Передающие антенны IV-V ТВ диапазона, панельные антенны
Параметры цифрового сигнала определили преимущественное использование передающих ТВ антенн 4-5 диапазона частот и ужесточение специальных требований к этим антеннам. В частности – стабильность характеристик по всему диапазону, возможность формирования различных диаграмм направленности, высокая надежность и устойчивость к внешним факторам, продолжительное время эксплуатации.
Сообразуясь с новыми требованиями по унифицированности и надежности, нами доработаны и выпускаются излучающие панельные антенны для 4-5 ТВ диапазонов. На их базе выпускаются телевизионные передающие антенны серии “Сиваш” и различные их модификации.
Наши специалисты разрабатывают и реализуют проекты телевизионных передающих антенн для конкретного заказчика с необходимой конфигурацией, с различными вариантами установки, под конкретное оборудование и материалы. Возможно разработка и поставка передающих антенн необходимой конфигурации в Санкт-Петербурге и Москве.
Исполнение передающих ТВ антенн позволяет эксплуатировать их в самых неблагоприятных условиях.
АО «Март» предлагает антенны различной мощности и поляризации сигнала. Наша продукция соответствует всем требованиям по мощности, затуханию сигнала, коэффициенту усиления и другим параметрам. У нас представлены антенны (вибраторы, логопериодические и зигзагообразные) для передачи аналоговых и цифровых сигналов в ЧМ- и FM-диапазонах.
У нас вы можете выбрать вибраторные антенны различной этажности. Мы предлагаем типовые конструкции, а также изготавливаем антенны в соответствии с требованиями заказчика.
При построении антенн для работы с передатчиками малой и средней мощности в диапазонах УКВ, FM и ЧМ экономически целесообразно использование вертикальных диполей образующих вибраторные антенны.
У нас на предприятии такие антенны имеют классификацию Вибратор – D и могут содержать от 1 до 8 диполей в зависимости от требуемого коэффициента усиления. Небольшие габариты и масса обеспечивают легкий монтаж и существенную экономию места на опоре.
Вибраторные антенны для УКВ FM и ЧМ диапазонов обладают вертикальной поляризацией, позволяют обеспечить круговую диаграмму направленности, способны работать с передатчиками мощностью до 8 кВт в диапазоне УКВ-FM ( до 10 кВт в УКВ ЧМ диапазоне).
Предлагаемые нами вибраторные антенны
Дельтоплан Zig-Zag Антенна уличная
Данная антенна обладает революционными зигзагообразными вибраторами, благодаря чему значительно улучшено качество приема телесигнала.
Антенна телевизионная индивидуальная наружная «Дельтоплан Zig-Zag» предназначена для приёма сигналов телевизионного вещания горизонтальной поляризации волн. в полосе частот
(МВ)(48,5…100) МГц с 1 по 5 телевизионный канал;
(МВ)(174…230) МГц с 6 по 12 телевизионный канал;
(ДМВ)(470…790) МГц с 21 по 60 телевизионный канал
Антенна представляет собой комбинированную конструкцию, состоящую из двух антенн: дециметрового и метрового диапазона. Дециметровая антенна представляет собой более совершенную модель логопериодической антенны, выполненную в виде зигзагообразных вибраторов, что обеспечивает уникальные параметры коэффициента усиления во всем частотном диапазоне. Метровая состоит из двух вибраторов и узла согласования 300 ом/75ом, выполненного на базе высокочастотного трансфлюктора и обеспечивающего минимальные потери полезного сигнала. Сигнал от двух антенн подаётся в смеситель , откуда он по кабелю снижения подается на вход телевизора.
Антенна обеспечивает уверенный приём телевизионного сигнала на расстоянии до 35 км от телецентра без применения усилителя, при установке антенны на открытом пространстве, при отсутствии строений, препятствующих прохождению телесигнала. Антенна обеспечивает высокое качество приёма телевизионного сигнала во всём диапазоне, низкую чувствительность к радио- и другим помехам. В случае удаленности больше 35 км от телецентра или в зоне неуверенного приема рекомендуется применять антенну с раздельными усилителями МВ/ДМВ (Дельтоплан Zig-Zag-У). При выборе модели антенны руководствуйтесь рекомендациями компетентного продавца-консультанта. Помимо этого, дальность и качество приёма зависят от высоты установки антенны, от мощности телевизионного передатчика, рельефа местности, времени года, уровня помех и ряда других факторов.
2. Технические характеристики.
|
Электрические параметры |
Диапазон частот, МГц |
||
|
48,5…100 |
174…230 |
470…790 |
|
|
Коэффициент усиления антенны, дБ |
1 |
2 |
10 |
|
Коэффициент защитного действия, дБ |
0 |
0 |
|
|
Коэффициент стоячей волны |
2-5 |
2-5 |
1,3-2 |
-Волновое сопротивление кабеля снижения, Ом -75
-Масса не более, кг -1,45
3. Порядок сборки и установки антенны.
Сборка и установка антенны не требует специальных знаний и навыков, применения пайки и может быть выполнена неспециалистом. Для сборки антенны Вам потребуются отвёртка, ключ «8×10», или небольшие плоскогубцы, а для подсоединения кабеля – небольшие бокорезы или обычный нож.
Для подключения кабеля необходимо снять крышку монтажной коробки, предварительно отвернув гайку (рис. 3). Ввести со стороны антенны разделанный конец кабеля в отверстие монтажной коробки и закрепить его на плате согласования, как показано на рисунке 4. Для удобства подключения можно, ослабив винты крепления платы согласования (аккуратно!), вытащить её из монтажной коробки, а после подключения кабеля установить на место. Затем наденьте крышку, закрутите гайку.
Телевизионный кабель должен быть только толстого сечения, наружным диаметром не менее 6 мм марки RG6, SAT-703, РK-75-4-11, который имеет малое затухание полезного телесигнала.
Кабель со скрутками, перегибами, применять нельзя. После подключения кабеля, чтобы избежать механической нагрузки на узел подключения, с помощью пластикового хомута или изоляционной ленты закрепите кабель на мачте, не допуская его передавливания.
Присоедините вибраторы МВ к монтажной коробке.
Установите антенну на мачте, направив её на телецентр, надёжно закрепите. Во избежание повреждения телевизора в случае удара молнии нельзя использовать антенну без надёжного заземления. Во время грозы выньте антенный штекер из телевизора.
При установке антенны соблюдайте осторожность.
4. Комплект поставки.
-Антенна логопериодическая (1 шт.)
-Упаковка (пакет полиэтиленовый) (1 шт.)
-Руководство по эксплуатации (1 шт.)
-Вибратор МВ диапазона (2 шт.)
Конструкции зигзагообразных телевизионных антенн
Если антенны типа «Волновой канал» и рамочные узкополосные, то зигзагообразные антенны широкополосные и могут работать в широком диапазоне частот.
В пределах того диапазона частот, на который рассчитана зигзагообразная антенна, она обладаетсравнительно постоянными параметрами, удовлетворительно согласуется с фидером, а ее коэффициент усиления изменяется в небольшой степени.
Еще одно из достоинств этих антенн — возможность легкого изготовления в домашних условиях, так как зигзагообразные антенны могут быть выполнены из подручных материалов.
Проволочная зигзагообразная антенна
Впервые зигзагообразная антенна описана в радиолюбительской литературе К.П. Харченко в журнале «Радио», 1961 г., № 3, а ее Разновидности многократно публиковались в последующие годы. Одна из простейших зигзагообразных антенн показана на рис. 1.
Рис. 1. Проволочная зигзагообразная антенна.
В качестве мачты 1 используется деревянный брусок сечением 60 х 60 мм, к которому крепятся под углом 90° две рейки 2, выполненные из деревянных брусков сечением 40×40 мм. Рейки необходимо врезать в мачту заподлицо, а затем скрепить с ней болтами с гайками.
В верхней и нижней частях мачты к ней, крепятся гвоздями или шурупами две планки 3 из листовой меди, латуни или белой жести размерами 20 х 300 мм. Еще четыре такие же планки устанавливаются на концах реек, но эти планки изолируют от реек прокладками из гетинакса. К мачте посредине между рейками крепится пластина 4 из гетинакса размерами 80 х 300 мм, а к, ней -две металлические пластинки 5 в форме сегментов радиусом 340 мм, хордой 300 мм и стрелой 35 мм. Ширина просвета между пластинками в наиболее узкой части должна получиться равной 10 мм.
Полотно антенны выполняется обмоточным, монтажным проводом или антенным канатиком произвольного диаметра, который в точках изгиба припаивается к планкам 3 и пластинкам 5. Полотно образовано тремя параллельными проводами с точками питания на пластинках 5.
Верхняя и нижняя планки при работе антенны оказываются в точках нулевого потенциала во всем диапазоне принимаемых волн, что позволяет не изолировать их от мачты и обойтись без ССУ при использовании в качестве фидера 75-омного коаксиального кабеля. Кабель проходит по мачте вверх до нижней планки, затем прокладывается между проводами левой части зигзага к точкам питания. Здесь оплетка кабеля припаивается, к левой пластинке, а центральная жила — к правой.
Размеры, показанные на рис. 1 без скобок, относятся к антенне, рассчитанной на прием телевизионного сигнала в диапазоне с первого по пятый телевизионный канал (диапазоны I и II). При этом согласование антенны с фидером характеризуется коэффициентом бегущей волны в фидере, превышающим 0,45, что соответствует передаче мощности сигнала к телевизору не менее 85 %. Коэффициент усиления антенны по диапазону изменяется в пределах« 4,3…7,9 дБ с максимумом вблизи 3-го частотного канала.
Такая же антенна может быть выполнена для приема сигнала в диапазоне III (6-12:й каналы). Размеры такой антенны показаны на рисунке в скобках. Длина планок берется равной 150 мм, изоляционная пластина 4 -размерами 80x 150 мм, а металлические пластины 5 в форме сегментов радиусом 97 мм, хордой 150 мм и стрелой 35 мм.
В связи с тем, что относительная ширина этого диапазона меньше,, согласование антенны с фидером получается, лучше: коэффициент бегущей, волны в фидере превышает 0,65 (к телевизору передается более 96 % принятой антенной мощности сигнала). Коэффициент усиления антенны изменяется по диапазону в пределах 4,8…6,9 дБ.
Антенна таких же размеров и с такими же характеристиками может быть получена, если вместо каждой из шести металлических планок установить на мачте и , рейках по три ролика от электропроводки. При этом у каждой группы роликов провода полотна необходимо замкнуть между собой припайкой проволочных перемычек.
Наконец, полотно антенны можно выполнить из металлической полосы шириной 120 мм (1-5-й каналы) или 70 мм (6-12-й каналы). Размеры антенны остаются прежними. Полотно этой конструкции может быть образовано из восьми полос, которые соединяются по углам зигзага пайкой, или одной длинной полосой, которая перегибается по углам зигзага. От реек полосы по-прежнему изолируются.
Кольцевая зигзагообразная антенна
Другой вариант зигзагообразной антенны показан на рис. 2. Антенна представляет собой металлическое кольцо или деревянный обруч с проложенным по поверхности обруча проволочным кольцом. Проволоку . можно закрепить к поверхности деревянного обруча скобками.
Рис. 2. Кольцевая зигзагообразная антенна.
Кольцо или обруч крепят на деревянной мачте. В центре кольца к мачте на изоляционном основании устанавливают две полукруглые металлические пластины, выполненные из листовой меди, латуни или белой жести радиусом 50 мм. Каждую пластину соединяют с кольцом пятью лучами, расположенными иод одинаковыми углами.
Затем лучи соединяют между собой пятью перемычками, расположенными также па одинаковом расстоянии одна от другой. Проволочное кольцо, лучи и перемычки можно изготовить из антенного канатика или медного провода диаметром 1,5…3,0 мм. Все соединения нужно тщательно пропаять.
Прокладка и подключение кабеля, которое производится также без ССУ, показаны на том же рисунке.
Кольцевая зигзагообразная антенна указанных размеров способна принимать сигналы всех 12 каналов метрового диапазона волн. Антенна удовлетворительно согласуется с 75-омным коаксиальным кабелем: на каналах с третьего по двенадцатый согласование хорошее, на первом и втором — несколько хуже.
Коэффициент усиления антенны плавно нарастает при увеличении номера, канала примерно от 0,5 дБ на первом канале дб 11,5 дБ на двенадцатом. Такое изменение коэффициента усиления соответствует необходимости, так как с уменьшением длины волны сигнала при постоянных напряженности поля и коэффициенте усиления антенны напряжение сигнала на выходе антенны должно пропорционально уменьшаться.
Рассмотренные конструкции зигзагообразных антенн имеют два одинаковых лепестка диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, максимумы которых направлены перпендикулярно плоскости полотна антенны. Таким образом, эти антенны принимают сигнал как спереди, так и сзади, подобно одиночному полуволновому вибратору, что создает опасность приема помех с заднего направления.
Зигзагообразная антенна с рефлектором
Значительно улучшить работу зигзагообразной антенны можно за счет ее усложнения добавлением рефлектора (рис. 3).
Рис. 3. Зигзагообразная антенна с рефлектором.
Рефлектор образован горизонтальными металлическими трубками, прикрепленными к мачте, а полотно антенны отодвинуто от плоскости рефлектора на некоторое расстояние А. В точках нулевого потенциала в верхней и нижней частях полотно антенны металлическими стойками крепят к мачте, которая также может быть металлической. В средней части такими же двумя стойками к мачте крепят изоляционную пластину, на которой закреплены углы полотна антенны в точках питания.
Диаметр трубок рефлектора можно выбирать произвольно, а их длина Р для антенны 1-5-го каналов должна составлять 3100 мм, для антенны 6-12-го каналов 890, мм, расстояние между полотном антенны и плоскостью рефлектора А для 1-5-го каналов 600 мм, для 6-12-го каналов — 340 мм, расстояние между трубками рефлектора Б для антенны 1-5-го каналов должно быть 290 мм, для антенны 6-12-го каналов 193 мм.
Размеры полотна антенны такие же, как на рис. 1. Таким образом, рефлектор содержит 14 трубок. Размеры изоляционной пластины выбирают произвольно.
Кабель к этой антенне прокладывают следующим образом: по мачте вверх, по нижней стойке, затем по левой части антенного полотна до точек питания.
Здесь оплетку припаивают к углу левой части полотна, а центральную жилу — к углу правой части. Диаграмма направленности этой антенны имеет только один главный лепесток, а задний практически отсутствует.
Согласование антенны 1-5-го каналов с фидером получается не очень хорошим, так как для его улучшения следовало бы увеличить расстояние А, но это конструктивно сложно. У антенны 6-12-го каналов согласование значительно лучше. Коэффициент усиления антенны 1-5-го каналов плавно нарастает от 7,8 дБ на первом канале до 14 дБ на пятом, а антенны 6-12-го каналов изменяются в меньших пределах от 7,8 до 10 дБ.
Зигзагообразная антенна с рамочным рефлектором
Еще одна зигзагообразная антенна показана на рис. 4. Она также содержит рефлектор и обладает такими же характеристиками, как и предыдущая, но рассчитана на’ вертикальную поляризацию сигнала.
Рис. 4. Зигзагообразная антенна с рефлектором.
Рефлектор этой антенны образован металлической рамой, закрепленной на металлической мачте. К раме припаивают 15 вертикально натянутых проводов диаметром 0,8…1,2 мм. Для улучшения согласования антенны с фидером ее размеры целесообразно выбирать конкретно для того частотного канала, сигнал которого будет приниматься этой антенной.
При выборе размеров антенны под конкретный канал удается также получить больший коэффициент усиления антенны, чем при выполнении широкополосной антенны. Это особенно важно для антенны вертикальной поляризации, где напряженность поля обычно бывает меньше, чем при горизонтальной поляризации. Размеры антенны, показанной на рис.
4, приведены в табл. 1.
Таблица 1. Размеры зигзагообразной антенны с рефлектором, мм.
| Номер канала | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| В | 1710 | 1450 | 1130 | 1025 | 950 | 510 | 485 | 465 | 450 | 430 | 415 | 400 |
| Р | 4830 | 4090 | 3190 | 2890 | 2650 | 1430 | 1360 | 1310 | 1260 | 1210 | 1160 | 1120 |
| н | 2600 | 2200 | 1800 | 1600 | 1500 | 900 | 800 | 750 | 700 | 650 | 625 | 600 |
| а | 870 | 725 | 570 | 500 | 455 | 240 | 230 | 220 | 210 | 205 | 200 | 195 |
Если полотно антенны выполнено из металлической трубки диаметром 8…16 мм для 1-5-го каналов и 4…8 мм для 6-12-го каналов, по данным К.П. Харченко коэффициент усиления антенны составляет 9 дБ.
Сравнение зигзагообразных антенн с рамочными позволяет сделать следующие выводы. Конструктивно зигзагообразные антенны проще легко могут быть изготовлены в домашних условиях из подручных материалов и не нуждаются в согласующем устройстве.
Основное достоинство зигзагообразных антенн в том, что они могут быть выполнены широкополосными для использования там, где возможен прием нескольких телевизионных программ. Однако рамочные антенны имеют значительно меньшие габариты и при сравнимых размерах более эффективны.
Никитин В.А., Соколов Б.Б., Щербаков В.Б. — 100 и одна конструкция антенн.
Russian Hamradio — Зигзагообразные многодиапазонные телевизионные антенны.
Широкополосная антенна для приема программ в одном из телевизионных диапазонов метровых волн была описана в [1]. Она состоит из двух ромбических ячеек, образованных двумя замкнутыми на концах проводниками, изогнутыми зигзагом (рис. 1). Антенна была названа «зигзагообразной», но радиолюбители чаще называют ее просто «восьмеркой». Популярность «восьмерки» объясняется не только неплохими электрическими характеристиками, сравнимыми с характеристиками трех- и четырехэлементных антенн типа «волновой канал», но и возможностью ее изготовления из доступных материалов.
Рис.1.
Размеры антенны для конкретных диапазонов удобно выбирать с использованием графиков, приведенных на рис.2..4 [2]. Зависимость активной составляющей входного сопротивления зигзагообразной антенны от рабочей длины волны при различных соотношениях размеров конструктивных элементов имеет резонансный характер. Антенна со стороной ромба 0,375 рабочей длины волны настроена в резонанс, обладает наибольшей направленностью и усилением, но и наибольшим входным сопротивлением, что требует специальных мер для согласования с кабелем.
Рис.2.
Если пойти на некоторое ухудшение направленных свойств и усиления антенны, уменьшив ее размеры по сравнению с резонансными, то благодаря уменьшению входного сопротивления до 50…100 Ом можно обеспечить работу антенны непосредственно на коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом при приемлемом согласовании в диапазоне частот, в котором входное сопротивление антенны не выходит за указанные пределы. Это уже не настроенная, а диапазонная антенна. И именно под таким названием — «Диапазонная направленная антенна» — представлена зигзагообразная антенна в целом ряде весьма добротных конструкций простых и сложных антенн [3].
Рис.3.
Для улучшения согласования и, соответственно, обеспечения успешной работы антенны на более низких частотах часть проводников зигзагообразной антенны замыкают дополнительными перемычками, пластинами, сетчатым полотном. Увеличения количества принимаемых антенной телевизионных программ можно добиться не только расширением полосы рабочих частот основной диапазонной антенны, но и совмещением в одной механической конструкции антенн различных диапазонов.
Рис.4.
В двухдиапазонном варианте антенны [4] введением дополнительных перемычек не только замкнута часть полотна основной зигзагообразной антенны, но и образованы ячейки двух зигзагообразных антенн меньших размеров (рис.5.). При стороне большого квадрата 4/-80 см малые (дециметровые) антенные ячейки на частотах 28-го телевизионного канала имеют входное сопротивление, близкое к 150 Ом, что позволяет от точек питания левой и правой малых антенн отрезками коаксиального кабеля равной длины с волновым сопротивлением 150 Ом подключиться к одному кабелю с волновым сопротивлением 75 Ом, а для приема 9…11 каналов — подключить второй 75-омный кабель к точкам питания средней или большой зигзагообразной антенны.
Рис.5.
В данной антенне можно ограничиться подключением только одного кабеля к метровой (большой) антенной ячейке, т.к. две дециметровые антенные ячейки, частично включенные в метровую, обеспечивают расширение диапазона и вверх, благодаря чему она довольно эффективно работает и в дециметровом диапазоне. Следует отметить, что дополнительные антенные ячейки могут быть повернуты относительно основной. Например, антенна, изображенная на рис.6, обеспечивает в дециметровом диапазоне прием волн с горизонтальной поляризацией, а в метровом — с вертикальной.
Для работы на 1…5 телевизионных каналах размеры зигзагообразных антенн довольно велики, а сами антенны громоздки. Однако есть возможность для приема на одном из этих каналов использовать зигзагообразную антенну 6…12 каналов, подключив к ней соответствующим способом линейный полуволновой вибратор.
Рис.6.
Как известно, такой вибратор представляет собой металлический проводник, разорванный посередине и подключенный в месте разрыва к фидеру, соединяющему антенну с приемником. Входное сопротивление полуволнового линейного вибратора близко к 75 Ом, поэтому использование коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом обеспечивает согласование кабеля с антенной. Однако при непосредственном подключении несимметричного по конструкции коаксиального кабеля к симметричному вибратору ток смещения с плеча вибратора, подключенного к центральной жиле кабеля, течет в пространстве не только на второе плечо вибратора, но и на подключенную к нему оплетку кабеля.
Симметрия в распределении токов и напряжений по вибратору нарушается, и амплитуды их уменьшаются. Это приводит к уменьшению напряжения, поступающего из антенны, искажению ее диаграммы направленности и к приему антенной системой радиоволн и с вертикальной поляризацией. Последнее для приемной антенны весьма нежелательно, т.к. помимо радиоволн от телевизионного передатчика, имеющих обычно горизонтальную поляризацию, внешняя оболочка кабеля начинает воспринимать волны и от источников промышленных помех, имеющих преимущественно вертикальную поляризацию.
Чтобы избежать этого, при подключении к симметричному вибратору коаксиального кабеля осуществляют симметрирование антенно-фидерной системы, добиваясь электрической симметрии каждой половины вибратора относительно внешней (экранной) оболочки кабеля.
Большое разнообразие конструкций симметрирующих устройств часто сводится к подключению в точках питания вибратора, помимо коаксиального кабеля, еще и двухпроводной линии, замкнутой на конце (рис.7.). Из рисунка видно, что внешняя оболочка кабеля оказывается подключенной как к правому, так и к левому плечам вибратора через одинаковые по длине проводники короткозамкнутой линии, т.е. симметрично.
Рис.7.
Чтобы короткозамкнутая линия не шунтировала вибратор, ее длину выбирают близкой к четверти длины волны, т.к. сопротивление такой линии очень велико (теоретически — бесконечное). При отклонении размеров линии на 10…15% ее сопротивление остается достаточно большим, что обеспечивает работу антенны в достаточном для приема телевидения диапазоне частот.
Вместо двухпроводной однородной линии можно использовать и неоднородную линию” что не нарушает условий симметрирования и позволяет в качестве симметрирующей линии применить проводники нижнего ромба зигзагообразной антенны (рис.8.). Подключение верхнего ромба симметрирования не нарушает и на согласовании не сказывается, т.к. его сопротивление так же велико, как и нижнего.
Рис.8.
Таким образом, подключение к точкам питания зигзагообразной антенны симметричного полуволнового вибратора позволяет обеспечить их работу на один коаксиальный кабель при сохранении, как симметрирования, так и согласования обеих антенн. Геометрические размеры плеч полуволнового вибратора определяются как обычно — средней длиной волны требуемого телевизионного канала с учетом коэффициента укорочения (0,94). Размеры ромбических ячеек зигзагообразной антенны при подключении симметричного вибратора должны быть близких четверти рабочей длины волны вибратора. Если отклонение превышает 10…15%, в ромбы следует ввести отрезки двухпроводной линии соответствующей длины.
Если вибратор подключить к антенне, описанной в [5] по этому принципу можно построить трехдиапазонную антенну. Один из вариантов этой антенны — со стороной ромба 30 см и длиной короткозамкнутого шлейфа 15 см — обеспечивает прием в диапазонах 6…12 и 21…30 телевизионных каналов. Подключение линейного вибратора добавит еще один канал с 1 по 5.
Длину шлейфов этой антенны с четверти длины волны дециметрового канала следует увеличить до половины длины волны (до 30 см.). Полуволновая линия имеет нулевое входное сопротивление и ее включение в разрыв проводников зигзагообразной антенны (в пучности тока) не нарушает, в отличие от четвертьволновой, распределение тока в антенне и позволяет приблизить размеры ромба зигзагообразной антенны со шлейфом к требуемой на 1…5 каналах четверти длины волны.
Если на 1…5 каналах требуется другое направление приема, плечи линейного вибратора можно установить под углом к плоскости зигзагообразной антенны. Эта трехдиапазонная антенна имеет один кабель питания. Для телевизоров с двумя антенными входами, метровым и дециметровым, можно использовать двухдиапазонную антенну Бабынина (рис.5) в качестве трехдиапазонной, добавив к ней два горизонтальных отрезка (на рис показаны пунктиром) и, в случае необходимости, два короткозамкнутых шлейфа.
Эта антенна на метровом (6…12 каналы) и, особенно, дециметровом диапазоне имеет большее усиление, чем описанная выше, даже если использовать подключенный к метровой антенной ячейке кабель питания. Для увеличения усиления указанные конструкции антенн, как и объятые зигзагообразные, могут быть снабжены плоским рефлектором для 6… 12 каналов и расположенными ближе малыми рефлекторами для дециметрового диапазона. Весьма удобны для зигзагообразных антенн рамочные рефлекторы, описанные в [3].
Рис.9.
Если напряженность поля в месте приема мала и полуволновой вибратор не обеспечивает качественный прием телевизионных передач и есть возможность установить зигзагообразную антенну для 1.. .5 каналов, ее можно преобразовать в трехдиапазонную антенну Бабынина — рис.9. Схема питания дециметровых ячеек к этой антенне довольна сложна, поэтому целесообразно прием на дециметровом диапазоне осуществлять на ячейки б—12 каналов, подключив один кабель к ним, а другой — к ячейке 1…5 каналов.
В. Бабынин
Литература:
- К. П. Харченко, Зигзагообразная антенна, — Радио. — 1961 г.
- К. П. Харченко. УКВ антенны. — ДОСААФ, 1969.
- В. П. Кисмерешкин, Телевизионные антенны для индивидуального приема. — Москва: Связь, 1976 г.
- Антенна Бабынина, А. с. СССР №1403151.
- В. Шелонин, Двухдиапазонная антенна. — Радио. — №3. — 1980. — с.17.
Как не нужно выбирать антенну для Т2
Легенды о чудо-антеннах
Чтобы не попасть на удочку недостоверной информации, заполонившей эти ваши интернеты, давайте, уважаемый аноним, пройдемся по всевозможным мифам, легендам и прочим фейкам, блуждающим в среде любительского антенно-строения. Наши люди, которые в булочную на такси не ездят, уже давным-давно сооружают телевизионные антенны, поэтому большинство мифов относится именно к ним. Как и любые другие, антенные мифы основаны на людском невежестве, однако в цифровую эпоху аноним чаще встречается с недостоверной рекламой сомнительных производителей антенн или с вирусными роликами на Йотрубе, основное назначение которых не помощь в изготовлении хорошей антенны, а увеличение числа просмотров. Т.е. и в том и другом случае на нас просто хотят “заработать” путем прямого обмана…
Бородатые мифы
Наиболее яркой и известной является легенда о “Ртутной антенне”. Этой легенде уже более полувека и она до сих пор жива. Когда легенда начинала свой жизненный путь, ртуть использовали в радиолокационных станциях. Это вызвало жуткий креативный всплеск в моске анонимуса. Зачем же она там, как не для придания супер свойств антенне РЛС?! Миф рос и развивался, порождал дочерние мифы (о красной ртути например), причем бурление происходило не только на кухнях и в гаражах, но и выливалось в серьезные публикации на страницы популярных журналов. Второй известный невежественный миф — это антенна из двух пивных банок, которые надо прицепить на плечики для одежды. Миф очень популярный, ему посвящено масса роликов на Ютрубе. Не обошел его вниманием и известный видеоблоггер, антенщик-артиллерист Креосан. Но не будем отнимать ваше время разбором откровенных фейков, а займемся обзором реальных антенн.
Недостоверная реклама
“
Антенна покрыта специальным материалом, к которому липнут радиоволны”. Из рекламных текстов уже почти пропали такие откровенно доставляющие предложения, но это не меняет сути. Обман стал просто более тонким. Стали в основном писать, что они предлагают «самую мощную, Вася, антенну!» Одним из ярких примеров такого обмана является «японская» антенна HQClear TV. которую можно найти в продаже в интернет-магазинах. Это не единственный пример лохотрона в области антенн. Они постоянно появляются под новыми «кричащими» названиями. Например антенна AERIAL 2100. Чтобы не стать жертвой такого рода аферистов, вовсе не обязательно углубляться в технические дебри, просто нужно понимать, что чудес не бывает и мощная антенна элементарно не может быть маленькой в сравнении с длиной волны. Кроме того, подобные антенны чаще всего продаются исключительно в интернете через онлайн-магазины однодневки, созданные специально под аферу. Будьте бдительны! Если вы в сети ищете «самую мощную маленькую комнатную цифровую антенну», то вам скорее всего в выдаче на первых местах как раз и попадутся подобные ловушки для лохов. Просто погуглите по названию этой «японской мощной антенны» и если в выдаче увидите слова «МОШЕННИКИ», можно дальше даже не читать про нее…
Технически ошибочные решения
Тройной квадрат
Тройной квадратАноним, сюда пришедший, обычно более подкован технически и жаждет сделать антенну собственноручно, однако и он не застрахован от недостоверной или ошибочной информации. Яркий пример — антенна Тройной квадрат. Иногда ее в сети можно найти по фамилии ее популяризатора, антенна Сотникова. Миф об огромном усилении этой антенны (до 15 dBd или 17dBi) при очень малом расходе “железа” существует десятилетия. Публиковался раньше в серьезных журналах и книжках, сейчас поселился в интернете и до сих пор зажигает огнем сердца энтузиастов. Но это всего лишь миф, основанный на неверных теоретических предпосылках, что является темой отдельной большой статьи к которой вас и отсылаю: https://habr.com/ru/post/434104/. Кроме того, антенна достаточно узкополосна и годится для приема только одного, максимум двух цифровых мультиплексов, что в наше время совершенно недостаточно.
Народная Z-антенна ДМВ
Народная Z-антенна ДМВМного мифов раскрылось в цифровую эпоху с появлением программ — электромагнитных симуляторов. Одна из таких фейковых антенн — это популярная в свое время “народная Z-антенна ДМВ”, чертежи которой нередко можно встретить в интернетах и многие берутся ее повторять уже для приема цифрового телевидения. Она является упрощенной модификацией антенны Кисмерешкина, в которой полукруглые перемычки заменены прямыми. Казалось бы какая разница-то, но анализ антенны в симуляторе показывает, что ее параметры при таком упрощении конструкции уже никуда не годятся.
Тоже можно сказать и о большинстве других подобных «дедовских», популярных конструкциях из старых журналов. Например, двойная треугольная антенна, описанная в книге Борийчука Г. И. и Булыча В. И. «Радиолюбителю о телевизионных антеннах», а затем и в журнале Радио №6, 1998. Подробное описание этой антенны с калькулятором расчета можно найти здесь. Исследование этой конструкции в HFSS показывает, что входной импеданс этой антенны имеет существенную реактивную составляющую, КСВ варьируется от 2,7 до 4,8, а рабочие частоты на самом деле расположены гораздо выше расчетной по калькулятору. 
По той же ссылке описывается и популярная у DIY-шников ДМВ антенна из коаксиального кабеля. Хотя в реальности отнести эту конструкцию к классу антенн в принципе невозможно, поскольку фидер снижения участвует в приеме непосредственным образом. Но умельцев с ютрубы это не останавливает. Более того, некоторые уникумы подключают ее к телевизионному гнезду одной лишь центральной жилой, что весьма доставляет. Вы же, уважаемый аноним, не из этой когорты продвинутых креативщиков, не правда ли? Я, по крайней мере, надеюсь на это. Подробный анализ этой антенны можно посмотреть здесь. В итоге, можно прийти к выводу, что старые, казалось бы проверенные временем конструкции нуждаются в серьезном критическом анализе и большинство из них совершенно не годится для приема цифрового телевидения, по крайней мере в случае дальнего и неустойчивого приема, который нас и интересует в первую очередь. Ведь вблизи телевышки и гвоздь — антенна.
Антенна Туркина
Антенна ТуркинаОднако, если вы изначально задали неправильные технические требования к антенне, то даже расчет в симуляторе не даст вам гарантии нужного конечного результата. Примером этого служит антенна Туркина, которая стала достаточно популярной в этих ваших интернетах. Известный радиолюбитель В.Поляков оптимизировал ее в симуляторе MMANA. С позиции радиолюбителя-коротковолновика это достаточно хорошая антенна, но если взглянуть на нее с позиции телевизионного антенно-строения, она имеет массу серьезных недостатков. Давайте оценим характеристики оптимизированной антенны Туркина, размеры которой рассчитаны на частоту 600 МГц, во всем ДМВ диапазоне:
- Мы видим, что антенна очень узкополосна, практически одноканальна, причем “шаг влево, шаг вправо” по частоте приводит к запредельному росту КСВ. Кто вам гарантирует, что к этому шагу ее не подтолкнут птицы, ветер, снег и т.п.?
- Заявленного авторами уровня подавления заднего лепестка диаграммы направленности нет и близко во всей полосе.
- Антенна очень чувствительна к конструкции соединительной линии между активными кольцами, о чем авторы предпочитают умалчивать. Небольшое изменение расстояния между проводами линии приводит к большому рассогласованию антенны.
- Наличие ферритового кольца на фидере явно недостаточно для хорошего симметрирования, желательно применение полноценного балуна 1:1, четвертьволнового стакана и т.п.
- Работа антенны с усилителем практически гарантированно приведет к самовозбуждению последнего.
Антенна имеет очень плохую повторяемость, при этом у нее нет никаких существенных преимуществ. Усиление не превышает 11.5 dBi при прецизионном изготовлении. А если криво накрутить шесть колец на палку, то вы и этого не получите. Но заметьте, весь этот геммор даст вам возможность принять всего лишь один мультиплекс! Что, как мы уже отметили, совершенно недостаточно для DVB-T2. Мы настоятельно не рекомендуем антенну Туркина для дальнего приема цифрового телевидения. Во всяком случае ее характеристики намного хуже всем известной полячки. Кроме того, программы, основанные на ядре NEC (MMANA, 4NEC2) не совсем пригодны для расчета подобных антенн. Во всяком случае при моделировании соединительной линии почти невозможно обойти ограничения движка NEC. Поэтому на графиках выше и присутствуют изломы. Однако вывод относительно пригодности этой антенны данный факт не отменяет. Можно посмотреть результаты моделирования антенны Туркина в HFSS по 4-ой ссылке в конце статьи и убедиться в этом.
«Крутой» внешний вид антенны
Часто главную роль в популярности той или иной антенны играет ее необычный “крутой” внешний вид. В качестве примера приведем заокеанскую популярную антенну HD Frequency Cable Cutter. Многие американцы реально делают для себя страшное открытие, что цифровое ТВ можно смотреть бесплатно из эфира с помощью подобного девайса. Если учесть, что средний чек за кабельное телевидение там составляет около $1000 в год, а девайс имеет “крутой” внешний вид, то не мудрено, что он хорошо продается. Реально же антенна имеет усиление не больше обычного зигзага Харченко, который просматривается в ее центре, и не было необходимости городить всю эту решетку вокруг. Ну разве только чтобы легче заманить хомячка “на отдать денежку” в поле чудес, на котором ему предлагают чудо-девайс — «отрезатель кабельного«. Но заметьте, в этом случае все по честному, никакого обмана.🙂
Еще один такой «красапетный» тип антенн — Фрактальные антенны. В свое время на них пошла своего рода мода, такая себе антенная «нанотехнология». Многие коммерсанты даже пытались сделать деньги на этой моде, причем вполне успешно. В первую очередь сам изобретатель фрактальных антенн Натан Коэн. Ну ты намек понэл! Однако постепенно, как то по тихому весь этот шум уходит. Большинство же серьезных фирм, профессионально занимающихся проектированием антенн, фракталами никогда даже и не занимались. Почему? Ответ очевиден. Фрактальные антенны не имеют никаких преимуществ перед линейными. Если провести исследования фрактальных антенн в электромагнитном симуляторе, то можно прийти к следующим выводам:
- Если размеры элементов фрактала намного меньше длины волны, а размеры самой фигуры фрактала кратны полуволне, то он просто сводится к какой-либо простой и известной канонической форме (диполь, монополь, конусный диполь-бабочка, патч). При этом канонический диполь-бабочка в таком случае выглядит красиво «перфорированным» по узору фрактала. С таким же успехом его можно перфорировать в виде картины Репина и он будет выглядеть еще красивее. На его характеристиках как антенны эта перфорация практически не отражается.
- Если размеры элементов фрактала сравнимы с длиной волны (чаще всего встречается на изображениях), то он становится эквивалентным укороченному (свернутому) диполю (монополю, бабочке). Именно такая антенна была впервые предложена Натаном Коэном как фрактальная антенна. Но как и любой укороченный диполь, такая антенна имеет низкое значение сопротивления излучения, и, как следствие, пониженный КПД. Поэтому кроме «красивости» и уменьшенных габаритов, других преимуществ перед каноническими вибраторами фрактал в этом случае не имеет. Сюда же можно отнести и треугольник Серпинского. По сути это перфорированный монополь-бабочка с пониженным сопротивлением излучения на рабочей частоте.
- В предельном случае возможны такие комбинации конфигурации фрактала, когда излучение его отдельных элементов происходят в противофазе и полностью компенсируют друг друга. Сопротивление излучения такой конструкции стремится к нулю и антенной ее уже назвать нельзя. Это уже что-то типа высокодобротного объемного резонатора.
Если размеры элементов фрактала сравнимы с длиной волны (чаще всего встречается на изображениях), то он становится эквивалентным укороченному (свернутому) диполю (монополю, бабочке). Именно такая антенна была впервые предложена Натаном Коэном как фрактальная антенна. Но как и любой укороченный диполь, такая антенна имеет низкое значение сопротивления излучения, и, как следствие, пониженный КПД. Поэтому кроме «красивости» и уменьшенных габаритов, других преимуществ перед каноническими вибраторами фрактал в этом случае не имеет. Сюда же можно отнести и треугольник Серпинского. По сути это перфорированный монополь-бабочка с пониженным сопротивлением излучения на рабочей частоте.Вывод. Никакого положительного влияния фрактализация не дает. С точки зрения теории антенн это просто декоративная «вышивка крестиком». В зависимости от фантазии вышивальщика может получиться либо полноценная антенна, либо укороченная антенна, либо просто объемный резонатор. Законы физики не обманешь. Ведь поляризация электромагнитной волны линейная, зачем такой волне красивая вышивка?
Ссылки по теме:
Расчет антенны Uda-yagi DL6WU — 3G-aerial
Калькулятор рассчитывает антенну волновой канал конструкции DL6WU с бумкоррекцией (поправка на влияние несущей стрелы). Расчет по методу из второго тома К. Ротхаммеля стр 44…52. Антенна оптимизирована по критерию максимального усиления. Особенность конструкции DL6WU состоит в том, что число пассивных элементов можно увеличивать/уменьшать без заметного ухудшения КСВ, что и позволило создать подобный калькулятор. Считается, что антенны DL6WU, обладая весьма высоким коэффициентом усиления, менее капризны к наличию вблизи них посторонних предметов и сохраняют свои характеристики при любых метеоусловиях.
Схематическое изображение антенны:
Конструкция DL6WU относится к так называемым «длинным Yagi», поэтому расчет с числом элементов менее 5 не рекомендуется ввиду небольшой точности. Калькулятор обновлен 02.06.2018, не забудьте обновить кэш браузера.
ВВЕСТИ ДАННЫЕ:© 2015 Valery Kustarev
Ограничения и особенности расчетов антенн
Антенна DL6WU не рекомендуется для приема цифрового телевидения, Оптимизированные конструкции для DVB-T2 рассмотрены в отдельной статье.
Вибратор антенны — линейный разрезной. Схемы согласования вибратора с фидером снижения можно посмотреть здесь. Одна из возможных схем согласования с помощью петли для линейного вибратора (3λ/4+λ/4) рассчитывается в этом калькуляторе. Необходимо только выбрать материал внутренней изоляции кабеля.
Отдельно обратим внимание на бумкоррекцию. При металлическом буме происходит локальное утолщение элементов антенны в месте монтажа на траверсе. Это приводит к уменьшению погонной индуктивности в этом месте, что эквивалентно укорочению элемента. Чтобы сохранить его электрическую длину, необходимо элемент физически удлинить. Это и называется коррекцией на влияние траверсы (бума) или бумкоррекцией. Программы моделирования проволочных антенн, основанные на ядре NEC, например MMANA не умеют учитывать эту поправку, что является одной из проблем в проектировании антенны Uda-Yagi. Приходится прибегать к эмпирическим методам и формулам в расчете бумкоррекции, основанным на больших массивах практических измерений реальных антенн, что и проделал в свое время DL6WU. Очень хорошо проблема расчета бумкоррекции описана в статье DL2KQ, формулы из которой и используются этим калькулятором.
Можно выделить три разных случая монтажа элементов на траверсе антенны:
- Элементы проходят через середину металлического бума и электрически соединены с ним путем опрессовки или пайки. В этом случае величина бумкоррекции максимальна (вариант1).
- Элементы проходят через середину металлического бума, но электрически изолированы от него, например с помощью пластмассовых вставок. В этом случае величина бумкоррекции составляет примерно 50% от значения первого варианта. На столько же уменьшается бумкоррекция и при монтаже элементов на траверсе сверху, что дает возможность выделить эти два способа монтажа в один отдельный вариант (вариант2).
- Элементы монтируются на диэлектрической траверсе (например на сосновом бруске) или вставлены в нее, либо на металлической, но отделены от нее диэлектрической прокладкой с толщиной не менее половины толщины траверсы. В этом случае влиянием бума можно пренебречь и величина бумкоррекции принимается равной нулю (вариант3).Поскольку вибратор должен быть изолирован от бума, он рассчитывается по второму варианту, если для остальных элементов имеет место первый вариант монтажа.
Поскольку вибратор должен быть изолирован от бума, он рассчитывается по второму варианту, если для остальных элементов имеет место первый вариант монтажа.Можно ли заменить линейный разрезной диполь на петлевой? Этот вопрос в настоящее время является дискуссионным. Ясно, что все элементы антенны являются взаимозависимыми и механическая замена разрезного диполя на петлевой той же длины приводит к расстройке антенны и появлению высокой реактивности в ее входном сопротивлении. Коэффициент укорочения петлевого вибратора больше чем линейного и, по идее, его надо делать короче, но некоторые радиолюбители, в частности автор программы Yagi Calculator VK5DJ, предлагают при замене использовать петлевой вибратор примерно на 2% длиннее линейного. И это подтверждается анализом в MMANA моделей, которые выдает программа от VK5DJ, а также экспериментальными практическими измерениями самого DL6WU. Вывод из этих противоречивых советов? Для создания оптимальной Uda-Yagi с петлевым вибратором необходимо использовать MMANA с последующей бумкоррекцией длин элементов, а корректировку размеров самого вибратора — по методике RA6FOO (смотрите ссылки ниже). Однако лучшим вариантом следует признать оптимизацию результатов в HFSS, поскольку эта программа не имеет недостатков присущих MMANA и позволяет непосредственно учесть бкмкоррекцию.
Для владельцев смартфонов на операционной системе Андроид расчет антенны Uda-Yagi конструкции DL6WU доступен в мобильном приложении Canennator. Вы можете скачать его нажав на кнопку ниже или по QR-коду.
Не забудьте оставить отзыв о приложении.
Ссылки по теме:
| Today: Антенна Харченко
В пределах диапазона частот, на который рассчитана антенна, она обладает постоянными параметрами и практически не требует настройки. Она представляет собой синфазную антенную решетку из двух ромбовидных элементов, расположенных друг над другом и имеющих одну общую пару точек питания. Зигзагообразную антенну наиболее часто применяют в качестве широкополосной антенны для приема программ телевидения в диапазонах 1 — 5, 6 — 12 или 21 — 60 ДМВ канала. Так же её можно с успехом использовать для работы в любительских УКВ диапазонах
изготовив При кажущейся на первый взгляд громоздкости всей системы (Яги гораздо меньше и меньше требуют расхода матералов),эта система полностью перекрывает диапазон в 144-148 мгц (по факту полоса гораздо шире,примерно 12 мгц) с хорошим КСВ не превышающим 1.2-1.3 и имеет лучшию диаграмму излучения.Коэфициент усиления такой антенны порядка 8.5 DBd, что эквивалентно примерно 4el YAGI на 145 мгц. Система из двух таких антенн уже развивает порядка 15 DBd. Имеет более прижатый лепесток излучения, максимально адаптированный для проведения радиосвязей в УКВ диапазонах. Питание антенны кабелем 50 ом. Мной была изготовлена антенна и подручного материала в буквальном смыле. Имелось в наличии лист оцинкованной жести толщиной 0.8мм из которой я нарезал все полоски на элементы антенны, да пара деревянных реек. Крепление полос выполнено с помощью обычного клёпальника на 3-4 заклепки по углам. Ширина всех полос порядка 40мм, что обеспечило бОльшую широкополосность данной антенне. Полоски рефлектора прикручены к деревянной несущей (предварительно покрашенной) обычными шурупами.
Рефлектор имеет длинну 1050мм х 40мм для каждой полосы. Сторона рамки 510мм. Зазор между углами рамок в точке подключения кабеля — 40мм Расстояние между активным элементом и рефлектором — 300мм Весь конструктив виден и понятен по фотографиям.
Установить её в горизонтальную или вертикальную поляризацию. Ниже, показана таблица для частотных каналов ТВ
Антенна Харченко ON-LINE калькулятор, для расчета |
