Цифровое эфирное телевидение (DVB- Digital Video Broadcasting) – это технология передачи телевизионного изображения и звука при помощи цифрового кодирования видеосигнала и звука. Цифровое кодирование в отличие от аналогового обеспечивает доставку сигнала с минимальными потерями, так как сигнал не подвержен влиянию внешних помех. На момент написания статьи доступно 20 цифровых каналов, в дальнейшем это количество должно увеличиваться. Это количество цифровых каналов доступно не во всех регионах, более точно узнать о возможности ловить цифровые каналы вы можете на сайте www.ртрс.рф. Если в вашем регионе есть цифровые каналы, в таком случае осталось убедиться, что в ваш телевизор поддерживает технологию DVB-T2 (это можно узнать из документации к телевизору) или приобрести приставку DVB-T2 и подключить антенну. Возникает вопрос - Какую антенну использовать для цифрового телевидения? или Как сделать антенну для цифрового телевидения? В этой статье я хотел бы более подробно остановится на антеннах для просмотра цифрового телевидения, а в частности покажу, как самому сделать антенну для цифрового телевидения .
Первое на чем бы я хотел сделать акцент это то, что для цифрового телевидения не нужна специализированная антенна, вполне подойдет аналоговая антенна (ту которую вы использовании ранее для просмотра аналоговых каналов). Мало того, в качестве антенны можно использовать только телевизионный кабель...
На мой взгляд, самой простой антенной для цифрового телевидения является телевизионный кабель. Все крайне просто, берется коаксиальный кабель, на один конец одевается F коннектор и переходник для подключения к телевизору, а на другом конце оголяется центральная жила кабеля (своего рода штыревая антенна). Осталось только определиться, сколько сантиметров оголять центральную жилу, поскольку от этого зависит качество приема цифровых каналов. Для этого необходимо понять на какой частоте вещают цифровые каналы в вашем регионе, для этого зайдите на сайт www.ртрс.рф/when/ здесь на карте найдите ближайшую к вам вышку и посмотрите с какой частотой вещают цифровые каналы.
Более подробную информацию вы получите, если нажмете кнопку "Подробнее".
Теперь необходимо вычислить длину волны. Формула весьма простая:
где, λ (лямда) - длина волны,
c - скорость света (3-10 8 м/с)
F - частота в герцах
или проще λ=300/F (МГц)
В моем случае частота используется 602 МГц и 610 МГц, для расчета буду использовать частоту 602 МГц
Итого: 300/ 602 ≈ 0,5 м = 50 см.
Оставлять пол метра центральной жилы коаксиального кабеля это не красиво и неудобно, поэтому буду оставлять половину, можно и четверть от длины волны.
l=λ*k/2
где l - длинна антенны (центральной жилы)
λ- длина волны (высчитана ранее)
k - коэффициента укорочения, поскольку длина всего кабеля будет не большой это значение можно считать равной 1.
В итоге l=50/2=25 см.
Из этих расчетов получилось, что для частоты 602 МГц мне нужно оголить 25 см. коаксиального кабеля.
Вот результат проделанной работы
Вот как антенна выглядит, когда установлена.
Вид на антенну при просмотре телевизора.
Основную массу информации население получает благодаря телевидению, просмотр которого требует наличия принимающей антенны. Купить принимающее устройство можно в любом магазине, но не всегда есть такая возможность. В таком случае, можно сделать антенну своими руками. Далее, будут рассмотрены основные разновидности и порядок их сборки.
Главным преимуществом самодельных устройств является то, что они требуют минимум финансовых затрат. Случается и так, что самодельные варианты превосходят заводские по многим позициям.
Плюс и в том, что кустарные изделия можно назвать «всеволновыми», делается это не умышленно, получается именно так. Недостатки самодельных устройств заключаются в неэстетичном внешнем виде, хотя это зависит от рук мастера. Весомым недостатком является труднодоступность некоторых материалов.
Несомненно, плюсов больше, поэтому рассмотрим основные кустарные изделия.
Для изготовления изделия потребуется четное количество банок из-под пива. Самые распространенные варианты выполнены из двух штук. Процесс монтажа достаточно простой и требует минимума инструмента и расходных материалов.
Инструкция:
Следует помнить, что телевидение распространяется в пространстве в виде волн, которые хорошо воспринимаются металлическими объектами. Для просмотра нескольких телеканалов можно использовать кусок проволоки, один конец которой крепится к системе отопления, а другой в телевизор к центральному контакту.
Принцип работы такой антенны основан на площади системы, а она опутывает почти весь дом на разных высотах. Качество приема у конструкции не самое высокое. Более интересный вариант требует наличия балкона с металлическими струнами для белья.
Технология сборки полностью аналогична системе с батареей. Существуют места с уверенным приемом сигнала, там можно использовать вязальную спицу, которая даст возможность просмотра основных каналов.
Самостоятельно собрать антенну достаточно просто, для этого потребуется трубка из алюминия или латуни. Последний вариант более удобен, так как этот материал практически не окисляется.
Инструкция:
Отводящий кабель присоединяется уже к петле.
Разобравшись с классическими вариантами, следует рассмотреть антенны, рассчитанные на прием самого слабого сигнала. Для создания такой потребуется минимум материалов, а именно, латунная трубка, пластина из того же материала, желание и руки.
Инструкция:
При правильной сборке, модель превосходит по характеристикам заводские аналоги.
Цифровое телевидение покрывает все новые территории, но для его уверенного приема необходим специальный модуль. Часто, устройство приобретается отдельно, но имеются телевизоры, имеющие встроенный модуль.
Но одного приемника мало, необходима антенна, приминающая ДМВ волны. Самый простой вариант изготавливается на листе фанеры.
Инструкция:
Установка изделий, сделанных своими руками, производится аналогично заводским аналогам. Большинство вариантов требуют наличия мачты, для поднятия их на максимальную высоту.
В большинстве случаев, достаточно высоты на 2-3 метра превышающей высоту крыши строения. Дополнительно, при установке следует выбрать место с наличием самого сильного сигнала, особенно это актуально для комнатных устройств.
Настройка осуществляется путем перестановки или поворота антенны в сторону вышки, иногда требуется установка дополнительного экрана с задней стороны.
Нередки ситуации, когда правильно собранная и грамотно настроенная антенна, отказывается надежно принимать сигнал, тогда просто не обойтись без усилителя сигнала.
Большая часть подобных устройств имеет сложную конструкцию, собрать которую без определенных знаний тяжело. Более простой вариант можно изготовить своими руками за 10 минут.
Понадобится магнит, на который наматывается несколько витков телевизионного кабеля. Это устройство можно собрать как возле телевизора, так и на антенне. Последний вариант наиболее популярен в заводских усилителях.
Завершая тему, следует обратить внимание на то, что наибольшее качество приема можно добиться при использовании пайки (болты с гайками окисляются, значительно ухудшая сигнал). Важным аспектом является правильный выбор кабеля. Самый популярный вариант – это изделие имеющее сопротивление 75 Ом, выполненное из силикона.
Подобные изделия имеют длительный срок службы, плюс не подвержены влиянию климата. Способ соединения кабеля с телевизором имеет важное значение. Рекомендуется использовать специальные штекера, допускаются варианты без пайки.
Перед началом сборки изделия, необходимо определиться с типом изделия, для этого следует выяснить частоту, на которой транслируется сигнал, это зависит от конкретной местности.
Какую антенну выбрать для цифрового телевидения? Чем отличаются антенны? Как подать питание на активную антенну? Какая антенна лучше? Эти и другие вопросы на сайт
Всем привет! По роду деятельности мне очень плотно приходится сталкиваться с подключением и настройкой антенн для цифрового эфирного телевидения.
Поэтому, опираясь на полученный опыт, имею возможность поделится тем как выбрать антенну для цифрового телевидения и настроить dvb-t2 — бесплатные 20 каналов.
Быстрая навигация по статье
С приходом цифрового эфирного телевидения у многих возникают вопросы связанные с выбором антенны для DVB-T2. Например!
Для приёма телевизионных сигналов используются антенны метрового (МВ) и дециметрового (ДМВ) диапазонов. Бывают антенны широкополосные, это «гибрид» когда в конструкции антенны используются элементы МВ и ДМВ диапазонов.
Эти антенны легко отличить друг от друга по размерам.
У МВ диапазона элементы более длинные. Всё согласно названию.
Так в антеннах МВ элементы приблизительно от полуметра до полутора метров в длину.
А элементы ДМВ антенны, в длину все го лишь примерно от 15 до 40 см.
Именно антенна ДМВ диапазона нужна для цифрового эфирного телевидения.
Антенна метрового диапазона (МВ)
Пример антенны дециметрового диапазона (ДМВ)
Антенна широкополосная, МВ и ДМВ диапазонов.
Антенна типа «решётка»
Широкополосная антенна «Колибри»
Итак — Для приёма цифрового эфирного телевидения нужна антенна дециметрового диапазона, т.е. антенна с короткими элементами. Или широкополосная.
Теперь вы можете оценить, подойдёт ли ваша старая антенна для приёма телевидения в формате DVB -T2 Открытым остаётся только вопрос её исправности и эффективности в вашей местности.
Комнатные и наружные (Внешние) — думаю здесь с применением всё понятно.
А ещё активные и пассивные — об этом чуть позже.
Ну вот, краткий экскурс в непростую тему эфирных антенн проведён. Продолжим…
Расстояние на которое передаётся сигнала в ДМВ диапазоне, не отличается большой зоной покрытия. Оно гораздо меньше чем в метровом диапазоне.
Для примера:
Если вы пользовались радиоприёмником, то могли заметить, что вы не сможете поймать дальние зарубежные радиостанции в FM или УКВ диапазонах, а только те что рядом, местные.
Но зато, можно целую кучу зарубежного наловить в СВ или КВ диапазонах.
Всё потому, что средние и короткие волны, как и метровые распространяются на большие расстояния, а ультракороткие, подобно как и ДМВ, на небольшие.
Данный недостаток ДМВ диапазона для цифрового ТВ компенсируется расположением и количеством телевизионных передатчиков — по аналогии вышек сотовой связи, их много.
Так же имейте в виду, телевизионный сигнал прекрасно отражается от встретившихся на пути объектов.
Это позволяет вести приём передач когда нет возможности антенну направить в сторону телевышки. Или же имеются препятствия для прямого прохождения сигнала.
Осмотритесь! Нет ли возможности принимать сигнал отражённый?
Так что при правильном выборе антенны и её правильной установке, вы наверняка добьётесь успеха.
Условия приёма телевизионного сигнала очень отличаются в разных местах и эти условия необходимо учитывать при выборе антенны.
Вот некоторые факторы, от которых зависит то какую антенну вам нужно приобретать и как устанавливать.
Антенны любых видов могут быть так же активными или пассивными.
Пассивные антенны — это те которые усиливают сигнал только за счёт своей конструкции, без применения электронных усилителей, такие антенны применяют в зонах уверенного сигнала.
Активная антенна — в своей конструкции имеет усилитель, такая антенна нуждается в подключении к источнику питания.
Усилитель помогает поднять уровень принимаемого сигнала в зонах неуверенного приёма.
Усилители антенн питаются напряжением 12 или 5 вольт. Но в последнее время, всё больше, производители нацелены на производство антенн имеющих пяти вольтовое питание.
И этому есть причина! Такие антенны проще подключить тем, кто пользуется приставкой для DVB-T2.
А) Использовать специальный блок питания с сепаратором который выдаёт напряжение соответствующее вашему усилителю.
Цель сепаратора — разделить. Он пропускает напряжение на антенну, но не пропускает его в гнездо телевизора. Однако, при этом не возникает препятствий сигналу от усилителя антенны, поступающему в телевизор.
Б) Если применяется приставка DVB-T2. Напряжение 5 вольт можно подать прямо с приставки. Причём для любых усилителей и на 5 и на 12 вольт.
Для этого не нужен какой либо дополнительный провод, блок питания и прочее. Напряжение 5 вольт, с антенного гнезда приставки, прямо по антенному кабелю, пойдёт к усилителю.
Нужно только включить это питание непосредственно из меню приставки. Зайти в раздел настроек и найти пункт «Питание антенны ВКЛ- ВЫКЛ» выбрать ВКЛ, и выйти из меню (в различных моделях приставок названия этих пунктов могут отличаться)
В) Если у вас ЖК телевизор с уже встроенным тюнером DVB-T2 то кроме способа под литерой А) можно сделать следующее.
Придётся приобрести специальный переходник для питания усилителя от любого USB порта, в первую очередь рассматривается USB порт самого ЖК телевизора. Но можно подключится и к любому зарядному устройству с выходом USB
Как вы поняли из всего сказанного выше, выбирая для себя антенну, нужно оценивать различные факторы.
Несколько примеров:
Вы живёте в городе где имеется передатчик сигнала DVB-T2. Или в населённом пункте, недалеко в 5-15 км от передатчика.
Скорее всего для вас подойдёт комнатная антенна, даже самая простая. Особенно, если вы живёте выше первого этажа.
А находясь не далеко от вышки, даже простого куска провода вместо антенны, может быт достаточно.
Учитывая распространённость вышек и довольно большое количество мест с уверенным сигналом, этим пользуются мошенники, предлагая различные, по сути
При описанных выше условиях, они будут неплохо работать.
Но учтите, количество каналов будет не более того которое транслирует телевышка в вашей местности! А никак не 100 и не 200 как обещает реклама.
Потому возникает вопрос, а нужно ли отваливать несколько сотен, а то и тысяч, за обычную комнатную антенну из рекламы?!
Вот несколько недорогих, компактных вариантов антенн, для условий где имеется хороший сигнал.
Комнатная антенна для мест с близким расположением к вышке.
Комнатная антенна для мест с близким расположением к вышке. Ещё вариант
Этот вариант, может работать в немного более сложных условиях чем предыдущие два, особенно версия с усилителем.
Правильное место для комнатной антенны, это не то место где она будет хорошо смотреться и удобно стоять, это то место, где она будет хорошо принимать сигнал. И эти два обстоятельства — «смотреться» и «принимать» не всегда совпадают.
Потому как часто лучшим, а порою единственным местом где можно поймать сигнал, это место у окна выходящего в сторону телевышки. Принимайте это во внимание!
Для решения этой проблемы можно добавить кабель нужной длины и у некоторых антенн (например тех что на фото вверху) это не сложно.
Но есть комнатные антенны, которые имеют в своём корпусе встроенный блок питания. Они так же имеют сетевой шнур для подключения к розетке. Ну и конечно кабель для подключения к телевизору.
Это может показаться удобным, но увы это не всегда так.
Часто, место где антенна способна принимать ТВ сигнал, находится совсем не рядом с телевизором и розеткой, а например у окна.
И в таком случае, короткий сетевой шнур станет препятствием к тому что бы расположить антенну в правильном месте. Помимо кабеля придётся ещё и удлинитель тянуть. В общем куча проводов.
Конечно многое зависит от мощности передатчика.
Но в целом на расстоянии в 25 км достаточно небольшой наружной антенны. Как например тех что, изображены в самом начале этого поста, имеется в виду антенна ДМВ или широкополосная «Колибри».
В моей местности с расстояния 25 км по прямой видимости, на пассивную ДМВ антенну с длиной стрелы примерно 80 см идёт уверенный приём без необходимости поднимать антенну выше двух метров от земли.
Можно так же вести приём на хорошую активную, комнатную антенну.
В некоторых домах даже с первого этажа, если имеется окно по направлению к вышке или возможность принимать отражённый сигнал от соседних зданий.
Этаж выше второго значительно повышает вероятность успеха.
Есть простой принцип как определить мощность антенны — чем длиннее стрела антенны, тем больше коэффициент именно её собственного усиления, а не за счёт усилителя.
Например активная антенна фото которой ниже, в нашей местности вытягивает сигнал с расстояния в 60 и более км. Успешно применяется в самых трудных местах, в домах находящихся в сильной низине, её длина примерно 1,7 метра, но есть антенны и под 4 метра длины.
Кроме длинны, в трудных условиях или при сильной удалённости от телевышки играет важную роль наличие усилителя, т.е. антенна должна быть активной.
Есть варианты мощных антенн, где вместо одной стрелы используется сразу три, так способность антенны усиливать сигнал за счёт только конструкции сильно увеличивается.
А в тандеме с усилителем эта антенна становится очень мощной ловушкой для телевизионного сигнала.
Но впечатлившись этой антенкой, не спешите бежать за нею. Она нужна лишь при действительно очень, очень сложных условиях приёма.
В большинстве случаев достаточно других, гораздо более дешёвых вариантов. К тому же если в вашей местности сигнал и так сильный, то усилитель в антенне будет только мешать.
Здесь как раз тот случай когда кашу маслом можно испортить. Пример этому описан ниже.
В некоторых случаях антенна «Решётка» может вполне успешно работать принимая цифровое телевидение. Особенно, если вы от передающей вышки находитесь не очень близко.
Не раз однако сталкивался с ситуацией, когда используя свою старую антенну — Полячку (Решётку) люди не могли добиться от неё сигнала цифрового вещания.
Либо вообще, либо сигнал периодически «отваливался» картинка сыпалась на кубики, наблюдалось подвисание изображения и звука. Мог пропадать один из пакетов цифрового телевидения, в то время как другой нормально работал.
Проблема этих явлений в переусилении сигнала.
Выход есть, рассмотрим варианты….
1) Иногда просто достаточно отключить блок питания антенны из розетки и всё. Но это помогает не всегда и тогда нужны более серьёзные меры.
2) Снизить напряжение питания усилителя используя регулируемый блок питания. Или подать питание непосредственно с приставки минуя сепаратор штатного блока питания антенны, установив обычный штекер.
3) Добраться до платы усилителя, той платки что стоит на самой антенне, и подключить всё без усилителя.
4) Выбросить эту старую полуразвалившуюся антенну и купить нормальную, ДМВ диапазона.
P.S. Новая, типа решётка.
Надеюсь эта статья будет кому-то полезной, оставляйте свои отзывы, комментарии, делитесь своим опытом.
P.S. Если приобретаете новую антенну, но не уверенны подойдёт ли она вам, спросите у местных продавцов занимающимися антеннами.
Бывает они неплохо осведомлены о том, какую антенну лучше взять ориентируясь именно по вашему месту проживания.
И договаривайтесь о возможности, если вдруг не подойдёт, поменять на антенну другого типа. По крайней мере в моём магазине это возможно.
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.
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.
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:
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.
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…
К. Харченко
Прием телевизионных передач на радиочастотах 470...622 МГц (21-39 каналы) диапазона дециметровых волн (ДЦВ) требует соответствующего подхода к расчету и конструированию антенных устройств.
Некоторые радиолюбители пытаются решить эту задачу простым пересчетом, основанным на принципах электродинамического подобия антенн, параметров имеющихся конструкций телевизионных антенн метрового диапазона (1-12 каналы). При этом, они неизбежно сталкиваются с трудностями самого пересчета и зачастую не получают желаемых результатов.
Каковы же основные принципы подхода к решению этой задачи?
В свободном пространстве радиоволны, излученные антенной, имеют сферическую расходимость, в результате чего электрическая напряженность поля Е убывает обратно пропорционально расстоянию r от антенны.
В реальных условиях распространяющиеся радиоволны претерпевают большее затухание, чем существующее в свободном пространстве. Для учета этого затухания вводят множитель ослабления F(r)= Е/Есв, который характеризует отношение напряженности поля для реальных условий, к напряженности поля свободного пространства при равных расстояниях, одинаковых антеннах и подводимых к ним мощностях и т. д. С помощью множителя ослабления напряженность поля, создаваемая передающей антенной в реальных условиях на расстоянии r, может быть выражена как
Приемная антенна преобразует энергию электромагнитной волны в электрический сигнал. Количественно эту способность антенны характеризуют ее эффективной площадью Sэфф. Она соответствует той плошади фронта волны, из которой поглощается вся содержащаяся в ней энергия, С КНД эта площадь связана соотношением:
Изложенное здесь позволяет написать уравнение радиопередачи, которое связывает параметры аппаратуры связи (передатчика и приемника) и антенн и определяет уровень сигнала на трассе: при мощности передатчика Р1 мощность Р2 сигнала на входе приемника будет равна
Множитель в этом выражении, заключенный в скобки, определяет основные потери при распространении радиоволн (основные потери передачи). При этом предполагается, что антенна согласована с фидером, а фидер с телевизионным приемником и, кроме того, антенна согласована по поляризации с полем сигнала.
Рассмотрим подробнее выражение (11).
Этот конкретный пример показывает, что с увеличением частоты (уменьшением длины волны) телевизионных передач мощность сигнала, поступающего на вход телевизора при прочих равных условиях, быстро уменьшается, т. е. условия приема ухудшаются. На стороне передачи эти неприятности стараются компенсировать увеличением произведения Р1У1. Но в реальных условиях множитель F(r) и КПД приемного фидера с ростом частоты уменьшаются, поэтому необходимость увеличения коэффициента усиления приемной антенны Y2 становится неизбежностью. Этот вывод влечет за собой еще один, заключающийся в том, что, как правило, для уверенного приема программ 21-39 телевизионных каналов нужно применять новые, более направленные антенны по сравнению с антеннами, применяемыми в диапазоне волн 1-5 каналов.
Стремясь получить устойчивый прием телепередач, радиолюбители вынуждены усложнять антенны, например, строить антенные решетки, т. е. объединяют несколько однотипных, зарекомендовавших себя на практике антенн (каждая из которых имеет свою пару точек питания) с общей системой питания и только одной (общей для всех) парой точек питания. При этом они нередко недооценивают важность этапа согласования при построении антенных решеток, связанного с относительно сложными измерениями. Сказанное проиллюстрируем таким конкретным примером.
Подобный эффект получается и при параллельном соединении трех элементов (рис. 1, в). Продолжая такие рассуждения, можно получить зависимость, которую иллюстрирует рис. 2.
Здесь эффективная площадь антенны прямо пропорциональна числу n излучателей в решетке, равно как и поглощаемая антенной мощность Р сумм. Мощность же Р пр подводимая к приемнику, с увеличением числа n асимптотически приближается к 4Рo. Этот пример показывает бесплодность попыток увеличить коэффициент усиления антенной решетки без учета согласования ее элементов с фидером. Трудности, связанные с согласованием, преодолевают либо применением специальных согласующих устройств, либо выбором специальных типов антенн. Например, в дециметровом и особенно в сантиметровом диапазонах волн применяют, как правило, так называемые апертурные антенны, т. е. рупорные или параболические. Особенность таких антенн заключена в том, что они имеют простой, «небольших» размеров облучатель, и «большой», сравнительно сложный рефлектор. Большой рефлектор и обусловливает направленные свойства антенны, определяет ее КНД.
Выполнить в любительских услозиях антенны апертурного типа на диапазон ДЦВ не представляется возможным, так как они громоздки и сложны. Но некоторое подобие апертурной антенны сконструировать можно, положив в основу облучатель в виде известной зигзагообразной антенны (з-антенны). Полотно такой антенны состоит из восьми замкнутых одинаковых проводников, которые образуют две ромбовидные ячейки (рис. 3).
Для формирования диаграммы направленности антенны, в частности, необходимо, чтобы излучатели были сфазированы и разнесены относительно друг друга. З-антенна имеет одну пару точек питания (а-б), к которой непосредственно подключают фидер. Благодаря такой конструкции антенны ее проводники возбуждаются так (частный случай направления токов на проводниках антенны на рис. 3 показан стрелками), что образуется своеобразная синфазная решетка из четырех вибраторов. В точках П-П проводники полотна антенны замкнуты между собой и здесь всегда имеется пучность тока. Антенна имеет линейную поляризацию. Ориентация вектора электрического поля Е на рис. 3 показана стрелками.
Диаграммы направленности з-антенны удовлетворяют диапазону частот с перекрытием fмакс/fмин =2-2,5. Ее КНД мало зависит от изменения угла а (альфа), так как с увеличением его уменьшение направленности антенны в плоскости Н компенсируется увеличением направленности в плоскости Е, и наоборот. Характеристика направленности з-антенны симметрична относительно плоскости, в которой расположены проводники ее полотна.
В связи с тем, что в точках П-П нет разрыва проводников полотна антенны, то здесь имеются точки нулевого потенциала (нули напряжения и максимумы тока) независимо от длины волны. Это обстоятельство позволяет обойтись без специального симметрирующего устройства при питании коаксиальным кабелем.
Кабель прокладывают через точку нулевого потенциала П и по двум проводникам полотна антенны подводят к точкам ее питания (рис. 4). Здесь оплетку кабеля соединяют с одной из точек питания антенны, а центральный проводник - с другой. Принципиально оплетку кабеля в точке П тоже нужно замкнуть накоротко на полотно антенны, однако, как показала практика, делать это не обязательно. Достаточно кабель подвизать к проводам полотна антенны в точке П, не нарушая его полихлорвиниловой оболочки.
Зигзагообразная антенна широкополосна и удобна тем, что ее конструкция сравнительно проста. Это ее свойство позволяет допускать значительные отклонения (неизбежные при изготовлении) в ту или иную сторону от расчетных размеров ее элементов практически без нарушения электрических параметров.
Кривая 1, показанная на рис. 5, характеризует зависимость КБВ от
Пользуясь графиками рис. 5, можно построить з-антенну, имеющую максимально возможный КНД для данного типа полотна антенны. Ее входное сопротивление в диапазоне частот в значительной степени зависит от поперечных размеров проводников, из которых выполнено полотно. Чем толще (шире) проводники, тем лучше согласование антенны с фидером. Вообще же для полотна з-антенны пригодны проводники самого различного профиля - трубки, пластины, уголки и т. п.
Рабочий диапазон з-антенны можно расширить в сторону более низких частот без увеличения размера L путем образования дополнительной распределенной емкости проводников ее полотна, а общие размеры, выраженные в длинах максимальной волны рабочего диапазона, уменьшить. Достигается это перемыканием части проводников з-антенны, например, дополнительными проводниками (рис. 6),
Которые и создают дополнительную распределенную емкость.
Диаграммы направленности такой антенны в плоскости Е аналогичны диаграммам симметричного вибратора. В плоскости H диаграммы направленности с увеличением частоты претерпевают значительные изменения. Так, в начале рабочего диапазона частот они лишь слегка сжаты под углами, близкими к 90°, а в конце рабочего диапазона поле практически отсутствует в секторе углов ±40...140°.
Для увеличения направленности антенны, состоящей из зигзагообразного полотна, применяют плоский экран-рефлектор, который часть высокочастотной энергии, падающей на экран, отражает в сторону полотна антенны. В плоскости полотна фаза высокочастотного поля, отраженного рефлектором, должна быть близка к фазе поля, создаваемого самим полотном. В этом случае происходит требуемое сложение полей и экран-рефлектор примерно удваивает первоначальный коэффициент усиления антенны. Фаза отраженного поля зависит от формы и размеров экрана, а также от расстояния S между ним и полотном антенны.
Как правило, размеры экрана значительные и фаза отраженного поля зависит, главным образом, от расстояния S. На практике редко выполняют рефлектор в виде единого металлического листа. Чаще он представляет собой ряд проводников, расположенных в одной плоскости параллельно вектору поля Е.
Длина проводников зависит от максимальной длины волны (Лямбда макс) рабочего диапазона и размеров активного полотна антенны, которое не должно выступать за пределы экрана. В плоскости Е рефлектор обязательно должен быть несколько больше половины максимальной длинны волны. Чем толще проводники, из которых делают рефлектор, и ближе они расположены друг к другу, тем меньшая часть энергии, падающей на него, просачивается в заднее полупространство.
По конструктивным соображениям экран не следует делать очень плотным. Достаточно, чтобы расстояния между проводниками диаметром 3...5 мм не превышали 0,05...0,1- минимальной волны рабочего диапазона. Проводники, образующие экран, можно соединить между собой в любом месте и даже приваривать или припаивать к металлической раме. Если они расположены в плоскости самого рефлектора или за ним, то их влиянием на работу рефлектора можно пренебречь.
Во избежание дополнительных помех не следует допускать, чтобы проводники (полотна антенны или рефлектора) от ветра терлись либо касались друг друга.
Один из возможных вариантов антенны с рефлектором показан на рис. 7.
Ее активное полотно состоит из плоских проводников - планок, а рефлектор - из трубок. Но она может быть полностью металлической. В местах соединений элементов антенны должен быть надежный электрический контакт.
На значение КБВ в тракте с волновым сопротивлением 75 Ом в значительной мере влияют как ширина планки dпл (или радиус провода) активного полотна антенны, так и расстояние S, на которое оно удалено от экрана.
С увеличением расстояния S КНД антенны снижается и сужается диапазон частот, в пределах которого направленные свойства з-антенны не претерпевают заметных изменений. Таким образом, с точки зрения улучшения КНД антенны расстояние S желательно уменьшать, а с точки зрения согласования - увеличивать.
Для крепления полотна антенны к плоскому рефлектору используют стойки. В точках П-П (рис. 6 и 7) стойки могут быть как металлическими, так и диэлектрическими, а в точках У-У-обязательно диэлектрическими.
В ряде практических случаев приема сигналов по 21-39 каналам телевидения имеющегося коэффициента усиления (КУ) з-антенны c плоским экраном может оказаться недостаточным. Увеличить КУ, как уже говорилось, можно построением антенной решетки, например, из двух или четырех з-антенн с плоским экраном. Есть, однако, другой путь увеличения КУ - усложнение формы рефлектора з-антенны.
Приводим пример, каким должен быть рефлектор з-антенны, чтобы ее КУ соответствовал значению КУ антенной синфазной решетки, построенной из четырех з-антенн. Этот путь наиболее простой и доступный в любительской практике, чем построение антенной решетки.
На рисунках антенны размеры всех ее элементов указаны применительно к приему телепрограмм по 21-39 каналам.
Активное полотно антенны, показанной на рис. 6, выполнено из плоских металлических пластин толщиной 1...2 мм, наложенных друг на друга «внахлест» и скрепленных винтами с гайками. В точках соприкосновения пластин должен быть надежный электрический контакт. Конструктивно активное полотно антенны имеет осевую симметрию, что позволяет прочно закрепить его на плоском экране. Для этого используют стойки-опоры, располагая их в вершинах П-П и У-У квадрата, образуемого пластинами полотна антенны. Точки П-П имеют «нулевой» потенциал по отношению к «земле», поэтому стойки в этих тачках могут быть из любого материала, в том числе металлическими. Точки У-У имеют некоторый потенциал по отношению к «земле», поэтому стойки в этих точках должны быть только из диэлектрика (например, из оргстекла). Кабель (фидер) к точкам а-б питания прокладывают по металлической опоре к одной (нижней) точке П и далее по сторонам полотна антенны (см. рис. 6). Особое внимание следует обратить на ориентацию вектора Е, характеризующего поляризационные свойства антенны. Направление вектора Е совпадает с направлением, соединяющим точки а-б питания антенны. Зазор между "точками а-б должен быть около 15 мм без зазубрин и прочих следов небрежной обработки пластин.
Основой плоского экрана-рефлектора служит металлическая крестовина, на которой, как на каркасе, размещают активное полотно антенны и проводники экрана. За крестовину антенну в сборе надежно прикрепляют к мачте с таким расчетом, чтобы поднятая она была выше местных мешающих предметов (рис. 8).
При изготовлении рефлектора типа «усеченный рупор» все стороны плоского рефлектора удлиняют створками и загибают их так, чтобы образовать фигуру по типу «полуразвалившейся» коробки, у которой дно -- плоский экран, а стенки - створки. На рис. 9
Такой объемный рефлектор показан в трех проекциях со всеми размерами. Сделать его можно из металлических трубок, пластин, проката различного профиля. В точках пересечения металлические стержни должны быть сварены или спаяны. На том же рис. 9 показано и место размещения активного полотна антенны с точками П-П, У-У. Полотно-удалено от плоского рефлектора - донышка усеченного рупора - на 128 мм. Стрелка символизирует ориентацию вектора Е. Почти все проекции стержней рефлектора на фронтальную плоскость параллельны вектору Е. Исключением являются лишь часть силовых стержней, образующих каркас рефлектора. Если рефлектор выполнен из трубок, диаметр трубок силовых стержней может быть 12...14 мм, а остальных - 4...5 мм.
КНД антенны с рефлектором типа «усеченный рупор» при заданных размерах соизмерим с КНД объемного ромба (1) и изменяется по диапазону частот в пределах 40...65. Это означает, что на верхних частотах рабочего диапазона антенны половина угла раскрыва ее диаграммы направленности составляет около 17°.
Форма диаграммы направленности антенны, показанной на рис. 9, примерно одинакова для обеих плоскостей поляризации. При установке антенны на местности ее ориентируют на телецентр. Конструкция антенны осесимметрична по отношению к направлению на телецентр, что может стать источником поляризационной ошибки при ее установке на мачту. Здесь надо учитывать, какую поляризацию имеют сигналы, приходящие от телецентра. При их горизонтальной поляризации точки питания а-б антенны должны быть расположены в горизонтальной плоскости, а при вертикальной поляризации - в вертикальной плоскости.
Литература
Харченко К., Канаев К. Объемная ромбическая антенна.
Радио, 1979, № 11, с. 35-36.
[email protected]
