Материал: МРБ 1060.(1983).[doc]

Дополнительная рамочная антенна

Рамочные антенны применяют для направленного приема радиосигна­лов уже более 70-ти лет. С появлением более эффективных ферритовых антенн интерес радиолюбителей к приемным рамкам существенно ослаб и проявляется лишь тогда, когда иными техническими средствами нельзя или сложно добиться успеха.

Рамочная антенна обладает тем замечательным свойством, что, являясь по существу катушкой индуктивности несколько больших геометрических размеров, чем обычные контурные катушки приемника, совместно с конденсатором пере­менной емкости образует резонансный контур. Поэтому, принимая сигналы, эта антенна одновременно обеспечивает их предварительную частотную селектив­ность, выделяя сигналы, частота которых близка к резонансной частоте рамки, и значительно ослабляя сигналы, частота которых существенно отличается от резонансной частоты. Особенно заметно улучшение качества приема с рамочной антенной на СВ и ДВ.

На рис. 5 приведена принципиаль­ная схема рамочной антенны Ан1 с переизлучением на магнитную антен­ну Ан2 портативного или карманного приемника. Наилучшие результаты получаются в том случае, когда про­дольная ось магнитной антенны пер­пендикулярна к плоскости рамки, а сама плоскость рамки вертикальна и параллельна направлению на радио­станцию.

На рис. 6 показана конструкция рамочной антенны с переизлучением на магнитную антенну транзисторного приемника в диапазоне СВ или ДВ. Выбор диапазона принимаемых волн определяет число витков рамочной антенны. Ра­мочная антенна представляет собой деревянную рамку с намотанной по ее пе­риметру катушкой, закрепленную на фанерной коробке. Конденсатор перемен­ной емкости, которым настраивают рамочную антенну на желаемую частоту, размещают в коробке-основании и снабжают ручкой настройки. Катушку нама­тывают проводом ПЭВ-2 0,8 в жёлобе, прорезанном по периметру рамки. Для диапазона СВ рамка должна содержать 10 витков, для ДВ — 30 витков про­вода. Для ДВ рамку можно намотать проводом ПЭВ-2 0,6. Конденсатор пере­менной емкости может быть любым, в том числе и от карманного приемника. Если емкость одной секции конденсатора не более 360 пФ, то обе секции включают параллельно.

Работают с описанной рамочной антенной следующим образом. Включают питание транзисторного приемника и настраивают его на какую-либо станцию в диапазоне СВ или ДВ. Приемник кладут на основание рамочной антенны, как показано на рис. 6, и вращением ручки настройки рамочной антенны добива­ются увеличения громкости звучания приемника. Затем, плавно поворачивая рамочную антенну с приемником вокруг вертикали, находят такое положение антенны, при котором достигается наилучшее качество приема. В дальнейшем можно регулировать громкость звучания приемника его регулятором громкости.

Рамочной антенной можно пользоваться и иначе, например, для поиска даль­них, слабо слышимых станций. Для этого плоскость ее рамки направляют в желаемую сторону, приемник размещают, как показано на рис. 6, и вращением ручки настройки приемник настраивают на требуемый участок диапазона волн. Затем вращают ручку настройки рамочной антенны до тех пор, пока не будет достигнуто наибольшее усиление сигналов станций. Далее подстраивают прием­ник и находят требуемую станцию. Хорошие селективные свойства рамки со­храняются при расстройке частоты приемника в полосе 10 — 50 кГц на СВ и 6 — 30 кГц на ДВ.

Несомненным достоинством рамочной антенны с переизлучением на магнит­ную антенну транзисторного приемника является удобство использования ее в различных условиях, когда применение внешних антенн затруднено. При этом, несмотря на простоту, она увеличивает напряжение сигнала на входе приемни­ка в 2 — 3 раза и дополнительно улучшает селективность по зеркальному каналу на 16 — 20 дБ и на 3 — 4 дБ по соседнему каналу.

Антенны для приема телевидения

Как известно, передачи телевидения ведут в диапазонах метровых и дециметровых волн (MB и ДМВ), распространение которых в основном проис­ходит в пределах прямой видимости антенн телевизионного центра с места при­ема. В настоящее время основным для телевизионного вещания является диа­пазон MB, вещание на ДМВ только осваивается. Для вещания на MB отведено 12 частотных каналов, на ДМВ — 20.

Особенностью приема телевидения является относительная сложность прием­ных антенн, обусловленная свойствами используемых волн. Эти антенны, как правило, обладают выраженной направленностью приема и определенными ре­зонансными свойствами. Промышленность выпускает множество самых различ­ных телевизионных приемных антенн. Наибольшее распространение получили ан­тенны типа «волновой канал». Одни из них предназначены для индивидуаль­ного пользования, другие — для коллективного. Их устанавливают на крышах многоквартирных домов.

Антенны «волновой канал» могут быть одноканальными, двухканальными и широкополосными, т. е. перекрывающими весь метровый диапазон телевидения. Одноканальные антенны обладают наиболее резко выраженными резонансными свойствами, поэтому они хорошо работают только в одном каком-либо частот­ном канале. Широкополосные антенны обладают слабыми резонансными свой­ствами, поэтому они в меньшей степени, чем одноканальные, усиливают приня­тые сигналы, но зато могут работать без перестройки в нескольких (а некото­рые виды — даже во всех 12) каналах.

Наиболее доступной и распространенной широкополосной телевизионной ан­тенной, работающей в любом из 12-ти каналов MB, является антенна ТАИ-12 ((Телевизионная Антенна Индивидуальная на 12 каналов). Она обладает неболь­шим усилением, поэтому может быть использована для уверенного приема те­левидения на удалении не более 30 — 50 км от телецентра.

Лучшими характеристиками обладают одноканальные антенны ТВК-3, ТВК-5, ТВК-7 и ТВК-11 (буквенный индекс означает Телевизионный Волновой Канал, а цифра указывает на число элементов антенны). Большее число элементов со­ответствует лучшей направленности антенны, большему усилению по данному частотному каналу. Поскольку каждый тип антенны предназначен для работы в конкретном канале, то в его условное обозначение введен также индекс, ука­зывающий номер (или номера) каналов, в котором антенна дает наилучшие (результаты. Например, пятиэлементная антенна ТВК-5/7 рассчитана для рабо­ты в канале 7, хотя может принимать сигналы в соседних каналах: 5-м, 6-м, а также 8-м и 9-м. Поэтому при выборе антенны для клуба необходимо знать но­мер канала, на котором работает ближайший телецентр.

Чаще всего телецентр ведет передачи на нескольких, обычно разнесенных по частоте каналах. Для таких условий приема выпускают многоканальные антенны. Например, семиэлементная антенна ТВК-7/1,4 предназначена для приема в каналах 1 и 4. Наибольшей широкополосностью обладает антенна ТВК-7/6-12, которая перекрывает каналы с 6-го по 12-й. Для широкополосного приема на первых двух каналах используют логарифмически-периодическую антенну ТЛП/1-5. Все перечисленные выше телевизионные антенны могут обеспечить уверенный прием программ на расстоянии до 50 — 80 км от телецентра средней мощности, а от Московского — до 100 — 120 км и более.

В радиолюбительской литературе широко освещено самостоятельное изго­товление антенн для телевидения, особенно антенн «волновой канал». Но, как показывает практика, такие самодельные антенны действительно могут дать хо­рошие результаты только при условии тщательного соблюдения размеров эле­ментов антенн, технологии изготовления их и согласования с высокочастотным кабелем, соединяющим антенну с телевизором. Несоблюдение указанных требо­ваний резко снижает качество приема, а в отдельных случаях полностью исклю­чает его. Поэтому, конечно же, лучше приобрести готовые антенны на требуе­мый канал или каналы. При этом следует иметь в виду, что по мере увеличе­ния числа элементов антенны и уменьшения числа перекрываемых каналов уве­личивается дальность и улучшается качество приема.

В качестве примера на рис. 7 приведены сравнительные характеристики не­скольких одноканальных (сплошная линия) и двухканальных или многоканаль­ных (штриховая линия) телевизионных антенн. Сравнение проведено по усиле­нию G антенн в зависимости от числа n элементов и числа перекрываемых ча­стотных каналов. Жирные вертикальные линии, соединяющие точки, показывают ширину зоны разброса усиления антенны. Как видно из рис. 7, многоканаль-ность снижает усиление антенны примерно на 3 — 5 дБ, что соответствует умень­шению напряжения сигнала на входе телевизора в 1,4 — 1,7 раза.

Следует помнить, что даже самая эффективная антенна не сможет обеспе­чить высококачественной работы телевизора, если не будет обеспечено согласо­вание антенны с высокочастотным кабелем, либо сам кабель окажется низкого качества или не той марки, которая требуется. Для подключения антенн опи­санных видов к телевизору применяют главным образом радиочастотные кабе­ли с волновым сопротивлением 75 Ом. Это кабели РК-75-4-15, РК-75-4-11, РК-75-9-12 и РК-75-13. Если в обозначении после букв РК (Радиочастотный Кабель) следует другое число, например, 50 или 90, то такой кабель, имеющий волновое сопротивление 50 или 90 Ом соответственно, непригоден для связи с рассмотренными антеннами.

В тех случаях, когда существует возможность выбора кабеля, следует учи­тывать следующие обстоятельства. В первую очередь надо выбирать кабель с наименьшими потерями на частоте используемых каналов. В этом может помочь

график, показанный на рис. 8, где дана зависимость погонного затухания мощ­ности сигнала от частоты для указанных выше кабелей. Если считать, что ан­тенна установлена на крыше клуба и длина фидера (кабеля снижения от ан­тенны до телевизора) может достигать 15 м, то на частоте канала 5 (100 МГц) суммарные потери мощности сигнала в кабеле будут равны 1,5 дБ для первых двух из названных выше марок и около 1 дБ для остальных.

График показывает, что различие в затухании для рассматриваемых кабе­лей значительно: всего около 20% по напряжению входного сигнала. Но эта разница будет возрастать с увеличением номера канала и протяженности ка­беля.

Особенностью телевизионных антенн «волновой канал», а также логоперио-дических антенн простейших вибраторов является необходимость подключения кабеля к антенне через специальное согласующее устройство. Без него качество приема резко ухудшится, возникнут помехи изображения в виде многоконтур-ности, срыва синхронизации и т. п. Обычно резкое ухудшение качества приема телевидения при исправном телевизоре связано именно с неисправностью ка­беля или согласующего устройства. Согласующее устройство изготовляют из отрезков коаксиального кабеля определенной длины, соединенных между собой, с антенной и фидером. Размеры отрезков, их число и распайка должны соот­ветствовать типу антенны. Готовые телевизионные антенны обычно выпускают укомплектованными согласующим устройством. Самодельное согласующее уст­ройство легко изготовить самостоятельно, пользуясь описаниями в литературе по телевизионным антеннам (некоторые издания указаны в списке литературы-в конце этой книги).

Возможно, что приобрести готовую телевизионную антенну клубу не удаст­ся. Тогда радиолюбители могут сделать ее самостоятельно. Как показала много­летняя практика, наиболее приемлемой для любительских условий является зигзагообразная антенна.

Зигзагообразная телевизионная приемная антенна представляет собой две последовательно соединенные рамочные антенны, размеры которых соответству­ют принимаемым частотным каналам. Впервые зигзагообразная антенна для те­левизионного приема была предложена в 1962 г. инженером, а ныне канд. техн. наук К. Харченко. Ее можно изготовить из металлической трубки или толстого медного провода. Вид трубчатой зигзагообразной антенны показан на рис. 9,а, проволочной — 9,6.

Несомненным достоинством этой антенны является то, что для ее нормаль­ной работы не требуется согласующего устройства: кабель подключают непо­средственно к трубкам в средней узкой части антенны. Резонансные свойства зигзагообразных антенн зависят от материалов, из которых они выполнены, и размеров. Трубчатые антенны, как правило, делают одноканальными. Они обла­дают наилучшими приемными свойствами в выбранном канале. Основные раз­меры антенны приведены в табл. 1. При этом для каналов 1 — 5 внешний диа­метр трубки должен быть в пределах 8 — 16 мм, а для каналов 6 — 12 — 4 — 8 мм. Кабель прикрепляют к тому из плеч нижнего квадрата (рис. 9), к которому припаяна оплетка кабеля.

Для изготовления полотна антенны лучше всего подойдет антенный кана­тик толщиной 2 — 3 мм, но можно использовать одножильный провод такого же диаметра. На сгибах рамки провод необходимо припаивать к медным или ла­тунным планкам.

Стойку антенны изготовляют из соснового бруска сечением 60X60 мм, а поперечные планки — из такого же бруска сечением 40X40 мм. Посередине между поперечными планками устанавливают пластинку из листового изоля­ционного материала, например, гетинакса или органического стекла, которая будет служить основанием для монтажа выводов кабеля к антенне.

Таблица 1