|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Zewnętrzne anteny telewizyjne. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny telewizyjne Ze względu na szybki wzrost liczby kanałów telewizyjnych bardzo trudno jest zapewnić wysoką jakość odbioru wszystkich programów telewizyjnych. Przede wszystkim zależy to od zastosowanych anten. Dlatego ich główne projekty, przetestowane przez autora w różnych warunkach, omówiono poniżej. Ale najpierw przypomnijmy sobie podstawowe informacje o częstotliwościach telewizyjnych, zasięgach i kanałach. Częstotliwości telewizyjne obejmują przedział 48,5 ... 790 MHz. Są one podzielone na zakresy metrowe (kanały 1-12, częstotliwości 48,5 ... 230 MHz) i decymetrowe (kanały 21-60, częstotliwości 470 ... 790 MHz). Jeden kanał telewizyjny zajmuje pasmo częstotliwości 8 MHz. Aby obliczyć długość fali roboczej anten, zaleca się wybranie częstotliwości nośnej obrazu, ponieważ sygnał obrazu jest modulowany amplitudowo, bardziej podatny na zakłócenia i wymaga większego wzmocnienia niż sygnał audio modulowany częstotliwościowo. Częstotliwość nośna obrazu dla pierwszego i drugiego kanału telewizyjnego wynosi odpowiednio 1 i 2 MHz. Dla kanałów od 49,75 do 59,25 oblicza się go (w megahercach) w następujący sposób: fn.iz \u3d 5 + (N-77,25)x3, gdzie N to numer kanału; dla 8-6: fn.out=12+(N-175,25)x6, a dla 8-21: fn.out=60+(N-471,25)x21 Częstotliwość środkową pasma kanału można uzyskać dodając 2,75 do wartości nośnej obrazu. Częstotliwość nośna dźwięku jest o 6,5 MHz wyższa niż częstotliwość nośna obrazu. Robocza długość fali L (w metrach) w powietrzu w zależności od częstotliwości roboczej f (w megahercach) jest określona wzorem l=300/f. W innych dielektrykach długość fali jest krótsza (na przykład w polietylenie 1,52 razy). Fakt ten należy wziąć pod uwagę przy wytwarzaniu elementów rezonansowych urządzeń dopasowujących z koncentrycznego kabla polietylenowego. Teraz trochę o konstrukcji anten. Materiałem do ich produkcji jest pożądane stosowanie rur, prętów, taśm, narożników, drutów wykonanych z metali i stopów o dobrej przewodności elektrycznej (miedź, aluminium, mosiądz). Szerokopasmowość anteny zależy od powierzchni elementów aktywnych: im większa powierzchnia (im większa średnica tubusów czy szerokość pasków), tym antena będzie szersza (ale i cięższa). Nie zaleca się dobierania poprzecznego rozmiaru elementów (rurek, prętów) anteny mniejszego niż 1/200 długości fali, na której pracuje, ponieważ znacznie pogarsza to parametry elektryczne i wytrzymałość mechaniczną. Szerokość pasków jest wybierana 1,5 ... 2 razy w stosunku do zalecanej średnicy rur lub prętów, grubość wynosi 2 ... 3 mm. Powierzchnia elementów musi być równa i gładka. Dla zakresu UHF najlepsze wyniki uzyskuje się stosując elementy wykonane z materiału o polerowanej powierzchni, ponieważ prądy RF indukowane są tylko w ich warstwie wierzchniej. Jeśli wymagane jest wygięcie elementów anteny, należy to zrobić ostrożnie, podkładając kawałki tekstolitu lub drewna pod szczęki imadła, aby nie uszkodzić powierzchni. Wcześniej rury należy szczelnie wypełnić piaskiem i zaślepić drewnianymi korkami. Instalując anteny poza zasięgiem działania piorunochronów, zapewniają one niezawodną ochronę odgromową [1]. Dodatkowo należy dokładnie uszczelnić połączenia elektryczne oraz miejsca wyjścia oplotu kabla z zewnętrznej izolacji, wypełniając je wodoodpornymi i termicznymi lakierami dielektrycznymi lub żywicami. Aby dokładnie ustawić antenę w pożądanym kierunku, sygnał na wejściu telewizora należy kilkakrotnie stłumić za pomocą tłumika. W tym samym czasie system AGC telewizora przestaje działać, a maksimum odbieranego sygnału staje się bardziej zauważalne. I na koniec o samych antenach. Zacznijmy od wąskopasmowego. Są przeznaczone do odbioru jednego lub więcej kanałów telewizyjnych, pod warunkiem, że ich częstotliwości różnią się nie więcej niż o 5 ... 10%. W tym przypadku antena jest obliczana dla średniej geometrycznej częstotliwości, obliczanej jako pierwiastek kwadratowy z iloczynu częstotliwości każdego kanału lub dla częstotliwości sygnału słabszego kanału. Anteny również dzielą się na proste i skomplikowane [2]. Te ostatnie mogą zawierać, oprócz jednego elementu aktywnego, odbłyśnik, direktory, a nawet dodatkowe elementy aktywne. Najprostsze anteny w równym stopniu odbierają zarówno sygnał bezpośredni, jak i sygnał pochodzący z przeciwnego kierunku od centrum telewizyjnego. Mają najniższe wzmocnienie (i kierunkowość). Dlatego ich użycie z reguły ogranicza się do niewielkiej odległości od anteny nadawczej przy braku sygnałów odbitych (wizualnie pojawiają się na ekranie telewizora jako wielokontur lub rozmycie obrazu). Do najprostszych anten należy „wibrator półfalowy liniowy” [1, 2], pokazany schematycznie na rys. 1. Ma impedancję wejściową przy częstotliwości rezonansowej około 75 omów. To jego wzmocnienie jest zwykle warunkowo przyjmowane jako 0 dB. Wibrator jest wykonany z rur, prętów lub pasków. Wybrano średnicę d rur równą 20 ... 30 dla MV i 6 ... 12 mm dla UHF. Odległość między końcami rur l powinna być równa połowie roboczej długości fali anteny pomnożonej przez współczynnik prędkości, który zależy od stosunku średnicy rur do roboczej długości fali. Dla współczynników 0,001 i 0,003 wartości współczynników wynoszą odpowiednio 0,96 i 0,95. Jeśli wzrośnie do 0,005 lub więcej, współczynnik zostanie zmniejszony do 0,94. Odległość L jest wybierana w zakresie 50 ... 80 dla MV i 20 ... 30 mm dla UHF. Aby uzyskać maksymalny poziom sygnału, wibrator ustawia się poziomo w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku odbioru (przy poziomej polaryzacji fal nadajnika).
Podczas podłączania anteny do podajnika stosuje się urządzenie dopasowujące „pętlę ćwierćfalową” zgodnie ze schematem pokazanym na ryc. 2, który jest wykonany ze zwartego kawałka kabla o długości lsh równej jednej czwartej długości fali, na którą jest dostrojona antena (z uwzględnieniem współczynnika skrócenia). Odległość D dla zakresu MV jest wybierana 50 ... 80, a dla zakresu UHF - 20 ... 30 mm.
Inną z prostych anten jest „wibrator półfalowy Pistohlkors” [1, 2] pokazany na rys. 3 ma impedancję wejściową przy częstotliwości rezonansowej 295 omów. Podobnie jak dzielony wibrator, antena jest wykonana z rurek, prętów lub pasków. Promień gięcia nie ma znaczenia, zagięcia można wykonywać pod kątem prostym. Główną przewagą wibratora Pistohlkors nad wibratorem dzielonym jest to, że w punkcie symetrii ma on zerowy potencjał iw tym momencie można go przymocować do masztu bez izolatorów. Wibrator jest również umieszczony poziomo w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku odbioru.
Antena ma szersze pasmo przenoszenia niż dzielony wibrator i ma lepszą odporność na zakłócenia. Wymiary l, L, d dobiera się w taki sam sposób jak w przypadku wibratora dzielonego. Jednak przy obliczaniu współczynnika skracania wibratora Pistohlkorsa zamiast średnicy rur przyjmuje się wartość równą dwukrotności pierwiastka kwadratowego z iloczynu średnicy rur d i rozmiaru S w wibratorze. Ten ostatni wynosi 80 ... 100 dla MV i 40 ... 50 mm dla UHF. Do podłączenia anteny do zasilacza należy użyć pokazanego na rys. 4 urządzenie dopasowujące „U-kolano”, wykonane z kawałka kabla koncentrycznego o charakterystycznej impedancji 75 omów. Długość lsh jest równa połowie długości fali, przy której pracuje antena, podzielonej przez współczynnik skrócenia dla kabla polietylenowego (1,52). Urządzenie jest podłączone do wibratora w punktach A i B.
Możliwe jest zmniejszenie wpływu sygnału odbitego i nieznaczne zwiększenie zysku najprostszych anten poprzez ich skomplikowanie, np. 5 dla anteny „kanał falowy”, która zostanie omówiona poniżej. Długość elementów reflektora powinna być większa od długości wibratora l o 5...15%, a odległość wibratora od reflektora powinna być dobrana w granicach 0,15...0,2 długości fali roboczej.
Anteny pętlowe [1], pokazane na rys. 6 i 7 mają dobre parametry przy względnej prostocie urządzenia. Ich impedancja wejściowa przy częstotliwości rezonansowej wynosi 73 omów, wzmocnienie 3,5 dB. Umieszcza się je w taki sam sposób jak wibrator Pistolkors, aby uzyskać maksymalny poziom sygnału.
W przypadku niekompletnej anteny zygzakowatej (ryc. 6) wybrano odległość a równą jednej czwartej roboczej długości fali. W antenie pierścieniowej (ryc. 7) obwód l jest równy długości fali, przy której działa. Dla obu anten odległość L wynosi 10 ... 15 dla MV i 7 mm dla UHF. Anteny pętlowe są podłączone do podajnika za pomocą „zwartej pętli ćwierćfalowej” (patrz ryc. 2). Jeśli silny sygnał odbity zakłóca odbiór od strony przeciwnej do kierunku do centrum telewizyjnego, wówczas jego wpływ można znacznie zmniejszyć, umieszczając ekran reflektora za anteną, jak pokazano na rys. 8. Zwiększa to również zysk anteny o około 3 dB.
Konstrukcyjnie ekran jest wykonany z tych samych elementów, co sama siatka antenowa, ale można również zastosować cieńsze przewodniki. Szerokość a i wysokość b ekranu są o 5...10% większe niż odpowiednie gabaryty anteny. Odległość D między elementami ekranu wynosi nie więcej niż 0,1 roboczej długości fali, a C między arkuszem anteny a ekranem wynosi 0,21 ... 0,27 długości fali. Elementy ekranu są mocowane do masztu tylko pośrodku. Kompletna antena zygzakowata pokazana na ryc. 9 również nie jest trudny w wykonaniu [1]. Składa się z dwóch niekompletnych (patrz ryc. 6). Wykonany jest z rurek, prętów, pasków lub dwóch lub trzech drutów miedzianych o grubości 2...3 mm, układając je równolegle w odległości 5...10 dla UHF i 20...50 mm dla MV. Impedancja wejściowa anteny przy częstotliwości rezonansowej wynosi 73 omów. Zysk - 6dB.
Antenę podłącza się do kabla odgałęźnego bez dopasowywania urządzeń bezpośrednio w punktach A i B. Podajnik kładzie się po jednej stronie anteny. Jeśli konieczne jest zwiększenie wzmocnienia i zmniejszenie wpływu sygnałów odbitych, ekran reflektora jest instalowany w taki sam sposób, jak w przypadku anten pętlowych. Zwiększenie zysku anteny zygzakowatej uzyskuje się stosując układy wieloelementowe, anteny z otwartymi elementami skrajnymi oraz o kącie większym niż 90° [3]. Antena „potrójnego kwadratu” [4] odnosi się do skomplikowanych konstrukcji i jest hybrydą anteny pętlowej i „kanała falowego”. Pokazano to na ryc. 10. Jego impedancja wejściowa wynosi 70 omów, wzmocnienie 8 dB. Antena składa się z trzech kwadratowych elementów: reflektora (P), wibratora aktywnego (B) i direktora (D). Elementy wykonane są z pręta, drutu, rur lub taśm o wymiarze poprzecznym co najmniej 3 mm dla DMV i 10 mm dla MV. Boki kwadratów P, B i D są równe odpowiednio 0,32, 0,25, 0,22 roboczej długości fali. Odległość a między reflektorem a wibratorem wynosi 0,16, a między wibratorem a direktorem b wynosi 0,11 roboczej długości fali.
Podczas produkcji anteny płaszczyzny kwadratów muszą być równoległe, a ich środki muszą znajdować się na tej samej osi. Możesz zwiększyć sztywność anteny, instalując, oprócz górnej metalowej poprzeczki, przekładki dielektryczne między kwadratami. Odległość L dla MV wynosi 40, a dla UHF - 15 mm. Antena jest podłączona do podajnika za pomocą urządzenia dopasowującego „zwarcie ćwierćfalowe” (patrz rys. 2). Najgorsze wyniki przy uproszczeniu anteny można uzyskać rezygnując z reżysera (antena „podwójny kwadrat”), ale jednocześnie zmieniając bok reflektora P i odległość a odpowiednio na 0,31 i 0,18 długości fali. Impedancja wejściowa takiej anteny wynosi około 100 omów, a zysk jest o 3 ... 4 dB gorszy niż w przypadku „potrójnego kwadratu”. Jeszcze bardziej złożone konstrukcje wąskopasmowe obejmują antenę z „kanałem falowym Spindlera” [5], pokazaną na ryc. 5. Jego impedancja wejściowa przy częstotliwości rezonansowej wynosi 280 omów. Wzmocnienie zależy od liczby elementów (patrz tabela).
Taka wieloelementowa antena, oprócz aktywnego wibratora, który zwykle jest wykonany w postaci wibratora Pistohlkorsa, składa się z kilku pasywnych wibratorów kierunkowych, o malejącej długości umieszczonych przed wibratorem aktywnym (w kierunku telewizora centrum) i ekran reflektora umieszczony z tyłu, w kierunku przeciwnym do telecentrum. Działa na zasadzie „fali biegnącej” i jest uważana za najbardziej wydajną antenę wąskopasmową. Jest to jednak trudne do obliczenia i wymaga precyzji w wykonaniu. Zadaniem direktorów jest wzmocnienie użytecznego sygnału pochodzącego z głównego kierunku, a odbłyśnik tłumienie odbitych i innych sygnałów zakłócających. Strukturalnie elementy anteny są zamontowane na metalowej lub dielektrycznej trawersie, która ma niezbędną wytrzymałość mechaniczną. W przypadku zastosowania trawersy metalowej długość elementów zwiększa się o połowę wymiaru poprzecznego trawersu. Aby obliczyć wymiary anteny, stosuje się złożone formuły lub gotowe programy komputerowe. Jeden z tych programów został opracowany przez autora i znajduje się na stronie magazynu Radio. Przy produkcji anteny należy zwrócić szczególną uwagę na zachowanie dokładnych wymiarów elementów, odległości między nimi oraz symetrii anteny. Kabel przyłączeniowy jest podłączony przez urządzenie dopasowujące „kolanko w kształcie litery U” (patrz rys. 4) do punktów A i B wibratora Pistohlkors. Anteny szerokopasmowe są przeznaczone do odbioru sygnałów telewizyjnych, które znacznie różnią się częstotliwością. Działają dobrze bez strojenia, czasami całkowicie pokrywając pasma MV lub UHF, a nawet wszystkie kanały telewizyjne MV i UHF. Najprostsze z tych anten szerokopasmowych to anteny pajęczynowe i zygzakowate. Projekt anteny internetowej pokazano na ryc. 11. Podobna antena jest opisana w [2]. Jego wzmocnienie wynosi 1,5 dB, impedancja wejściowa wynosi 73 omów. Taka antena ma szeroki zakres częstotliwości roboczej. Jednak ze względu na niski zysk, jego zastosowanie jest ograniczone do zakresu MW. Ustaw antenę w taki sam sposób, jak każdą prostą antenę.
Elementy anteny wykonane są z drutu miedzianego lub pręta mosiężnego o grubości co najmniej 3 mm. Na skrzyżowaniach przewodów zapewniony jest niezawodny kontakt elektryczny. Wymiary anteny dobierane są dla najniższej częstotliwości z zakresu, jak dla wibratora półfalowego. Kąt otwarcia a jest wybrany w zakresie od 90 do 120°. Antena nie wymaga stosowania urządzeń dopasowujących - zasilacz podłączany jest bezpośrednio do punktów A i B. Antena zygzakowata okazuje się niewielka, jeśli jest używana w UHF. Jednak, jak wykazały badania opisane w [6], możliwe jest również rozszerzenie jego pasma częstotliwości roboczej do obszaru niższych częstotliwości, jeśli w projekcie zostaną zastosowane dodatkowe elementy pokazane na rys. 9. XNUMX linia przerywana. W tym przypadku szerokopasmowa antena zygzakowata jest zaprojektowana dla najwyższej częstotliwości odbieranego sygnału. Bardzo często (zwłaszcza w obszarach oddalonych od stacji nadawczych) zysk jednej anteny jest niewystarczający do niezawodnego odbioru. W takim przypadku stosuje się wzmacniacze antenowe lub układy antenowe [4]. Co więcej, użycie tego drugiego jest bardziej preferowane, ponieważ każdy wzmacniacz wprowadza własny szum i zniekształcenia do użytecznego sygnału i wymaga starannego dostrojenia za pomocą dość złożonego sprzętu pomiarowego. Najprostszy układ dwupiętrowy składa się z dwóch anten tego samego typu, których elementy aktywne znajdują się w tej samej płaszczyźnie pionowej. Anteny muszą być oddalone od siebie (zwykle w pionie) na odległość H równą długości fali roboczej. Zysk takiego układu jest o około 3 dB większy niż zysk pojedynczej anteny. Najlepsze wyniki można uzyskać stosując układ czterech anten, zwany układem dwupokładowym dwurzędowym, jak pokazano na ryc. 12. W tym przypadku zysk wzrasta do 6 dB w porównaniu z pojedynczą anteną. Odległość H jest również wybrana jako równa roboczej długości fali. Często macierz składa się z anten „kanałowych”, rzadziej stosuje się anteny pętlowe.
Podsumowując sygnały poszczególnych anten układu, kable z nich są połączone poprzez układy dopasowujące składające się z odcinków kabla koncentrycznego o różnej impedancji falowej o długości T równej połowie roboczej długości fali (z uwzględnieniem współczynnika skrócenia). Układ dwóch anten jest podłączony do kabla odgałęźnego za pomocą kawałka kabla o impedancji charakterystycznej 50 omów, jak pokazano na ryc. 13.
Jeśli używasz kabla o impedancji falowej 75 omów, połącz dwie anteny zgodnie z rys. 14.
W przypadku układu czterech anten połączenie wykonuje się kablem PK-75 zgodnie z rys. 15.
literatura
Autor: W.Portunow, Briańsk
Sztuczna skóra do emulacji dotyku
15.04.2024 Żwirek dla kota Petgugu Global
15.04.2024 Atrakcyjność troskliwych mężczyzn
14.04.2024
▪ Kropki kwantowe - lampy przyszłości ▪ Wytrzymały komputer wbudowany Acnodes PCM8019 ▪ Dysk półprzewodnikowy Transcend MSM610
▪ sekcja witryny Elektroniczne podręczniki. Wybór artykułów ▪ artykuł Czym są pola telewizyjne. sztuka wideo ▪ artykuł Co starożytny Grek mógł rzucić kobiecie, by okazać jej miłość? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Miodówka ciemna. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Focus z trzema kartami. Sekret ostrości
Komentarze do artykułu: jury Świetny artykuł dla początkujących. Viktor Doskonały technicznie krótki, przejrzysty artykuł.
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony