Радиоприем и Связь
Антенна для ДМВ-диапазона
ДМВ-антенну, описанную в статье Аh.Нанакова, можно улучшить путем добавления еще 3х элементов. Коэффициент усиления доработанной антенны значительно возрос, что дает большое преимущество при использовании ее как в комнатном, так и в наружном варианте.
Конструкция антенны представлена на рисунке, размеры — в таблице. Для изготовления можно использовать провод из меди или латуни диаметром 3...5 мм. Провод последовательно выгибается по форме, показанной на рисунке, места соединений спаиваются.
Комнатные ДМВ антенны
Для приема телевизионного сигнала в дециметровом диапазоне, как уже было отмечено ранее, требуется антенна с повышенным коэффициентом усиления, что требует усложнения ее конструкции. Задача упрощается благодаря тому, что все размеры дециметровой антенны оказываются существенно меньше размеров антенн метрового диапазона. Это позволяет создать комнатную антенну дециметрового диапазона, обладающую сравнительно большим коэффициентом усиления при небольших габаритах.
Одной из таких антенн, сравнительно несложной по конструкции, является трехэлементная рамочная антенна "Тройной квадрат", показанная на. рис. 3. 6. Коэффициент усиления этой антенны достигает 14 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала на ее выходе в 5 раз по сравнению с полуволновым вибратором. Антенна содержит три квадратные рамки, из которых директорная и рефлекторная являются замкнутыми, а вибраторная в точках а-а' (точки питания) разомкнута. Рамки расположены симметрично, так, что их центры находятся на горизонтальной прямой, совпадающей с направлением на телецентр. Рамки выполняют из медного или латунного провода диаметром 3... 5 мм, который при размерах антенны дециметрового диапазона обладает достаточной жесткостью. Размеры антенны приведены в табл. 3. 2.
Таблица 3. 2 Размеры дециметровой рамочной антенны
Рамки антенны крепят к двум стрелам в серединах горизонтальных сторон. Верхняя стрела выполнена из того же материала, что и рамки. Практика показала, что антенна лучше работает, если нижняя стрела выполнена из изоляционного материала, например, гетинаксового или текстолитового прутка. Верхняя стрела припаивается к рамкам, а нижняя может крепить рамки с помощью заливки точек соединения эпоксидной смолой. Мачта или стойка в комнатном варианте такой антенны выполняется также из изоляционного материала - гетинаксового или текстолитового прутка, трубки либо деревянной рейки. Стрелы крепят к мачте или стойке в центре тяжести антенны. Изолятор представляет собой пластину из гетинакса, текстолита или оргстекла размерами 20 х 30 мм и толщиной 2-3 мм. Концы вибраторной рамки крепятся к этой пластине хомутиками.
Рамочная антенна
В настоящее время наилучшим! типом антенны для уверенного дальнего приема телевидения считается рамочная антенна, которая сочетает большой коэффициент усиления при сравнительно узкой полосе пропускания с простотой конструкции и отсутствием необходимости настройки. Применение узкополосных антенн по сравнению с широкополосными обладает дополнительным преимуществом, которое состоит в частотной избирательности узкополосных антенн. Благодаря этому на вход телевизионного приемника не могут проникнуть помехи от других телевизионных передатчиков, работающих на соседних по частоте каналах, если по каким-либо причинам возникли благоприятные условия распространения их сигналов в данном направлении. Особенно важна частотная избирательность антенны в условиях дальнего приема передач дело в том, что нередки случаи, когда необходимо обеспечить прием слабого сигнала удаленного передатчика, но поблизости работает мощный передатчик другой программы на соседнем канале. В таких условиях частотной избирательности телевизионного приемника может не хватить. Кроме того, как известно, интенсивная помеха, поступая на первый же нелинейный элемент схемы приемника (электронную лампу или транзистор), приводит к перекрестной модуляции сигнала этой помехой. В дальнейшем избавиться от этой помехи в приемнике уже невозможно. Ослабление такой помехи за счет избирательности антенны имеет очень важное значение.
Наружные TV антенны
Нередко обращаются радио-любители с просьбой порекомендовать им наиболее эффективную конструкцию телевизионной антенны. Однако условия приема бывают очень различными, и в каждом конкретном случае выбрать антенну могут только сами радиолюбители. Идя навстречу их пожеланиям, мы сочли возможным разместить этот обзорный материал о наружных теле-антеннах. Они известны и были описаны в различной радиотехнической литературе. Надеемся, что эта информация поможет вам в радиолюбительской практике.
В связи с бур-ным ростом числа каналов телевизионного вещания очень непросто обеспечить высококачественный прием всех телепрограмм. Прежде всего, это зависит от применяемых антенн. Поэтому ниже рассмотрены их основные конструкции, опробованные автором в различных условиях. Но сначала напомним основные сведения о телевизионных частотах, диапазонах и каналах.
Телевизионные частоты охватывают интервал 48,5...790 МГц. Их подразделяют на метровый (каналы 1 -12, частоты 48,5...230 МГц) и дециметровый (каналы 21 - 60, частоты 470...790 МГц) диапазоны. Один телевизионный канал занимает полосу частот 8 МГц. Для расчета рабочей длины волны антенн рекомендуется выбирать несущую частоту изображения, поскольку сигнал изображения амплитудно-модулированный, более подвержен влиянию помех и требует большего усиления, чем частотно-модулированный сигнал звукового сопровождения. Частота несущей изображения для 1-го и 2-го телевизионных каналов равна 49,75 и 59,25 МГц соответственно.
Для 3-5-го каналов ее (в мегагерцах) вычисляют так: fн.из = 77,25 + (N - 3) * 8, где N - номер канала;
- для 6-12-го: fн.из = 175,25 + (N - 6) - 8
-
для 21-60-го: fн.из = 471,25 + (N - 21) - 8.
Среднюю частоту полосы канала можно получить, добавив к значению несущей изображения число 2,75. Частота несущей звукового сопровождения выше частоты несущей изображения на 6,5 МГц. Рабочую длину волны L (в метрах) в воздухе в зависимости от рабочей частоты f (в мегагерцах) определяют по формуле L = 300/f. В других диэлектриках длина волны меньше (например, в полиэтилене в 1,52 раза). Этот факт необходимо учитывать при изготовлении резонансных элементов согласующих устройств из коаксиального полиэтиленового кабеля.
Теперь немного о конструктивном выполнении антенн. Материалом для их изготовления желательно использовать трубки, прутки, полоски, уголки, провода из металлов и сплавов с хорошей электропроводностью (меди, алюминия, латуни). От площади поверхности активных элементов зависит широкополосность антенны, чем больше площадь (больше диаметр трубок или ширина полосок), тем широкополосней будет антенна (но и тяжелей). Не рекомендуется выбирать поперечный размер элементов (трубок, прутков) антенны менее 1/200 длины волны, на которой она работает, так как при этом заметно ухудшаются электрические параметры и механическая прочность. Ширину полосок выбирают в 1,5...2 раза больше рекомендованного диаметра трубок или прутков, толщина - 2...3 мм.
Поверхность элементов должна быть ровной и гладкой. Для диапазона ДМВ наилучшие результаты получаются, если применены элементы из материала с полированной поверхностью, так как ВЧ токи наводятся лишь в их поверхностном слое. Если требуется согнуть элементы антенн, это делают осторожно, подложив под губки тисков кусочки текстолита или древесины, чтобы не повредить поверхность. Трубки перед этим необходимо плотно наполнить песком и заткнуть деревянными пробками.
При установке антенн вне действия молниеотводов обеспечивают их надежную грозозащиту [1]. Кроме того, следует тщательно герметизировать электрические соединения и места выхода оплетки кабеля из внешней изоляции, залив их водо и термостойкими диэлектрическими лаками или смолами. Для точной ориентировки антенны на нужное направление сигнал на входе телевизора следует ослабить в несколько раз аттенюатором. При этом перестает действовать система АРУ телевизора и становится более заметным максимум принимаемого сигнала.
И, наконец, о самих антеннах. Начнем с узкополосных. Они предназначены для приема какого-нибудь одного телевизионного канала или нескольких, при условии, что их частоты отличаются не более чем на 5...10 %. В этом случае антенну рассчитывают для среднегеометрической частоты, вычисляемой как корень квадратный из произведения частот каждого канала, или на частоту сигнала более слабого канала.
Антенны подразделяют также на простейшие и усложненные [2]. Последние могут содержать, кроме одного активного элемента, рефлектор, директоры и даже дополнительные активные элементы. Простейшие антенны одинаково принимают как прямой сигнал, так и сигнал, приходящий с противоположного от телецентра направления.
Рис.1.
АНТЕННА ДЛЯ СОТки СТАНДАРТА GSM внешняя
Радиус действия сотового телефона можно увеличить, оснастив его внешней выносной направленной антенной.
О том, как самостоятельно изготовить такую антенну, и рассказано в предлагаемой статье. Антенну с успехом можно использовать на даче, в удаленном загородном доме, и даже, учитывая ее небольшие размеры, в полевых условиях.
В достоинствах сотовой телефонной связи убеждаются на собственном опыте новые и новые пользователи сотовых телефонов. Возможность в любое время и практически из любого места связаться по телефону с нужным абонентом делает этот вид связи, возможно, самым популярным и привлекательным
Но помимо многочисленных и неоспоримых достоинств сотовой телефонии, как и всякому техническому средству, присущи и некоторые недостатки Вспомним о необходимости платить за каждую секунду разговора Кроме того, для сотовой связи характерны такие явления, как наличие "мертвых" зон и ухудшение качества связи при значительном удалении от антенны ближайшей базовой станции
Многим пользователям сотовых телефонов, наверное, знакома ситуация, когда приходится долго искать место, в котором аппарат может осуществить устойчивое подключение к сети. Причем такие ситуации возникают не только вдали от антенны базовой станции сети (что характерно для удаленных мест, например, на садовом участке), но и в городе, где сигнал базовой станции может экранироваться зданиями, элементами строительных конструкций и т.п.
Помочь в этих случаях может внешняя антенна, подключенная к мобильному телефону. Она, конечно, ограничивает мобильность абонента, "привязывает" его к этой антенне, но это ограничение может оказаться не столь уж дорогой платой за качественную связь
При разработке стационарной внешней антенны для сотового телефона была выбрана конструкция зигзагообразной антенны [1, 2], широко применяемая в профессиональной связи и популярная у радиолюбителей и телезрителей
Антенны этого типа в диапазоне частот, используемых в сотовой телефонии, позволяют реализовать хорошие характеристики при небольших габаритах, достаточно просты в изготовлении и настройке, обладают хорошей повторяемостью параметров при их производстве.
Конструкция антенны ясна из рисунка.
Простая антенна MB и ДМВ
В. ПОЛЯКОВ, г. Москва
Рассматриваемая антенна предназначена для установки на стороне дома, обращенной к телецентру. Она обеспечивает прием телепрограмм на всех каналах как MB, так и ДМВ, а также радиопрограмм в обоих диапазонах УКВ. Малый вес и простота конструкции позволяют легко ее установить. У автора она уже третий год размещена на чердаке деревянного дома и обеспечивает хороший прием 15-ти программ при расстоянии до Останкинского телецентра около 40 км (она хорошо принимала и на расстоянии 10 км). Антенну особенно удобно использовать с импортными телевизорами, имеющими единый вход для всех каналов (MB и ДМВ).
Антенна, схематически изображенная на рис. 1, представляет собой комбинацию двух антенн, хорошо известных в технике радиосвязи на KB, — V-антенны (полуромбической) и антенны бегущей волны (АБВ). Первая — это диполь, лучи которого наклонены к оси антенны в направлении приема. Оптимальный угол между лучами зависит от их длины и уменьшается при их удлинении, причем одновременно растет и направленность антенны. АБВ состоит из нескольких диполей, подсоединенных к двухпроводной собирающей линии и расположенных в ее плоскости один за другим. Чтобы чрезмерно не увеличивать габариты и упростить изготовление антенны, длина лучей выбрана равной примерно удвоенной длине волны самого высокочастотного вещающего канала ДМВ, а диполей в АБВ использовано всего два. В лучи диполей на расстоянии от концов в четверть длины волны того же канала ДМВ впаяны резисторы сопротивлением 240 Ом каждый. Они поглощают энергию волн, приходящих с тыла антенны и, тем самым, значительно увеличивают отношение уровней сигналов, принятых спереди и сзади, уменьшая задний лепесток диаграммы направленности антенны. Это отношение на ДМВ (600 МГц) достигает 15 дБ.
ШИРОКОПОЛОСНАЯ СПИРАЛЬНАЯ АНТЕННА
Во многих крупных городах получило широкое развитие коммерческое телевидение. Причем передачи ведутся как в привычном метровом диапазоне, так и в дециметровом. Возникает необходимость использования или двух различных антенн, или одной широкополосной.
В связи с этим хочу предложить описание простой эффективной телевизионной антенны. Предлагаемая цилиндрическая спиральная антенна прекрасно принимает у меня в г.Махачкале 5 программ: 3 — на MB и 2 — на ДМВ. Размеры были рассчитаны на дециметровый диапазон (700МГц). Антенна показала визуально лучшее качество, чем 4-х элементный квадрат, особенно если учесть, что она принимает все транслируемые программы в обоих диапазонах. При этом уменьшились помехи, обусловленные отражением от окружающих зданий.
Формулы для расчетов: