляет особого труда, но включает в себя определение множества величин. Понадобится вычислить длину стороны квадрата, размер отражателя (рефлектора), общую длину восьмёрки от верхней до нижней точки, величину зазора между рефлектором и антенной и т.д. Поэтому самым простым и надёжным решением станет использование онлайн-калькулятора, которых немало в сети. Для получения более точного результата можно попробовать посчитать на нескольких сервисах и сравнить данные.

Необходимые инструменты и материалы

Для сборки антенны Харченко потребуются:

• Толстая медная проволока сечением около 4 мм 2 ;
• Алюминиевая пластина для отражателя (рефлектора). При её отсутствии в качестве рефлектора может быть использована металлическая решётка (сетка);
• Пассатижи, молоток, отвёртка;
• Электродрель с набором свёрл;
• Паяльник, клеммная колодка;
• Металлическая труба или деревянные длинные бруски для изготовления опорной конструкции (мачты).

Существует масса вариантов конструкции, для изготовления которых можно использовать различные дополнительные приспособления. По необходимости они привлекаются в рабочем порядке.

Инструкция по изготовлению

• По рассчитанным данным изготавливается восьмёрка.
• Соединение в средней точке спаивается, вторая точка подвергается лужению для последующего присоединения питания.
• В пластине рефлектора просверливаются отверстия, в которые устанавливаются бобышки для крепления антенны.
• Она закрепляется на опорных бобышках, к центральным точкам припаивается провод.
• Пластина рефлектора прикрепляется к мачте. Для этого используются шурупы или хомуты, если она изготовлена из металлической трубы.
• Мачта с антенной устанавливается на отведённое место.
• Подключается к телевизору, настраивается оптимальное положение.

Другие варианты

Вариант конструкции антенны Сотникова из трёх квадратов

Рассмотренные варианты не являются единственно возможными. Существует множество конструкций антенн для приёма телевизионного сигнала.

Можно выделить следующие:

• Трёхэлементный волновой канал. Представляет собой достаточно сложную конструкцию из горизонтальной планки, на которой установлены две поперечные полосы и рамка Т-образной формы. Вариантом такой конструкции является четырёхэлементный волновой канал, содержащий три поперечины и одну Т-образную конструкцию.
• Двойной квадрат (антенна Сотникова). Имеет усиливающий коэффициент 10–13 дб, представляет собой две квадратных рамки, расположенные параллельно и соединённых между собой поперечиной. Вариантом конструкции является тройной квадрат, авторство которого принадлежит тому же Сотникову. Усиливающая способность выше - в районе 14–15 дб.
• Антенна Туркина. Коэффициент усиления, которым обладает такая конструкция, составляет более 15 дб. Представляет собой шесть колец разного диаметра, закреплённых на горизонтальной диэлектрической опорной штанге. Устройство требует довольно тщательного расчёта диаметра колец и расстояния между ними.

Видео: Как сделать антенну для цифрового ТВ своими руками

Переход телевидения на цифровой формат произошёл с целью устранения помех, увеличения качества передачи, более уверенного приёма и компактности аппаратуры. Необходимость использования собственной антенны обусловлена большим количеством помех или удалением от ретранслятора. При отсутствии возможности приобретения образца заводского производства, который стоит довольно дорого и не всегда имеется в продаже, вполне можно изготовить самодельное устройство, так как в этом нет особой сложности.

5.1. ОСОБЕННОСТИ ДАЛЬНЕГО ПРИЕМА

Основная особенность дальнего приема телевизионных передач состоит в низком уровне напряженности поля принимаемого сигнала из-за большого расстояния между передающей и приемной антеннами в дальней части зоны прямой видимости и из-за затенения поверхностью земли за границей зоны прямой видимости - в зоне полутени. По мере удаления от передатчика напряженность поля монотонно уменьшается, но в зоне полутени это уменьшение становится более резким. В зоне прямой видимости увеличение расстояния от передатчика сопровождается уменьшением плотности потока мощности сигнала (уменьшается густота силовых линий поля) просто хотя бы потому, что увеличивается длина окружности с увеличением ее радиуса. За границей зоны прямой видимости напряженность поля определяется почти исключительно дифракцией и нормальной рефракцией радиоволн.

Другая особенность дальнего приема заключается в наличии помех от других телевизионных передатчиков, работающих на томже или на соседнем частотном канале. Для ослабления таких помех действующими нормами установлены минимальные расстояния между передатчиками:

около 500 км между передатчиками, работающими на одинаковых каналах, и около 300 км между передатчиками, работающими на соседних по частоте каналах. Тем не менее в условиях дальнего приема такие помехи имеют место и приходится использовать специальные меры для их ослабления.

В условиях дальнего приема сильное влияние на уровень напряженности поля оказывает погода. В случае тумана, дождя или снега резко увеличивается поглощение энергии сигнала в пространстве, особенно в диапазоне дециметровых волн, и прием иногда вообще становится невозможен.

Важное значение имеет поверхность на трассе, над которой распространяется сигнал. Сплошные и протяженные леса ухудшают условия распространения, над равниной, болотами и особенно над морем сигнал распространяется лучше. Очень плохими оказываются условия приема телевизионных передач в горных условиях, где границы зоны прямой видимости не зависят от расстояния до передатчика, а целиком определяются местным рельефом. Естественно, что и на равнинной местности встречаются холмы и долины. При этом даже на сравнительно близком расстоянии от передатчика, когда пункт приема расположен в долине, напряженность поля может оказаться достаточно низкой. Поэтому нельзя ориентироваться исключительно на расстояние до телецентра или ретранслятора, а следует учитывать рельеф местности.

Одна из особенностей дальнего приема - наличие замираний сигнала, т. е. регулярных изменений напряженности поля. В зоне полутени, где уровень напряженности поля сильно зависит от нормальной рефракции,

наблюдаются суточные и сезонные изменения напряженности поля. При ясной погоде в дневное время рефракция радиоволн возрастает, и напряженность поля увеличивается. Как правило, напряженность поля увеличивается также летом. Такие медленные замирания особенно заметны на высокочастотных каналах: в диапазоне 6-12-го каналов и в дециметровом диапазоне. Помимо медленных наблюдаются также и быстрые замирания, период которых не превышает часа. Такие замирания связаны с наличием местных возмущении атмосферы на трассе при порывах ветра, наличием отдельных облаков или, наоборот, просветов в сплошной облачности. Быстрые замирания в условиях дальнего приема бывают достаточно глубокими, порой напряженность поля может изменяться в десятки раз.

Низкий уровень напряженности поля сигнала в условиях дальнего приема телевизионных передач диктует необходимость установки высокоэффективной антенны с большим коэффициентом усиления, так как напряжение принимаемого сигнала на выходе антенны определяется произведением напряженности поля на коэффициент усиления антенны. В связи с тем, что радиус зоны прямой видимости определяется высотой расположения приемной антенны, в дальней части зоны прямой видимости и в зоне полутени напряженность поля в точке приема зависит от высоты расположения антенны, причем зависимость эта оказывается примерно пропорциональной: при увеличении высоты антенной мачты вдвое напряженность поля также увеличивается в 2 раза. Поэтому всегда целесообразно использовать антенную мачту максимально возможной высоты. Установка приемной антенны с большим коэффициентом усиления на высокой мачте обеспечит увеличение напряжения сигнала на выходе антенны как при устойчивом уровне напряженности поля, так и в условиях замираний.

Для борьбы с замираниями сигнала все радиоприемники, радиовещательные и телевизионные, снабжаются системой автоматической регулировки усиления АРУ, которая уменьшает усиление приемного тракта при увеличении сигнала на входе и увеличивает усиление при его уменьшении. Однако система АРУ способна противостоять замираниям только в тех случаях, когда минимальный сигнал оказывается все-таки больше порога чувствительности приемника. Такой уровень напряжения сигнала на входе телевизионного приемника и должна обеспечить используемая антенна.

5.2. МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЕ АНТЕННЫ "ВОЛНОВОЙ КАНАЛ"

5.2. МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЕ АНТЕННЫ "ВОЛНОВОЙ КАНАЛ"

Ранееуже были рассмотрены достоинства и недостатки многоэлементных антенн типа "Волновой канал" и в любительских условиях не рекомендовалось заниматься изготовлением таких антенн. В условиях дальнего приема допустимо использование многоэлементных антенн "Волновой канал" промышленного производства. Тогда есть вероятность того, что антенна настроена заводом-изготовителем.

В радиолюбительской литературе часто публикуются описания конструкций самодельных многоэлементных антенн "Волновой канал", приводятся их коэффициенты усиления и рекомендуются такие антенны для использования в условиях дальнего приема. Не подвергая сомнениям результаты, полученные авторами этих конструкций, хотелось бы заме

тить, что оценка пригодности той или иной конкретной конструкции антенны может быть сделана только при многократном повторении этой конструкции, а не по единичному результату. Отклики же радиолюбителей, которые пытались изготовить и установить подобные антенны, в большинстве случаев оказываются отрицательными, что свидетельствует о плохой повторяемости этих конструкций антенн. Кроме того, необходимо учесть, что отнюдь не все эксперименты по созданию многоэлементных антенн заканчиваются соответствующими публикациями. Естественно, что в тех случаях, когда получались плохие результаты, они не находили отражения в литературе. В то же время по многочисленным откликам повторяемость рамочных антенн оказывается очень высокой, да и коэффициент усиления этих антенн значительно больше. Это и вынуждает рекомендовать в условиях дальнего приема применение рамочных антенн вместо антенн "Волновой канал".

5.3. МИФЫ О "ЧУДЕСНЫХ" АНТЕННАХ

5. 3. МИФЫ О "ЧУДЕСНЫХ" АНТЕННАХ

Телевизионные антенны, предназначенные для дальнего приема передач, как правило, отличаются большими габаритами и сравнительно сложной конструкцией. Особенно большие габариты имеют антенны, рассчитанные на прием сигнала по первому и второму частотным каналам, которые являются самыми длинноволновыми в диапазоне, отведенном для телевидения. Поэтому каждый любитель дальнего приема телевизионных программ стремится найти такую конструкцию антенны, которая обладала бы большим коэффициентом усиления и в то же время имела минимальные габариты и простейшую конструкцию. Подобные требования противоречивы и не могут быть выполнены, так как в природе за все приходится "платить": в данном случае за увеличение коэффициента усиления приходится платить увеличением габаритов антенны. Кроме того, возникает естественное возражение: если бы можно было создать такую антенну, кто бы стал строить крупногабаритные антенны?

Тем не менее некорректный спрос рождает соответствующие предложения. Поэтому время от времени в периодической литературе появляются статьи с описаниями чудодейственных антенн, позволяющих получить уверенный прием телевизионных передач на очень больших расстояниях от телецентра при малых размерах и простой конструкции антенн. Некоторые конструкции таких антенн содержат жидкую ртуть или металлические опилки. Подобные сообщения вызваны заблуждением или недобросовестностью авторов статей и технической неграмотностью редакторов. Благодаря поверхностному эффекту высокочастотные токи сигнала, принятого антенной, протекают исключительно по тончайшему поверхностному слою металла антенны, толщина которого не превышает сотых долей миллиметра. Свойства глубинных слоев материала совершенно не влияют на работу антенны. Антенны, элементы которых выполнены из сплошного прутка, из трубок или даже из тонкой фольги, наклеенной на деревянные бруски, работают совершенно одинаково при одинаковых наружных размерах. При проверках указанных сообщений оказывается, что конструктор такой антенны принимал сигнал близкорасположенного ретранслятора, который транслировал передачу далеко расположенного телецентра, или имел место

случайный сверхдальний прием благодаря благоприятно сложившимся условиям распространения сигнала. Когда же такая антенна проверялась на прием известного телевизионного передатчика, никаких чудес, естественно, не обнаруживалось.

Предпринимались также попытки добиться резкого уменьшения размеров антенны по сравнению с длиной волны принимаемого канала. В одной из статей предлагалось поместить приемную антенну в коробку из оргстекла, наполненную дистиллированной водой. Исходя из того, что вода обладает диэлектрической проницаемостью, равной 80, длина волны в воде должна быть в 9 раз короче, чем в воздухе. Поэтому размеры такой антенны должны быть также в 9 раз меньше, чем в воздухе. Однако при этом упускалось из виду, что для действительного проявления такого эффекта антенна должна находиться в свободной и равномерной среде, а для этого размеры сосуда с водой должны быть хотя бы в несколько раз больше длины волны. Тогда действительно в сосуд можно поместить малогабаритную антенну.

В периодической печати иногда приводятся самые разные конструкции антенн нетрадиционного устройства с использованием различных цилиндрических или конических пружин, а также и других экзотических элементов. Телевизионный прием на такие антенны, конечно, возможен, как возможен он на любой кусок обычного провода. Но ожидать каких-то улучшенных характеристик подобных антенн или какого-то эффекта от их применения не следует. Всегда затраты времени и средств на изготовление и установку таких антенн оказываются напрасными.

Часто некоторые радиолюбители или любители дальнего приема телевизионных программ спрашивают, можно ли установить телевизионные антенны нетрадиционной конструкции, не противоречит ли их установка действующим законам и положениям. В нашей стране, как впрочем и во всем мире, никаких запретов на конструкции приемных антенн нет. Можно устанавливать антенны любой конструкции, если вообще разрешается установка индивидуальных антенн на крыше. Дело в том, что на крышах зданий, оборудованных коллективными телевизионными антеннами, установка индивидуальных антенн запрещена, исходя из архитектурно-эстетических соображений. В отдельных же случаях по ходатайствам местного радиоклуба зарегистрированным радиолюбителям районный архитектор может разрешить установку индивидуальной антенны, необходимой для работы.

Отдельно следует предостеречь радиолюбителей от постройки телевизионных антенн с использованием ртути. Дело в том, что работа с открытой ртутью чрезвычайно опасна. Ртуть легко испаряется на воздухе при комнатной температуре даже через значительный слой воды. Пары ртути очень ядовиты, и их вдыхание даже при малых концентрациях приводит к опасным отравлениям. Хранение ртути допускается только в герметических металлических сосудах. Использовать сосуды из стекла категорически запрещается, так как они легко бьются. Пролитую ртуть нужно тщательно собрать, не касаясь ее руками, так как она всасывается в кожу. Особенно необходимо беречь детей от контактов с ртутью, так как они могут трогать ее руками и даже брать в рот.

5.4. СИНФАЗНЫЕ АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ

5. 4. СИНФАЗНЫЕ АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ

Синфазная антенная решетка представляет собой сложную направленную антенную систему, состоящую из отдельных слабонаправленных антенн, разнесенных в пространстве и расположенных таким образом, что фазы наведенных в них сигналов оказываются одинаковыми. Антенны в решетке соединяют между собой, они должны работать на общую согласованную нагрузку. Как правило, синфазную решетку собирают из одинаковых антенн, расположенных в несколько рядов и несколько этажей. Схема соединения антенн решетки должна быть составлена так, чтобы не нарушалась синфазность сигналов, поступающих от каждой антенны в нагрузку, так как только при одинаковых фазах этих сигналов они будут складываться. Кроме того, схема соединения антенн решетки одновременно должна обеспечивать их согласование с нагрузкой, так как при рассогласовании общего входного сопротивления решетки с сопротивлением нагрузки часть энергии принятого антеннами сигнала отразится от нагрузки и будет излучаться обратно в пространство, что приведет к уменьшению коэффициента усиления антенной решетки.

Использование вместо одной антенны нескольких таких же антенн, соединенных в синфазную решетку, приводит к увеличению сигнала на выходе такой антенной системы, сужению диаграммы направленности и в результате к увеличению коэффициента усиления по сравнению с коэффициентом усиления одиночной антенны, входящей в состав решетки. Увеличение коэффициента усиления синфазной антенной решетки происходит за счет двух факторов.

Во-первых, в каждой антенне решетки электромагнитным полем принимаемого передатчика наводится сигнал определенной мощности, той самой, которая наводилась бы в одиночной антенне данного типа, а затем мощности сигналов, принятых всеми антеннами, складываются в нагрузке. Поэтому результирующая мощность сигнала на выходе синфазной решетки во столько же раз больше мощности сигнала на выходе одиночной антенны того же типа, сколько антенн содержится в решетке. В связи с тем, что сопротивление нагрузки остается неизменным, независимо от того, используется одна антенна или несколько, напряжение результирующего сигнала на выходе синфазной решетки увеличивается по сравнению с напряжением сигнала на выходе одиночной антенны того же типа не во столько раз, сколько антенн содержится в решетке, а в число, равное корню квадратному из числа антенн. Так, при наличии в решетке четырех антенн мощность сигнала на выходе решетки увеличивается в 4 раза, а напряжение - в 2 раза (на 6 дБ), при девяти антеннах мощность увеличивается в 9 раз, а напряжение сигнала - в 3 раза (на 9, 5 дБ) и т. д. Соответственно увеличивается коэффициент усиления синфазной решетки по сравнению с коэффициентом усиления одиночной антенны.

Во-вторых, поперечные размеры антенной решетки относительно направления, с которого приходит сигнал, больше поперечных размеров одиночной антенны. Иначе говоря, при использовании синфазной решетки увеличивается поверхность абсорбции антенны, та поверхность, из которой антенна поглощает мощность электромагнитного поля. Это приводит к сужению диаграммы направленности антенной системы, что эквивалентно

дополнительному увеличению коэффициента усиления антенны, т. е. дополнительному увеличению напряжения сигнала на выходе решетки. Сужение диаграммы направленности решетки обусловлено тем, что только те сигналы, которые принимает каждая антенна с главного направления, перпендикулярного плоскости решетки, оказываются синфазными. Сигналы же, приходящие под углом к главному направлению, поступают к антеннам решетки, разнесенным в пространстве, не одновременно, а со сдвигом во времени или по фазе. Таким образом, сигналы, приходящие под углом, за счет разности хода наводят в антеннах решетки напряжения, сдвинутые по фазе, которые складываются геометрически, как векторы. Их геометрическая сумма оказывается меньше арифметической суммы напряжении, наведенных в антеннах решетки сигналами, приходящими с главного направления. Чем больше поперечные размеры решетки, тем больше разность хода сигналов, приходящих под тем же самым углом к главному направлению, и тем больше сдвиг фаз, т. е. меньше результирующий сигнал. Следовательно, с увеличением поверхности абсорбции сужается диаграмма направленности и увеличивается коэффициент усиления синфазной решетки. Увеличение вертикального размера решетки сужает диаграмму направленности в вертикальной плоскости, увеличение горизонтального размера решетки сужает диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. Теоретически увеличение поверхности абсорбции вдвое должно приводить к увеличению коэффициента усиления решетки на 3 дБ.

Таким образом, можно определить коэффициент усиления синфазной антенной решетки. В первую очередь он зависит от коэффициента усиления антенн, входящих в состав решетки, и должен быть увеличен за счет увеличения числа антенн решетки, а также за счет увеличения поверхности абсорбции решетки по сравнению с поверхностью абсорбции одиночной антенны.

Часто допускается ошибка, когда число антенн, входящих в состав решетки, не учитывают, а исходят только из коэффициента усиления одиночной антенны и увеличения поверхности абсорбции. Истоки этой ошибки лежат в аналогии между приемными и передающими антеннами, исходя из принципа взаимности. При рассмотрении передающей антенны предполагается, что мощность передатчика постоянная и не зависит от числа антенн в решетке. При увеличении числа антенн мощность, приходящаяся на каждую антенну, уменьшается. Соответственно уменьшается и та доля энергии электромагнитного поля, которая обусловлена излучением каждой из антенн решетки. Поэтому напряженность поля в точке приема не зависит от числа антенн в решетке передающей антенны. Если бы к каждой антенне передающей решетки был подключен свой передатчик, увеличение числа антенн в решетке приводило бы к увеличению излученной энергии. При этом напряженность поля в точке приема увеличивалась бы от увеличения не только эффективной поверхности решетки (эквивалентной поверхности абсорбции приемной антенны), но и числа антенн в решетке. Именно в этих условиях применима аналогия между передающей и приемной антеннами, так как напряженность поля в точке приема считается неисчерпаемой и не уменьшается при увеличении числа антенн в решетке приемной антенной системы.

Исходя из приведенных соображений, можно сделать вывод: при

увеличении числа антенн синфазной решетки в 2 раза и таком же увеличении поверхности абсорбции коэффициент усиления решетки должен увеличиться на 6 дБ. На практике, однако, такого увеличения коэффициента усиления по сравнению с одиночной антенной не получается в связи с тем, что происходит частичное перекрытие поверхностей абсорбции отдельных антенн и неизбежно некоторое рассогласование в цепях фазирования антенн и в цепях согласования сопротивлений антенн и нагрузки. Поэтому в зависимости от расстояния между антеннами можно считать, что при увеличении числа антенн в решетке в 2 раза коэффициент усиления увеличивается в пределах 4... 5 дБ.

Форма диаграммы направленности синфазной антенной решетки определяется диаграммой направленности антенн, составляющих решетку, и конфигурацией самой решетки (число рядов, число этажей и расстояния между ними). При двух ненаправленных антеннах, размещенных рядом на расстоянии, равном половине длины волны (между осями антенн), диаграмма направленности в горизонтальной плоскости имеет вид восьмерки, а прием с боковых направлений, перпендикулярных главному, отсутствует. Если увеличивать расстояние между антеннами, ширина главного лепестка диаграммы направленности уменьшается, но появляются боковые лепестки с максимумами в направлениях, перпендикулярных главному. При расстоянии между антеннами 0, 6 длины волны уровень боковых лепестков составляет 0, 31 уровня главного лепестка, а ширина диаграммы направленности по половинной мощности уменьшается в 1, 2 раза относительно решетки с расстоянием между антеннами, равным 2/2. При расстоянии между антеннами 0, 75 длины волны уровень боковых лепестков увеличивается до 0, 71 уровня главного, а ширина диаграммы направленности уменьшается в 1, 5 раза. Наконец, при расстоянии между антеннами, равном длине волны, уровень боковых лепестков достигает уровня главного лепестка, но ширина диаграммы направленности уменьшается в 2 раза по сравнению с расстоянием между антеннами в полволны. Из этого примера видно, что целесообразнее выбирать расстояния между антеннами, равными длине волны. Это обеспечивает наибольшее сужение главного лепестка диаграммы направленности. Наличия боковых лепестков опасаться нет нужды, так как при использовании в составе решетки направленных антенн они с направлений, перпендикулярных главному, сигналов не принимают.

Располагать антенны в решетке на расстояниях, меньших половины длины волны (даже если конструкция антенн это позволяет), нецелесообразно, так как при этом перекрываются поверхности абсорбции и эффект получается слабым. Увеличивать же расстояния сверх длины волны недопустимо, так как при этом в диаграмме направленности появляются дополнительные боковые лепестки, неперпендикулярные главному направлению.

Синфазные решетки могут быть собраны из антенн самых различных типов. Обычно в решетке используют одинаковые антенны, что упрощает их согласование с нагрузкой и фазирование. Однако не исключено использование в решетке и разных антенн. В условиях дальнего приема телевизионных передач радиолюбители в основном применяют синфазные решетки, собранные из антенн типа "Волновой канал" и рамочных. При этом к тем

недостаткам многоэлементных антенн "Волновой канал", которые были рассмотрены ранее, следует добавить еще один. Две или несколько антенн этого типа, даже в том случае, если они изготовлены точно по чертежам и из одинаковых материалов, оказываются расстроены по-разному. Поэтому фазы принятых ими сигналов на выходах антенн одинаковыми не получаются и неизбежно наличие расфазирования, что значительно уменьшает коэффициент усиления решетки. Таким образом, для радиолюбителей можно считать допустимым использование синфазных решеток, собранных лишь из трехэлементных антенн "Волновой канал", естественная расстройка которых, как отмечалось ранее, незначительна и не приводит к необходимости индивидуальной настройки каждой антенны, а также к фазированию антенн в решетке.

В качестве примера на рис. 5. 1 показана двухрядная антенная решетка, собранная из двух трехэлементных антенн "Волновой канал". Антенна

Рис. 5. 1. Двухрядная синфазная антенна

предназначена для приема сигнала с вертикальной поляризацией на границе зон прямой видимости и полутени. Коэффициент усиления антенны составляет примерно 10 дБ. Элементы антенны выполняют из металлической трубки диаметром 12... 20 мм для антенн, работающих на 1-5-м каналах, или диаметром 8... 15 мм для антенн, работающих на 6-12-м каналах. Стрелы могут быть металлическими или деревянными, мачта же обязательно должна быть выполнена из изоляционного материала и лишь на 2 м ниже антенны мачта может быть металлической. Размеры каждой антенны можно взять из табл. 4. 3, а расстояние между антеннами Н и длина шлейфа Ш приводятся в табл. 5. 1.

Таблица 5. 1 Размеры двухрядной трехэлементной антенны

Согласующее устройство состоит из двух соединительных линий и симметрирующего коротко замкнутого четвертьволнового шлейфа. Входное сопротивление каждой антенны при указанных в табл. 4. 3 размерах составляет примерно 150 Ом. Линии, каждая из которых выполнена из двух отрезков 75-омного коаксиального кабеля, также имеют волновое сопротивление 150 Ом и хорошо согласуются с антеннами. Длина линий может быть взята произвольной, но обе линии должны быть одинаковой длины. В точках соединения линий два сопротивления по 150 Ом соединены параллельно, образуя 75 Ом. К этим точкам с помощью симметрирующего шлейфа подключен фидер. Шлейф и фидер выполняют также из 75-омного кабеля.

Синфазность антенн в решетке достигается применением одинаковых антенн, одинаковых линий, а также благодаря их синфазному соединению. Для этого точки "а" обеих линий должны быть подключены именно к точкам "а" (верхним концам) вибраторов обеих антенн. Если данную антенную решетку повернуть на 90° так, чтобы элементы антенн заняли горизонтальное положение, получится двухэтажная антенная решетка, которую можно использовать для приема передач с горизонтальной поляризацией сигнала.

Использование синфазных антенных решеток позволяет при необходимости значительно увеличить коэффициент защитного действия антенны для ослабления помехи, приходящей со стороны, противоположной направлению на передатчик. Для этого в синфазной решетке нужно выдвинуть одну из антенн, например нижнюю, как показано на рис. 5. 2, вперед по направлению на телецентр на четверть длины волны принимаемого канала, одновременно увеличив также на четверть длины волны в кабеле соответствующую линию, в данном случае - подключенную к нижней антенне. Сигнал, приходящий спереди, поступит к нижней

антенне на 1/4 периода раньше, чем сигнал, поступивший к верхней антенне. Но за счет более длинной линии сигнал от нижней антенны будет задержан также на 1/4 периода. Таким образом, сигналы от нижней и верхней антенн к точкам соединения линий поступят одновременно, в фазе, и будут складываться. Помеха, приходящая сзади, поступит к нижней антенне с запаздыванием на 1/4 периода по сравнению с помехой, поступившей к верхней антенне. Дополнительно помеха, принятая нижней антенной, будет задержана более длинной соединительной линией еще на 1/4 периода. Таким образом, помеха, принятая нижней антенной, поступит к точке соединения линий на полпериода позже, чем помеха, принятая верхней антенной. Поэтому они окажутся в противофазе и будут вычитаться. Такой способ позволяет увеличить КЗД антенной решетки примерно на 20 дБ, если направления на источники сигнала и помехи противоположны, т. е. угол между этими направлениями составляет 180°. Однако и при меньших углах, вплоть до 150°, имеет смысл использовать такой способ увеличения КЭД.

Это может понадобиться, когда слабый сигнал отдаленного телевизионного передатчика не может быть принят с удовлетворительным качеством из-за наличия ближе расположенного или более мощного передатчика, работающего на том же канале. При постройке антенной решетки с повышенным КЗД необходимо помнить, что длина волны в кабеле в 1, 52 раза меньше, чем длина волны в свободном пространстве. Поэтому выдвигать одну из антенн вперед нужно на 1/4 длины волны в свободном пространстве (этот размер соответствует размеру Ш в таблицах 4. 6 и 5. 1), а удлинять одну из соединительных линий нужно на 1/4 длины волны в кабеле (этот размер соответствует размеру Т в табл. 4. 6). Разница в размерах Ш, приведенных в указанных таблицах, объясняется тем, что размеры одной из таблиц рассчитаны для настройки антенны на несущую частоту изображения, а другой - на среднюю частоту канала.

На рис. 5. 3 показана четырехэтажная синфазная решетка, собранная из четырех трехэлементных антенн "Волновой канал". Размещение антенн в четыре этажа значительно сужает диаграмму направленности в вертикальной плоскости и позволяет прижать ее лепесток к земле. Это очень важно в условиях дальнего приема телевизионных передач, когда сигнал приходит с линии горизонта. Коэффициент усиления такой антенной решетки достигает 14 дБ. Размеры антенн могут быть взяты из табл. 4. 3. Согласование антенн осуществляется следующим образом. Первый (нижний) этаж соединяется со вторым соединительной линией с волновым сопротивлением 150 Ом, образованной двумя отрезками 75-омного коаксиального кабеля. Длина соединительных линий, которыми соединены первый со вторым и третий с четвертым этажами, должна быть равна половине длины волны в кабеле. В связи с тем, что сигнал,

проходя по линиям такой длины, задерживается на полпериода, т. е. его фаза меняется на обратную, для компенсации отрезки кабеля в линиях перекрещены. В точках питания антенн второго и третьего этажей два сопротивления по 150 Ом соединены параллельно, образуя 75 Ом. К этим точкам подключены трансформаторы, образованные отрезками 50-омного кабеля с волновым сопротивлением 100 Ом длиной Т. Поэтому в точках "в-в" входные сопротивления двух нижних этажей и входные сопротивления двух верхних этажей оказываются равными 150 Ом, соединены параллельно, образуя 75 Ом. К этим точкам и подключается фидер с помощью четвертьволнового симметрирующего шлейфа длиной Ш. Размеры трансформаторов Т и шлейфа Ш можно взять из одной из помещенных ранее таблиц. На концах линий и трансформаторов оплетки кабеля соединяют между собой. Центральную жилу фидера, соединенную с центральной жилой и оплеткой шлейфа, подключают к левой точке "в", а оплетку фидера - к правой точке "в". С оплетками трансформаторов оплетку фидера не соединяют.

В § 4. 9 была рассмотрена семизлементная широкополосная антенна типа АТВК-7/6-12, рассчитанная на прием передач по любому из каналов в диапазоне с шестого по двенадцатый. Широкополосность этой антенны достигнута взаимной расстройкой ее элементов и в результате коэффициент усиления оказывается небольшим. Некоторые радиолюбители пытаются собирать из таких антенн синфазные решетки для увеличения коэффициента усиления и использования таких решеток в условиях дальнего приема. Все попытки приводят к отрицательным результатам по следующим причинам. Антенна АТВК-7/6-12 рассчитана на применение в сравнительной близости от телевизионного передатчика, поэтому она не согласована с фидером, а лишь симметрируется с помощью кабельной петли. Обеспечить согласование антенн в решетке по их входным сопротивлением с волновым сопротивлением фидера во всем диапазоне невозможно, так как согласование осуществляется резонансными элементами - трансформаторами сопротивления, выполняемыми из отрезков кабеля длиной в 1/4 длины волны. Такой элемент является трансформатром только на той частоте сигнала, при которой его длина равна 1/4 длины волны. На другой частоте длина будет уже отличаться от 1/4 длины волны и как трансформатор он работать уже не будет, следовательно, произойдет рассогласование. Кроме того, антенны этого типа неидентичны по своим фазовым характеристикам. Фазы сигналов на выходах двух внешне одинаковых антенн могут быть также неодинаковыми. Это относится и к случаю, если из антенн собирается решетка, предназначенная для работы только на одном канале. В таком случае нецелесообразно использовать антенны, являющиеся широкополосными. Выгоднее использовать в решетке либо более простые антенны с таким же усилением, но стабильной фазовой характеристикой, либо антенны такой же степени сложности, но узкополосные, обладающие более высоким коэффициентом усиления. Те же соображения можно применить и к другим видам широкополосных антенн. Собирать из них синфазные решетки нецелесообразно порой из-за трудностей согласования, порой из-за трудностей фазирования.

Хорошие результаты дают синфазные решетки, собранные из рамочных антенн. В диапазонах метровых волн наибольшее распространение получили двухэтажные и двухэтажные двухрядные синфазные решетки, собранные из двухэлементных рамочных антенн. На рис. 5. 4 показаны двухэтажная синфазная решетка и схема симметрирующе-согласующего устройства к ней. Обе антенны этой решетки выполняют согласно рис. 4. 5 и табл. 4. 5. Симметрирование антенн осуществляется четвертьволновыми симметрирующими короткозамкнутыми шлейфами, не изменяющими входного сопротивления антенн. Поэтому линии, выполненные как и шлейфы из 75-омного кабеля, хорошо согласуются с антеннами. Линии берутся произвольной, но одинаковой длины. В точке соединения линий два сопротивления по 75 Ом соединены параллельно, образуя 37, 5 Ом. Для

Рис. 5. 4. Двухэтажная синфазная рамочная антенна

согласования такого сопротивления с волновым сопротивлением фидера, которое составляет 75 Ом, используется трансформатор в виде отрезка кабеля длиной в 1/4 длины водны в кабеле. Волновое сопротивление кабеля, из которого выполняется трансформатор, определяется путем извлечения квадратного корня из произведения сопротивлений на входе и выходе трансформатора, что дает 53 Ома. Таким образом, трансформатор должен быть выполнен из кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом.

Часто возникают затруднения в связи с отсутствием отрезка 50-омного кабеля. В этом случае можно выполнить согласование по другой схеме, показанной на рис. 5. 5. Все элементы этой схемы выполнены кабелем с волновым сопротивлением 75 Ом. В схеме использованы два трансформатора, включенные последовательно. Первый трансформатор образован тремя параллельными отрезками кабеля и имеет волновое сопротивление 25 Ом. Второй трансформатор образован двумя отрезками кабеля и имеет волновое

сопротивление 37, 5 Ом. Входное сопротивление решетки равно 37, 5 Ом, на выходе первого трансформатора оно уменьшается до 16, 7 Ом, а на выходе второго трансформатора увеличивается до 84, 4 Ом. Хотя и не обеспечивается полное согласование такого сопротивления с волновым сопротивлением фидера, равным 75 Ом, но рассогласование можно считать вполне допустимым. При этом рассогласовании коэффициент бегущей волны составляет 0, 89, что соответствует передаче в фидер 98 % мощности сигнала, принятого антенной. Коэффициент усиления двухэтажной синфазной решетки из двух двухэлементных рамочных антенн примерно равен 12... 13 дБ.

Если необходимо увеличить КЗД двухэтажной рамочной антенны, верхняя антенна выдвигается вперед по направлению на телецентр на расстояние, равное Ш, а верхняя линия удлиняется относительно нижней на длину Т.

Двухэтажная решетка из рамочных антенн имеет узкую диаграмму направленности в вертикальной плоскости и более широкую в горизонтальной. Это представляет большое удобство, так как антенная решетка не нуждается в тщательном ориентировании по азимуту, а узкий лепесток диаграммы направленности в вертикальной плоскости, прижатый к линии горизонта, благоприятствует дальнему приему телевизионных передач. Использовать эту антенную решетку рекомендуется в зоне полутени, прилегающей к зоне прямой видимости.

Если после установки двухэтажной синфазной решетки из рамочных антенн экспериментально будет установлено, что ее коэффициент усиления недостаточен для получения уверенного приема с хорошим качеством изображения, можно изготовить еще две рамочные антенны и собрать решетку из четырех антенн, расположенных в два ряда и в два этажа. Такая антенная решетка со схемой согласования показана на рис. 5. 6. Все ее

Рис. 5. 6. Двухэтажная двухрядная рамочная антенна

размеры берутся из таблицы 4. 5. За счет удвоения рядов сужается диаграмма направленности решетки в горизонтальной плоскости, а коэффициент усиления возрастает до 16... 17 дБ. Использовать такую антенную решетку целесообразно в дальней части зоны полутени.

Все элементы симметрирующе-согласующего устройства выполняют из отрезков 75-омного кабеля. Входное сопротивление двух верхних антенн в точке соединения верхних линий составляет 37, 5 Ом. Верхний трансформатор увеличивает его до 150 Ом. Такое же входное сопротивление имеют две нижние антенны. В точке соединения трансформаторов два сопротивления по 150 Ом соединены параллельно, образуя 75 Ом. Сюда и подключается фидер. Согласование получается достаточно хорошим. Синфазность обеспечивается одинаковыми антеннами и одинаковой длиной всех четырех линий, которая может выбираться произвольно. Для соблюдения синфазности нужно обратить особое внимание на правильность подключения линий к антеннам: центральные жилы всех четырех линий подключают к левым концам вибраторных рамок, а оплетки - к правым. Иначе произойдет расфазирование.

При необходимости увеличения КЗД две верхние антенны выдвигают вперед на расстояние Ш, а обе верхние линии удлиняют относительно нижних на длину Т.

В этой конструкции антенной решетки перекладины обязательно должны быть выполнены из изоляционного материала. Можно использовать текстолит, винипласт или деревянные рейки, проваренные в каком-либо противогнилостном составе и окрашенные. Мачта может быть выполнена из металла. Во избежание прогиба перекладин мачту можно сделать выступающей вверх за пределы антенны на высоту Н/2 и подвязать все стрелы антенн к вершине мачты капроновым шнуром (использовать проволоку нельзя!). На вершине мачты можно установить громоотвод в виде заостренного металлического штыря, приваренного к мачте, если она металлическая, или соединенного толстым проводом, проведенным по деревянной мачте, с надежным заземлением у основания мачты. Металлическая мачта также надежно заземляется.

Весьма привлекательны синфазные решетки, собранные из трехэлементных рамочных антенн. Двухэтажная синфазная решетка, собранная из двух трехэлементных рамочных антенн, должна обладать коэффициентом усиления примерно 19 дБ, а двухэтажная двухрядная синфазная решетка из четырех трехэлементных рамочных антенн - около 23 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала на выходе антенной решетки в 14 раз по сравнению с полуволновым вибратором. Размеры трехэлементных рамочных антенн можно взять для дециметрового диапазона из табл. 3. 2, а для метрового диапазона - из табл. 4. 6. Согласование осуществляется в соответствии с рис. 5. 4 или 5. 5 для двухэтажной решетки из двух антенн, или рис. 5. 6 - для двухэтажной двухрядной решетки из четырех антенн. Согласно тем же рисункам выполняется конструкция самих антенных решеток.

Несмотря на то, что конструкция двухэтажной двухрядной решетки, собранной из трехэлементных рамочных антенн, для метровых диапазонов оказывается достаточно громоздкой (особенно для 1-го и 2-го каналов), ее можно рекомендовать для уверенного приема передач на дальней границе

зоны полутени или в тех случаях, когда использование более простых антенн не дает хороших результатов.

При изготовлении трехэлементных рамочных антенн для дециметрового диапазона расстояние между концами вибраторной рамки, как показано на рис. 3. 6, берется равным 15 мм. Такое небольшое расстояние взято для того, чтобы оно было значительно меньше стороны квадрата рамки. Если же антенну выполняют для работы в метровом диапазоне, это расстояние может быть увеличено до 40 мм.

В табл. 4. 6 расстояние между трехэлементными рамочными антеннами синфазной решетки по вертикали и по горизонтали Н указано максимально допустимым, примерно равным длине волны для получения наибольшего коэффициента усиления. Если такие большие расстояния окажутся неприемлемыми из-за громоздкости конструкции, разнос антенн по горизонтали можно уменьшить в 1, 5 раза, хотя при этом коэффициент усиления решетки уменьшится примерно па 1 дБ. Можно также уменьшить расстояние между этажами решетки также в 1, 5 раза, если это необходимо, что приведет к уменьшению коэффициента усиления решетки еще па 1 дБ. Вообще вовсе не обязательно, чтобы расстояния между этажами и рядами решетки были равны между собой.

Двухэтажная двухрядная синфазная решетка достаточно громоздка, особенно для приема передач на 1-5 каналах. В условиях дальнего приема

Рис. 5. 7. Трехэтажная рамочная антенна

телевидения в зоне полутени, когда передающая антенна находится за линией горизонта, особенно важно, чтобы главный лепесток диаграммы направленности приемной антенны был прижат к Земле. В то же время, из-за низкое напряженности поля ориентирование антенны по азимуту при узкой диаграмме направленности в горизонтальной плоскости представляет определенных трудности. Поэтому можно рекомендовать трехэтажную однорядную синфазную решетку из трех двухэлементных или трехэлементных рамочных антенн показанную со схемой согласования на рис. 5. 7. Все размеры здесь такие же как для уже рассмотренных рамочных антенн и синфазных решеток из них Особенность же в том, что для согласования этой решетки с фидеров требуются два соединенных последовательно трансформатора. Трансформа тор 1 образован параллельным соединением отрезков 75-омного и 50-омного кабелей, трансформатор 2 выполнен из отрезка 50-омного кабеля. Напомним все три линии выполняются одинаковой длины из одной и той же марки 75 омного кабеля.

Коэффициент усиления такой решетки из двухэлементных рамочных антенн - 14-16 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала в 5- (раз, а из трехэлементных рамочных антенн около 21 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала в 11 раз относительно полуволнового вибратора. В горизонтальной плоскости диаграмма направленности сравнительно широка.

Рис. 5.1. Двухрядная синфазная антенна

Изображение:

Рис. 5.2. Синфазная решетка с повышенным КЗД

Изображение:

Рис. 5.2. Четырехэтажная синфазная решетка

Изображение:

Рис. 5.4. Двухэтажная синфазная рамочная антенна

Изображение:

Рис. 5.5. Вариант согласования двухэтажной антенны

Изображение:

Рис. 5.6. Двухэтажная двухрядная рамочная антенна

Изображение:

Рис. 5.7. Трехэтажная рамочная антенна

Изображение:

Таблица 5.1 Размеры двухрядной трехэлементной антенны

Изображение:

5.5. ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ СИНФАЗНЫХ РЕШЕТОК

5. 5. ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ СИНФАЗНЫХ РЕШЕТОК

Диаграмма направленности синфазной антенной решетки определяется диаграммой направленности самих антенн, входящих в решетку, и, кроме того, параметрами решетки. Если решетка сформирована в вертикальном направлении, то есть построена в два или несколько этажей, сужается диаграмма направленности в вертикальной плоскости. Если же решетка сформирована в горизонтальном направлении, сужается диаграмма направленности в горизонтальной плоскости. Наконец, большое значение имеет расстояние между антеннами в решетке.

Рассмотрим формирование диаграммы направленности решетки, состоящей из двух полуволновых вибраторов, расположенных рядом, на расстоянии Н между ними (рис. 5. 8). Если сигнал приходит с направления, перпендикулярного плоскости, в которой лежат антенны, фазы наведенных в антеннах ЭДС одинаковы и мощности принятых сигналов арифметически складываются. Если же сигнал поступает под углом я, отличающимся от 90°, как показано на рисунке, сигнал к антенне 2 поступает позже, чем к антенне 1 благодаря тому, что появляется разность хода d=Hcosa. Запаздывание сигнала, приходящего к антенне 2, приводит к сдвигу фазы ЭДС, наведенной в антенне 2 по отношению к ЭДС, наведенной в антенне 1. Этот угол сдвига фазы (в) так относится к полному углу 2*3.14, как разность хода d относится к длине волны:

На рис. 5.10 приведена диаграмма направленности указанной синфазной решетки в одной горизонтальной полуплоскости (диаграмма во второй полуплоскости аналогична) для пяти разных значений К. Видно, что при разносе между антеннами, равном половине длины волны (К =0,5) диаграмма имеет один лепесток с шириной по уровню 0,7 (уровень половинной мощности) немного меньше 50°. Для сравнения можно указать, что ширина диаграммы направленности одиночного полуволнового вибратора на том же уровне составляет чуть больше 100°. Это означает значительное увеличение коэффициента усиления антенной решетки по сравнению с одиночной антенной. Улучшается также пространственная избирательность антенны. При поступлении помехи под углом а=45° наведенная ЭДС в решетке составляет 0, 28 от максимума, а в одиночном полуволновом вибраторе 0, 63. Таким образом, по напряжению помеха ослабляется в 2, 25 раз, а по мощности - в 5 раз, то есть на 7 дБ.

Диаграмма показывает, что при разносе между антеннами, превышающем половину длины волны, появляются боковые лепестки. Если разнос равен 0, 75 длины волны, диаграмма содержит два боковых лепестка с уровнем 0, 19 от максимума. С дальнейшим увеличением разноса растет и уровень боковых лепестков, достигая 0, 7 при К=1,5. Если же разнос превышает 1,5 длины волны, вместо двух диаграмма приобретает четыре боковых лепестка. Так, при К = 2 два лепестка имеют уровень 0, 29 (а =27°) и два других - 0, 83 (а =61°). Боковые лепестки большого уровня крайне вредны, так как сильно ухудшают пространственную избирательность антенны не только к индустриальным помехам, но и к отраженным сигналам, что может привести к повторам на экране телевизора. Правда, при этом главный лепесток получается очень

Рис. 5. 10 Диаграммы направленности синфазной решетки

узким: его ширина на уровне 0, 7 не превышает 15°. Однако интенсивные боковые лепестки сводят это достоинство на нет. Поэтому рекомендуется выбирать разнос между антеннами в пределах от 0, 5 до 0, 75 длины полны принимаемого канала. В крайнем случае, если нужен особенно большой коэффициент усиления решетки, можно увеличить разнос до длины волны, что приведет к сужению главного лепестка диаграммы направленности до 28°. Небесполезно напомнить: чем уже диаграмма направленности антенны, тем больше ее коэффициент усиления. Увеличивать разнос между антеннами сверх значения, равного длине волны, не рекомендуется.

Приведенные диаграммы направленности были рассчитаны для синфазной решетки, собранной из двух полуволновых вибраторов, как простейшей антенны, для которой и аналитическое выражение диаграммы является наиболее простым. Однако основные свойства диаграмм направленности остаются такими же и для синфазных решеток из более сложных узкополосных антенн, рассчитанных на прием одного определенного частотного канала. Если же узкополосная антенна способна принимать несколько соседних по частоте каналов, как, например, в диапазоне дециметровых волн, необходимо предусмотреть, чтобы для самого высокочастотного канала разнос между антеннами не превышал длины волны.

Весьма характерно, что на всех приведенных диаграммах направленности, независимо от значения разноса между антеннами (при любом значении К), отсутствует прием с боковых направлений (а=0). Это объясняется тем, что

теоретически у полуволновых вибраторов (как и у большинства других телевизионных антенн) прием с боковых направлений отсутствует. Тем не менее на практике из-за того, что невозможно абсолютно точно изготовить антенну, слабый прием сбоку может иметь место. И, если в боковом направлении близко расположен мощный телевизионный передатчик, работающий на том же или на соседнем частотном канале, он может создавать заметную помеху приему основного сигнала. Такая помеха может выражаться в сбоях синхронизации или в накладке на основное изображение слабой посторонней картинки, перемещающейся в горизонтальном или вертикальном направлении. Для резкого ослабления такой помехи целесообразно использовать вместо одной антенны синфазную решетку из двух таких же антенн, расположенных рядом на расстоянии, равном половине длины волны того частотного канала, на котором работает передатчик, создающий помеху. В связи с тем, что помехи приходят к антеннам решетки не одновременно, а со сдвигом во времени на половину периода, их фазы сдвинуты на 180°. Если антенны совершенно одинаковы, такой сдвиг приводит при сложении к взаимному уничтожению принятых антеннами помех. К обеим антеннам с помощью симметрирующе-согласующих устройств, предназначенных для данного типа антенн, подключаются линии одинаковой длины из 75-омного коаксиального кабеля, а соединение линий с фидером осуществляется с помощью четвертьволнового трансформатора из отрезка 50-омного кабеля, как показано на рис. 5. 4, длина которого Т соответствует четверти длины волны в кабеле для основного канала. Кроме ослабления помехи, такая решетка обеспечит увеличение уровня полезного сигнала примерно па 3 дБ за счет увеличения коэффициента усиления и ослабит прием отраженных сигналов за счет сужения диаграммы направленности антенной решетки по сравнению с шириной диаграммы одной, ранее использованной антенны.

Создание такой двухрядной синфазной решетки с расстоянием между рядами, равным половине длины волны, может быть связано с трудностями при использовании антенн типа "Волновой канал". Дело в том, что длина рефлектора у этих антенн превышает половину длины волны, и необходимый разнос между антеннами оказывается неосуществимым. Поэтому такую решетку можно собирать только из антенн, максимальный горизонтальный размер которых меньше половины длины волны. В качестве примера на рис. 5. 11 показана синфазная двухрядная решетка из двухэлементных рамочных антенн. Все размеры этой решетки можно взять из таблицы 4. 5. Такую же решетку можно собрать из трехэлементных рамочных антенн с размерами согласно таблице 4. 6 для метрового диапазона или таблице 3. 2 для дециметрового диапазона. Однако для дециметровой решетки расстояние между антеннами берется равным половине длины волны канала изображения (таблица 1. 2) мешающего телевизионного передатчика.

Широкое распространение получили синфазные решетки, содержащие два или более этажа. Поэтому важно знать, как влияет разнос между этажами на форму диаграммы направленности в вертикальной плоскости. В условиях дальнего приема на равнинной местности необходимо, чтобы антенна лучше всего принимала сигнал с линии горизонта - при угле места, равном нулю. Независимо от количества этажей решетки и разноса между этажами при угле места, равном нулю, диаграмма направленности имеет максимум. Однако в условиях холмистой или горной местности, а также при сверхдальнем приеме

Рис. 5. 11 Двухрядная фазированная решетка

(при использовании отражении от ионосферы) сигнал может поступать и под другими углами места. Если (как и для диаграммы направленности в горизонтальной плоскости) провести анализ формы диаграммы двухэтажной решетки из двух полуволновых вибраторов, в этих условиях оптимальным оказывается разнос между этажами, равный половине длины волны принимаемого частотного канала. Диаграмма направленности такой двухэтажной решетки содержит один лепесток с нулевым приемом из зенита (угол места 90°), а уровень половинной мощности соответствует углу места 30°. Достаточно широкая диаграмма направленности при этом благоприятствует приему сигнала с направлений под углами относительно линии горизонта. Когда же требуется обеспечить дальний прием за счет увеличения коэффициента усиления антенной решетки, есть смысл увеличить разнос между этажами. При разносе в 3/4 длины волны в диаграмме появляется боковой лепесток под углом места 90° и сужается главный лепесток - угол места половинной мощности около 20°, а нулевой прием соответствует углу места 42°. Еще более узкий главный лепесток диаграммы направленности можно получить при разносе между этажами, равном длине волны. В этом случае также образуется боковой лепесток, направленный в зенит, угол места, соответствующий половинной мощности составляет 14, 5°, а нулевого приема

30°. Наконец, допустимо увеличить разнос до полутора длин волн. При этом боковой лепесток имеет максимум под углом места около 42°, половинная мощность главного лепестка соответствует углу места 9, 6°, а нулевого приема

20°. Увеличивать разнос сверх этого значения не следует, так как появляются два боковых лепестка. Так, при разносе между этажами в 2, 5 длины волны главный лепесток, направленный на линию горизонта (угол места равен нулю) оказывается очень узким: половинной мощности главного лепестка диаграммы соответствует угол места, равный всего 5, 7°, но диаграмма направленности решетки в этом случае оказывается изрезана боковыми лепестками. Ближний к главному боковой лепесток имеет максимум под углом места 23, 6° и отделен

от главного лепестка направлением пулевого приема под углом места 11, 5°. Второй боковой лепесток имеет максимум под углом места 53° и отделен от первого бокового лепестка вторым направлением пулевого приема под углом места 37°. Если на трассе имеются даже небольшие холмы, нельзя Отрицать возможность поступления сигнала под небольшим углом места, который попадет в зону диаграммы направленности, соответствующую пулевому приему. В этом случае сигнал не сможет быть принят или будет значительно ослаблен.

Хотя приведенный анализ диаграмм направленности в вертикальной плоскости относился к двухэтажной антенной решетке из двух полуволновых вибраторов, такой же характер должны иметь диаграммы решеток, собранных из более сложных антенн, например, из антенн типа "Волновой канал" или из рамочных антенн. Разница будет лишь в значениях углов места, соответствующих половинной мощности, нулевому приему и максимумам боковых лепестков. Поэтому при выборе величины разноса между этажами синфазной решетки, собранной из самых разных (но одинаковых!) антенн, можно руководствоваться приведенными выше соображениями.

Рис. 5.10 Диаграммы направленности синфазной решетки

Изображение:

Рис. 5.11 Двухрядная фазированная решетка

Изображение:

Рис. 5.8. К определению разности хода

Изображение:

Рис. 5.9. Сложение векторов

Изображение:

5.6. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СКАНИРОВАНИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ АНТЕНН

5. 6. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СКАНИРОВАНИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ АНТЕНН

Сканированием антенны называют управляемое пространственное перемещение по определенному закону направления максимального приема, при котором последовательно "просматривается" заданный сектор или другая зона обзора. Так, антенна радиолокационной станции кругового обзора вращается вокруг вертикальной оси и за каждый оборот позволяет обследовать все окружающее пространство. Такое сканирование является механическим - механическое вращение антенны обеспечивает обзор заданной зоны. В отличие от механического в радиолокации в последние годы часто используют электрическое сканирование, при котором антенна представляет собой неподвижную решетку, а изменение направления главного лепестка диаграммы направленности достигается соответствующим фазированием антенн решетки. Если, например, сигналы, принятые двумя антеннами, складываются непосредственно, максимум главного лепестка диаграммы направлен перпендикулярно линии, соединяющей антенны. Но если перед сложением сигналов один из них задержать на часть периода, то есть сдвинуть его по фазе относительно сигнала, принятого другой антенной, диаграмма направленности повернется на некоторый угол, для которого разность хода будет скомпенсирована введенной задержкой. При главном и непрерывно меняющемся сдвиге фаз максимум диаграммы направленности так же плавно и непрерывно изменяет свое направление.

В технике телевизионного приема подобие механического сканирования использовалось давно. Антенна при этом устанавливалась на поворотной мачте и либо вручную, либо с применением электродвигателя, оснащенного редуктором, ее поворачивали в направлении нужного телевизионного передатчика. Такие устройства использовались любителями телевизионного приема достаточно редко, так как были громоздкими и дорогими.

Принцип электрического сканирования позволяет очень просто поворачивать максимум диаграммы направленности неподвижной антенной решетки за

счет фазирования ее антенн. Вернемся к рассмотрению рис. 5. 8. Пусть антенны 1 и 2 - ненаправленные. Если направление на передатчик перпендикулярно линии, соединяющей антенны, принятые ими сигналы будут синфазны, и максимум диаграммы будет направлен па передатчик. Если же передатчик находится под углом а, между принятыми сигналами возникает сдвиг фаз в, соответствующий разности хода, и прием произойдет на склоне диаграммы направленности. Но достаточно задержать сигнал, принятый антенной 1, сдвинув его по фазе на тот же угол в, чтобы оба сигнала оказались в фазе. В результате максимум диаграммы повернется и окажется в направлении а. При использовании направленных антенн зависимость угла максимального приема от сдвига по фазе одного из сигналов становится сложной. Форма диаграммы направленности фазированной двухрядной решетки из полуволновых вибраторов при расстоянии между ними, равном половине длины волны описывается формулой:

В этой формуле угол в соответствует необходимой задержке сигнала, принятого антенной 1, для того чтобы максимум диаграммы направленности решетки оказался повернут в направлении а.

Диаграммы направленности рассмотренной решетки для пяти значений фазирования антенн приведены на рис. 5. 12. При рассмотрении диаграмм

можно сделать следующие выводы. Фазирование решетки приводит к раздвоению диаграммы на два лепестка. С увеличением угла фазирования главный лепесток уменьшается, а боковой - увеличивается. Когда угол фазировапия достигает 180°, лепестки становятся одинаковыми!. Расчет показывает, что при дальнейшем увеличении угла фазирования боковой лепесток становится главным, что равносильно фазированию другой антенны. В связи с тем, что полуволновый вибратор принимает сигналы одинаково спереди и сзади, диаграмма направленности в противоположной полуплоскости аналогична приведенной.

Отсутствие аналитического выражения диаграмм направленности других антенн не дает возможности проследить результаты их применения в фазированной решетке, но можно считать, что качественно они будут такими же.

Для примера можно рекомендовать использование фазированной решетки при необходимости приема программ двух телевизионных передатчиков, работающих на одинаковых или соседних по частоте каналах и расположенных в разных направлениях.

Фазирование антенны в решетке легко осуществить за счет разной длины линий, например, показанных на рис. 5. 11. Увеличение длины одной линии относительно другой производится на величину z, которая находится в зависимости от необходимого угла фазирования в (в градусах) и длины волны сигнала L, в кабеле (в мм) по следующей формуле (длина волны в кабеле в 1, 52 раз меньше, чем в свободном пространстве).

Рис. 5.12. Диаграммы направленности рассмотренной решетки

Изображение:

Увеличение длины одной линии относительно другой

Изображение:

Форма диаграммы направленности фазированной двухрядной решетки

Изображение:

5.7. ПАССИВНЫЕ РЕТРАНСЛЯТОРЫ

5.7. ПАССИВНЫЕ РЕТРАНСЛЯТОРЫ

Встречаются такие условия, когда уверенный прием телевизионных передач оказывается невозможен из-за чрезмерно низкого уровня напряженности поля в точке приема. Это может быть связано с большим расстоянием до телевизионного передатчика, но иногда причина состоит в том, что неблагоприятен рельеф местности и точка приема расположена в ложбине. При этом прямому прохождению сигнала препятствует наличие холма или горной преграды. В таких условиях прибегают к использованию активного или пассивного ретранслятора.

Активный ретранслятор представляет собой совокупность приемной антенны, радиоприемника полного телевизионного сигнала, преобразователя частотного спектра, радиопередатчика преобразованного сигнала и передающей антенны. Преобразователь частотного спектра необходим для того, чтобы передача сигнала ретранслятором производилась на другом частотном канале относительно того канала, по которому сигнал был принят. Это требуется для устранения помех для тех телевизоров, которые могут попасть в зону, где возможен прием и основного сигнала, и ретранслируемого. В первые годы развития массового телевидения, когда число телевизионных центров было невелико, некоторые радиолюбительские коллективы создавали активные ретрансляторы для обеспечения возможности уверенного приема телевизионных передач в своем населенном пункте. В настоящее время сеть действующих

телевизионных центров и государственных активных ретрансляторов стала настолько густой, что выбрать свободный номер канала, не создающий помех сигналам окружающих передатчиков, порой оказывается невозможно. Поэтому органами министерства связи категорически запрещена постройка любительских активных ретрансляторов. Установка же государственных активных ретрансляторов производится по плану, с учетом уже действующих передатчиков в каждом регионе и их частотных полос. При этом зачастую для установки нового ретранслятора приходится изменять номера каналов действующих телецентров и ретрансляторов.

Пассивный ретранслятор отличается тем, что не содержит приемопередающей или усилительной аппаратуры, а прием и передача осуществляются исключительно антенными системами.

Различают пассивные ретрансляторы трех типов: преломляющего, отражающего и препятствия.

Ретранслятор преломляющего типа в простейшем случае представляет собой комбинацию двух остронаправленных антенн, одна из которых ориентирована па антенну передатчика, а вторая направлена в точку приема. Таким образом, производится переизлучение сигнала в нужном направлении.

Ретранслятор отражающего типа выполняется в виде одного или двух плоских антенных зеркал, которые обеспечивают изменение направления распространения сигнала. Антенны ретрансляторов преломляющего и отражающего типов должны быть выполнены с высокой точностью рабочих поверхностей при больших размерах полотен этих антенн, доходящих до сотен квадратных метров в телевизионном диапазоне частот. Кроме того, должна быть обеспечена жесткая фиксация рабочих поверхностей антенн в пространстве, что требует использования сверхжестких опор. Поэтому ретрансляторы преломляющего и отражающего типов в последнее время редко находят применение на государственных линиях связи и совершенно неприемлемы в радиолюбительских условиях для приема телевизионных передач.

Пассивный ретранслятор типа препятствия был предложен в 1954 г. Г. 3. Айзенбергом и А. М. Моделем. Такой ретранслятор представляет собой металлическую поверхность, расположенную между передатчиком и приемником, находящимся относительно передатчика в зоне тени (рис. 5. 13). В отсутствие ретранслятора антенна передатчика, установленная в точке А, практически не создает в точке приема Б электромагнитного поля, так как точка приема затенена. При установке на пути распространения сигнала в точке В препятствия, в точке Б возникает поле. Это связано с тем, что

Рис. 5. 13. К пояснению установки пассивного ретранслятора

препятствие в соответствии с принципом Гюйгенса возбуждается падающей на него волной и становится источником вторичного излучения. При соответствующем выборе формы и размеров препятствия напряженность поля в точке Б может оказаться значительной и достаточной для уверенного приема телевизионного сигнала. Роль препятствия в том, что на трассе распространения сигнала образуются поверхность с нулевой напряженностью поля на той стороне, которая обращена к пункту приема.

Деформации рабочей поверхности ретранслятора типа препятствия, вызванные ветром, или отклонения ее из-за неточности изготовления не влияют на интенсивность излучения и на уровень напряженности поля в точке приема. Это - основное преимущество ретрансляторов типа препятствия перед ретрансляторами преломляющего и отражающего типов. Поэтому полотно ретранслятора типа препятствия может быть выполнено не в виде жесткой металлической конструкции, а в виде проволочной сетки, жесткость же конструкции рамы такой сетки определяется исключительно необходимой механической прочностью. Отпадает также необходимость выполнения юстировки рабочей поверхности ретранслятора после его установки, обязательной для ретрансляторов преломляющего и отражающего типов. Все это указывает на то, что пассивные ретрансляторы типа препятствия могут найти широкое применение для уверенного приема телевизионных передач в сложных рельефных условиях при их установке радиолюбителями.

Оптимальная форма полотна ретранслятора типа препятствия - дугообразная. Однако практически из-за того, что горизонтальные размеры полотна значительно меньше расстояния до ретранслируемого передатчика, дуга вырождается в прямую, и такие же результаты дает полотно прямоугольной формы. Полотно ретранслятора устанавливают в вертикальной плоскости, перпендикулярной линии, соединяющей точки А и Б. Установка полотна ретранслятора на опорах показана на рис. 5. 14. Наибольшая высота полотна равна высоте зоны Френеля и может быть определена по формуле

Наибольшая ширина полотна определяется допустимой расфазировкой полей, излученных серединой и краями полотна:

Рис. 5. 14. Полотно Пассивного ретранслятора

В этих формулах L - длина волны принимаемого телевизионного канала, а - угол между направлениями падающего на полотно поля и излученного поля на пункт приема, R2 - наклонное расстояние между полотном ретранслятора и приемной антенной. Формулы справедливы, когда расстояние между передающей антенной и ретранслятором значительно больше расстояния между ретранслятором и приемной антенной. В противном случае вместо R2 следует подставлять в формулу значение R1R2/(R1 + R2). Размеры полотна получаются в метрах, если также в метрах выражены расстояния.

При расчете размеров пассивного ретранслятора следует учесть, что полученные размеры являются максимально допустимыми: увеличение этих размеров приводит к снижению эффективности ретранслятора. Фактически в диапазонах I и II метровых волн эти размеры могут оказаться реально невыполнимыми. Приведем следующий пример. Допустим, расстояние от передатчика до ретранслятора R1 =30 км, расстояние от ретранслятора до приемной антенны R2 = 1 км, а угол между этими направлениями а = 10°. Тогда для первого телевизионного канала с длиной волны L = 6 м наибольшая высота полотна получится равной 17, 3 м, а наибольшая ширина полотна 132 м. В таких условиях полотно может быть выполнено меньших размеров, хотя эффективность ретранслятора, которая пропорциональна площади поверхности полотна, уменьшится. Для тех же условий, если ведется прием передач по 12-му каналу с длиной волны 1, 32 м, размеры полотна оказываются уже ближе к реальности: высота -3, 7 м, ширина - 61, 3 м. Наконец, для 33-го канала дециметрового диапазона волн при длине волны 0, 53 м размеры полотна получаются еще меньше: высота - 1, 5 м, и ширина - 39, 1 м.

Эффективность пассивного ретранслятора типа препятствия можно характеризовать отношением напряженности поля в точке размещения ретранслятора к напряженности поля в точке приема:

напряженность поля в точке приема окажется в 5, 3; 11, 2 и 18 раз меньше напряженности поля в точке установки ретранслятора соответственно для 1, 12 и 33-го каналов.

Из преобразованной формулы видно, что при малых углах а напряженность поля в точке приема обратно пропорциональна этому углу, а ее зависимость от расстояния до ретранслятора и от длины волны слабее,

поскольку их значения входят в формулу под знаком радикала, если размеры полотна выбраны максимально допустимыми. В то же время максимальные размеры полотна зависят от длины волны, с уменьшением длины волны они также уменьшаются, особенно высота полотна, которая зависит от длины волны в первой степени. Таким образом, эффективность ретранслятора при уменьшении длины волны можно было бы увеличить, если бы можно было увеличить размеры полотна сверх максимально допустимых. Это оказывается возможно, если полотно сделать не сплошным, а состоящим из нескольких горизонтальных полос, перекрывающих зоны Френеля через одну, т. е. одного знака. В связи с тем, что в дециметровых диапазонах волн максимально допустимая высота полотна оказывается небольшой, можно выполнить полотно из двух или трех полос, причем высота каждой полосы и расстояние между ними по высоте берутся равными найденному значению максимальной высоты полотна. Такие ретрансляторы называются многоэлементными.

Эффективность многоэлементного ретранслятора типа препятствия возрастает пропорционально квадрату числа полос. Таким образом, если в приведенном примере выполнить полотно ретранслятора для 33-го канала из трех полос высотой 1, 5 м каждая с расстоянием между ними по высоте также 1, 5 м, эффективность ретранслятора увеличится в 9 раз. При этом напряженность поля в точке приема окажется уже не в 18 раз меньше напряженности поля в точке установки ретранслятора, а всего в два раза.

На равнинной местности при большой протяженности трассы использование радиолюбительских пассивных ретрансляторов типа препятствия становится нереальным по следующим причинам. Установка ретранслятора должна производиться в такой точке трассы, где напряженность поля достаточно велика, а эта точка обычно находится за десятки километров от точки приема. С увеличением этого расстояния падает эффективность ретранслятора при равной эффективной поверхности полотна. Угол между направлениями падающего на ретранслятор поля и излученного на пункт приема уменьшается до долей градуса, что приводит к увеличению максимально допустимой высоты полотна. При этом установка многоэлементного ретранслятора даже для дециметрового диапазона становится нереальной в связи с тем, что у ретрансляторов в таких условиях высота каждой полосы и расстояний между ними по высоте оказываются недопустимо большими.

Пассивные ретрансляторы типа препятствия целесообразно устанавливать в условиях, когда точка приема закрыта в направлении на передатчик близкорасположенной высокой преградой, а на вершине этой преграды, на которой будет установлен ретранслятор, напряженность поля сигнала достаточно велика. Тогда полотно ретранслятора удается выполнить максимально допустимых размеров даже для первого телевизионного канала, а для 12-го канала ретранслятор может быть выполнен многоэлементным.

Рассмотрим теперь практическое исполнение полотна ретранслятора. Теория пассивных ретрансляторов основана на предположении, что препятствие представляет собой сплошной металлический лист. Однако на практике полотно выполняют в виде проволочной сетки. Такие сетки хорошо отражают электромагнитные волны, если поляризация падающего поля параллельна проводам сетки. Тогда при горизонтальной поляризации сигнала полотно должно быть выполнено в виде горизонтальных проводов, а при вертикальной

поляризации - вертикальных. Расстояние между проводами должно быть значительно меньше рабочей длины волны. Можно считать достаточным, если их отношение будет не менее 20. Диаметр проводов также имеет значение: чем больше диаметр проводов, тем меньше просачиваемая мощность и тем лучше работает полотно. Хорошие результаты при изготовлении полотна ретранслятора дает антенный канатик. Для обеспечения прочности провода полотна можно скрепить поперечными проводами любого диаметра, пропояв все точки пересечений. Расстояния между поперечными проводами выбирается произвольно из соображений механической прочности. Полотно ретранслятора устанавливают на двух или нескольких опорах. Если используются промежуточные опоры, все части полотна должны находиться в одной плоскости. Прямоугольная форма полотна обеспечивается его подвеской к капроновому шнуру. Изолировать полотно от опор нет необходимости. Высота нижней кромки полотна над поверхностью земли должна быть не менее нескольких длин волны принимаемого канала.

Изображение:

Изображение:

5.8. ОСОБЕННОСТИ СВЕРХДАЛЬНЕГО ПРИЕМА ТЕЛЕВИДЕНИЯ

5. 8. ОСОБЕННОСТИ СВЕРХДАЛЬНЕГО ПРИЕМА ТЕЛЕВИДЕНИЯ

Как уже отмечалось, сверхдальний прием телевизионных передач наблюдается сравнительно редко, сеансы его непродолжительны и не поддаются прогнозированию. Сверхдальний прием возможен при случайно сложившихся благоприятных условиях распространения сигнала. Рассмотрим, каковы же эти условия и чем объясняется сверхдальний прием телевидения?

Как известно, основой распространения радиоволн длинноволнового и средневолнового диапазонов является земная волна, которая характеризуется тем, что энергия электромагнитного поля огибает земную поверхность за счет преломления в атмосфере. Это преломление происходит благодаря уменьшению плотности воздуха с высотой. Радиоволны коротковолнового диапазона слабо преломляются в атмосфере, но способны отражаться от верхних ионизированных ее слоев.

Долгое время считалось, что радиоволны метрового диапазона не огибают поверхность земли (не подвержены рефракции) и не отражаются ионосферой. Это, однако, оказалось не так. Степень ионизации слоев ионосферы резко возрастает в годы солнечной активности, а также и по другим причинам. Это приводит к образованию условий, способствующих отражению волн метрового диапазона. Наиболее важными в этом отношении являются слой Е, расположенный на высоте 95... 120 км над поверхностью земли, и слой F2, расположенный на высоте 230... 400 км. Считается, что образование слоя Е связано с ионизацией молекул азота и кислорода рентгеновским и ультрафиолетовым излучением Солнца, а образование слоя F2 - ионизацией тех же газов ультрафиолетовым и корпускулярным излучениями Солнца. Слой Е характеризуется большим постоянством электронной концентрации изо дня в день, которая возрастает днем и уменьшается ночью, а слой F является неустойчивым образованием. В этом слое как электронная концентрация, так и высота расположения ее максимума в разные дни колеблются в значительных пределах. Однако днем концентрация электронов в этом слое также выше, чем ночью, и, кроме того, зимой она значительно больше, чем летом. В предрассветные часы наблюдается глубокий минимум электронной концентрации слоя F2.

Время от времени в области Е образуется сильно ионизированный слой, который называют "спорадическим слоем Е". Интенсивность спорадического слоя Е во много раз выше интенсивности нормального слоя Е. Исследования показали, что спорадический слой Е представляет собой скопление электронных облаков, которые имеют горизонтальную протяженность в десятки и сотни километров и движутся со скоростью до 300 км/ч. Время существования этого слоя колеблется в широких пределах, но не превышает нескольких часов. Спорадический слой Е может возникать в любое время суток и года, однако в средних широтах он чаще образуется в летние дни. Предполагается, что образование спорадического слоя Е связано с просачиванием заряженных частиц из выше расположенных слоев и с потоками метеоров. Подобно тому как радиоволны длинноволнового и средневолнового диапазонов преломляются в атмосфере, радиоволны У К В диапазона преломляются в ионосфере. Степень преломления зависит от электронной концентрации слоя и от длины радиоволны или ее частоты.

Чем больше частота волны, тем более высокая концентрация электронов требуется для того, чтобы за счет преломления и полного внутреннего отражения волна вернулась на Землю. Кроме того, доказано, что в точке отражения волны электронная концентрация обязательно должна возрастать с высотой. Отражение не может происходить в области максимума и тем более в области уменьшения электронной концентрации с высотой. Непостоянство электронной концентрации в ионизированных слоях, ее изменения в течение года и в течение суток, кратковременность и случайность спорадического слоя Е приводят к тому, что условия достаточного преломления и полного внутреннего отражения, необходимые для возврата радиоволн на землю, возникают также случайно, длятся кратковременно и не прогнозируются.

Измеренные с помощью геофизических ракет электронные концентрации различных слоев в разное время объясняют, почему сверхдальний прием телевидения наблюдается только в пределах первого диапазона (1-й и 2-й телевизионные каналы). Частота волн последующих диапазонов больше и требует для возврата волны на землю таких электронных концентраций, которых в слоях не бывает. Волны этих диапазонов от ионосферы не отражаются, а пронизывают ее насквозь. Сверхдальний прием телевизионных программ обусловлен появлением слоя F2 и спорадического слоя Е. Однако электронная концентрация нормального слоя Е недостаточна для отражения волн телевизионного диапазона, следовательно, и сверхдальнего приема не происходит.

Согласно законам преломления луч, падающий на преломляющую поверхность нормально (под прямым углом), не преломляется. Чем более полого падает луч на преломляющую поверхность, тем больше вероятность того, что будут достигнуты условия для полного внутреннего отражения, тем меньшая электронная концентрация для этого потребуется. Поэтому сверхдальний прием телевидения наблюдается только на больших расстояниях (около 1000 км и более) от телевизионного передатчика, а меньшие расстояния для сверхдальнего приема образуют мертвую зону.

Протяженность электронных облаков и электронная концентрация ионизированных слоев изменяются в широких пределах. Поэтому также в широких пределах изменяется напряженность поля телевизионного сигнала при появлении сверхдальнего приема. Эти пределы настолько широки, что иногда оказывается возможен сверхдальний прием с хорошим качеством изображения даже при использовании комнатных антенн, как это наблюдалось в 1957 г. Тем не менее вероятность получения устойчивого изображения при сверхдальнем приеме увеличивается при использовании высокоэффективных антенн и высокочувствительных телевизионных приемников. Из числа таких приемников можно рекомендовать телевизор для дальнего приема Н. Швырина, описание которого приводилось в журнале "Радио" 12 за 1972 г. Этот телевизор пригоден для приема сигналов с разными стандартами разложения изображения. Однако следует учесть, что постройка такого телевизора, а особенно его налаживание и настройка доступны лишь очень опытным радиолюбителям. К тому же в журнале приводилось недостаточно подробное описание, Для опытов по сверхдальнему приему можно использовать и обычный телевизионный приемник черно-белого изображения промышленного производства, приняв меры к улучшению его чувствительности.

В качестве антенн целесообразно использовать узкополосные антенны с большим коэффициентом усиления, например, двухрядную синфазную решетку из трехэлементных рамочных антенн, построенную по размерам для первого канала. Установить антенну желательно на высокой мачте, а если длина фидера превысит 50 м, использовать малошумящий антенный усилитель, установив его на мачте в непосредственной близости от антенны. В связи с тем, что заранее неизвестно, с какого направления окажется возможным осуществить сверхдальний прием при сложившихся благоприятных условиях распространения сигнала, необходимо иметь возможность быстро и оперативно ориентировать антенну. Для этого антенну устанавливают на поворотной мачте, которая может вращаться с приводом от реверсивного электродвигателя, оснащенного редуктором с большим коэффициентом передачи. Благодаря такому редуктору мощность двигателя может быть небольшой, так как момент вращения с вала двигателя увеличивается пропорционально коэффициенту передачи редуктора. Естественно, что выходные шестерни редуктора должны быть рассчитаны на большие усилия. Во избежание скручивания фидера система поворота антенной мачты должна быть оснащена концевыми выключателями питания электродвигателя, которые ограничивают поворот мачты. Эти же концевые выключатели могут быть использованы для сигнализации о достижении предельного поворота антенны. Некоторые радиолюбители дополняют систему дистанционного поворота антенны парой сельсинов. Это дает возможность по шкале, установленной на оси сельсина-приемника, определять направление антенны в любом ее положении.

Конечно, в тех случаях, когда установка для сверхдальнего приема предназначена для приема телевизионных передач одного определенного телецентра, нет нужды антенну выполнять поворотной. В этом случае антенна ориентируется по направлению на передатчик раз и навсегда при ее установке.

АНТЕННЫ ДЛЯ ПРИЕМА НАЗЕМНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ ИЗ КАТАЛОГА ФИРМЫ "БЕЛКА"

Приложение 1

АНТЕННЫ ДЛЯ ПРИЕМА НАЗЕМНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ ИЗ КАТАЛОГА ФИРМЫ "БЕЛКА"

Антенны для приема наземного телевидения предназначены как для индивидуального приема, так и для оборудования систем коллективного приема телевизионных передач от телевизионных центров и наземных ретрансляторов. Эти антенны подразделяются на одноканальные, однодиапазонные, двухдиапазонные и широкодиапазонные. Одноканальные антенны рассчитаны на прием только одной определенной программы, передаваемой по тому частотному каналу, на который настроена данная антенна. Однодиапазонные антенны рассчитаны на прием нескольких программ, которые передаются на частотах одного определенного диапазона: I метрового (1, 2 каналы), II метрового (3... 5 каналы), III метрового (6... 12 каналы) или IV-V дециметрового (21... 80 каналы). Двухдиапазонные антенны способны принимать сигналы нескольких программ в каких-либо двух указанных диапазонах, а широкодиапазонные - более, чем в двух диапазонах. Антенны, рассчитанные на прием сигналов диапазона II (3... 5 каналы), могут также принимать сигналы УКВ-ЧМ радиовещания.

Все перечисленные ниже антенны являются пассивными за исключением антенн типа АЭЗ-07 и 20/6-12/21-60, которые содержат широкодиапазонные антенные усилители. В приводимых данных каждой антенны значение коэффициента усиления дается по отношению к полуволновому вибратору. Коэффициент защитного действия показывает отношение уровней главного лепестка диаграммы направленности антенны к уровню ее заднего лепестка. Большей частью указаны две марки каждой антенны: по номенклатуре корпорации "Белка" и по номенклатуре изготовителя (например: АЭ1-01 и DIPOL 5/3-5).

АНТЕННА ОДНОДИАПАЗОННАЯ

Номера каналов 3... 5 Коэффициент усиления, дБ 3... 8 Вид поляризации сигнала горизонтальная Количество элементов 5 Коэффициент защитного действия, дБ 8 Входное сопротивление, Ом 300 Масса, кг 1.6 Марка изготовителя DIPOL 5/3-5

Усвойте желающие настроить антенну на телевидение: цифровых вещиц природой не создано. Во Вселенной существуют аналоговые сигналы, мощность изменяется по квантовым состояниям электронов. Переходы настолько малы, что человеку кажутся непрерывными. Сигнал возможно представить определенным числом, помноженным на элементарную энергию. Хотим дать понять: природа цифрового сигнала в понимании человечества лишена, цифровая антенна самостоятельно не конструируется. Возможно изготовить антенну для приема аналогового сигнала, несущего цифровую информацию.

Антенны приема цифрового сигнала

Сегодня исключительно цифровое телевидение. Однако! Мультиплексы, где программы штампуются кадрами, содержат радиопередачи. Хотим пояснить: при нынешнем положении дел вещание радио сбилось вверх, захватив частоты FM-диапазона, телевидение полностью вытеснено в ДМВ. Объясняется особенностями современной жизни. Водитель хочет дорогой слушать радио, смотреть телевизор. Видели длинные антенны раций? 34 МГц. Сравните: I канал СССР вещал 50 МГц. Каждому на крыше иметь антенну два метра длиной, чтобы посмотреть центральный канал?

Просто смехотворно. В противоположность палкам антенны FM-ДМВ сравнительно малы. Легко умещаются на крыше. Облегчая страдания киноманов, каналы переносит одна частота. Картинка разбивается кадрами, получается, доступно немало программ при единственной настройке антенны. Удобно. Массу выгод технического решения увидим из явления, называемого сегодня цифровым мультиплексом. Антенну становится возможным точно нацелить на частоту приема (являющуюся тривиальным каналом ДМВ), чтобы смотреть передачи, слушать радио.

Для решения задачи конструируется некоторым представляющееся «самодельной цифровой антенной» устройство. Антенна обычная, – интересующимся типом добавим – линейная. Конструкция выбрана, благодаря малым габаритам. Выделена в цифровой передаче одна проблема…

Телевидение привыкло пользоваться горизонтальной поляризацией. Постигла участь цифровой мультиплекс. Получается, сигнал ловится тогда восхитительно, когда линия антенны перпендикулярна лучу приходящего сигнала. Нарушим правило, мощность начинает теряться, прием ухудшается.

Прием цифрового сигнала антенной

Желающие вести прием цифрового сигнала должны уяснить тип поляризации электромагнитного излучения. Отбросить спутниковое телевидение, вещающее кадрами, поляризация, как говорит Владимир Вольфович, горизонтальная однозначно. Тип сигнала принято ловить телевидением на полуволновой вибратор, выделяют сигнал двух типов:

1. Симметричный.
2. Несимметричный.

Поясним. Первый образован одинаковыми плечами, равными четверти длины волны. Суммарно получается половина длины волны. Сигнальная жила кабеля подсоединяется к одному плечу, экран — противоположному. Плеча в ряд образуют линию, разделены зазором 20 мм. Для согласования уравняйте сопротивления антенны и кабеля, потрудитесь симметрировать. Первое условие в идеале выполняется, второе на частотах ДМВ с уменьшением длины волны играет меньшее значение.

Чтобы сделать цифровую антенну самостоятельно, достаточно мачту снабдить несущей пластиной, приделать горизонтально-симметрично два проволочных плеча толщиной 3 мм, длиною четверть волны каждое.

Полученное устройство паяют на коаксиал волновым сопротивлением 75 Ом, как указано выше, длина кабеля снижения берется по возможности ниже, каждый метр съедает часть полезной мощности потерями. Играет роль только длина до первого усилительного каскада. Снабжая кровлю питанием, поставив покупной блок нужной частоту, бухту в углу, свернутую за телевизором, лишаем возможности портить прием. Эффект переусиления иной раз вводит неприятные визуальные эффекты, самым известным считают двоение изображения.

Возможен другой негатив. Сначала стоит попробовать антенну без усилителя. Прием никак не будет искажен лишней мощностью. Если наблюдаются неприятные побочные эффекты, стоит пробовать бороться за улучшение качества. Важно поточнее направить антенну. В городе ввиду эффекта многолучевости, в селе за счет отклонения направления движения волны от прямой линии точка выхода луча находится не там, куда указывает (согласно карте) компас. Следует слегка подвигать антенну, задавая верное направление, находя наилучшее положение.

Прием сигнала антенной

Полуволновой вибратор описанной выше конструкции на диаграмме направленности образует два главных лепестка. Разнесены на 180 градусов. Диаграмма направленности симметрична в горизонтальной плоскости. Следовательно, характеристики улучшим, поставив экран. Очевидное решение, нечасто увидим по простой причине: антенна обязана ловить широкий диапазон, сложно подобрать правильное расстояние. Для полуволнового вибратора экран не будет куском проводящего материала — пара отрезков провода, из которого сделаны плечи. Расстояние между ними не столь важно, не должно быть большим. Вполне достаточно 5-ти сантиметров вверх-вниз от плоскости нахождения плеч. Длина экрана превышает размах обоих, электрически располагается на оплетке кабеля.

Важность обретает расстояние меж экраном и полуволновым вибратором. Затрудняемся с правильным ответом, какая пропасть разделяет детали, для зигзагообразных рамочных антенн величина составляет 0,175 длины волны сигнала. Полагаем, любители вправе попробовать экспериментально подобрать нужное расстояние, профессионалы имеют шанс смоделировать систему MMANA. Первые получат приемлемый результат быстрее, вторые смогут заведомо предсказать итоговый расклад произвольной длины волны, что предпочтительнее. Моделирование антенн не входит в круг интересов авторов, люди увлеченные способны выложить готовый файл, сдобрив комментарии плодом технической мысли. Полагаем, расклад снизит величину помех.

Несимметричная цифровая антенна

Что касается несимметричного полуволнового вибратора, представляет одно плечо. Второе заменяется «землей» (бесконечная плоскость нулевого потенциала), на практике просто ничего в этом месте нет. Изготовление полуволнового несимметричного вибратора неоднократно показано форумами, порталом ВашТехник, сетью. Обычно антенна служит комнатным дополнением цифрового ресивера, который самостоятельно поймать боится. Чтобы сделать приспособление, вычисляется длина волны канала, делится на четыре. Вдоль отрезка зачищается экран кабеля, внутренняя изоляция сохраняется – не помешает приему.

На отогнутый на 90 градусов конец навинчивается F-коннектор, который вставляется в ресивер, гнездо телевизора (содержи приемная часть наземного цифрового телевидения нужное поколение микросхемы). Практически у всех современных плазменных панелей нужное внутри. Настройка займет время, частота канала известна. Нужно узнать цифру — посещаем сайт http://ртрс.рф, смотрим регион, звоним по нужному телефону. Принимаются запросы по e-mail. Разумеется, если регион лишен цифрового телевидения, никакой информации найти не удастся.

Приведенный сайт является официальным ресурсом государственного унитарного предприятия, на которое возложены задачи оцифровки пространства РФ. Спросите, логопериодическая цифровая антенна делается ли самостоятельно? Ответ – незачем. Логопериодическая антенна перекрывает большой диапазон, если хотите смотреть три московских мультиплекса, берите. Отбросив опаску, используйте антенну типа волновой канал, отличается от логопериодической несколько худшими диапазонными характеристиками, проще конструкцией. Методику изготовления обсуждали, провинции маловато смысла тратить время.

Читатели понимают: устройство цифровой антенны идентично привычной. Поляризация линейная горизонтальная, частота определена каналом. Принцип действия цифровой антенны аналогичен. Преобразование электромагнитной волны в ток внутри проводника. Особенность цифровых антенн — точно настроены на одну частоту. Конструкция получается простой, эффективной. Обещая качественный просмотр (без визуальных, звуковых помех). Естественно, телевизор, приставка должны декодировать сигнал.

Осталось попрощаться с читателями. Сегодня отрасль радиолюбительства уходит в прошлое, кто предскажет ожидающее человечество завтра…

Качественные антенны всегда было сложно достать - советская промышленность их практически не выпускала, поэтому люди сами изготавливали их из подручных средств. Сегодня ситуация практически не изменилась - в магазинах можно найти только легкие алюминиевые китайские поделки, которые не показывают хороших результатов и редко живут больше года. Что делать, если вы любите смотреть телевизор, а качественного приема нет? Ответ прост - сделать телевизионную антенну своими руками. При наличии свободного времени и пары умелых рук с этим сможет справиться каждый.

Введение

Совсем недавно в России действовало аналоговое телевидение, но теперь практически вся страна перешла на цифровое вещание. Его главное отличие в том, что оно работает в дециметровом диапазоне.

Создать самодельную антенну для цифрового диапазона можно в домашних условиях

Это было сделано из соображений экономии и безопасности - уход за передающими антенно-фидерными станциями фактически не требуется, их обслуживание сведено к минимуму, вред от контакта с мощными передатчиками для мастеров минимальный. Но у подобных станций есть один серьезный недостаток - малая мощность. И если в большом городе сигнал зачастую можно поймать даже на отрезок медной проволоки, то вдали от передатчика прием может быть затруднен. Если вы проживаете за городом, в отдаленных районах или деревнях, то придется собирать собственную антенну и выводить ее на улицу, чтобы поймать нужный сигнал.

Внимание: проблема с сигналом может возникнуть даже в центре города. Дециметровые волны практически не глушатся другими источниками, но отражаются от толстых железобетонных стен. В современных многоэтажках есть много мест, где они полностью затухают, не доходя до приемника телевизора.

Также стоит отметить, что DVB-T2 (новый стандарт телевидения) предлагает довольно постоянный, но слабый сигнал. При уровне шумов на полторы-две единицы выше нормы телевизор достаточно четко воспроизводит эфир, но как только шум превышает 2 дБ сигнал полностью пропадает. Цифровое телевидение не чувствительно к электромагнитным помехам - его не сбивает работающий холодильник или микроволновка. Но если в системе возникает рассогласование в любом месте, то картинка останавливается или рассыпается. Качественная самодельная антенна для телевизора решит эту проблему, но в некоторых случаях ее придется выводить на улицу или на крышу.

Основные требования к антеннам

Действующие в СССР стандарты на телевидение не подходят к современным реалиям - коэффициенты защитного и направленного действия сегодня практически не влияют на сигналы. Эфир в городах забит и содержит много грязи, поэтому на эти коэффициенты не стоит обращать внимание. Вы гарантировано получите помехи на любых антеннах, поэтому не нужно добиваться уменьшения КЗД И КНД. Лучше улучшить коэффициент усиления антенны, чтобы она принимала большой диапазон эфира и выделяла нужный поток, а не фокусировалась на определенном сигнале. Процессор приставки или телевизора сам вычленит необходимые сигналы и создаст нормальную картинку.

Классическая польская антенна с усилителем

Итак, как сделать антенну для телевизора своими руками? Опытные инженеры рекомендуют строить диапазонные антенны. Они должны быть правильно рассчитаны, принимая сигналы классическим способом, а не за счет инженерных “оптимизаций” и ловушек. Идеальный вариант - устройство полностью отвечает теоретическим расчетам и геометрии. Также построенная антенна должна согласоваться с кабелем на рабочих диапазонах без применения согласовывающих устройств. АЧХ при этом лучше всего создавать гладкой и ровной, поскольку при провале или прыжке амплитудно-частотной характеристики появляются фазовые искажения.

Внимание: аналоговые антенны с ферритовыми УСС, обеспечивающие полноценный прием старого сигнала, практически не работают с DVB. Строить нужно именно “цифровую” антенну.

В статье мы разберем современные типы антенн, работающие с новым цифровым вещанием.

Типы антенн

Какие антенны для цифрового ТВ своими руками можно собрать в домашних условиях? Существует три наиболее распространенных варианта:

1. Всеволновая, или как ее называют радиолюбители - частотонезависимая. Собирается очень быстро, не требует высоких познаний или специализированных инструментов. Хорошо подходит для частного сектора, поселков, дачных кооперативов - там, где эфир не засорен мусором, но и не в большом удалении от передатчика.
2. Логопериодическая диапазонная ТВ антенна своими руками. Имеет несложную конструкцию, хорошо принимает сигнал на близком и среднем удалении от передатчика. Может использоваться в качестве выносной, если передатчик расположен далеко, или как домашняя настенная антенна.
3. Z-антенна и ее вариации. Многие радиолюбители знакомы с метровыми “зэшками” - они довольно крупные и требуют много усилий для сборки. Но в дециметровом диапазоне они довольно компактны и хорошо справляются со своими обязанностями.

Нюансы постройки

Если вы хотите построить качественную антенну, то должны владеть искусством пайки. Нельзя скручивать контакты и направляющие - в процессе эксплуатации они окисляются, сигнал теряется, качество картинки ухудшается. Поэтому все соединения паяются.

Подобные соединения недопустимы - обязательно пропаивайте их

Также вам нужно разобраться с точками нулевого потенциала, в которых возникают токи даже при отсутствии напряжения. Специалисты рекомендуют делать их из единого куска металла, вообще не применяя сварку. Даже качественно сваренные куски могут шуметь на граничных значениях, тогда как цельная полоска “вытянет” сигнал.

Также при создании самодельной антенны для цифрового ТВ вам нужно разобраться с пайкой кабелей. Сегодня для оплетки практически не применяется медь, поскольку она дорогая и быстро окисляется. Современная оплетка выполнена из стали, которая не боится коррозии, но она очень плохо паяется. Ее нельзя перегревать или пережимать. Для соединения используйте 36-40 ваттные паяльники, флюс и легкие припои. Хорошо обмакивайте обмотку в флюс и наносите припой - он прекрасно берется при таком способе нанесения.

Всеволновая антенна

Всеволновая антенна имеет довольно простую конструкцию. Она состоит из треугольников, медной проволоки и деревянных реек. Детальнее конструкцию вы сможете изучить на картинке - она не представляет собой что-то сверхъестественное.

Толщина проволоки может быть любой, расстояние между соседними проволоками - 25-30 мм, расстояние между пластинами - не более 10 мм. Улучшить конструкцию можно за счет отказа от пластин и использования текстолита. Ему нужно придать соответствующую форму или просто снять медную фольгу в форме треугольника.

Остальные пропорции стандартные - высота устройства должна совпадать с шириной, пластины расходятся под прямым углом. Нулевой потенциал находится на крайней линии домашней антенны для телевизора, как раз на пересечении кабеля с вертикальной направляющей. Чтобы избежать потерь качества, кабель нужно притянуть к ней стяжкой - этого достаточно для согласования. Подобная антенна, вывешенная на улицу или направленная на окно, принимает фактически весь диапазон частот, но имеет небольшой провал, поэтому нужно выставить правильный угол при фиксировании антенны.

Кстати, эту конструкцию можно модернизировать при помощи обычных алюминиевых банок от пива и колы. Принцип ее действия следующий: при увеличении размаха плеч происходит расширение рабочей полосы, хотя остальные показатели остаются в изначальных пределах. На этом же принципе работает диполь Надененко, часто применяемый в военных разработках. Алюминиевые банки идеально подходят по форме и размерам, создавая плечи вибратора в дециметровом диапазоне.

Двухбаночная антенна для телевизора

Создать простую баночную антенну можно просто припаяв две банки к кабелю. Эта комнатная антенна для телевизора своими руками подходит для просмотра каналов на небольшой-средней удаленности от передатчиков. Согласовывать в этой схеме ничего не нужно, особенно если длина кабеля менее 2 метров.

Усложнить конструкцию можно, собрав из восьми банок полноценную решетку и используя усилитель от обычной польской антенны. Такая конструкция отлично подходит для вывешивания на улицу в удаленных от передатчика районах. Для усиления сигнала сзади конструкции можно разместить металлическую сетку.

Z-антенна

Существуют сложные конструкции Z-антенн с несколькими контурами, но в большинстве случаев они не нужны. Можно легко собрать конструкцию из обычной медной проволоки толщиной в 3 мм. Если у вас ее нет, то просто купите одножильный медный провод на 3 мм длиной в 120 мм - вам этого вполне хватит для работы. Эта конструкция состоит из двух сегментов. Проволоку гнем по такой схеме:

1. Стартовый участок длиной в 14 сантиметров. Его край загибается в петлю для соединения с последним (петля 1 см, общая длина первого куска - 13 см).
2. Второй кусок загибается под 90 градусов (гнуть лучше плоскогубцами, чтобы соблюдать углы). Его длина 14 см.
3. Третий кусок сгибается под 90 градусов параллельно первому, длина 14 см.
4. Четвертый и пятый куски - по 13 см, изгиб не доходит до петли на 2 см.
5. Шестой и седьмой кусок по 14 см, изгибаются под 90 градусов.
6. Восьмой - возвращается к петле, длина 14, 1 см уходит на новую петлю.

Далее вам необходимо хорошо зачистить две петли и спаять их. Противоположный угол тоже очищается. К ним припаиваются контакты кабеля - к одному центральный, ко второму - оплетка. Разницы, к какому контакту паять, нет . Желательно спаянные места заизолировать, для этого можно использовать герметики или термоплавкий клей. Концы кабеля припаиваются к штекеру и тоже изолируются кембриком.

Собрать такую антенну можно за полчаса

Чтобы избежать смещение сегментов, края можно укрепить. Для этого возьмите обычную пластиковую крышку с пятилитровой бутылки, вырежьте в ней 4 щели, чтобы проволока утапливалась до основания. Пятое отверстие вырежьте под кабель. Затем уложите антенну в крышку (предварительно проверив качество и надежность пайки), и залейте ее термоклеем. Получившаяся конструкция будет практически вечной - она способна принимать устойчивый сигнал на расстояние до 10 км от источника.

Итак, вы уже знаете, что можно использовать вместо антенны для телевизора. На самом деле конструкций значительно больше тех, что мы описали, но даже этих вам будет вполне достаточно. Если вы живете далеко от источника сигнала, то вам понадобятся усиливающие антенны - можно обойтись классической “полькой” с усилением. Ну а если с эфиром вообще все плохо, то используйте спутники.

Интересное по теме:

Какие электрические варочные панели лучше

Убираем ушки на бедрах в домашних условиях

Рядом с чем можно сажать клубнику

Снуд трикотаж своими руками

Украсить торт для мужчины в домашних условиях

Валик под ноги своими руками

Простая антенна для приема цифрового ТВ — делаем сами

Цифровое телевидение Т2 набирает обороты популярности. И это закономерно, на смену аналогового телевиденья приходит цифровое и это необратимый процесс. Более того, в ближайшем будущем аналоговое вещание будет вообще прекращено. Что делать пользователям у которых телевизоры без приемника Т2 и нет кабельного телевидения?

Ответ простой — покупайте приставку Т2. На сегодняшний день цена на приставки Т2 очень снизилась и не выглядит заоблачно. Преимущества довольно большие: у Вас появляется много каналов в цифровом качестве, без ежемесячной плати, при минимальных затратах и без покупки нового телевизора.

Только сравнив качество цифрового и аналогового ТВ Вы никогда не пожалеете о сделанном выборе.

По выбору приемников Т2 написано довольно много. Тем более постоянно выпускаются новые модели. Я бы посоветовал брать недорогую, но новую модель, предварительно почитав отзывы на сайтах интернет магазинов. Как правило, работает любой приемник, а вот антенна имеет большое значение. Даже если Вы находитесь недалеко от телевышки, но преграждают многоэтажки и т.п.

— а это практически всегда, то хорошая антенна — залог беспроблемного (а основное — безнервного) качественного приема максимального количества цифровых каналов ТВ.

Но дорогая антенна не всегда хорошая антенна. Особенно если у Вас отдаление от телевышки 50 км и более. В магазинах предлагают «специальные» антенны для Т2. На самом деле, ничего «специального» нет, нужна хорошая антенна для ДЦМ диапазона.

Если у Вас осталась старая ДЦМ антенна — в первую очередь попробуйте подключить ее. Широко распространенные «польские» антенны для приема цифровых каналов Т2 не подходят.

Предлагаю проверенный вариант простой, в тоже время отлично зарекомендовавшей себя, самодельной антенны для T2 .

Форма антенны не нова, использовалась уже давно и при приеме ДЦМ аналогового телевидения, но размеры оптимизированы для приема цифровых каналов Т2.
Стоит заметить, что в интернете предлагается большое количество вариантов самодельных антенн для Т2: из банок от пива, из самого антенного кабеля, переделанную польскую и т.д.

Это для совсем ленивых, ну и качества от таких антенн не стоит ожидать.

Итак. В качестве формы антенны взята давно известная «восьмерка». Тело антенны изготавливается из любого токопроводящего материала подходящего сечения. Это может быть медная или алюминиевая проволока толщиной от 1 до 5 мм, трубка, полоска, шина, уголок, профиль.

Медь, конечно, предпочтительней. Я использовал медную трубку диаметром 6 мм. Хороший вариант и медная проволока. Просто такая трубка у меня была.

Размеры

Наружная сторона квадрата — 14 см, внутренняя немного меньше - 13 см. За счет этого середина двух квадратов не сходится, оставляем зазор около 2 см.
Всего понадобится трубка, проволока или другой материал, длинной 115 см (это с небольшим запасом).

Первый участок 13 см + 1 см для петли (для прочности), если из проволоки, или расклепать для пайки внахлест для трубки.

Второй и третий - по 14 см, четвертый и пятый - по 13 см, шестой и седьмой - по 14 см, и последний восьмой - 13 см + 1 см, опять же для соединения.

Концы зачищаем по 1.5 - 2 см, закручиваем две петли друг за друга, а после запаиваем место стыка. Это будет один контакт подключения кабеля. Через 2 см другой.

Из медной трубки это выглядит так

Трубку гнуть немного сложнее, но большой точности от нас и не требуется.

Небольшие изъяны в форме не сказываются на работоспособность антенны. А вот то, что площадь проводника увеличивается это играет в плюс.

Ну и проводимость у меди выше, чем у алюминия и, тем более, стали. Чем выше проводимость, тем лучше прием антенны.

Подготовленное к пайке соединение предварительно расклепываем и зачищаем.

Для пайки надо использовать мощный паяльник (от 150 вт). Простым радиолюбительским на 30 вт. не запаяете. Можно использовать кислоту для пайки.

Еще раз проверяем геометрию и пропаеваем соединение

Все простая антенна для Т2 сделанная своими руками готова.

Если Вас особо не напрягает эстетический вид, можно просто закрепить антенну на штапик или любой другой подручный держатель. Данная антенна разместилась на чердаке, поэтому был применен самый простой метод крепления — изолента. Если антенна будет размещаться на улице — позаботьтесь о более эстетическом и надежном крепеже.

Это вариант антенны Т2 из алюминиевой проволоки диаметром 3 мм.

Закреплена одним шурупом на окне. Расстояние до телевышки где-то 25 км. Правда 6 этаж, ниже не проверял, но в данных условиях уровень сигнала 100% и качество 100%. Кабель старый, метров 12 к телевизору. Принимает все 32 канала. Сначала переживал, что не медная, но как оказалось, зря. Все отлично получилось и на обычной алюминиевой проволоке (какая оказалась в наличии). То-есть, если У Вас зона уверенного приема, то можно не заморачиваться и смело использовать алюминий (не знаю, может и сталь подойдет).

В данной антенне не применяются никакие усилители. Настраивается она очень просто — поворачиваете по максимальному уровню сигнала и качества на каналах Вашего тюнера.

Цифровая антенна своими руками

Проверьте остальные каналы и зафиксируйте антенну. При плохом приеме можете поэкспериментировать не только поворачивать, но и менять место расположения и высоту. Очень часто сигнал может быть в разы сильнее, при смещении антенны всего на 0,5-1м в сторону или по высоте.

Удачи — антенна проверена — 100% работоспособна и лучше как минимум половины, а то и более покупных антенн, где экономят на всем и впаривают фигню за хорошие денежки.

Типы телевизионных приёмных антенн

Разрезной вибратор (диполь )

Диполи бывают: волновые, полуволновые, четвертьволновые.
Волновые имеют длину вибраторов, равную длине волны принимаемого сигнала, полуволновые — половине, четвертьволновые — четверти. Волновое сопротивление диполя составляет 300 Ом, поэтому для согласования с телевизионным кабелем и телевизором в любительских условиях используется согласующая полуволновая петля, изготовленная из отрезка телевизионного кабеля.

Кабель снижения (для всех телеантенн) должен иметь волновое сопротивление 75 Ом. Диполь является аналогом комнатной антенны, прилагающейся к телевизорам.
Общеизвестные антенны: Локус, Дельта и им подобные, в метровом диапазоне являются разрезным диполем, который согласуется с кабелем с помощью специального трансформатора.
Свойства антенны — широкополосная.

Коэффициент усиления — 1 дБ. Диаграмма направленности имеет одинаковые по размерам передние и задние лепестки, поэтому она с равным успехом "ловит" радиоволны в рабочей полосе со всех направлений, полезный сигнал и помехи.

Наклон вибраторов незначительно сказывается на коэффициенте усиления и диаграмме направленности антенны.

Комбинированная антенна: метровая — разрезной диполь, дециметровая — логопериодическая

Петлевой вибратор — одноканальная антенна.

Коэффициент усиления — 1 дБ. Диаграмма направленности с одинаковыми передним и задним лепестками.

Используется в качестве эталонной антенны.

Антенны типа "волновой канал"

Петлевой вибратор индивидуально не используется и является активной частью для антенн типа "волновой канал". Антенна "волновой канал" представляет собой набор из активного элемента — вибратора (как правило, петлевой вибратор) и пассивных — рефлектора и нескольких директоров, установленных на одной общей стреле.

Пассивные вибраторы, расположенные перед активным вибратором (по направлению на телецентр), называют директорами. Вибраторы, расположенные за активным вибратором, называют рефлекторами.

Рефлектор служит для ослабления приема сигналов с тыла антенны, что улучшают помехозащищенность эфирной антенны. При увеличении числа директоров сужается ширина диаграммы антенны и увеличивается её коэффициент усиления. Для длинных (более 15 элементов) антенн можно считать, что усиление увеличивается примерно на 2.2 dB на каждое удвоение длины антенны.

Следует отметить одну неприятность, связанную с использованием многоэлементных антенн типа "волновой канал": при добавлении к петлевому вибратору пассивных элементов входное сопротивление антенны уменьшается. Для потребителей это не имеет никакого значения, так как все антенны снабжены согласующим трансформатором. Равномерность частотной характеристики антенны сильно зависит от качества её согласования с кабелем и телевизором, при незначительном рассогласовании неравномерность увеличивается и отдельные телевизионные каналы будут "ловиться" с ослаблением.

В некоторых случаях лучший результат даёт логопериодическая антенна, которая обладает меньшим коэффициентом усиления (при равном числе элементов), но более равномерной АЧХ.

Антенны типа "волновой канал"
Двухэлементные антенны	Трёхэлементные антенны	Пятиэлементные антенны
применяются редко, так как их характеристики не намного лучше характеристик одиночного вибратора.	Коэффициент усиления — 5,1-5,6 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего, угол раствора — 70 градусов.	Коэффициент усиления — 8,6-8,9 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего, угол раствора — 50 градусов.
Семиэлементные антенны типа	Одиннадцатиэлементные антенны	Шестнадцатиэлементные антенны
Коэффициент усиления — приблизительно 10 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего.	Коэффициент усиления — приблизительно 12 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего.	Коэффициент усиления — приблизительно 13,5 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего

Антенна Lumax "Волновой канал", 6-12 телеканал

Антенны типа "Волновой канал" получили широкое распространение в различных профессиональных устройствах радиосвязи и радиолокации.

Большинство телевизионных коллективных и индивидуальных антенн промышленного изготовления также являются антеннами типа "Волновой канал". Это связано с тем, что такие антенны достаточно компактны и обеспечивают получение большого коэффициента усиления при сравнительно небольших габаритах.

Логопериодические антенны

Логопериодические антенны — широкополосные антенны, обеспечивающие приём телеканалов в широком диапазоне частот: метровых и дециметровых волн.

Рабочая полоса частот логопериодической антенны на низких частотах ограничена размерами наибольшего и наименьшего вибраторов антенны. В рабочем диапазоне обеспечивается хорошее согласование антенны с фидером, а коэффициент усиления практически остается постоянным. Логопериодическая антенна с числом вибраторов, равным 10-11, эквивалентна по коэффициенту усиления трёх — четырёхэлементной антенне типа "Волновой канал". В то же время логопериодическая антенна работает в значительно более широкой полосе частот, чем антенна типа "Волновой канал", что позволяет на одну антенну принимать телеканалы метровых и дециметровых волн.

Подключение фидера к ЛПА производится без специального симметрирующего и согласующего устройства. Кабель с волновым сопротивлением 75 Ом вводится внутрь нижней трубы с конца и выходит у конца, который направлен на телецентр, здесь оплетка кабеля соединяется с концом нижней трубы, а центральная жила — с концом верхней трубы.
Принцип работы: в зависимости от длины волны принимаемого сигнала в структуре антенны возбуждаются несколько вибраторов, размеры которых наиболее близки к половине длины волны сигнала, что по принципу действия напоминает несколько антенн "Волновой канал", соединенных вместе, каждая из которых содержит вибратор, рефлектор и директор.

На данной длине волны сигнала возбуждается только одна тройка вибраторов, а остальные настолько расстроены, что не оказывают влияния на работу антенны. Это приводит к тому, что коэффициент усиления ЛПА оказывается меньше, чем коэффициент усиления антенны "Волновой канал" с таким же числом элементов, но зато полоса пропускания получается значительно шире.

По аналогии с усилителями, "площадь усиления антенны": произведение (КУ) на ширину (ПП) величина постоянная, поэтому, чем шире полоса пропускания, тем меньше коэффициент усиления при данных габаритах антенны.

Логопериодическая антенна РЭМО, 6-69 телеканал

Логопериодическую антенну используют в зоне уверенного приёма телеканалов, для приёма большого числа телеканалов в благоприятных условиях приёма (отсутствия помех и отражённых телесигналов).

Рамочные антенны

Рамочные антенны предназначены для условий приёма телеканалов, когда простейшие антенны илиантенны типа "волновой канал" не могут обеспечить получение на экране телевизора удовлетворительного качества изображения.

Применяются двух- или трёх элементные рамочные антенну, которые иначе именуется как "двойной квадрат" или "тройной квадрат" соответственно. Рамочные антенны сочетают повышенный коэффициент усиления с простотой конструкции при сравнительно узкой полосе пропускания и не требуют настройки.

Практическое применение в качестве телевизионных приёмных антенн находят редко. Широко были распространены (самодельные варианты) в "советское время", когда в продаже наблюдался дефицит телевизионных антенн.
"Двойной квадрат" Одноканальная. Коэффициент усиления — 9-11 дБ.

Волновое сопротивление около 70 Ом. Передний лепесток диаграммы направленности значительно больше заднего.
"Тройной квадрат" Одноканальная . Коэффициент усиления — 14-15 дБ. Волновое сопротивление около 70 Ом. Передний лепесток диаграммы направленности значительно больше заднего.

Синфазные антенные решётки

Синфазная антенная решётка представляет собой сложную направленную антенную систему, состоящую из отдельных слабонаправленных антенн, разнесённых в пространстве и расположенных таким образом, что фазы наведенных в них сигналов оказываются одинаковыми.

Как правило, синфазная решётка собирается из одинаковых антенн, расположенных в несколько рядов и несколько этажей. Использование вместо одной антенны нескольких антенн, соединённых в синфазную решётку приводит к сужению диаграммы направленности и увеличению коэффициента усиления по сравнению с коэффициентом усиления одиночной антенны, входящей в состав решётки.
Одноканальная .

Коэффициент усиления — увеличивается в пределах от 4 до 5 дБ при увеличении количества антенн в решётке в два раза. Волновое сопротивление примерно 70 Ом. Передний лепесток диаграммы направленности в несколько раз больше заднего.

Синфазная решётка фирмы Channel Master, USA

"Польские" антенны

Представляют собой четырёхэтажную синфазную решётку, снабжённую встроенным усилителем.

Как сделать антенну для цифрового ТВ своими руками

Имеют рефлектор в виде решётки, расположенный сзади антенны. Польские антенны получили широкое распространение в начале 90-х годов, когда рынок антенн большим разнообразием не отличался. Собственно это была не польская идея, разработки были у Philips и других известных фирм, поляки сделали дешёвый, доступный вариант.

Решетка комплектуется встроенным антенным усилителем и показывает неплохие результаты приёма удалённых телесигналов с 6 по 69 телеканал. В силу своей дешевизны, конструкция антенны очень хрупкая и недолговечная, а длинные усы метрового диапазона моментально загибаются под весом птичек или воздействием ветра и теряют свои приёмные свойства.

Усилители не защищены от электростатического электричества и часто "вылетают" во время грозы. Антенна плохо защищена от помех, а часто "возбуждающийся" усилитель сам является источником помех.

Антенна не пригодна к использованию в городских условиях.
Всеволновая. Коэффициент усиления — собственный на ДМВ 13-14 дБ, с усилителем до 40 дБ. Волновое сопротивление — 75 Ом с согласующим трансформатором.

Антенны бегущей волны

Антеннами бегущей волны принято называть направленные антенны, вдоль геометрической оси которых распространяется бегущая волна принимаемого сигнала, это апериодические антенны.

Обычно антенна бегущей волны состоит из собирательной линии, к которой подключено несколько вибраторов, расположенных на одинаковом расстоянии один от другого. Наведенные электромагнитным полем ЭДС в вибраторах складываются в собирательной линии в фазе и поступают в фидер.

Коэффициент усиления антенны бегущей волны определяется длиной собирательной линии и пропорционален отношению этой длины к длине волны принимаемого сигнала. Кроме того, коэффициент усиления антенны зависит от направленных свойств вибраторов, подключенных к собирательной линии. У антенны бегущей волны все вибраторы активные, принятая ими энергия сигнала передается в собирательную линию. Если антенны "Волновой канал" являются узкополосными и способны эффективно принимать сигнал только по одному определенному частотному каналу, которому соответствуют их размеры, то антенны бегущей волны широкополосные и совершенно не нуждаются в настройке.

Комбинированная антенна: метровая, бегущей волны, дециметровая, "волновой" канал фирмы Channel Master, USA. Радиус приёма до 60 миль

Комбинированная антенна: метровая, бегущей волны, дециметровая, "волновой" канал фирмы Channel Master, USA.

Радиус приёма до 100 миль

Как видно на картинках: в первом случае рабочая полоса антенны формируется наклонными вибраторами различной длины, во втором случае рабочая полоса формируется с помощью вибраторов двух видов и разных размеров.

Данные антенны не получили широкого распространения на территории России, однако эти антенны, без преувеличения — мечта монтажника. Условия работы монтажников на крыше — не подарок: снег и ветер, мороз и гололёд, дождь и палящее солнце. Собирать антенны в таких условиях не просто, а Channel Master достаёшь из коробки, расправляешь вибраторы до фиксации их в специальных зажимах и антенна готова к установке.

По цене эти антенны соизмеримы с трёхдиапазонными антеннами, механически прочны и обладают неплохими приёмными характеристиками. Выпускается два вида антенн с разным количеством вибраторов.

Цифровое кодирование телевизионного сигнала позволяет доставить его в приемник, минимизировав любые потери. Телевизору, чтобы поддерживать технологию, нужна антенна для DVB-T2. Своими руками сделать такое приспособление гораздо дешевле, чем купить готовое, уплатив за него около 3 тыс. рублей. Эфирное цифровое телевидение вытесняет все аналогичные виды передачи сигналов, при этом предлагая высококачественное вещание и разнообразие каналов.

Изменения в эфире

Сделать антенну для лампового телевизора старого образца считалось в свое время престижным и показывало уровень мастерства, в современном мире интерес к самодельным приборам не угасает, и многие изготавливают эфирные антенны DVB-T2 своими руками. Производители промышленного оборудования приспосабливаются к изменившимся условиям приема тем, что подключают современную электронику к стандартным известным конструкциям, совсем не обращая внимания на то, что главным условием работы антенны является ее взаимодействие с эфирным сигналом.

В последние годы почти все вещание происходит в диапазоне DVB-T2, что удешевляет и упрощает, с экономической точки зрения, антенно-фидерное хозяйство станций передачи. Для периодического техобслуживания требуется меньше высококвалифицированного персонала, его труд становится менее вредным и опасным.

Передатчики телевизионного вещания покрывают сигналами все крупные города и малонаселенные поселки, поэтому ловить волны от необслуживаемых маломощных станций в глухой местности становится актуально, если установлена антенна для приема DVB-T2, своими руками выполненная из подручных материалов.

Из-за расширенного строительства железобетонных строений в черте города существенно изменились условия распространения сигналов в населенных пунктах. Многоэтажные дома с металлическим каркасом являются своеобразными зеркалами, несколько раз отражающими волны вплоть до полного затухания.

В современном эфире транслируется множество телеканалов. Цифровой сигнал отличается от остальных тем, что он или есть или его нет, среднего положения не дано. Другие системы передачи отличаются тем, что каналы воспринимают помехи по-разному, отчего снижается их качество трансляции, иногда изображение может просто пропасть. Антенна для DVB-T2, своими руками сделанная, позволит принимать одинаковый сигнал для всех каналов, которые показывают одинаково качественную картинку.

Сигнал цифрового вещания особенный в том, что на него не действуют помехи, если он на полтора децибела превышает шумы, то осуществляется хороший прием. На исчезновение сигнала влияет несогласованность с кабелем или искажение фазы на любом участке передачи от камеры до тюнера, при этом изображение может рассыпаться на мелкие части даже при сильном сигнале.

Базовые особенности для изготовления антенны

Перед тем DVB-T2 своими руками, следует изучить принцип ее действия.

Для улавливания цифрового сигнала требуется которую очень просто конструируют даже из простого кабеля, произведя правильный расчет.

Теория гласит, что цифровые сигналы легко транслируются в дециметровом диапазоне и могут быть приняты любым типом антенны, но реально так не всегда получается.

Сделать телевизионную антенну самостоятельно можно с минимальными затратами и без помощи посторонних, но следует помнить, что полученное устройство по качеству приема уступает профессиональным приборам.

Требования, предъявляемые к антеннам

Новые условия вещания, распространения и приема в эфире изменили основные требования, которым должны соответствовать ТВ-антенны своими руками. DVB-T2 отменило ранее значимые коэффициенты направленного и защитного действия. Они в современных приборах не имеют значения, так как эфир загрязнен, и бороться даже с небольшими проникающими помехами можно только средствами электроники. В то же время важную роль играет коэффициент собственного усиления антенны (КУ).

Антенна, хорошо прослеживающая эфир, имеет запас мощности для принятого сигнала, который позволяет электронике просеивать его от помех и шумов. Современная антенна для DVB-T2, своими руками сделанная, сохраняет электрические показатели естественным путем, а не приспосабливается к приемлемым параметрам при помощи инженерных приемов. Она согласовывается на всем диапазоне рабочей частоты без применения устройств симметрирования.

Характеристики амплитуды и частоты антенны

Антенна делается по возможности более гладкой, фазовые искажения возникают из-за выбросов резкого характера и провалов. Одночастотные антенны растягивают в приемлемом отношении шума к сигналу, таким образом, выставляют их на прием до 40 каналов. Но к ним дополнительно устанавливаются усилители согласования, которые поглощают волны или искажают фазовые показатели.

Наиболее эффективная цифровая антенна DVB-T2 своими руками изготавливается:

• частотонезависимой - с невысокими показателями, но дешевой и простой в изготовлении, конструируемой за короткий промежуток времени, предназначенной для приема в относительно чистом эфире на небольшом расстоянии от передаваемой станции;
• периодической диапазонной, улавливающей все волны в просторе, идеально отсортировывающей их, которая отличается несложной конструкцией, идеально работает в паре с фридером на всей протяженности приема.

Если говорить о конструкции, то самая простая антенна DVB-T2 своими руками изготавливается в варианте «восьмерка», «польская» и «квадрат».

Антенна по типу «восьмерка»

Относится к легко конструируемым устройствам, выполненным по типу стандартной восьмерки, с которой снят отражатель. Идеальным материалом является но применяется алюминиевая полоска, уголок, трубка, шина, другой профиль. Верхний размер 140 мм, боковая часть по длине 130 мм, но эти размеры даются для ориентира, при изготовлении не следует выдерживать их точно до миллиметра.

Для начала отрезают проволоку длиной 112 см, начинают гнуть первую часть длиной 140 мм, из которых 130 мм идет на антенну, а 10 мм остаются для петли. Два следующих участка сгибают одинаково на длину 140 мм, последующие два - по 130 мм, следующую пару по 140 мм, затем еще один 140 мм, затем - 130 мм и делают вторую петлю. Соединения предварительно зачищают, соединяют и припаивают, они же являются контактами для крепления кабельной жилы.

Зачистка кабеля и штекера производится при помощи скальпеля и надфиля. После пайки места соединения герметизируют и скрепляют клеем из горячего пистолета. Если говорить о штекере, то клей заливается в спаечное соединение, затем в полость колпачка, излишек затем убирается. Стык собирается настолько быстро, чтобы не произошло затвердевание клеевой массы. Получается вечное прочное и эластичное соединение. Для контакта концы кабеля зачищаем со стороны штекера на 1 см, со стороны антенны - на 2 см.

Комнатная цифровая антенна DVB-T2 своими руками при соединении пайкой также герметизируется клеем, где в месте контакта рекомендуется установить жесткий каркас по размеру стыка. Если прибор делается для себя и будет жестко закреплен при эксплуатации, а перенос не нужен, то каркас не делают. Устройство, выполненное по такому типу, легко улавливает цифровые сигналы на прямой линии видимости телевизионной вышки на расстоянии до 10 км при наружной установке.

Использование «польской» антенны

«Польская» антенна получила свое наименование во времена бывшего Союза как надежное приспособление для приема сигналов советского телевидения, а также каналов в дециметровом диапазоне. Прием цифрового вещания на нее практически не осуществляется из-за маленькой эффективности. Некоторые любители пытаются привести конструкцию к идеалу за счет укорочения длинных дециметровых усов и снятия отражателя. Такое изменение в некоторых случаях позволяет наладить изображение в цифровом формате, но говорить о гарантированном получении надежного результата нельзя. Говоря о польских приборах, можно отметить качественную работу усилителя, который эффективно работает с цифровым сигналом.

Тип антенны «квадрат»

Такая комнатная антенна DVB-T2, своими руками изготовленная, является модифицированной копией стандартной конструкции, известной под наименованием «три квадрата», в которой насчитывается шесть составляющих и предусмотрен трансформатор согласования. Самодельная антенна такого типа уверенно справляется с приемом телеканалов цифрового формата на расстоянии до 10 км по прямой линии, для более длинных расстояний требуется усилитель сигналов.

Конструкция антенны проста в исполнении. Главный конструктивный элемент состоит из алюминиевой проволоки круглого сечения и одножильных проводов. Проволоку сгибают для получения шести квадратов и делают согласующий отвод, представляющий собой трансформатор высоких частот, чтобы сочетались по сигналу кабель и DVB-T2-антенна с усилителем. Своими руками выполняют припайку провода к точкам, обкручивают их проволокой из меди и паяльником лудят.

Кабель к антенне прикрепляют специальными хомутами или при помощи обыкновенной изоляционной ленты. Присоединение кабеля осуществляют с подкладыванием опоры, используют деревянную планку или другой материал. При установке внутри помещения или снаружи строения главным условием является точная настройка на телевизионную вышку. Это делается при помощи навигатора, если нет прямой видимости, направление уточняется до эффекта получения мощного сигнала.

Устройство антенны из пивных банок

Технология изготовления такой эффективной антенны очень проста и не требует специальных навыков.

С помощью толстого шила или отвертки делают аккуратные отверстия в горловине каждой из двух банок, затем вкручивают в них шурупы. Кабельные концы освобождают от оплетки, медные провода зачищают ножом от лака, присоединяют их под шляпки саморезов. Очень хорошо спаять полученное соединение, но не обязательно.

Цифровая антенна DVB-T2 своими руками почти изготовлена, остается на подготовленной рейке или трубе закрепить банки так, чтобы между ними осталось расстояние 7,5 см. Второй кабельный конец оснащается стандартным штекером, присоединяющимся к приемнику, устройство устанавливается в месте наилучшей фиксации сигнала. Размещение подобного типа прибора на улице требует надежной защиты от непогоды. Это делается любым непромокаемым материалом, часто в ход идут пластиковые бутылки большого размера. Антенна принимает до 15 каналов спутникового телевидения и цифровое вещание.

Использование приборов и усиления

На определенном расстоянии от телевизионной вышки антенна способна воспринимать сигналы без установки дополнительных усиливающих приборов. Для приема сигнала с большего расстояния запасаются усилителем волн с раздельным питанием. Прибор устраивают вблизи тюнера, а согласовательное устройство делают дополнительно, для его изготовления необходимы:

• потенциометр для регулировки усиления;
• стандартные развязные дроссели L4 и L3;
• катушки L2 и L1 наматывают по размерам из справочника;
• экран из металла для отделения цепей на выходе от схемы прибора.

Усилители ставят не далее 3 метров от места, где установлена антенна DVB-T2 из кабеля, своими контактами получающая питание от собственного блока. При установке антенны недалеко от вещающей вышки, не рекомендуется дополнительно использовать усилитель, так как мощный сигнал ухудшает изображение и оказывает дополнительную на всю конструкцию. Рекомендованная длина кабеля составляет три метра, больший провод приведет к разбалансировке симметризатора.

Применение симметризатора

Этот прибор нужен для любого типа антенны, при этом не играет роли, изготовили ее на заводе или в мастерской умельца. Антенна для DVB-T2, своими руками сделанная, выдает хорошее качество изображения, если ее подсоединить к тюнеру. Если длина кабеля более 10 м, то при установке снаружи строения возникают несогласованности сопротивления наружного пространства и кабеля. В таком случае требуется использовать в комплексном решении антенного хозяйства симметризатор, который намного улучшает качество изображения на экране.

Прокладка кабеля и установка антенны

Главным правилом является установка антенны на высоту. Если этого нельзя сделать в комнате, нужно вынести прибор на внешнюю стену. Для установки антенны в частном строении операторы цифрового вещания рассчитывают на высоту устройства 10 м. Если антенна расположена на первом этаже дома, то находящиеся рядом металлические конструкции, объекты промышленности вызывают ухудшение приема.

При расположении антенны под навесом или крышей дома обращают внимание на материал кровли - он не должен содержать металлизированного покрытия или напыления в составе. Металлочерепица, профнастил, железо или фольгированный утеплитель создают значительные помехи для приема сигналов цифрового телевидения.

Для высоко расположенных приемных антенн на металлической мачте или штыре предусматривают стальной стержень по размеру не менее одного метра, к которому подсоединен заземляющий провод. Устройство, расположенное на кровле, включают в общую систему заземления дома.

Кабель не выводят через дымовые и вентиляционные каналы, не навешивают на существующие электрические провода, даже если они выглядят более чем надежно. Отверстия в стенах располагают с наклоном, так чтобы влага с улицы не затекала внутрь помещения, используют специальные заглушки, имеющиеся в продаже. Если антенна сделана добротно и правильно, берут кабель и настенные розетки высокого качества, так как после окончательной отделки стен трудно переделать кабель в стене и заменить его на более надежный.

Соблюдение техники безопасности при монтаже антенны

Перед тем как устанавливать или регулировать уже смонтированную антенну на высоте, убеждаются в том, что это действие безопасно:

• не забираются на слабо закрепленные и шаткие конструкции, если высотные работы связаны с опасностью, обязательно надевают монтажный пояс и крепят его к неподвижной части конструкции здания;
• не разрешается держать конец помощнику, не закрепив его предварительно, при падении подсобник не удержит в руках вес тела;
• запрещается подниматься на высоту в одиночку, при обледенении конструкций, ходить по старой кровле, наступать на соединительные швы;
• запрещается устанавливать антенну в дождь и туман.

В заключение следует сказать, что довольно просто сделать самостоятельно приемное устройство для того, чтобы смотреть цифровое телевидение. DVB-T2 - антенна, своими руками сделанная, - по качеству (если следовать правильной технологии) почти не уступает магазинным аналогам. Стоимость материалов позволит сберечь приличную сумму денег, что немаловажно для некоторых людей.