Читать книгу Антенны - Группа авторов - Страница 10

В продаже имеются комнатные антенны различных видов. При покупке необходимо выбирать из них такие, которые по своим параметрам подходят для приема необходимых телевизионных каналов в данном районе. Принимаемые телевизионные каналы обычно указывают в паспорте на антенну.

В большинстве случаев условное обозначение комнатных антенн начинается с букв АТ – антенна телевизионная. Третья буква в обозначении указывает на способность антенны к перестройке (П – перестраиваемая, Н – неперестраиваемая): первая цифра – тип антенны, вторая – номер разработки (модификации). Например: АТП-6.1 – антенна телевизионная, перестраиваемая, 6-го типа, 1-й модификации.

Для приема метровых волн комнатные антенны изготавливают по принципу полуволновых или укороченных линейных вибраторов. Наиболее распространена телескопическая комнатная антенна метрового диапазона с шарнирным поворотным устройством, приведенная на рис. 3 в штыревом (а) и ленточном (б) исполнении.

Рис. 3

В некоторых комнатных антеннах для уменьшения геометрической длины вибраторов и облегчения их настройки применяют укорачивающие индуктивности.

Владельцам телевизионных приемников хорошо известны поступавшие в широкую продажу промышленные комнатные антенны, называемые в обиходе «Усы» (рис. 3а). Они представляют собой два телескопических плеча разрезного полуволнового вибратора, шарнирно укрепленных в основании. Телескопическая конструкция плеч позволяет экспериментально подбирать длину вибратора под длину волны принимаемого частотного канала по наилучшему качеству картинки на экране телевизора, а шарнирное крепление дает возможность выбирать значение угла между плечами, которые располагаются в виде буквы V. Для согласования вибраторов комнатных антенн с 75-омным кабелем применяют симметрирующий трансформатор. Симметрирующее устройство на ферритовом кольце, размещенное внутри основания антенны, соединяет ее с коаксиальным кабелем, оснащенным на конце стандартным штекером для подключения к антенному гнезду телевизионного приемника. Такие же антенны в настоящее время входят в комплект некоторых телевизоров, конструкция футляра которых предусматривает крепление подобной антенны. Подобные же антенны выпускались с вибратором в виде металлической тонкой и гибкой упругой ленты. Вращением ручки, установленной в основании антенны, можно было изменять длину плеч вибратора, настраивая его на нужный канал.

Однако в настоящее время благодаря повсеместному использованию коллективных антенн применение комнатных антенн в городских условиях для приема телевизионных передач в метровых диапазонах стало достаточно редким. Такие антенны сейчас в основном используются на дачных участках, расположенных недалеко от города. Теперь широко стали использоваться комнатные антенны для приема телевизионных передач дециметрового диапазона. Промышленность выпускает разнообразные конструкции комнатных дециметровых антенн, пользующихся большим спросом, который вызван быстрым ростом числа телевизионных программ, передающихся в дециметровом диапазоне.

В дециметровом диапазоне волн геометрические размеры антенн значительно меньше, чем в метровом, с учетом чего появилась возможность изготавливать и применять малогабаритные направленные эффективные антенны – «волновой канал», логопериодические и другие. На рис. 4 приведен внешний вид комнатных антенн для приема каналов ДМВ-диапазона (а) и для одновременного приема каналов МВ– и ДМВ-диапазонов (б).

Рис. 4

Логопериодические антенны сочетают повышенный коэффициент усиления с широкой полосой пропускания и в дециметроном диапазоне имеют небольшие габариты, вполне приемлемые для использования в комнате обычных размеров. Иногда логопериодическая комнатная антенна снабжается рефлектором, выполненным из мелкоячеистой проволочной сетки. Некоторые изготовители сочетают конструкцию комнатной логопериодической антенны дециметрового диапазона с транзисторным малошумящим усилителем принятого сигнала. В этом случае антенна называется активной. Хотя при наличии телевизионного приемника, обладающего низким уровнем собственных шумов, приведенных на вход, антенный усилитель не дает выигрыша по чувствительности, его использование обеспечивает компенсацию затухания сигнала в кабеле, соединяющем антенну с телевизором. Это дает возможность использовать тонкий кабель, который более приемлем для комнатной антенны, чем обычно используемый более толстый и менее гибкий.

Ниже приведем несколько примеров комнатных антенн промышленного производства.

Комнатная антенна АТН-7.3 «ОРБИТА-II–I» с усилителем. Для повышения усилительных свойств в комнатных антеннах применяют антенный усилитель. К таким антеннам относится антенна телевизионная комнатная широкополосная АТН-7.3 «ОРБИТА-II–I» с усилителем (рис. 5). Ее удобно подключать к телевизорам, имеющим раздельные выходы МВ– и ДМВ-диапазонов.

Рис. 5

Сигналы метрового диапазона волн принимает широкополосный плоский вибратор, а дециметрового – четырехэлементный волновой канал, конструктивно расположенный на стойке над широкополосным плоским вибратором. Усилитель, расположенный внутри корпуса антенны, используется для улучшения приема телевизионных каналов в ДМВ-диапазоне. Принципиальная схема усилителя приведена на рис. 6.

Рис. 6

Коэффициент усиления антенны по отношению к полуволновому вибратору составляет не менее 2 дБ (в МВ-диапазоне 48,5-100 МГц), 0 (в МВ-диапазоне 174–230 МГц), 15 дБ (в ДМВ-диапазоне 470–620 МГц).

Коэффициент бегущей волны, измеренный на конце кабеля снижения, составляет не менее 0,2 в полосе частот 48,5-100 МГц, 0,4 в полосе частот 174–230 МГц, 0,4 в полосе частот 470–620 МГц.

Коэффициент защитного действия составляет не более 0 в полосе частот 48,5-100 МГц, 0 в полосе частот 1,74-230 МГц, 8 дБ в полосе частот 470–620 МГц.

Сигнал, принятый антенной дециметрового диапазона, через емкость С1 поступает на базу транзистора VT1, выполненного по схеме с общим эмиттером. Усиленный сигнал с коллектора VT1 через С4, W2 поступает на вход второго усилительного каскада на транзисторе VT2. Формирование амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) осуществляется элементами C1W1, С4W2 на входе и выходе VT1. Обратная связь по току в усилительных каскадах определяется элементами С5R4С6, С8R8С9. Усиленный сигнал через емкость С10 подается на выходной разъем SX2 и далее по фидеру поступает на блок питания. Через емкость С1 производится разделение телевизионного сигнала и напряжения питания (+12 В). Регулируют напряжение питания подстроечным резистором R1. Полосковые линии W1—W4 выполнены методом печатного монтажа.

Комнатная антенна с регулируемым усилением. К недостаткам комнатных антенн с усилителем следует отнести возможность появления резко выраженных повторных изображений (при неточной ориентировке), а также наложение на основное изображение сигнала другой, более мощной программы. При близком расположении от телецентра большое усиление антенны с усилителем приводит к срыву синхронизации и невозможности просмотра мощных телевизионных каналов. Поэтому при приеме различных ТВ-каналов приходится каждый раз выбирать положение антенны в комнате. Перечисленных недостатков можно избежать, используя комнатную антенну с регулируемым усилением.

Прием телевизионных каналов метрового диапазона волн происходит на одноштыревую либо двухштыревую (в зависимости от исполнения) телескопическую антенну, а дециметрового – на зигзагообразную антенну с параболическим рефлектором. Антенный усилитель и блок питания конструктивно расположены внутри корпуса подставки (рис. 7).

Рис. 7

Регулируемый усилитель функционирует следующим образом (рис. 8). Через устройство сложения сигналов (ФНЧ L1С3L2 и ФВЧ С1С2L3С4) телевизионный сигнал подается на транзистор VT1. С помощью регулятора R18, расположенного на корпусе антенны, изменяется напряжение питания транзистора VT1, что приводит к изменению его коэффициента усиления.

Рис. 8

Формирование АЧХ усилителя определяют элементы С7R4L4С10, C13R10L5 и элементы обратной связи по току RЗС8R6, R9C12R12. Контроль регулировки усиления осуществляется с помощью двух светодиодов – зеленого и красного свечения: при загорании зеленого подается минимальное напряжение, что соответствует минимальному усилению, при загорании красного светодиода – максимальное напряжение (максимум усиления). Недостатком данной антенны является малый размер телескопической антенны (одноштыревое исполнение) и как следствие этого – неудовлетворительный прием на 1-5-метровых каналах. Лучшими параметрами для приема ТВ-каналов метрового диапазона обладают антенны с двухштыревой телескопической конструкцией.

Следует отметить, что применять рассмотренные выше конструкции антенн удобнее с телевизорами, имеющими объединенный вход для метрового и дециметрового диапазонов.

Активными антеннами обычно называют устройства, объединяющие собственно антенну и активные элементы усиления преобразования сигналов. Разделить активную антенну на пассивную и активную части невозможно, так как она выполняется в виде одного блока.

Активная антенна «DELTA». Разновидностью активных антенн является антенна «DELTA» (рис. 9). В комплекте антенны имеется подставка и мачтовое крепление, используемое для установки антенны вне помещений.

Рис. 9

Технические параметры антенны «DELTA»: каналы приема: 1–5…6-12…21–68; усиление (для разных каналов приема соответственно): 8…25…28 дБ; угол приема 2х90°…2х90°…60°; КЗД: 0…0…16 дБ.

Прием в метровом диапазоне волн осуществляется на петлевой вибратор, а дециметрового – на волновой Х-образный вибратор (рис. 10). Согласование с фильтрами сложения осуществляется трансформаторами Т1 и Т2. Через устройство сложения сигналов (ФНЧ L1C1L2 и ФВЧ С2L3СЗ) телевизионный сигнал подается на двухкаскадный усилитель.

Рис. 10

Коррекция АЧХ во втором каскаде осуществляется элементами R4R5С7 и С9R7. Питание усилителя (+12V) поступает по антенному кабелю с отдельного блока питания. При использовании антенны с телевизором, имеющим одно общее входное гнездо, сигнал подают непосредственно на антенный вход, используя блок питания ZS-12. Для работы с телевизорами, не имеющими общего входа, необходимо подключить к выходу антенны разветвитель телевизионного сигнала.

Активные широкополосные антенны «DEXTA». Семейство антенн «DEXTA» имеет значительно меньшие геометрические размеры, чем пассивные антенны. Они имеют встроенный малошумящий усилитель телевизионных сигналов, соединенный непосредственно с активными вибраторами.

В комнатных вариантах антенн имеется подставка и отсутствует мачтовое крепление (рис. 11).

Рис. 11

Технические параметры «DEXTA»: каналы приема:1–5…6-12…21–68; усиление (для разных каналов приема соответственно): 8…21…25 дБ; угол приема: 2х90°…2х90°…60°; КЗД: 0…0…16 дБ.

В версии антенны «Dехtа Supernowa» (рис. 12) предусмотрена регулировка коэффициента усиления, что позволяет использовать ее в зонах с различным уровнем телевизионных сигналов.

Рис. 12

Прием телевизионных каналов метрового диапазона волн осуществляется на петлевой вибратор (рис. 13), согласующее устройство которого выполнено на трансформаторе Т1. В ДМВ-диапазоне прием осуществляется на волновые V-образные вибраторы. Согласование с фильтром сложения осуществляется трансформатором Т2, выполненным методом печатного монтажа. Через фильтр сложения (ФНЧ L3С1L4С3L5 и ФВЧ С2W1С4W2С5) телевизионный сигнал подается на двухкаскадный усилитель. Коррекция АЧХ в первом каскаде осуществляется элементами R1L6R4С7, а во втором – R5L7С9R6 и R8С1WЗС10R7С8R3. Полосковые линии W1…WЗ выполнены также методом печатного монтажа. Питание усилителя (+12 В) поступает по антенному кабелю с отдельного блока питания (ZS-X2). При использовании антенны с телевизором, имеющим одно общее входное гнездо, сигнал подают непосредственно на антенный вход, используя блок питания ZS-X2. Для работы с телевизорами, не имеющими общего входа, необходимо подключить к выходу антенны разветвитель телевизионного сигнала. Если необходимо подать сигнал с одной антенны к двум телевизорам, необходимо использовать блок питания ZS-ХЗ. Модернизация антенны «Dexta Nowa» за счет изменения конструкции вибратора метрового диапазона позволила получить устойчивый прием на 1–5 каналах. В антенне «Dexta Nowa» также предусмотрена регулировка коэффициента усиления, что позволяет ее использовать в зонах с различным уровнем телевизионных сигналов.

Рис. 13

Активная широкополосная антенна «Gamma Plus». Широкополосные активные антенны «Gamma Plus» (рис. 14) имеют встроенный малошумящий усилитель телевизионных сигналов, соединенный непосредственно с активными вибраторами. Предназначены для работы в условиях различных уровней сигналов и установки как внутри, так и вне помещений. Для этого в комплекте антенны имеется подставка и мачтовое крепление.

Рис. 14

Технические параметры антенны «Gamma Plus»: каналы приема: 1–5…6-12…21–60; усиление (для разных каналов приема соответственно): 5…24–26…33–35 дБ; угол приема: 2х90°…2х90°…60°; КЗД: 0…0…16 дБ.

Прием метрового и дециметрового диапазона волн осуществляется на петлевые вибраторы (рис. 15). Согласование вибраторов с фильтрами сложения осуществляется тронсформоторами Т1 и Т2. Через устройство сложения сигналов (ФНЧ L1C1L2 и ФВЧ С2L3СЗ) телевизионный сигнал через емкость С4 подается на двухкаскадный усилитель, выполненный на малошумящих транзисторах VT1, VT2. АЧХ усилителя корректируют элементы R4R5С9 и C10R6. Питание на усилитель (+12 В) поступает по антенному кабелю с отдельного блока питания.

Рис. 15

В версии антенны «Gamma Plus Lux» применен телескопический перестраиваемый диполь МВ-диапазона, что позволяет производить подстройку на принимаемый канал в метровом диапазоне волн, а также изменять угол приема (диаграмму направленности).