Антенна волновой канал на 145 мгц своими руками

Антенна Yagi на 145 мгц своими руками. Обзор, испытания.

Делаем антенну волновой канал 144-146 мгц

Yagi на 145,5 мГц от проекта к материализации. (заключительная часть)

Конструкция антенны Moxon из спаренных водопроводных труб (ПВХ). Преимущества: легкость и надежность конструкции, простота исполнения.

Два варианта исполнения.

1. По чертежу

Видео исполнения конструкции

2. Еще один вариант изготовления

В диапазоне АМВ из-за уменьшения
действующей длины приемной антенны при повышении частоты на входе антенны развивается
меньшее напряжение, чем при тех же условиях в метровом диапазоне. Поэтому возникает
необходимость устанавливать антенны с большим коэффициентом усиления. В антеннах
типа «Волновой канал» это достигается при увеличении числа директоров, создании
синфазных решеток из многоэлементных антенн (рис. 10.30). Так как размеры элементов
антенн соседних каналов отличаются незначительно, обычно их приводят для группы
каналов (табл. 10.20).

Т а б
л и и а 10.20

13-элементная антенна
типа «Волновой канал»
состоит из трех рефлекторов, активного петлевого вибратора
и 9 директоров. Расстояния между торцами петлевого вибратора А равняется 10…20
мм. Диаметр вибраторов антенны — 4…8 мм. Коэффициент усиления антенны равен
11,5 дБ, угол раствора основного лепестка диаграммы направленности в горизонтальной
и вертикальной плоскостях 40°.

19-элементная антенна
типа Волновой канал
для диапазона ДМВ (рис. 10.31) состоит из трех рефлекторов,
активного петлевого вибратора и 15 директоров. Вибраторы изготовлены из проволоки
и трубок диаметром 4 мм. Они крепятся любым способом к несущей стреле диаметром
20 мм. Длина стрелы для любой группы каналов составляет 2145 мм (табл. 10.21).
Коэффициент усиления антенны составляет 14…15 дБ, угол раствора основного
лепестка диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях
равен 30…32.

Широкополосная антенна
типа «Волновой канал» для приема в каналах 21…41
(рис. 10.32).

В зависимости от расстояния
до телевизионного передатчика и зоны уверенного приема его сигналов количество
элементов (директоров) антенны можно уменьшать до 8,11 или 15.

В случае когда предпочтение
отдано приему в одном телевизионном канале (например, прием программы НТВ из
пос. Колодищи), размеры элементов антенны и расстояния между ними можно пересчитать
на этот канал.

Таблица
10.21

Наибольший коэффициент
усиления (13 дБ) широкополосная антенна ДМВ имеет в 28-м канале, средняя частота
которого составляет 500 МГц. Коэффициент пересчета (Кп) в этом случае определяется
по формуле

где fcp — средняя частота
канала ДМВ, МГц. Для 37-го канала, средняя частота которого 562 МГц, Кп равен:

Кп=530/562=0,943.

Умножив размеры элементов
и расстояния между ними на 0,943, получим размеры антенны для 37-го канала (рис.
10.33). Так же можно пересчитать широкополосную антенну на любой канал (или
группу каналов) ДМВ. Средняя частота канала (группы каналов) приведена в табл.
10.2, длина полуволновой петли — в табл. 10.1. При использовании металлической
несущей стрелы (траверсы) полученные при пересчете размеры элементов увеличивают
на половину ее диаметра.

Коэффициент усиления канальной
антенны возрастает до 14…15 дБ. Антенну из восьми элементов используют на
расстоянии до 20…30 км от пос. Колодищи, из 11 — до 30…40, из 15 элементов
— до 50…60 км. За зоной уверенного приема на расстоянии до 70…90 км используют
антенну из 24 элементов. Для обеспечения хорошего качества принимаемого изображения
непосредственно на мачте устанавливают антенный усилитель.

Антенна мало подвержена
влиянию близко расположенных предметов и имеет хорошую повторяемость. Допустимы
отклонения до 2 мм от расчетных размеров практически без ухудшения параметров
антенны.

Антенна типа «Волновой
канал» со сложным пассивным рефлектором
(рис. 10.34; табл. 10.22…10.24)
состоит из решетчатого рефлектора (рис. 10.35, а), два полотна которого установлены
под углом 90° на конце несушей стрелы, активного петлевого вибратора (рис.
10.35, б) и 18 директоров.

При этом два первых директора
(А1 и Д2) являются двухэтажными и разнесены по вертикали на толщину несущей
стрелы (табл. 10.23).

Таблица
10.22

Главным достоинством такой
антенны является надежная экранировка задней полусферы благодаря увеличению
КЗД при установке сложного рефлектора. Последний концентрирует энергию полезного
сигнала в направлении активного вибратора, что способствует повышению коэффициента
усиления антенны.

Таблица
10.23

Таблица
10.24

На рис. 10.36 показан вид
сбоку описанной выше антенны. 6-элементная антенна предназначена для ближнего
приема на расстоянии до 10…15 км от телевизионного передатчика:
10-элементная — 15…25;
15-элементная — 25…40; 20-элементная — на расстоянии 40…60 км и более.

В диапазоне ДМВ широко
используются рамочные антенные Тройной квадрат,
рамки которых выполнены
из цельного куска медного, латунного провода диаметром 2…3 мм. При размерах
дециметрового диапазона (табл. 10.25) антенна обладает достаточной жесткостью.
Провод необходимо изогнуть определенным образом (рис. 10.37). В точках А, Б
и В провода необходимо зачистить и спаять. В этой конструкции вместо шлейфа
(см. рис. 10.12), изготовленного из куска коаксиального кабеля, используется
четвертьволновой короткозамкнутый мостик (см.
рис. 10.11) той же длины, что и шлейф (см. табл. 10.5). Расстояние между проводами
мостика остается прежним (30 мм). Конструкция такой антенны достаточно жесткая,
и нижняя стрела здесь не нужна. —

Фидер подвязывают к правому
проводу мостика с наружной стороны. При подходе фидера к вибраторной рамке оплетку
кабеля припаивают к точке X» центральный проводник — к точке X. Левый провод
мостика закрепляют на диэлектрической стойке или в случае наружной антенны —
на мачте. Важно, чтобы в пространстве между проводами мостика не находились
фидер и стойка мачты.

При наличии медных, латунных
или алюминиевых полосок
можно сделать ромбовидную
антенну
(рис. 10.38). Полоски (1) скрепляют внахлест винтами и гайками.
В точке соприкосновения пластин должен быть надежный электрический контакт.
Толщина полосок произвольная.

Ромбовидная антенна может
работать в полосе частот каналов 21…60, коэффициент усиления ее равен 6…8
дБ. Для его повышения антенну можно снабдить рефлектором (рис. 10.39).

Простейший рефлектор представляет
собой плоский экран, изготовленный из трубок или отрезков толстого провода.
Диаметр элементов рефлектора некритичен (3…10 мм). Полотно рефлектора (2)
крепится с помощью стоек-опор (3)
к металлической или деревянной
мачте (4). Точки 0 имеют нулевой потенциал, относительно земли, поэтому стойки
(2) могут быть металлическими.

Таблица
10.25

Фидер (5) — кабель типа
РК с волновым сопротивлением 75 Ом прокладывают к точкам питания А и Б. Оплетку
кабеля припаивают к точке Б, а центральный проводник — к точке А. При

дальнем приеме ромбовидная антенна может быть оснащена широкополосным усилителем
(6).

2-элементная Швейцарская
антенна
(см. рис. 10.21) также может использоваться в диапазоне ДМВ (табл.
10.26).

Таблица
10.26

Хлеба и зрелищ – так произнёс римский поэт — сатирик Ювенал и в чем то, был абсолютно прав. Современное общество, и в частности нынешний человек, уже никак не может обойтись без пафосных картинок, шокирующих видеосюжетов, захватывающих кинофильмов, комедийных сценок. Одна из таких «стихий», способных обеспечить нам доступ в мир зрелищ — это телевидение. Но и тут мало иметь телевизор, надо чтобы у него была еще и антенна. Ведь без расцветай антенны, радиоволны также трудно поймать, как рыбу на крючок без привады. Для чего нужна антенна, говорить не то что прозаично, тем более, что мы об этом утилитарны уже упомянули, а более неуважительно к нашему читателю. Так что, пропуская описание мишени назначения антенны, приступим к описанию ее создания. Именно о том, как сделать антенну своими руками, мы и хотели рассказать в данной статье.

Далее будет приведен одинешенек из самых простых и что немаловажно, доступных способов позволяющих сделать комнатную антенну для вашего телевизора. Делается она утилитарны из ничего, вернее – 2 пивных банки, саморезы, плечики для платья, провод и штекер.

Антенна для телевизора своими руками из пивных банок

Итак, нам понядобяться чету банок из под пива, паяльник, телевизионный кабель, припой и кое-что еще. Об этом по ходу нашего повествования.

Тут на до знать в какой последовательности и что делать, чтобы получить столь желаемую телевизионную антенну. Если говорить о требованиях к материалам, используемых для изготовления антенны, то прежде итого, купите хороший телевизионный кабель. Хороший телевизионный кабель подразумевает сопротивление 75 ом на метр, крепкую центральную жилу и плотное сплошное двойное экранирование. Сколько приобрести кабеля зависит от места размещения антенны, но знайте, чем длиннее кабель, тем больше «полезного» сигнала будет гасится в нем. (правило четко работает для МВ валов). Для ДМВ оно также действует, но не столь критично.

Итак, делаем разделку под штекер и устанавливаем его на провод.

Штекера сейчас такие, что даже не спрашивают пайки, поэтому все будет зависеть от точности ваших резов и размеров (диаметра) кабеля. На фото не весьма удачный вариант установки штекера на кабель идущий до антенны, постарайтесь сделать получше. В принципе, немало подробно об установке штекера на телевизионный кабель можно узнать из статьи «Как ввести штекер на кабель для подключения к телевизору».

Далее, начнем работать со вторым крышкой телевизионного кабеля. Здесь необходимо 2 проводника кабеля вывести одинешенек с самого краю, а второй примерно через 10-15 см. Первый проводник почитается сердцевина, второй экранирование. Здесь также будет нужна аккуратность, чтобы не прорезать излишние слои изоляции и проводники. В итоге, от качества каждой и суммарно всех трудов, будет зависеть эффективность антенны и четкость приема телевизионных каналов – помните об этом. На фото ниже видать, как отведен первый и второй проводник от кабеля. Верхняя изоляция сброшена на расстояние 10-15 см от края кабеля.

Теперь о пивных банках. Мы не знаем какое пиво вам по карману и по душе, но банки необходимы больше. Повторимся, не много, а большие. 0,75 хорошо, а литровые еще лучше. Что-либо насчет вящих 5 л бочонков из пива сказать сложно. Это уже пожалуй выйдет за «рамки» комнатной антенны. После употребления пива, баночки промойте в воде и просушите, чтобы от них не измерил аромат хмельного напитка. Такой запах радиоволны волны не притянет, а мух наверняка.
Сейчас берем кабель, который мы подготовили ранее. Маленькими саморезами прикручиваем одинешенек проводник к торцу первой банки, другой к торцу второй. Для улучшения контакта между корпусом банки и саморезом воспользуйтесь припоем. Залейте все вероятные зазоры, чтобы улучшить контакт.

Теперь наша антенна почти готова, не хватает каркаса для того, чтобы базировать банки между собой и за что закрепить антенну, к чему-либо. В нашем случае каркасом выступили плечики для платья. Для этого есть все критерии «ЗА». Низкая цена, доступность, должная жесткость и размеры. Да, еще и крючок, чтобы все разом повесить на выбранное место.
Итак, банки располагаем на одной ровный, так чтобы они были симметричны относительно центра. Немного «поиграйтесь» с дистанцией между ними, так как от этого будет зависеть качество приема сигнала. Закрепить банки можно скотчем или изолентой. Образцовое расстояние для банок на антенне составляет порядка 75 мм.

В итоге, получаем не лукавую, но функциональную вещь – комнатную телевизионную антенну из пивных банок. Разумеется, такая антенна способна работать только в зоне уверенного зачисления телевизионного сигнала. Это не антенна для приема сигнала за 20 км от города, это итого лишь то, что незначительно сделает прием более уверенным, но не идеальным.
Профессионалы, пожалуй, уже ехидно хохочут над этой статьей и антенной, ведь по факту для телевизионной антенны требуется суровый и точный расчет ее элементов, в зависимости от принимаемый длины волны. В этом они безотносительно правы. Но этот расчет не всегда доступен обычному обывателю, что и сподвигает его на подобные авантюры по изготовлению антенн, как в частности для антенны приведенной тут, из пивных банок.
Далее, мы рассмотрим уже более серьезный вариант. Прежде итого, его большой плюс в том, что здесь будет рассказано о том, как сделать антенну по всем правилам, с учетом физиологических особенностей распространеия радиоволн.

Радиоволны принимаемые антенной для телевизора

Раз уж мы забрались так вдали, то необходимо хотя бы сказать об азах, ведь как же иначе!? Радиоволны телевизионных каналов аналогового сигнала распространяются в диапазоне метровых (МВ) и дециметровых валов (ДМВ).
По сути это одно и тоже, разве что МВ и ДМВ волны распространяются с разной частотой радиоволны. Метровые валы это с 1 по 21 канал, а ДМВ с 21 по 40 канал. Здесь важно отметить, что в подневольности от длины волны необходимо будет применять соответствующую антенну для МВ или ДМВ валов. Также необходимо сказать, что антенны бывают как комнатные, так и для улицы. Рассмотрим тот и иной вариант.

Комнатные антенны для телевизора свомими руками (МВ и ДМВ)

Комнатная антенна МВ

Усилие магнитных волн в помещении гораздо меньше, чем снаружи. Поэтому комнатные антенны есть смысл применять лишь в непосредственной близости от телецентра. Так простейшую комнатную антенну можно сделать из электрического провода, либо любого иного изолированного проводника. По центру антенны устанавливается изолятор. К нему посредством крепежа (болт — гайка) крепиться два провожатого. Концы проводников растянуты таким образом, чтобы они были ровные, словно струны или стержни.

Общая длина проводников, двух рамен антенны, берется согласно длине волны и принимаемому каналу. Эти эти можно взять из таблицы.

Если подобрать длину провожатых антенны, согласно просматриваемому телевизионному каналу, то это будет куда эффективнее, нежели пивные банки.
Дальше мы приведем еще один вариант комнатной антенны для телевизора, которую вы можете сделать своими руками. Это ДМВ антенна. Не смотр на то, что ДМВ каналы практически не используются, все же вещание еще порой где-то, да ведется. А значит, эту темы мы также не можем обогнуть стороной. Вот пример ДМВ антенны.

Комнатная антенна ДМВ

Применяемый монтажный провод, упомянутый как КПТА-1, служит для повышения помехоустойчивости антенны. Для этого, как вы видаете, на расстоянии 140 мм от края кабеля зачищена изоляция до экрана и припаян этот монтажный провод – петля. Можно применить иной провод сечением 0,35 мм.
Частота принимаемых радиоволн этой антенны будет от 470 до 630 МГц, то есть ДМВ волны.
Все элементы антенны смонтированы на стойке, которая является диэлектриком.

Уличные антенны для телевизора своими руками (МВ)

Антенна — полуволновый линейный вибратор

Эта уличная антенна предназначена для зачисления телевизионных волн вблизи города 20-30 км. Фактически это аналог простейшей комнатной антенны, про какую мы уже рассказывали чуть ранее, разве что она адаптирована для улицы.
Итак, как мы уже постигли, антенна должна иметь определенные размеры, которые повлият на зачисление телевизионных радиоволн. Размеры будут зависеть от того, какой из каналов вы собираетсь глядеть. Все размеры для антенны можно посмотреть в таблице.

Рис. 1. Антенна — полуволновой линейный вибратор (Воображает собой простейшую телевизионную антенну)

Входное сопротивление линейного вибратора (антенны) равновелико 73 Ом. Полоса пропускания линейного вибратора зависит от наружного диаметра его трубок и растет с увеличением заключительного.
Выбирать D больше 30 мм не следует, так как при его дальнейшем увеличении качество изображения приметно не улучшается, а вес и габариты антенны увеличиваются.
В табл. 1 приведены размеры элементов линейного вибратора. Зазор А между торцами трубок равновелик 50-70 мм.

Антенна подключается к телевизору с несимметричным 75-омным входом при помощи коаксиального кабеля (РК-75-4-15, РК-75-9-12 и т. д.) Кабель связывают с антенной через специальное симметрирующее устройство (см.рис. 2).

Необходимые размеры элементов согласующих конструкций выбирают согласно табл. 2.

Антенну изготавливают из стальных, алюминиевых или латунных трубок и металлических полосок. Для крепления трубок антенны к металлической или деревянной мачте применяют фарфоровые изоляторы, текстолит.
Антенну — полуволновый вибратор применяют в условиях ближнего зачисления, об этом м уже говорили. (20-30 км). Этот вариант антенны, конечно, немало трудоемкий, чем комнатная антенна, но эффективность ее будет значительно выше. Для зачисления телевезионных передач вдали от города, вернее от передатчика, применяют антенну «волновой канал».

Антенна «волновой канал» МВ и ДМВ своими руками расчет и схема

На больших расстояниях от передатчика, то есть телецентра, это распорядка 40-90 км, используются антенны типа «волновой канал». У таких антенн весьма хороший коэффициент усиления, но при этом требуется строгая направленность. Если же использовать такую антенну в заселенных пунктах, то это позволит снизить помехи от смежных источников, тем самым улучшить картинку изображения.
Антенная «волновой канал» по своей структуре заключается из активного петлевого и линейного вибратора. О линейном вибратора мы рассказывали в предыдущих абзацах. Размер антенны подбирают исходя из соображения усиления сигнала, чем дальней, тем более сложная будет антенна. Также количество директоров способно улучшить принимающие свойства антенны, за счет изменения ее чувствительности к направления на передатчик.
однако большое увеличение числа директоров ведет к уменьшению полосы пропускания. Тут надо найти «золотую середину». Так на каналах МВ диапазона применяют 3, 5 и 7 элементные антенны.

Геометрические размеры таких антенн образа «волновой канал» приведены в таблице. При этом для 1-5 канала используются в конструкции трубки размером 18 мм, а для 6-12 канала 12 мм.

А вот для ДМВ валов применяется 16 элементная антенна. Диаметр трубок 6-10 мм, а для стрелы 14-16 мм.

Для нее размеры повергнуты также в таблице.

После того как антенна готова, необходимо будет простереть телевизионный, антенный кабель от нее до телевизора. Об этом в статье «Подключение телевизора к антенному кабелю сквозь штекер».

Четырехэлементная антенна типа «волновой канал»

(рис. 4.1) предназначена для приема телепередач на одном выбранном
канале на расстоянии 50-60 км от ТЦ или ретранслятора. Антенна
обеспечивает получение высокого качества изображения и звука при высоком
уровне помех и отраженных сигналов, имеет повышенные электрические
параметры и технические характеристики.

Четырехэлементная антенна имеет диаграмму направленности, расположенную
в трех координатах в виде вытянутой сигары в сторону ТЦ. Такая диаграмма
образуется в результате сложения полей активного вибратора, рефлектора и
двух директоров. При настройке антенны путем подбора размеров деталей
антенны и расстояния между ними добиваются такого соотношения фаз
всех

полей, чтобы они в направлении директора складывались, а в направлении
рефлектора — вычитались, как бы образуя волновой канал, вдоль которого
проходит поток ЭДС. Диаграмма направленности четырехэлементной антенны
значительно уже, чем у трехэлементной.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления…………….. 2,5-2,8 дБ

КБВ…………………………. 0,58-0,85

входное сопротивление…………….. 40 Ом

переходное сопротивление в деталях

крепления, между стрелой и

вибраторами, не более. . …………. 0,1 Ом

коэффициент затухания в кабеле

снижения на частоте 50-200 МГЦ…. 0,76-2 дБ

кпд………………………….. 0,97

неравномерность коэффициента усиления. . 0,8 дБ помехозащищенность……………… -(14…20) дБ

ширина главного лепестка диаграммы

плоскости. ……………………. 60

При выборе конструкции антенны типа «волновой канал» необходимо
учитывать как качественные характеристики, так и обращать внимание на
настройку антенны на частоту передающей телестанции. На садовых участках
обычно нет необходимых измерительных приборов, и поэтому настройку
производят непосредственно при приеме сигналов — по контрастности
изображения на экране телевизора. Сначала антенну точно по азимуту
устанавливают в направлении передающего ТЦ или ретранслятора. Это
положение фиксируют. Но ecли нет карты и компаса и по азимуту втравить
антенну не представляется возможным, это делают, медленно поворачивая
антенну влево до тех пор, пока на экране телевизора изображение не начнет
исчезать. -атем проделывают то же самое, поворачивая антенну вправо. После
этого антенну устанавливают посредине между двумя зафиксированными
положениями.

Подстройку и настройку производят только в том случае, если при
изготовлении антенны были использованы трубки нерекомендованного диаметра
и длины. При этом необходимо иметь в виду, что если вибраторы изготовлены
большего диаметра, то длина их должна быть несколько меньше, а при
уменьшении диаметра — больше. Настройка антенны заключается в установлении
оптимальной длины рефлектора и директоров.

В четырехэлементной антенне расстояние между рефлектором и активным
вибратором регулируется в пределах (0,15…0,25)lдл длина рефлектора
больше активного вибратора на 10-20 %; расстояние между активным
вибратором и первым директором и между директорами равно
(0,1…0,2)lдл.

У антенн типа «волновой канал» входное сопротивление находится в
пределах от 32 до 40 Ом, а это значит, что для УСС можно использовать
любой коаксиальный кабель, имеющий волновое сопротивление 50 или 75 Ом. На
практике необходимо длину кабеля снижения установить опытным путем.
Выходное сопротивление антенн типа «волновой канал» в большой степени
зависит от расстояния между первым директором и активным вибратором, а
также от расстояния между активным вибратором и рефлектором. При
увеличении этих расстояний выходное сопротивление антенн типа «волновой
канал» возрастает. При этом необходимо иметь в виду, что входное
сопротивление антенн типа «волновой канал» указано при условии применения
петлевых вибраторов. Если же вместо петлевых вибраторов применяются
обычные симметричные (разрезные) вибраторы, то приведенные в тексте
значения входных сопротивлений антенн должны быть уменьшены в четыре
раза.

Коэффициент усиления антенны, состоящей из четырех элементов, выше, чем
у трехэлементной антенны, почти в полтора раза и во многом зависит от
конструктивных размеров вибраторов.

Изготавливается антенна из металлических трубок одинакового диаметра в
пределах определенной частоты телевещания. Можно рекомендовать к
применению тонкостенные трубки диаметром 18 мм для 1-5-го каналов,
диаметром 12 мм — для 6-12-го и 8 мм — для 21-10-го.

Конструктивные размеры данной антенны приведены в табл. 4.3.

Четырехэлементная антенна состоит из активного петлевого вибратора
4,
рефлектора 3,
двух директоров 1 и 2,
укрепленных
на одной несущей стреле, и УСС. Стрела устанавливается на мачте в точке
равновесия (центре тяжести). Подключение кабеля снижения 7 к активному
вибратору 4
производится с помощью УСС 6. Варианты соединения
элементов антенны с помощью специальных крепежных деталей и пайки см. на
рис. 3.11. Но наиболее надежной конструкцией является сварная: она долго
выдерживает постоянное воздействие климатических и механических нагрузок
(ветра, дождя, снега, инея, росы, грибков и т. д.). Такая антенна наиболее
технологична.

При распайке коаксиального кабеля в монтажной коробке, а также при
монтаже и разделке оплетку кабеля нельзя разрезать. Ее всегда расплетают и
паяют, предварительно скрутив проволочки в одну или две косички. При
разделке коаксиального кабеля необходимо следить за тем, чтобы случайно не
подрезать проволочки центральной жилы и чтобы на нес не замкнулись
проволочки оплетки. Токоведущие провода и жилы коаксиального кабеля к
вибраторам антенны и в распределительных коробках лучше припаивать или
прикреплять винтами с гайками, тщательно зачищая места соединения. В
соединениях не должно быть ржавчины.

Применение четырехэлементной антенны с узкой диаграммой направленности
целесообразно в условиях города, поселков, вблизи высоких сооружений.
Кроме того, в районах сильных помех даже при небольших расстояниях от ТЦ
использование этой антенны может оказаться полезным, если только источник
помех не находится со стороны ТЦ на линии, проходящей через ТЦ и приемную
антенну.

Пятиэлементная антенна типа «волновой канал»
(рис. 4.2)
предназначена для приема телепередач на расстояниях свыше 50 км от ТЦ в
неблагоприятных условиях (при наличии помех и отраженных сигналов).

Техническая характеристика:

коэффициент усиления. … ………… 6,5-7,8 дБ

рабочая частота…………………. 48,5-230 МГц

входное сопротивление антенны……… 32 Ом

волновое сопротивление фидера……… 75 Ом

на один типоразмер антенны……… 1

неравномерность коэффициента усиления. . 1 дБ КБВ…………………………. 0,6-0.7

помехозащищенность……………… -(15…26) дБ

оптимальное расстояние от ТЦ……… 50-60 км

угол раствора диаграммы направленности

в горизонтальной плоскости. ………. 50

Антенна состоит из рефлектора 1, он же основной пассивный вибратор,
активного вибратора 3
и трех директоров 4, 7
и 8,

которые являются пассивными элементами. Все вибраторы расположены в одной
плоскости параллельно друг другу. -акрепляются они в центре тяжести на
общей стреле, в качестве которой используется тонкостенная трубка.

Для соединения элементов антенны со стрелой применена деталь крепления,
показанная на рис. 3.10, а.
Трубки

пассивных вибраторов устанавливаются в паз детали 2
и
закрепляются двумя винтами М4 или Мб (их размеры определяются диаметром
имеющейся трубки). К общей стреле эта сборка прикрепляется также с помощью
двух винтов и гаек М4 или Мб. Эта конструкция обладает достаточной
жесткостью, легко противостоит ветровым нагрузкам и удобна при сборке и
настройке антенны. Узел крепления вибраторов показан на рис. 4.2.

Наиболее простым и надежным вариантом пятиэлементной антенны является
сварной вариант. Все вибраторы в данном случае привариваются к центральной
стреле в точках, соответствующих центрам тяжести. Стрела после установки
заземляется. Крепление стрелы с вибра-

торами к мачте производится в центре тяжести стрелы. Рефлектор и
директоры изготавливаются из тонкостенных трубок одинакового диаметра
(10-30 мм). Стрела с мачтой соединяется с помощью хомута и скобы
произвольной конструкции. Для удобства настройки антенны в стреле
просверливаются дополнительные отверстия, необходимые для перестановки
пассивных вибраторов. После сборки вибраторы и детали крепления
покрываются морозостойкой краской.

В этой антенне активный вибратор, рефлектор и директоры изготавливаются
из металлических трубок, наружные диаметры которых зависят от частоты
принимаемого сигнала: 16-22 мм для 1-5-го каналов; 10-11 мм для
6-12-го;

8-10 мм для. 21-41-го. Оптимальная толщина этих трубок 1-1,5 мм.
Основная несущая стрела антенны изготавливается из трубки наружным
диаметром 35 мм для 1-5-го каналов;

диаметром 18-25 мм для 6-12-го; диаметром 16-20 мм для 21-41-го и
толщиной 2-2,5 мм.

В качестве активного элемента антенны применяется петлевой вибратор,
выполненный из коаксиального кабеля (см. гл. 1). Петлевой вибратор
подключается к коаксиальному кабелю с помощью УСС типа «полуволновое
U-образное колено», размеры которого зависят от частоты принимаемого
канала.

В табл. 4.4 даны конструктивные размеры пятиэлементной антенны,
необходимые для изготовления ее в домашней мастерской. В технической
литературе приводятся сведения о размерах подобных антенн, несколько
отличающиеся от приведенных в данной таблице. Это объясняется тем, что
многоэлементная антенна типа «волновой канал», собранная по размерам на
максимальный коэффициент усиления, всегда имеет узкую полосу пропускания
частот. Поэтому при настройке и регулировке многоэлементных антенн
приходится изменять размеры как самых вибраторов, так и расстоянии между
ними, чтобы наилучшим образом удовлетворить достаточно противоречивые
требования одновременного получения широкой полосы пропускания частот и
высокого коэффициента усиления. Пятиэлементная антенна рассчитана на
получение возможно большего коэффициента усиления при минимально
необходимой полосе пропускания.

Антенна имеет увеличенное количество пассивных вибраторов, чем
обеспечивается хорошее качество изображения на экране телевизора в местах,
отстоящих от ТЦ на дальних расстояниях. Как отмечалось ранее, рефлектор
обеспечивает получение однолепестковой диаграммы направленности. Длина
рефлектора и его расстояние от активного вибратора рассчитаны таким
образом, чтобы поля, создаваемые рефлектором и активным вибратором в
главном направлении, складывались.

Система
директоров, состоящая их трех вибраторов, значительно сужает ширину
диаграммы направленности. Длины директоров и расстояния между ними и от
них до активного вибратора рассчитываются с таким условием,

чтобы обеспечить сложение электромагнитных полей, создаваемых
директорами и активным вибратором в главном направлении.

Сложение электромагнитных полей активного вибратора, рефлектора и трех
директоров образует объемную диаграмму направленности пятиэлементной
антенны, которая вытянута в сторону главного направления. Чем больше
количество директоров, тем уже диаграмма направленности. Для того чтобы
данная антенна могла обеспечить устойчивую работу в месте приема сигналов,
необходимо тщательно выдержать все основные размеры.

При изготовлении антенны размеры ее элементов выбираются из указанной
выше таблицы, но они могут быть и пересчитаны исходя из следующих
соображений. Пассивный вибратор (рефлектор) делается всегда длиннее
активного на 10-20 %, а пассивные вибраторы (директоры) изготавливаются на
10-15 % короче активного вибратора. Расстояние между активным вибратором и
реф-

лектором устанавливается в пределах (0,15…0,25)lдл.р, где lдл.p —
рабочая частота принимаемого канала телевидения. Расчетное расстояние
между активным вибратором и первым директором, а также между директорами
устанавливается равным (0,1 …0,2)lдл.р.

Необходимо иметь в виду, что с уменьшением расстояния между активным и
пассивными вибраторами входное сопротивление антенны резко уменьшается.
Если надо немного расширить полосу пропускания, то можно увеличить
расстояние между элементами на величину, лежащую в пределах
(0,16…0,2)lдл.р, но при этом уменьшится коэффициент усиления.

При определении размеров антенны в формулах учас-

твует не cpеднне значение длины волны, а только ее расчетное значение
lдл.р, лежащее между двумя несущими частотами, ближе к несущей частоте
сигналов изображения, чем к сигналам звукового сопровождения.

Если при постройке антенны окажется, что произошло ослабление несущей
частоты сигнала звука, то необходимо укоротить длину первого директора на
8- 10 %.

На рис. 4.3 приведены схемы конструктивных исполнений наружных антенн
типа «волновой канал, рассчитанных на прием телесигналов в диапазоне
частот от 48,5 до 230 MГцi и более. Они относятся к антеннам направленного
действия многоэлементной конструкции с высокими электрическими
параметрами, позволяющими осуществлять прием телепередач на первых 12
каналах на границе зоны прямой видимости или в полутени, где напряженность
электромагнитного поля значительно ослаблена.

В радиолюбительской практике антенны сложной конструкции не
изготавливаются. На первых 5 каналах к антеннам предъявляются повышенные
требования к электрическим параметрам — коэффициенту усиления и отношению
сигнал — шум на входе телевизора, а это, и свою очередь, вызывает
необходимость применять от 5 до 11 вибраторов. Все это приводит к
усложнению конструкции, увеличению массогабаритных характеристик и к
резкому сужению полосы пропускания.

Эти антенны наиболее эффективны на высоких частотах (от 100 МГц и
выше).

Различные варианты многоэлементных антенн типа «волновой канал» имеют
свои положительные и отрицательные стороны, проявляющиеся в конкретных
условия применения.

Трехэлементная антенна типа «волновой канал» с двойным рефлектором
(рис. 4.3, а).

Техническая характеристика:

коэффициент усиления………… 5,3 дБ

КБВ……………………… 0.55-0,8

рабочая частота……………… 48,5-66 МГц

неравномерность коэффициента

усиления…………………. 0,5 дБ

количество принимаемых программ

помехозащищенность………….. -(12…18) дБ

угол раствора диаграммы

направленности в горизонтальной

плоскости…………………. 75

Рефлектор обеспечивает значительное расширение рабочей полосы
пропускания частот и коррекцию диаграммы направленности в части уменьшения
боковых лепестков. Двойной рефлектор состоит из двух параллельных трубок,
симметрично размещенных в вертикальной плоскости относительно несущей
стрелы. В качестве активного вибратора применяется шлейфибратор
Пистолькорса, имеющий входное сопротивление 292 Ом.

Применение антенны по схеме (рис. 4.3, а)
на границе уверенного
приема увеличивает шумы, проявляющиеся на экране телевизора, например, в
виде штрихов и черточек. Используется антенна для приема телевизионных
программ на 6-12-м каналах и реже на 1-5-м каналах.

Конструктивные размеры антенны с двойным рефлектором приведены в табл.
4.5. При анализе размеров между элементами антенны легко увидеть, что
расстояние между активным вибратором и первым директором меньше, чем у
трехэлементной антенны с 6-го по 12-й канал, а это приводит к снижению
входного сопротивления и требует более точного изготовления антенны и
тщательного согласования ее с кабелем снижения.

На садовых участках трехэлементную антенну с двойным рефлектором можно
рекомендовать только в тех случаях, когда есть необходимость значительно
уменьшить влияние помех и отраженных сигналов.

Пятиэлементная антенна типа «волновой канал» с двойным рефлектором
(рис. 4.3, б).

Техническая характеристика:

коэффициент усиления………… 8.0-9,0 дБ

КБВ, не менее………………. 0,6

рабочая частота……………… 48.5-230 МГц

входное
сопротивление антенны….. 32 Ом

волноное сопротивление фидера….. 75 Ом неравномерность
коэффициента

усиления, не более………….. 9,5 дБ

количество принимаемых программ

на один типоразмер антенны….. 1

помехозащищенность………….. -(14…18) дБ

угол раствора диаграммы

направленности в горизонтальной

плоскости…………………. 48-56

При настройке пятиэлементной антенны (рис. 4.2), предназначенной для
эксплуатации в условиях сильных помех и отраженных сигналов, особое
внимание уделяется уменьшению величины задних и боковых лепестков
диаграммы направленности. Применение двойного рефлектора вместо одиночного
вибратора позволяет улучшить помехозащищённость антенны за счет изменения
размеров задних и боковых лепестков до минус 18-24 дБ в сложных условиях
приема телепередач.

Подключение антенны к телевизору производится с помощью коаксиального
кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом через УСС, подключенное к петлевому
вибратору. Конструкция данной антенны отличается от пятиэлементной типа
«волновой канал» (см. рис. 4.2) только наличием двойного рефлектора. Для
крепления вибраторов к стреле и стрелы к мачте используются детали,
показанные на рис. 3.10, и крепежные винты с гайками М4, М5 или Мб.

Конструктивные размеры данной антенны приведены в табл. 4.6.

Пятиэлементная антенна типа «волновой канал» с двойным первым
директором
(рис. 4.3, в)
предназначена для приема телесигналов
в диапазоне частот 1-5-го каналов в зоне полутени на расстоянии свыше 50
км от ТЦ. Эта антенна относится к группе широкополосных многоканальных
антенн с высокими электрическими параметрами. Ширину пропускания обычных
пятиэлементных антенн типа «волновой канал» определяют пассивные
вибраторы, их конструкция и размеры. На практике можно увеличить ширину
пропускания антенны почти на 40 % за счет подбора размеров вибраторов и
расстояний между ними. При этом коэффициент усиления антенны, как правило,
уменьшается.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления…………. 6,5-8.0 дБ

КПД…………………….. 10-11

КБВ, не менее………………. 0,65

рабочая частота……………… 48,5-230 МГц

входное сопротивление антенны…. 292 Ом

волновое сопротивление фидера….. 50-75 Ом

неравномерность коэффициента

усиления, не более………….. 9 дБ

количество принимаемых программ

на один типоразмер антенны….. 2

кпд……………………0.95

полоса пропускания частот……… ± 4 %

помехозащищенность…………..-(15. .17) дБ

угол раствора диаграммы

направленности в горизонтальной

плоскости…………………. 60-66

Главный лепесток диаграммы направленности данной антенны представляет
собой вытянутый вперед эллипс правильной формы с некоторым сужением в
сторону директоров.

Пятиэлементная антенна с двойным директором в зависимости от размеров
вибраторов может принимать телесигналы в следующих сочетаниях каналов: 1-й
и 3-й, 1-й и 4-й, 2-й и 4-й, 2-й и 5-и, 1-й и 5-й, 3-й и 5-й.
Конструктивные размеры антенн для каждого из этих сочетаний каналов
приведены в табл. 4.7.

Антенна подключается к телевизору с помощью фидерной линии,
изготовленной из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом, и
подсоединяется к петлевому вибратору через проволочный
симметрирующе-согласующий трансформатор (см. рис. 1.16). Проволочный
трансформатор используется для согласования любых широкополосных антенн с
входным сопротивлением 300 Ом.

Четыре катушки ССТ намотаны на двух диэлектрических каркасах диаметром
8 мм двойным изолированным проводом. Каждая катушка трансформатора
содержит 12 витков провода марки ПЭЛШО диаметром 0,3 мм или ПЭВ-2
диаметром 0,31 мм. Намотка рядовая — виток к витку в два провода. Оба
каркаса с намотанными проводами устанавливаются на общем основании, при
этом между каркасами должно быть не менее 18 мм.

Активный вибратор, рефлектор и директоры изготавливаются из
тонкостенных латунных (дюралюминиевых или стальных) трубок диаметром 16-22
мм Для 1-5-го каналов, 10-14 мм — .для 6-12-го. Двойной директор жестко
соединяется со стрелой антенны без изоляторов и между собой отрезком
трубки такого же диаметра. Наиболее прочной и надежной в эксплуатации
является антенна сварной конструкции, в которой все трубки привариваются
непосредственно к стреле. К мачте стрела с вибраторами крепится с помощью
хомутов, скоб и крепежных соединений.

На рис. 4.3, г
изображена сварная пятиэлементная антенна типа
«волновой канал»
с конструктивными размерами, обеспечивающими прием
телесигналов на 3-м и 5-м каналах. Расчетные значения размеров вибраторов
и расстояний между ними обеспечивают устойчивую работу телевизора на
расстоянии свыше 50 км от ТЦ и в зоне полутени. Отличается данная антенна
от рассмотренной ранее такой же антенны (рис. 4.3, в)
только
точностью изготовления ее отдельных элементов и аккуратностью
сборки.

Конструктивные размеры сварной пятиэлементной антенны, рассчитанной на
прием передач 3-го и 5-го каналов, даны в табл. 4.6.

Шестиэлементная антенна типа «волновой канал» с двумя рефлекторами и
двойным первым директором
(рис. 4.3, д)
предназначена для
установки в зоне предельной видимости радиосигнала с ослабленной
напряженностью электромагнитного поля. Конструкция этой антенны отличается
от ранее рассмотренных тем, что после основного активного вибратора
включено два рефлектора (вместо одного), а первый директор антенны
выполнен в виде двух параллельных вибраторов. Это позволяет изменить
электрические параметры антенны в части расширения полосы пропускания
частот за счет некоторого снижения коэффициента усиления.

Конструктивные размеры шестиэлементной антенны, рассчитанной на прием
1-го и 5-го каналов, приведены в табл. 4.6.

Пятиэлементная антенна с тройным рефлектором
(рис. 4.3,
е)
предназначена для установки в зоне за пределами прямой
видимости, в условиях действия сильных помех и отраженных сигналов на
расстоянии более 50 км от ТЦ. Рефлектор, выполненный из трех вибраторов,
обеспечивает образование узконаправленных лепестков диа-

граммы направленности антенны и ее устойчивую работу в полосе частот
1-12-го каналов.

Конструктивные размеры пятиэлементной антенны с тронным рефлектором
приведены в табл. 4.8.

В качестве активного вибратора применен шлейф-вибратор Пистолькорса,
имеющий большое входное сопротивление — 292 Ом. Активный вибратор создает
вокруг себя в плоскости, перпендикулярной к его оси, электромагнитное
поле, которое наводит токи в тройном рефлекторе и директорах. В результате
этого они сами излучают электромагнитные поля. Размеры вибраторов и
расстояния между ними рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить
сложение полей в главном направлении. Рефлекторы позволяют получить
однолепестковую диаграмму направленности — однонаправленной характеристики
излучения. Директоры способствуют обострению главного лепестка диаграммы
направленности. Все вибраторы этой антенны образуют объемную диаграмму
направленности, вытянутую в сторону главного направления, т. е. в сторону
директоров.

Главными условиями хорошей работы этой антенны являются высокая
точность изготовления ее элементов, скрупулезная выдержка размеров при
сборке и тщательная настройка. В некоторых случаях для юстировки антенны
применяются подстроечные наконечники, которые после окончательной
настройки жестко закрепляются.

На отдаленных садово-огородных участках пятиэлемент

ная антенна с тремя рефлекторами практически не используется из-за
сложности ее изготовления в домашних условиях.

Семиэлементная антенна типа «волновой канал»
(рис. 4.3,
ж)
предназначена для приема телесигналов в радиусе действия мощной
передающей станции до 100 км (оптимальное расстояние 60-70 км).
Устанавливается антенна в местности, где много индустриальных и других
электромагнитных помех, а также отраженных сигналов.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления………… 8 дБ

КБВ. …………………….. 0,6-0,75

рабочая частота…………….. 50-230 МГц

входное сопротивление антенны… 32 Ом входное сопротивление
активного

вибратора антенны…………. 292 Ом

волновое сопротивление фидера. …. 75 Ом

неравномерность коэффициента

усиления…………………. 1 дб

номера рабочих каналов………. 1-12-й, 6-12-и

количество принимаемых программ

на один типоразмер антенны. …. 1 или 6

помехозащищенность. …………. -(16…26) дБ

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности…… 45°

Антенна имеет один вибратор, расположенный на конце стрелы (рефлектор),
активный вибратор Пистолькорса и

пять неразрезных вибраторов (директоров). Все вибраторы укрепляются
параллельно друг другу на горизонтальной стреле, создавая антенную систему
«волновой канал». Петлевой вибратор Пистолькорса крепится в точке нулевого
потенциала. В качестве согласующе-симметрирующей системы применен отрезок
коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом в виде полуволнового
U-образного колена. Входное сопротивление петлевого вибратора 292 Ом.
Схема подключения U-образного колена к вибратору показана на рис.
1.10.

Изготавливается антенна, как правило, из металлических трубок с тонкими
стенками диаметром 8-30 мм. Мачта и стрела могут быть сделаны из
металлической трубки или из деревянного бруска (рейки). Сечение бруска
должно обеспечивать прочность конструкции и жесткость. Наилучшее
конструктивное решение достигается в сварном варианте, когда все вибраторы
жестко приварены к центральной несущей стреле в точках равновесия, а
стрела с вибраторами приварена к вертикальной мачте в точке
тяжести.

Можно рекомендовать применение этой антенны на каналах высоких частот
(свыше 6-го канала). На первых пяти каналах семиэлементные антенны почти
не используют из-за больших габаритных размеров и массы, но главным
образом из-за недопустимо узкой полосы пропускания, ухудшающей качество
изображения и звука. Но в некоторых случаях с этим приходится
мириться.

Настройка и регулировка семиэлементной антенны является сложным делом,
их не всегда удается качественно выполнить. Одновременно надо знать, что
изготовление элементов антенны и ее сборка должны осуществляться с учетом
повышенных требований к настройке антенны и ее ориентации на ТЦ или
ретранслятор. Требования к точности подстройки антенны обусловлены теми
недостатками, которые присущи в основном семиэлементным антеннам, но
являются общими для всех антенн типа «волновой канал».

Во-первых, эти антенны очень зависят от конструктивных размеров
элементов, от точности их изготовления и настройки. Увеличение количества
активных и пассивных элементов антенны, а также конструктивные ошибки
приводят, как правило, к отрицательному результату. Несоблюдение
требований тщательной настройки и регулировки антенны после изготовления
может привести к серьезному ухудшению се направленных свойств.

Во-вторых, антенны типа «волновой канал» всегда требуют подключения их
к телевизору с помощью коаксиального кабеля и УСС, что значительно
усложняет их конструкцию и затрудняет настройку.

В-третьих, так как семиэлементные антенны узкополосные, это затрудняет
их использование не только в диапазонах частот нескольких каналов, но даже
для приема телесигналов по одному из первых каналов, в которых
относительная полоса частот достаточно велика.

Десь необходимо заметить, что имеются и другие многоканальные антенны
типа «волновой канал», однако их коэффициент усиления существенно
хуже.

Конструктивные размеры семиэлементной антенны типа «волновой канал»
приведены в табл. 4.9.

Размеры антенны рассчитаны таким образом, чтобы можно было получить
достаточно широкую полосу пропускания при возможно большем коэффициенте
усиления и принимать телепередачи многих каналов.

Семиэлементная антенна типа «волновой канал» с двойным
рефлектором и пятью директорами
(рис. 4.3, з) имеет более расширенную
полосу пропускания по сравнению с предыдущей антенной (рис. 4.3, ж),
высокий коэффициент усиления и поэтому применяется для приема

телепередач на всех каналах в зависимости от расстояния до ТЦ: 1-5-й
каналы — 70-80 км, 6-12-й — 60-70 км, 21-41-й — 50-60 км.

Конструктивные размеры семиэлементной антенны с двойным рефлектором
и пятью директорами приведены в табл. 4.10 В качестве активного вибратора
применен петлевой вибратор с УСС типа «полуволновое U-образное
колено».

В последние годы при экспериментировании с различными конструкциями антенн «волновой канал» было установлено, что антенны, имеющие большую протяженность несущей траверсы, могут давать очень большие коэффициенты усиления. Так, например, тринадцатиэлементная антенна «волновой канал» для частоты 145 Мгц
при распределении ее элементов по длине 7 м
несущей траверсы (приблизительно 3,5λ) имеет коэффициент усиления несколько больше 16 дб
.Такое большое усиление может быть получено также при использовании многовибраторных антенн или антенн «волновой канал», расположенных в несколько этажей, но при этом их конструкция и схема питания значительно сложнее. Поэтому для получения большого усиления (почти в 40 раз по мощности) в последнее время радиолюбители все чаще используют антенны «волновой канал» с большим числом элементов.

Большой коэффициент усиления антенны «волновой канал» с большим числом элементов достигается за счет значительного уменьшения полосы пропускания антенны; это одновременно означает, что размеры антенны очень критичны.

Для лучшего понимания свойств антенны «волновой канал» с большим числом элементов ее параметры подробно описываются ниже.

Полоса пропускания

В случае если антенна «волновой канал» с большим числом элементов настроена на частоту 145 Мгц
и КСВ в линии передачи равен 1, то при возбуждении антенны на частоте 144 Мгц
КСВ в линии передачи будет равен 1,7. Если же антенна будет возбуждаться на частоте 146 Мгц,
то КСВ будет равен 2,5. Сказанное означает, что свойства антенны при частотах выше резонансной ухудшаются быстрее, чем при частотах ниже резонансной. Этот факт разъясняется графиком, приведенным на рис. 10-33.

Таким образом, резонансная частота антенны находится не как обычно посередине рабочего диапазона частот, а ближе к высокочастотному концу диапазона. Для антенны «волновой канал» с большим числом элементов, предназначенной для работы в диапазоне 144-146 Мгц
, при допустимых величинах КСВ резонансную частоту надо выбирать равной (учитывая график на рис. 10-33) 145,5 Мгц
. Естественно, что в этом случае каждый раз следует обдумать, не лучше ли настроить антенну на рабочую частоту передатчика при соответственном ухудшении КСВ при приеме в высокочастотном конце диапазона. Из графика рис. 10-34 можно найти полосу пропускания антенны в процентах от резонансной частоты в зависимости от длины несущей траверсы антенны.

В антеннах «волновой канал» с большим числом элементов элементы обычно изготовляются из проводников, имеющих минимальный, с точки зрения прочности конструкции, диаметр. Чем больше диаметр элементов антенны, тем меньше получаемое усиление. Тонкий проводник вследствие небольшой поверхности обладает небольшой емкостью, но одновременно имеет большую индуктивность и, следовательно, имеет большое отношение L/C
(см. рис. 1-6, а
и 1-6, б
). Поэтому такой элемент сравним с узкополосным резонансным колебательным контуром. Элемент, имеющий больший диаметр проводника, соответственно имеет меньшее отношение L/C
и, следовательно, обладает менее ярко выраженными резонансными свойствами, что в данном случае эквивалентно уменьшению усиления антенны. Для уменьшения потерь за счет поверхностного эффекта поверхность тонких проводников должна обладать хорошей проводимостью. Если диаметр элемента равен 3 мм
(наиболее подходящий диаметр для диапазона 2 м
), то элемент может быть выполнен из медных или алюминиевых трубок, если же используется меньший диаметр проводников, то их поверхность должна быть посеребрена (например, если используются велосипедные спицы в качестве элементов антенны).

Для уменьшения потерь желательно, чтобы толщина серебряного покрытия была по возможности больше. При покрытии элементов серебром отпадает необходимость в дополнительной защите поверхности элементов от воздействия погоды, в то время как поверхности алюминиевых или медных элементов следует покрывать защитным лаком. Для этой цели используется бесцветный лак с хорошими изоляционными свойствами и небольшой диэлектрической постоянной.

Коэффициент усиления антенны

Коэффициент усиления антенны «волновой канал» в первую очередь зависит от длины несущей траверсы. Как уже упоминалось выше, это большое усиление достигается за счет значительного сужения полосы пропускания антенны. Число элементов и их взаимные расстояния также влияют на коэффициент усиления, но имеют второстепенное значение. По кривой рис. 10-35 можно определить коэффициент усиления антенны в децибелах в зависимости от длины несущей траверсы антенны.

Взаимные расстояния между пассивными элементами и их линейные размеры

Наилучшие результаты достигаются, когда первый директор располагается относительно близко к вибратору. Для всех следующих директоров, вплоть до пятого, расстояние постепенно увеличивается, а для последующих директоров оптимальное расстояние составляет 0,39λ. Ниже приведены оптимальные расстояния между первыми пятью директорами (λ): вибратор — 1-й директор 0,08; 1-й директор — 2-й директор 0,09; 2-й — 3-й — 0,09; 3-й — 4-й — 0,20; 4-й — 5-й — 0,39. Расстояния между всеми следующими директорами равно 0,39λ.

Расстояние между рефлектором и вибратором некритично и обычно выбирается равным 0,15-0,25λ. Оно в незначительной степени влияет на входное сопротивление антенны и на длину самого рефлектора.

Длина рефлектора выбирается обычно несколько больше половины длины волны, и затем, осторожно уменьшая его длину, добиваются максимального подавления обратного излучения. Обратное ослабление на резонансной частоте достигает 30-40 дб
. Следует отметить, что практика показала, что для получения максимального коэффициента усиления антенны следует выбирать одинаковые длины директоров при приведенных выше расстояниях между ними. Если же длины директоров постепенно уменьшаются (что характерно для обычных антенн «волновой канал»), то в этом случае коэффициент усиления несколько уменьшается, но одновременно увеличиваются обратное ослабление и полоса пропускания антенной системы. Уменьшение длин последующих директоров на 3% от длины волны дает относительно большую полосу пропускания антенны при уменьшении коэффициента усиления. Можно пойти на компромисс и укорачивать длины директоров на 1,5% длины волны. Если же предполагать, что все директоры имеют одинаковую длину, то длина директоров в зависимости от отношения λ/d
и числа директоров может быть определена из кривых рис. 10-36. Указанные размеры справедливы только в том случае, когда директоры изолированы от несу щей траверсы. В случае, если директоры механически связаны с несущей траверсой, их следует удлинить приблизительно на 2 / 3 диаметра траверсы.

Длина вибратора выбирается такой же, как и у вибратора обычной антенны «волновой канал», однако линейные размеры его в данном случае более критичны к изменениям вследствие узкополосности антенной системы. Поэтому при расчете длины вибратора рекомендуется учитывать влияние отношения λ/d
(см. рис. 1-7) и, кроме того, в случае цельнометаллической конструкции удлинять размеры вибратора на 2 / 3 диаметра несущей траверсы.

Входное сопротивление

Входное сопротивление антенны «волновой канал» с прямолинейным вибратором и большим числом пассивных элементов обычно лежит между 5 и 20 ом
. Эта величина зависит в основном от расстояний между вибратором и первыми директорами и вибратором и рефлектором. Чем дальше располагаются директоры от излучающего элемента, тем меньше их влияние на входное сопротивление антенны. Начиная с шестого директора, можно подключать большое число дополнительных директоров без дальнейшего уменьшения входного сопротивления антенной системы. Для облегчения согласования антенны с линией передачи часто излучатель изготовляют в виде шлейфового вибратора, имеющего различные диаметры верхнего и нижнего проводников (см. рис. 1-15). К сожалению, с помощью шлейфового вибратора нельзя осуществлять дополнительное согласование антенны с линией, и поэтому для получения точного согласования часто приходится использовать дополнительно подключаемый согласующий четвертьволновый шлейф.

Более рационально использовать прямолинейный вибратор с Т-образной согласующей схемой для согласования с линией передачи.

В случае, если антенна питается при помощи несимметричного коаксиального кабеля, применяется γ-образная согласующая схема.

В обоих случаях можно получить небольшое значение КСВ в линии, изменяя положение точек подсоединения согласующего устройства к вибратору.

Описываемую антенну рекомендуется изготовлять цельнометаллической. В качестве несущей траверсы антенны можно использовать дюралевую трубку диаметром от 20 до 40 мм
или тонкостенную стальную трубку, покрытую антикоррозийным составом. Элементы антенны, изготовленные из твердой меди, следует припаять к несущей траверсе. Ниже приводится несколько практических примеров конструкции антенны «волновой канал» с большим числом элементов.

Девятиэлементная антенна «волновой канал»

Антенна, показанная на рис. 10-37, рассчитана на диапазон 2 м
, имеет длину, равную 2λ,
и дает коэффициент усиления 13,6 дб
. Резонансная частота антенны равна 145 Мгц
, и, следовательно, антенна наиболее эффективно работает в низкочастотной части диапазона. Ширина диаграммы направленностй В горизонтальной плоскости примерно равна 25°, величина обратного ослабления 20 дб
.

Диаметр пассивных элементов должен быть не больше 6 мм
.На рис. 10-37 изображена также Т-образная схема согласования, позволяющая согласовать антенну с линией передачи, имеющей волновое сопротивление 240 ом
. В точки питания XX
можно также подключить полуволновую петлю из коаксиального кабеля для согласования антенны с несимметричным коаксиальным кабелем, волновое сопротивление которого 60 ом
(эта же схема осуществляет дополнительно и симметрирование коаксиального кабеля). Для получения точного согласования в незначительных пределах меняют расстояния между первыми директорами антенны. Расстояние между первыми директорами и вибратором — наиболее критичный размер антенны.

Десятиэлементная антенна «волновой канал» с большой длиной несущей траверсы

Данная антенна имеет несколько уменьшенные расстояния между элементами по сравнению с антенной, рассмотренной выше, и поэтому имеет несколько меньшую длину. Эта антенна может рассматриваться как переходная от антенн «волновой канал» к антеннам «волновой канал» с большой длиной несущей траверсы. Длина антенны равна 1,6λ, а коэффициент усиления 12,5 дб
.

Приведенные размеры справедливы в том случае, когда в качестве несущей траверсы используется металлическая трубка диаметром 20 мм
. Эта антенна, так же как и девятиэлементная антенна «волновой канал», может согласоваться с линией передачи с помощью Т-образной схемы согласования. На рис. 10-38, однако, изображен шлейфовый вибратор с различными диаметрами проводников, повышающий входное сопротивление антенны в достаточной степени, чтобы можно было непосредственно подключать к антенне лиции передачи с волновым сопротивлением 240 ом
. Точное согласование достигается путем перемещения первых директоров антенны.

Антенна «волновой канал» с длиной 3,5λ позволяет получать коэффициент усиления около 16 дб
, что соответствует 40-кратному усилению по мощности при одинаковых линейных размерах всех директоров. Размеры этой антенны приведены ниже.

Тринадцатиэлементная антенна с большой длиной несущей траверсы и одинаковыми директорами

Длина антенны 3,5λ, директоры имеют одинаковые размеры, а коэффициент усиления равен 16 дб
. Для резонансных частот 144, 145 и 146 Мгц
длины рефлекторов соответственно равны 1 041, 1 035 и 1 027 мм
, длины директоров (одинаковы для всех) — 935, 927, 919 мм
. Диаметр всех пассивных элементов ≤ 3 мм
. Несущая траверса антенны — трубка диаметром 32 мм
, длина ее 7,20 м
. Вид излучателя: шлейфовый вибратор с различными диаметрами проводников (см. конструкцию десятиэлементной антенны на рис. 10-38). Размеры шлейфового вибратора: толстый проводник — диаметр 12 мм
, длина 978 мм
; тонкий проводник — диаметр 3 мм
, расстояние между обоими элементами 25 мм
. Расстояния между пассивными элементами: вибратор — рефлектор — 483 мм
; вибратор — 1-й директор — 178 мм
; 1-й директор — 2-й директор — 190 мм
; 2-й — 3-й — 190 мм
; 3-й — 4-й — 406 мм
; 4-й — 5-й — 813 мм
; расстояния между всеми остальными директорами равно 813 мм
.

Сопротивление в точке питания приблизительно 240 ом.
Точное согласование антенны с линией передачи производится с помощью изменения расстояний между первыми директорами и вибратором. Излучатель может быть изготовлен также в виде прямолинейного вибратора длиной 990 мм
с Т-образной схемой согласования.

Тринадцатиэлементная антенна «волновой канал» с большой длиной несущей траверсы и постепенно уменьшающимися длинами директоров

Длина антенны 3,5λ, резонансная частота 145,5 Мгц
, коэффициент усиления 16 дб
.

Диаметр несущего элемента антенны длиной 7,2 м
равен 35 мм
,излучатель — прямолинейный вибратор с Т-образной схемой согласования. Антенна может работать в диапазоне 144-146 Мгц
с допустимыми значениями КСВ. Получение минимального значения КСВ достигается путем регулировки размеров Т-образной схемы согласования.

Длины элементов (в мм
): рефлектор — 1044,5; вибратор — 993,0; 1-й директор — 950,0; 2-й — 946,0; 3-й — 943,0; 4-й — 936,5; 5-й — 930,5; 6-й — 924,0; 7-й — 918,0; 8-й — 911,0; 9-й — 905,0; 10-й — 898,5; 11-й — 892,0.

Расстояния между элементами (мм
): вибратор — рефлектор — 508; вибратор — 1-й директор — 178; 1-й директор — 2-й директор — 190; 2-й директор — 3-й директор — 191; 3-й директор — 4-й директор — 406 мм
; 4-й директор — 5-й директор — 813 мм
; расстояние между всеми прочими директорами 813 мм
.

Антенна для диапазона 2 м
имеет длину почти 10 м
и коэффициент усиления, равный приблизительно 17,5 дб
(56-кратное усиление по мощности). Размеры этой антенны приведены ниже.

Пятнадцатиэлементная антенна для диапазона 2 м

Длина антенны 4,5λ, коэффициент усиления 17,5 дб
. Длины элементов (мм
):рефлектор — 1029,0; 1-й директор — 940,0 мм;
2-й — 936,5 мм
; 3-й — 924,0 мм
; 4-й — 917,5 мм
; 5-й — 911,0 мм
; 6-й — 905,0 мм
;7-й — 898,5 мм
; 8-й — 892,0 мм
; 9-й — 886,0 мм
; 10-й — 880,0 мм
;11-й — 873,0 мм
; 12-й — 867,0 мм
и 13-й директор — 854,0; вид излучателя — шлейфовый вибратор с различными диаметрами проводников. Размеры вибратора; проводник с большим диаметром — диаметр 12 мм
, длина 984 мм
; тонкий проводник, разорванный посередине, имеет диаметр 3 мм
, расстояние между элементами 25 мм
. Расстояния между элементами (мм
): вибратор — рефлектор — 438; вибратор — 1-й директор — 178; 1-й директор — 2-й директор — 292; 2-й — 3-й — 560; 3-й — 4-й — 813; расстояния между всеми остальными директорами 813 мм
. Диаметр проводов всех пассивных элементов — не больше 3 мм
.Несущая траверса антенны: металлическая трубка диаметром 38- 40 мм
, длиной 9,75 м
.

Точное согласование может быть достигнуто за счет перемещения первых директоров относительно вибратора.

Двадцатичетырехэлементная антенна «волновой канал» подвесной конструкции (DJ4OB)

Конструкция такой антенны, имеющей длину 16 м
, и коэффициент усиления больше чем 17 дб
была предложена радиолюбителем DJ
4OB
. Элементы антенны крепятся, как показано на рис. 10-39, на двух перлоновых канатиках диаметром 1,5 мм
, имеющих длину 16 м
каждый и расположенных на расстоянии 400 мм
друг от друга. Перлоновые канатики крепятся к деревянным планкам, которые подвешиваются на несущих мачтах.

Все директоры и рефлектор антенны изготовляются из легких металлических трубок или прутков диаметром 3 мм
и крепятся к канатикам с помощью коротких отрезков провода или перлоновыми нитками. Можно также просверлить в трубках отверстия диаметром 1,8 мм
в соответствующих местах и продеть через них перлоновые канатики.

Излучатель представляет собой шлейфовый вибратор с толстым непрерывным проводником диаметром 8 мм
и длиной 998 мм
(медная или алюминиевая трубка). На расстоянии 60 мм
от него располагается нижний тонкий, разорванный посередине элемент шлейфового вибратора, изготовленный из проводника диаметром 2 мм
. Сопротивление такого шлейфового диполя в 6,3 раза больше, чем входное сопротивление полуволнового вибратора (см. рис. 1-15) и равно 240 ом
. Следовательно, в случае использования полуволнового вибратора входное сопротивление антенны будет 38 ом
.

Все прочие размеры конструкции антенны могут быть определены из рис. 10-39. Антенна крепится между двумя мачтами, причем мачта, расположенная в направлении основного излучения, должна по возможности быть изготовлена из дерева. Если местные условия не позволяют укрепить такую антенну, то можно удалить несколько директоров, незначительно уменьшая тем самым коэффициент усиления антенны. При этом входное сопротивление антенны обычно увеличивается также незначительно и требуется только небольшое изменение расстояния между директорами.

Такая антенна с увеличенной длиной антенного полотна в основном применима в качестве антенны с большим коэффициентом усиления для проведения связей в диапазоне 2 м
только в одном направлении. Она обладает очень узкой полосой пропускания и острой диаграммой направленности.

Различные расстояния между элементами антенны были определены радиолюбителем DJ
4OВ
в ходе длительного эксперимента, целью которого было получение максимального излучения в основном направлении. При конструировании антенны рекомендуется несколько изменять расстояния между элементами, одновременно осуществляя контроль по индикатору напряженности поля.

4.3. АНТЕННЫ «ВОЛНОВОЙ КАНАЛ»

Антенны типа «Волновой канал» получили широкое распространение в различных профессиональных устройствах радиосвязи и радиолокации. Большинство телевизионных коллективных и индивидуальных антенн

промышленного изготовления также являются антеннами типа «Волновой канал». Это связано с тем, что такие антенны достаточно компактны и обеспечивают получение большого коэффициента усиления при сравнительно небольших габаритах. Иногда антенну «Волновой канал», особенно в зарубежной литературе, называют антенной Уда — Яги по имени впервые описавших ее японских изобретателей.

Антенна «Волновой канал» представляет собой набор элементов:

активного — вибратора и пассивных — рефлектора и нескольких директоров, установленных на одной общей стреле.

Принцип действия антенны в следующем. Вибратор определенной длины, находящийся в электромагнитном поле сигнала, резонирует на частоте сигнала, и в нем наводится ЭДС. В каждом из пассивных элементов также наводится ЭДС, и они переизлучают вторичные электромагнитные поля. Эти вторичные поля, в свою очередь, наводят дополнительные ЭДС в вибраторе. Размеры пассивных элементов и их расстояния от вибратора должны быть выбраны такими, чтобы дополнительные ЭДС, наведенные в вибраторе вторичными полями, были в фазе с основной ЭДС, наведенной в нем первичным полем. Тогда все ЭДС будут складываться арифметически, обеспечив увеличение эффективности антенны по сравнению с одиночным вибратором. Для этого рефлектор делается немного длиннее вибратора, а директоры — короче.

Симметричное расположение элементов антенны относительно направления на передатчик создает условия для сложения наведенных ЭДС в вибраторе только для сигнала, приходящего с главного направления. Сигналы, приходящие под углом к главному направлению, создают в вибраторе ЭДС, сдвинутые по фазе относительно основного, и поэтому складываются алгебраически так, как складываются векторы. Их векторная сумма получается меньше арифметической. Сигнал же, приходящий с заднего направления, создает в вибраторе наведенные ЭДС, противофазные основной, и они вычитаются. Таким образом, обеспечивается направленное свойство антенны, формируется узкая диаграмма ее направленности, что соответствует увеличению коэффициента усиления.

Элементы антенн «Волновой канал», которые будут рассмотрены ниже, расположены в пространстве горизонтально, и такие антенны используют для приема сигналов с горизонтальной поляризацией, когда вектор напряженности электрического поля Е также горизонтален. Для приема сигналов с вертикальной поляризацией антенна должна быть повернута на 90° так, чтобы ее элементы стали вертикальными.

В связи с тем, что элементы антенны расположены в разных точках пространства, фазы наведенных в них первичным полем ЭДС будут зависеть от координат каждого элемента и их размеров, так как от длины элемента зависит его резонансная частота, а фаза наведенной ЭДС зависит от настройки элемента. Нужно также учесть, что телевизионный сигнал занимает сравнительно широкую полосу частотного спектра, и свойства антенны должны быть хотя бы примерно одинаковыми для всей полосы частот принятого сигнала. Наконец, для хорошего согласования антенны с фидером ее входное сопротивление должно иметь чисто активный характер. Отсюда становится ясно, насколько сложно проектирование антенн типа «Волновой канал», особенно при большом количестве элементов антенны.

В настоящее время разработано множество вариантов таких антенн с разным числом директоров различных размеров и с различным расстоянием между ними. Процесс проектирования многозлементной антенны типа «Волновой канал» вообще не однозначен. Перед проектировщиком, могут быть поставлены разные задачи: либо добиться максимального коэффициента усиления антенны, либо — максимального коэффициента защитного действия, либо — наименьшей неравномерности коэффициента усиления в полосе принимаемых частот, либо — минимального уровня боковых лепестков диаграммы направленности или другие факторы. Кроме того, в процессе проектирования некоторыми размерами антенны приходится задаваться, а остальные получать в результате расчета. Этим объясняется то, что в разных источниках литературы приводятся различные размеры элементов антенн при одинаковом их числе. К сожалению, в литературе при описаниях антенн отсутствуют сведения о том, какие исходные данные были положены в основу проектирования данной конкретной антенны. Следует также учесть, что большинство вариантов многозлементных антенн «Волновой канал» подобрано экспериментальным путем, что сильно осложняет возможности повторяемости таких конструкций.

Антенну следует настраивать изменением длины каждого элемента и расстояний между ними при контроле формы диаграммы направленности, значения и характера входного сопротивления антенны. Настройка требует специальных полигонных условий, исключающих влияние местных предметов, и специальных приборов: генератора метрового или дециметрового диапазона волн достаточно большой мощности, индикатора напряженности поля, измерителя полных сопротивлений антенн. Не всегда в процессе настройки удается одновременно добиться того, чтобы входное сопротивление антенны было чисто активным и имело нужное значение.

Приходится мириться с полученным значением входного сопротивления антенны при его чисто активном характере. Но при этом кроме настройки антенны приходится также дополнительно осуществлять настройку ее согласования с фидером. Многоэлементные антенны «Волновой канал», используемые в профессиональной аппаратуре, подлежат обязательной индивидуальной настройке на заводе, а в состав аппаратуры входит устройство, позволяющее корректировать согласование антенны с фидером в процессе эксплуатации.

Радиолюбители, занимающиеся постройкой многоэлементных антенн типа «Волновой канал», конечно, не имеют возможности выполнить даже приблизительную настройку антенны, а большинство из них полагает, что антенна, изготовленная точно по чертежам, должна обеспечивать нормальную работу. К сожалению, дело обстоит совсем наоборот. Чем больше элементов содержит антенна, тем сложнее ее настройка и, с другой стороны, тем хуже оказываются фактические характеристики ненастроенной антенны. В первую очередь при расстройке антенны страдает ее диаграмма направленности. Она становится асимметричной, максимум ее главного лепестка отклоняется от оси антенны, расширяются боковые и задний лепестки. В связи с тем, что ухудшается соотношение между площадью главного лепестка и площадью остальных лепестков, падает коэффициент усиления антенны. Входное сопротивление антенны приобретает значительную реактивную составляющую, а его активная составляющая сильно отличается от номинального значения, которое она должна иметь по паспорту. В результате сильно нарушается согласование антенны с фидером. Это приводит к тому, что значительная часть энергии сигнала, принятого антенной, отражается от фидера и излучается обратно в пространство, не поступая на вход телевизионного приемника. Таким образом, резко ухудшаются все без исключения характеристики антенны, подобно тому, как радиоприемник с расстроенными контурами не обладает ни нужной чувствительностью, ни нужной избирательностью. Порой такой приемник вообще не способен принимать радиосигналы. Всем этим объясняются частые разочарования радиолюбителей, которые, построив и установив сложную многоэлементную антенну типа «Волновой канал», сталкиваются с тем, что не получают ожидаемых результатов.

Практика показывает, что антенна «Волновой канал» не нуждается в настройке и обеспечивает получение паспортных характеристик, если она содержит не более трех элементов: вибратор, рефлектор и только один директор. Коэффициент усиления такой антенны составляет 6 дБ, что вполне достаточно для ее использования в зоне ближнего приема. Если же такого коэффициента усиления окажется недостаточно, радиолюбителям не рекомендуется заниматься постройкой многоэлементных антенн типа «Волновой канал», а следует отдать предпочтение антеннам других типов, которые могут обеспечить получение больших коэффициентов усиления и не нуждаются в настройке.

Следует отметить еще одну неприятность, связанную с использованием многоэлементных антенн типа «Волновой канал». Обычно эти антенны содержат петлевой вибратор Пистолькорса. Сам петлевой вибратор имеет входное сопротивление около 300 Ом и хорошо согласуется с фидером из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом путем применения полуволновой петли. Петля уменьшает входное сопротивление в 4 раза, с 300 до 75 Ом, и обеспечивает симметрирование. При добавлении к петлевому вибратору пассивных элементов входное сопротивление антенны в значительной мере уменьшается. Так, входное сопротивление пятиэлементной антенны в зависимости от ее размеров может находиться в пределах 40…120 Ом. Будучи дополнительно уменьшенным в 4 раза полуволновой петлей, оно падает до 10… 30 Ом, что приводит к резкому рассогласованию антенны с фидером. За счет отражения значительной части энергии принятого сигнала и ее излучения обратно в пространство значительно уменьшается коэффициент усиления антенны. В условиях высокого уровня напряженности поля на небольшом расстоянии от передатчика такая потеря усиления антенной не опасна: главной задачей остается защита от помех за счет узкой диаграммы направленности. Однако если многоэлементную антенну устанавливали из-за того, что более простая антенна оказалась недостаточно эффективной, такое решение оказывается ошибочным. Дело осложняется тем, что в литературе при описании многоэлементных антенн «Волновой канал» не указываются значения их входного сопротивления, так как оно очень сильно зависит от настройки антенны. Измерить же входное сопротивление антенны в любительских условиях достаточно трудно, а не зная его, невозможно правильно выбрать схему согласующего устройства.

Двухэлементные антенны «Волновой канал» применяют редко, так как их характеристики ненамного лучше характеристик одиночного вибратора. Поэтому рассмотрим трехэлементную антенну, которая показана на рис. 4. 3.

Рис. 4. 3. Трехэлементная антенна «Волновой канал»

Элементы антенны выполнены из металлической трубки диаметром 12-20 мм. Мачта и стрела могут быть металлическими. При этом элементы антенны должны быть надежно электрически соединены со стрелой с помощью пайки или сварки. Если стрела выполняется из изоляционного материала, специально соединять между собой элементы антенны не нужно. Расположение элементов антенны соответствует горизонтальной поляризации сигнала. Если необходимо принимать сигнал с вертикальной поляризацией, антенна поворачивается так, чтобы ее элементы заняли вертикальное положение. Однако при этом верхняя часть мачты длиной, примерно равной длине рефлектора, должна быть выполнена из изоляционного материала. Подключение фидера производится с помощью полуволновой петли, как это показано на рис. 4. 2. Входное сопротивление антенны рекомендуемых размеров примерно составляет 150 Ом, поэтому имеется рассогласование антенны с фидером. Однако в условиях ближнего приема более важным является то, что суженная по сравнению с одиночным вибратором диаграмма направленности ослабляет прием помех с других направлений и отраженных сигналов.

Размеры антенны и длина петли в развернутом виде приведены в табл. 4. 3.

Таблица 4.
3 Размеры трехэлементной антенны «Волновой канал», мм

Коэффициент усиления трехэлементной антенны «Волновой канал» указанных размеров составляет 5, 1… 5, 6 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала на выходе антенны в 1, 8… 1, 9 раз по сравнению с одиночным полуволновым вибратором. Угол раствора главного лепестка диаграммы направленности по половинной мощности составляет 70°. Трехэлементная антенна, установленная на мачте высотой 15… 20 м, при равнинной местности может обеспечить нормальный прием телевизионных передач на расстоянии до 60 км от передатчика мощностью 5 кВт при высоте передающей антенны 200 м.

На рис. 4. 4 представлена пятиэлементная антенна «Волновой канал». От трехэлементной антенны она отличается двумя дополнительными директо-

Рис. 4. 4. Пятиэлементная антенна «Волновой канал»

рами и размерами элементов. В связи с пониженным входным сопротивлением антенны, которое из-за неизбежной расстройки даже приблизительно указать невозможно, фидер к антенне следует подключать с помощью четвертьволнового короткозамкнутого шлейфа, показанного, на рис. 4. 1. Размеры этой антенны приведены в табл. 4. 4.

Таблица 4. 4 Размеры пятиэлементной антенны «Волновой канал», мм

Коэффициент усиления пятиэлементной антенны при условии ее точной настройки для указанных размеров составляет примерно 8, 6… 8, 9 дБ, что соответствует увеличению сигнала на выходе антенны в 2, 7… 2, 8 раз по сравнению с одиночным полуволновым вибратором. Угол раствора диаграммы направленности по половинной мощности составляет 50°. Если антенна не настраивалась, ее параметры могут оказаться хуже, чем у трехэлементной антенны.

Помимо пятиэлементных разработаны и в некоторых литературных источниках публикуются размеры семиэлементных, одиннадцатиэлементных антенн «Волновой канал», а также с еще большим числом элементов. Такие антенны здесь не рассматриваются по следующим причинам. Как уже отмечалось, без тщательной настройки такие антенны, даже выполненные точно по чертежам, обладают плохими характеристиками. Кроме того, с увеличением числа элементов сужается полоса пропускания антенны. Так, полоса пропускания семиэлементной антенны типа «Волновой канал» составляет примерно 5 % частоты, на которую она настроена. Поэтому при приеме сигнала по первому частотному каналу (средняя частота 52, 9 МГц) полоса пропускания антенны составит всего 2, 65 МГц, т. е. значительно меньше полосы частот, занимаемой спектром телевизионного сигнала, которая примерно равна 7 МГц. Даже на пятом канале полоса пропускания этой антенны оказывается недостаточной. А если в диапазоне 6-12-го каналов или в дециметровом диапазоне полоса пропускания многоэлементной антенны оказывается достаточно широкой, из-за неизбежной расстройки такие самодельные антенны оказываются бесперспективными. Наконец, в условиях ближнего приема нет никакой необходимости в установке таких сложных антенн.

Что касается дальней части зоны прямой видимости или зоны полутени, то там необходимо использовать антенны с повышенным или большим

коэффициентом усиления, который расстроенная антенна обеспечить не может, и для получения такого коэффициента усиления приходится использовать синфазное соединение нескольких сравнительно простых антенн, которые не нуждаются в настройке и хорошо согласуются с фидером.

Однажды царь объявил, что он отдаст дочку и полцарства впридачу тому, кто для него лучший туалет построит. Вызвались строить русский, немец и поляк. Немец построил туалет солидный, по последнему слову техники. Зашёл в него царь, показали ему, как чем пользоваться, но не запомнил, перепутал всё и вышел недовольный. Зашёл он тогда в туалет, что ему поляк построил — туалет был с немыслимыми дизайнерскими решениями, картинами и т.п., но холодно и неуютно было старому царю в туалете, и он вышел из него опять недовольный. Наконец смотрит — стоит на зелёном пригорке сортир, который русский ему построил, — из досок кое-как сколоченный. Ветер подул — дверь сама отворилась. «Автоматика», — восхищается царь. Вошёл он, взгромоздился над дырой, а штаны его за гвоздь зацепились, сами упали. «Кибернетика», — шепчет царь, обалдевая всё больше. Справил царь нужду, вышел из сортира, а тут ветер подул, а сортир взял и развалился. «Да он ещё и складной», — царь вконец обалдел от восторга и отдал русскому свою дочь и полцарства.

Так как постройка антенны из отсюда вызвала затруднения (по времени), была собрана более простая антенна, разработка RZ9CJ. Кучу всевозможных вариаций его антенн можно посмотреть тут. В статье речь пойдет о двухдиапазонной (144-146/430-440МГц) антенне, элементы которой выполнены из алюминиевой трубки диаметром 8 мм и монтируются на общую траверсу — три элемента диапазона 144-146 МГц и 5 элементов диапазона 430-440 МГц; вибратор применен разрезной. Чертеж антенны приведен ниже

Итак, идем в магазин. Нам понадобится две алюминиевые трубки D8 длиной по 2 метра и одна трубка длиной 1 метр (либо одна двухметровая и три метровые); в качестве бума используем алюминиевую трубу D16 длиной 1 метр. Для того, чтобы выполнить условия «диэлектрической» траверсы и не применять бум-коррекцию, будем использовать крепления для водопроводных труб ПВХ соответствующего диаметра. Их высота как раз позволяет разместить элементы над траверсой на расстоянии половины ее диаметра (8 мм и выше).

Элемент крепится по центру одним винтом. Для того, чтобы элементы не вертелись относительно крепления, в площадке крепления напильником пропиливается продольная канавка глубиной миллиметра 2-3, на глаз. Далее ставим элемент, закрепляем винтом, центрируем, затягиваем. Образец ниже.

Вибратор состоит из двух половинок, зазор между половинками 5-6 мм, но не менее половины диаметра кабеля, рассчитан под волновое сопротивление 50 Ом. Длина вибратора по описанию, расстояние между половинками входит в эту длину. То есть при моем расстоянии в 6 мм длина каждой половинки будет ( 974 — 6 ) / 2 = 484 мм. Половинки скреплены деревянной палочкой D6 от мороженного (что нашлось), не самый лучший вариант конечно. Для фиксации палочки и подключения кабеля в половинках вибратора сверлятся отверстия как можно ближе друг к другу, и ставятся винты с лепестками. Кабель подключать самым кратчайшим путем непосредственно к концам вибратора (на фото не совсем правильное подключение, но для первой версии антенны пойдет). Место подключения вибратора запихано в распредкоробку для проводки, конструкция конечно может отличаться — например, можно закрепить вибратор на пластине из оргстекла или текстолита.

Далее размечаем бум, устанавливаем элементы, размещаем их в одной плоскости.

«Да он еще и складной,» то есть, можно работать с этой антенной в поле или на даче, та хде уходно. Собирается за минуту, настройки не требует. При стационарном использовании необходимо закрепить элементы, чтобы они не крутились на траверсе.

Полученный результат.  Испытания проходили в городе Суровикино Волгоградской области, в квадрате LN18JO. Принималась телеметрия (на слух) со спутника DO-64 в диапазоне 2 м с силой сигнала где-то 5-6 баллов, элевация у спутника была градусов 45. Далее коллега из станицы Обливская, которая находится в 25 километрах  от Суровикино, сообщает, что принимает меня на 145,500 МГц  59+60 дБ (дальше шкала у S-метра на трансивере кончилась просто), при моей выходной мощности 5 Ватт; для сравнения: при работе на коллинеар Comet GP3M с той же мощностью дает оценку ровно 9 баллов. Далее без труда открывается и принимается на слух 8 баллов репитер RR6MA из Морозовска, тот же коллега дает хороший рапорт при работе через репитер, выходная мощность та же; для сравнения: при работе на вертикал репитер открывается через раз, дальше объяснять, думаю, не надо. На 430 антенна не испытывалась, пробовал принимать всякие сигналы из космоса, но неудачно; есть подозрения, что на 430 она вообще не работает, но это только подозрения. Подозрения развеялись после проведения QSO в диапазоне 70 см; работу антенны в этом диапазоне оцениваю как удовлетворительную. КСВ не мерялось, просто потому что пока нечем…

Ниже фотки в естественной среде обитания. Качество оставляет желать лучшего — снималось на мобильный.

Пы. Сы: Розовый заяц с бурым медведем антенной остались довольны.

Петля из антенного кабеля

Простейшей из самодельных телеантенн является петлевая. Для ее изготовления не нужно ничего, кроме самого кабеля (желательно с медным сердечником), ножа, плоскогубцев и F-штекера, который нужен, чтобы подключиться к телевизору.

Если же вкратце, то она делается так:

1. Возьмите отрезок коаксиального кабеля (лучше всего имеющего медный центральный провод) длиной около полутора метров.
2. На одном его конце снимается изоляция с центральной жилы и экрана.
3. Через 22 см обнажается центральная жила.
4. Еще через 22 см снимается изоляция с экрана.
5. В последнем разрезе центральная жила и обнаженная оплетка обматываются вокруг экранирующей оболочки так, чтобы сформировалось кольцо.
6. На другой конец кабеля надевается штекер .

• Простота изготовления. Зная, где надрезать и что замыкать, изготовить ее можно за 5 минут.

• Годится в качестве комнатной в условиях мощного сигнала, но не более. Подключать усилитель к ней бессмысленно, хотя некоторые и пытаются (в частности, производители фабричных кольцевых рамочных телеантенн, построенных на этом же принципе).

Петлю можно усовершенствовать, использовав вместо кольца спираль из кабеля заранее рассчитанного радиуса, улучшив качество сборки (заодно и уменьшив потери), рассчитав согласование. Однако единственным преимуществом этого типа является то, что оно самое примитивное. Проще только ловить на зачищенный коаксиальный кабель или кусок проволоки, вставленный в центральное гнездо антенного штекера на телевизоре.

Из пивных банок

Чуть сложнее антенна, собранная из пустых банок из-под пива или других напитков. Она достаточно эффективна (алюминий, из которого они изготавливаются, – отличный проводник), но требует тщательно вымерять расстояние между баночными вибраторами, а также соединять их в правильной последовательности.

В общих чертах процесс этот выглядит так:

1. Берется четное количество банок (минимум две, максимум – насколько хватит желания; чем больше, тем мощнее).
2. В банках с помощью дрели сверлятся отверстия для пропуска проволоки (лучше – медной или алюминиевой), которая будет соединять их между собой. Можно и не сверлить, воспользовавшись саморезами, которые будут крепить вибраторы на деревянном или пластиковом кронштейне (например, популярен вариант, когда банки крепятся на деревянной или пластиковой вешалке). В таком случае проводник можно зажать саморезом, который выступит в роли контакта.
3. Банки подключаются по строгой схеме.
4. В месте соединения двух концов проволоки подключается кабель (например, с помощью штатного крепежного устройства от старой антенны, пайки и пр.).

• Простота сборки. Все материалы можно найти буквально под ногами, за исключением коаксиального кабеля и крепежа.
• Эффективность. Если позволит рельеф местности, с нее можно ловить телесигнал с расстояния до 50 км.

• Чтобы в полной мере использовать мощность приемного устройства, нужен довольно точный расчет размеров вибраторов. Впрочем, это беда всех самоделок.
• Большая парусность в уличном варианте. Пустые и легкие вибраторы будут под действием ветра поворачиваться, если их качественно не закрепить.

«Бабочка»

«Бабочкой» называют относительно простую, но эффективную коротковолновую антенну для приема цифрового телевидения за ее специфическую форму: проводники-вибраторы отходят от крепежной оси веером, точно крылья реального насекомого.

Для изготовления потребуется :

• тонкая дощечка или фанера размером примерно 550 на 70 мм и толщиной около 5 мм;
• около 4 м медного или, что хуже, алюминиевого провода сечением в 4–6 мм;
• саморезы;
• отвертка или шуруповерт;
• нож для зачистки;
• паяльник с припоем и флюс-пастой;
• линейка для разметки;
• кусачки или плоскогубцы;
• карандаш для разметки дощечки;
• штекер на 75 Ом;
• F-разъемы для подключения.

Изготовление выглядит так :

1. Рассчитываются размеры вибраторов и расстояние между ними. В среднем можно считать длиной 37,5 см.
2. Нарезаются провода в соответствии с рассчитанными размерами. Потребуется восемь проводников.
3. Середина каждого проводника зачищается на 2 см.
4. Каждый провод сгибается дугой так, чтобы между концами было не менее 7,5 мм. Вместо двух проводов можно использовать лист металла, вырезанный в форме треугольника, тогда эта антенна будет ближе к конструкции, запатентованной в 1938 году под именем Butterfly dipole.
5. Отрезаются два провода длиной около 43 см. Они зачищаются в тех местах, где будут крепиться к доске.
6. Все проволоки соединяются между собой по схеме подключений.
7. Выходы антенны впаиваются в штекер.
8. К штекеру подключается провод-переходник на 75 Ом.
9. К переходнику подключается кабель.
10. Антенна настраивается на прием и крепится в подходящем положении.

• простота в изготовлении;
• эффективность.

• сравнительно невысокий коэффициент усиления.

Тройной квадрат

Тройной квадрат, он же антенна Сотникова (нестандартным радиоприборам принято давать название по имени изобретателя или популяризатора), состоит из трех квадратных рамок переменного периметра:

• директора;
• вибратора – именно с него снимается принятый сигнал;
• рефлектора.

Эта антенна – развитие принципов, заложенных в конструкции волнового канала, однако она гораздо проще в изготовлении. Внешне выглядит как три постепенно уменьшающихся в размерах квадрата, закрепленных на общих поперечинах так, чтобы их ось смотрела в направлении источника сигнала.

Если коротко, то собирается она из стальной или медной проволоки следующим образом:

1. Выгибаются три основных квадрата и перемычки между ними. При необходимости можно сразу выгнуть весь зигзаг в сборе по прилагаемому чертежу.
2. Стыки спаиваются между собой.
3. В расщеп вибратора (там, где проволока соединяется концами) впаивается зачищенный конец коаксиального кабеля на 75 Ом.

• Высокая чувствительность. Это неплохое устройство дальнего действия для приема слабого сигнала с большого расстояния.
• Технологичность. Если изгибать ее из единого куска проволоки, то пайка понадобится лишь для подсоединения кабеля и стыков.
• Есть возможность подключения усилителя, превращающего конструкцию в активную антенну, идеальную для дачи или загородного дома.

• Не самая удачная диаграмма направленности. Даже небольшой изгиб проволоки приводит к тому, что начинаются потери в мощности принятого сигнала.
• Крайняя узконаправленность. Тройной квадрат охватывает не более 10 каналов по старой разметке, поэтому при сильном расхождении мультиплексов по частоте придется либо делать две антенны (и решать проблемы согласования), либо жертвовать чувствительностью.
• Чтобы получить все плюсы от дальнобойности этой антенны, нужен точный расчет (в идеале – до миллиметра).

Антенна Харченко

Антенна Харченко (она же «биквадрат» или «Z-антенна») – простой, но технологичный приемник радиоволн, популярный в свое время не только у любителей-коротковолновиков, но и у обычных пользователей, которые смотрели аналоговое телевидение в метровом диапазоне. Дело в том, что эта конструкция одинаково эффективно принимает как ДМВ, так и МВ, если изготовлена в соответствующих размерах.

Внешне похожа на два квадрата (отсюда ее второе название – «биквадрат»), состыкованных между собой разомкнутыми углами. Поскольку прием осуществляется соединенными воедино вибраторами (у которых реально работает лишь каждая четверть), эта же конструкция часто в популярной литературе именуется Z-антенной.

Изготавливается она так:

1. По заранее рассчитанному контуру изгибается толстая стальная, алюминиевая или медная проволока.
2. Готовая конструкция крепится на каркас. Простейший его вариант – это длинная деревянная планка и две короткие поперечины (по длине диагоналей обоих квадратов).
3. Подключается антенный кабель. Он монтируется в центре, где стыкуются концы Z-образных вибраторов, а затем аккуратно фиксируется на нижнем зигзаге антенны. Эта мера обеспечивает хоть минимальное, но согласование сигналов.

• Технологичность. Ее легко изготовить из цельного куска провода и нескольких крепежных элементов.
• Эффективность. Антенна Харченко принимает вещание надежнее, чем почти любой другой самодельный приемник.

• Нужно учитывать поляризацию сигнала и соответствующим образом ориентировать антенну (длинной осью вертикально или горизонтально). При ошибке эффективность снизится в разы.
• Наилучшие показатели антенна Харченко обеспечивает только с рефлектором, который одновременно и отражает волны на вибраторы, усиливая сигнал, и препятствует приему паразитных волн с противоположного направления. Однако габариты и материал рефлектора надо рассчитывать отдельно.

Логопериодическая

Наконец, самостоятельно можно сделать домашнюю антенну по классической логопериодической схеме.

Главная особенности конструкции:

• вибраторы переменной длинны крепятся на общей оси;
• длина рабочих элементов не должна выходить за пределы, необходимые для ДМВ-диапазона, но при этом изменение их величины подчиняется логарифмическому закону;
• расположение вибраторов зависит от периода волн, на прием которых рассчитано это устройство. От этого и идет его название.

Здесь лишь напомним ключевые моменты:

1. Берутся две толстые трубки в качестве осей для вибраторов и некоторое количество принимающих элементов – сплошных, из толстой проволоки, или же полых, из тонких трубок. Разницы особой нет: на частотах, где работает цифровое телевидение, ток все равно в основном бежит по поверхности проводника. Вместо толстых трубок для осей можно использовать пластинки фольгированного текстолита.
2. Рассчитывается размер стержней и вибраторов, а также расстояние между ними.
3. Монтируются отдельно левый и правый каналы приема на соответствующих стержнях.
4. Стержни соединяются перемычкой.
5. Подключается коаксиальный кабель.
6. Второй конец фидера уходит к приставке или антенному гнезду цифрового телевизора.

• Очень широкий диапазон – примерно в 10 раз больше, чем у других ДМВ-устройств.
• По коэффициенту усиления она эквивалентна волновому каналу из 3–4 элементов, но при этом антенна компактнее и технологичнее.
• Универсальность. Годится не только для телевидения, но и для мобильной связи, Wi-Fi и пр. Вопрос лишь в размерах элементов.

• Сложна в изготовлении. Требуется выдерживать как длину вибраторов, так и расстояние между ними.
• Расчет, в отличие от приведенных выше конструкций, проделать на листке бумаги очень трудно — требуется найти решение примерно полудюжины интегральных уравнений. Поэтому единственный вариант для домашнего мастера – это воспользоваться онлайн-калькулятором в приведенной выше статье.

Сегодня эфирное телевидение наиболее распространено среди пользователей. Оно работает путем улавливания излучения от вещателя на приемник. В силу ряда факторов антенна может выйти из строя, а установить новую в данный момент не представляется возможным.

В этом случае можно изготовить самодельную антенну для цифрового телевидения, которая будет принимать телевизионный сигнал не хуже заводских устройств. В данной статье будет рассмотрено изготовление разных типов антенн для цифрового ТВ своими руками под конкретные условия, для временного и постоянного использования.

Типы принимающих антенн

Телевизионная антенна — это диполярное устройство, которое может излучать и принимать сигнал в конкретном частотном диапазоне.

В UHF-диапазоне сегодня вещает телевидение цифрового стандарта DVB.

При этом частотный диапазон разделен между двумя форматами вещания ЦТВ:

1. Эфирное телевидение (DVB-T2) . Работает путем передачи сигнала от вещателя на приемник через наземные ретрансляторы. Излучение сигнала происходит на частотах 314 — 898 МГц.
2. Спутниковое телевидение (DVB-C2) . Транслируется на сверхвысоких частотах от 1 ГГц.

Из рассмотренных выше рабочих диапазонов можно сделать вывод, что для простой антенны цифрового телевидения есть предел минимальной и максимальной длины волны, которую она может принять. А значит, перед сборкой антенны своими руками для цифрового телевидения потребуется ее расчет.

Расчет

В зависимости от конструкции самому можно изготовить всеволновую антенну или с работой в конкретном частотном диапазоне. Между ними есть одна принципиальная разница — всеволновые устройства не способны принимать слабый сигнал, особенно заглушенный фоном более сильного излучения. Другие самодельные антенны не охватывают все частоты цифрового вещания.

Чтобы правильно сделать рабочую антенну для цифрового ТВ, к ее расчету нужно подходить ответственно еще по одной причине — на практике невозможно проверить качество приема цифрового сигнала.

Если при низком уровне сигнала аналоговое телевидение работает с помехами, но показывает, то в цифре никакого изображения нет и непонятно, в устройстве проблема или в другом (кабель, слабый сигнал на приеме). В этом случае опытно-конструкторские работы с уже включенной антенной не получатся.

Современные Smart телевизоры и ресиверы отображают уровень регистрируемого на приемнике сигнала, но большинство обычных цифровых устройств данную функцию не поддерживают. Самому сделать даже простую дециметровую антенну без расчета невозможно, если только она не всеволновая.

Правила расчета

Цифровое ТВ вещает с разных мультиплексов на разных частотах, что соответствует разной длине волны. Чтобы принимать качественный сигнал, излучаемая волна должна полностью «лечь» на активную область приемника.

Следовательно, расчет антенны для цифрового телевидения своими руками нужно выполнить по следующей схеме:

1. рассчитать для антенны длину волны DVB-T2 , излучаемой при вещании каждого мультиплекса;
2. выбрать волну наибольшей длины ;
3. вычислить полудлину поперечного сечения волны , т.к. она перпендикулярно проецируется на приемник.

Ниже будет рассмотрен порядок расчета активной области для цифровой антенны своими руками, а в качестве примера берется расчет частоты вещания в Москве.

Практический пример

Сегодня в Москве работают три пакета каналов эфирного ЦТВ:

• 1-й мультиплекс (32 ТВК, 546 МГц);
• 2-й мультиплекс (24 ТВК, 498 МГц);
• 3-й мультиплекс (34 ТВК, 578 МГц).

Расчет длины волны выполняется по формуле ƛ = 300/F, где F — частота в мегагерцах (МГц). В результате каждый мультиплекс отправляет волну:

• ƛ1 = 300/546 = 0.55 м;
• ƛ2 = 300/498 = 0.60 м;
• ƛ3 = 300/578 = 0.52 м.

Получается, ретрансляторы второго мультиплекса московского телевидения излучает волну наибольшей длины, которая в дальнейшем и будет использована для расчета.

Осталось дело за малым — рассчитать длину активной области будущего приемника, которая и будет принимать сигнал. Т.к. излучаемая волна имеет синусоидную форму, то ее поперечное сечение составит ½ длины, а полудлина — ¼. Итого получается 0.60/4 = 0.15 м = 15 см для телевидения в цифре.

Расположение и подключение

Когда произведены теоретические расчеты, осталось спланировать будущую конструкцию для сборки своими руками.

К планировке можно отнести два вопроса:

• расположение
• подключение .

Эти факторы взаимосвязаны и конфликтуют между собой:

• Можно изготовить домашнюю или уличную антенну своими руками . Последняя может быть простым однонаправленным приемником для телевидения, которому не мешают ослабляющие сигнал преграды (стены дома, иные строения).

Чтобы сделать антенну для цифрового телевидения своими руками, которая будет эффективно работать, потребуется искать компромисс между этими факторами.

В районе плотной застройки или малонаселенных районах с большим расстоянием от ретранслятора телевидения цифровую антенну придется выносить на улицу. В остальных случаях эффективно работает и комнатный приемник.

Небольшое число приемников еще ни на что не указывает (иногда для большей уверенности жильцы устанавливают их даже в условиях хорошего приема комнатными устройствами). Только если антенн много, и среди них есть коллективные, потребуется установка на крыше.

Изготовление

Когда расчет выполнен и выбран тип будущего приемника для эфирного телевидения, можно приступить к основным работам по сборке. Стоит отметить, что нельзя изготовить антенну цифрового ТВ DVB-T2 своими руками, конструкция которой подойдет на все случаи. Поэтому будут рассмотрены несколько типов самодельных устройств под конкретные задачи.

Из пивных банок

Важное достоинство такой антенны для телевидения— быстрое изготовление из подручных средств. На весь процесс уйдет не более 15 минут. Собрать такую антенну легко, но для эффективной работы потребуется поступление качественного сигнала и отсутствие преград. Она подойдет жителям небольших городов и пригородных районов.

Для сборки потребуются следующие детали и инструменты:

• 2 пивные банки;
• болты и саморезы с отверткой;
• 2 деревянные палки;
• кусок медной проволоки;
• изолента или скотч;
• антенный штекер и кабель.

Для устройства требуется каркас Т-образной формы или в виде креста. Он изготовляется из дерева.

После” идет основной процесс изготовления по следующей схеме:

• На середине донышек банок сделать отверстие под болты . Можно использовать ножницы или саморез.
• Снять с кабеля изоляционное покрытие на длину в три банки + 20 см . внешний контур не трогается.
• Расположить банки параллельно горлышками друг к другу и через одно отверстие протянуть кабель до другого . На конце его нужно закрепить саморезом или болтом.
• Выходящий с отверстия кабель и его оголенную область между банками закрепить проволокой . Место соединения обязательно, иначе будет сильная шумность в кабеле и изображение на экран не поступит.
• Банки зафиксировать одним мотком скотча или изоленты к горизонтальной планке каркаса.
• Присоединить штекер к кабелю .

Эфирная антенна из пивных банок уже собрана, осталось определить оптимальное расстояние между банками. Для этого нужно подключить штекер к антенне и двигать банки по планке (приближая и отдаляя их друг от друга) пока не будет пойман хороший сигнал. В большинстве случаев достаточно 6 — 7 см.

Когда будет найдено оптимальное расположение банок, их нужно прочно закрепить к контуру.

Для использования на улице рекомендуется обтянуть самодельную конструкцию для телевидения полиэтиленом или изготовить специальную рамку из пластика. В качестве крепежа лучше использовать крючок и повесить конструкцию. Если на выходе с отверстия остался оголенный кабель значительной длины, его нужно обмотать изолентой, оставив не более 2 см.

В виде восьмерки

Для цифрового ТВ популярна самодельная антенна «восьмерка», которую еще называют биквадратом или антенной Харченко. Внешне ее активная область представлена двойным ромбовидным квадратом. Такая самодельная конструкция успешно работает практически в любых условиях, за исключением сверхплотной застройки, т.к. не способна принимать отраженный сигнал.

Для «восьмерки» потребуется расчет по длине волны и каждая сторона квадрата должна соответствовать полудлине сечения волны, следовательно, его периметр равен длине самой волны. Для московского ЦТВ сторона и периметр будут составлять 15 и 60 см соответственно.

Материалом для изготовления антенны может быть медная 2—3 мм или алюминиевая проволока 5 — 6 мм. В общей сложности нужно изготовить два квадрата. От концов проволок нужно отрезать 2 см и соединить их между собой таким образом, чтобы в итоге получилась единая конструкция из двух квадратов с общим углом.

В качестве каркаса можно использовать балку. Приемник можно сразу закрепить без предварительного фиксирования, т.к. антенна изготовляется по расчету и практический эксперимент с сигналом не потребуется. Кабель необходимо припаять посередине к одной из точек соединения концов проволок.

Двойной-тройной квадрат

Антенна изготовляется с таким же расчетом, как и биквадратное устройство. Общая конструкция представлена несколькими квадратами одинаковых параметров, расположенными один за другим. В отличие от «восьмерки», она не способна принимать хороший сигнал от сильно удаленного ретранслятора телевидения.

Назначение двойного или тройного квадрата — принять сигнал в условиях сильного фона излучения. В районе сверхплотной застройки часто бывает, что вышка ЦТВ рядом, но кроме нее есть и другие станции разных частот, на фоне излучения которых дециметровая волна остается «в тени».

Двойной-тройной — это самодельная антенна для цифрового телевидения для приема волны конкретной длины, а многоуровневая конструкция антенны действует как усилитель.

Квадраты можно установить на любом бруске, а в качестве штатива (ножек) для вертикального крепежа можно использовать токопроводящий элемент большой толщины.

После сборки нескольких квадратов, их нужно зафиксировать и поэкспериментировать с расстоянием между собой, пока не будет пойман хороший сигнал, после чего закрепить.

Из картонной коробки

Если быть точнее, коробка служит исходным материалом для антенны цифрового телевидения своими руками. Из нее нужно вырезать два плоских прямоугольника 25х30 см.

Помимо нее потребуются следующие материалы и инструменты:

• пищевая или бытовая фольгированная бумага;
• клей (любой, можно использовать канцелярский);
• медная проволока ;
• пара болтов с гайками ;
• отвертка и скальпер (или бритвенное лезвие);
• телевизионный кабель со штекером.

Первым делом нужно вырезать из фольги два квадрата с периметром, аналогичным у картонных заготовок. Следом плотно приклеить их к картону. Остаточный материал клея удалить с фольги.

Готовые фольгированные квадраты и будут служить активной принимающей сигнал областью, нужно только подключить кабель. Для этого с помощью лезвия или скальпера, на углах смежных сторон квадратов, аккуратно вырезаются отверстия под болты.

Далее к одному отверстию проводится внутренний контур, к другому — внешний (он представлен в виде металлического кожуха). Контакты закрепляются болтами с гайкой.

Конструкция готова, но опять требуется определить оптимальное расстояние между квадратами. Для этого нужно подсоединить кабель к телевизору и раздвигать квадраты так, чтобы смежные стороны оставались параллельными.

После нахождения нужной дистанции закрепить квадраты к каркасу. В качестве крепежной области можно использовать смежные углы, которые противоположны месту контактов. Антенна, сделанная своими руками готова к использованию.

Бабочка

По конструкции она представляет ряд вертикально расположенных усиков и внешне напоминает польские (штыревые) заводские антенны цифрового телевидения. Разница лишь в отсутствии фазированной решетки, вместо которой будет использован каркас.

Для ее изготовления потребуются следующие материалы:

• деревянная палка ;
• транспортир и линейка ;
• алюминиевая проволока 5—6 мм (3 метра);
• 16 болтов с гайками или паяльник;
• саморезы или дрель;
• кусачки .

Все польские антенны цифрового телевидения — уличные, следовательно, данная конструкция также будет использоваться только для наружной установки. Усики большой длины будут уязвимы против сильного метра, поэтому медную проволоку 2—3 мм использовать не получится и практичнее только более толстый алюминиевый аналог.

Для справки: программы ЦТВ работают с 21 ТВК (физического канала телевидения), которому соответствует частота 314 МГц. Длина волны составит 300/474 =”” 0.633 м

64 см. Это максимальное значение, излучаемое ретрансляторами РТРС. Следовательно, длина активной область будет 16 см, а для всех «усиков» потребуется 256 см. поэтому проволоки 3 метра хватит. Палка будет служить в качестве каркаса, ее длина должна быть не менее 60 см. на нем нужно сделать разметку под «усики» следующим способом:

• отметить 4 точки на одинаковом друг от друга расстоянии 18 — 20 см;
• от каждой точки провести перпендикулярные к каркасу линии, но параллельные друг к другу;
• от прямых линий отмерить 4 смежных угла 30° (по два слева и справа) и поставить точки;
• провести линии от центральных до отмеченных точек под углом.

В итоге должна получиться такая же разметка, как показывает схема антенны на рисунке ниже. Линии под углом будут служить указателем для размещения «усиков».

Для московского региона полудлина поперечного сечения волны составляет 15 см.

Исходя из этого значения, будет рассмотрено два способа изготовления своими руками антенны в виде бабочки.

С помощью паяльника

При его использовании процесс значительно сокращается. К деревянной палке необходимо параллельно закрепить изделие из металла. Это могут быть 4 куска из стали (которые потом нужно соединить) или проволока. Токопроводящий элемент не должен закрывать деревянный каркас, чтобы была видна разметка.

Центральные точки на разметке — это места спайки усиков, а линии под углом — места их размещения. Нужно кусачками отрезать от проволоки 16 кусков для усиков самодельной антенны цифрового ТВ размером 15 см, и к каждой точке спаять по 4 «усика. Для надежности каждую группу усиков лучше обмотать изолентой.

С помощью болтов

Здесь не требуется к дереву дополнение из металла, и общая конструкция будет намного легче. Сама палка должна быть шириной 4 см и толщиной от 2 см.

Для начала нужно сделать «ямочки» под усики с помощью дрели или самореза, толщина которого будет как у них. Выполняются они с боковой части палки вглубь по направлению линии под углом на разметке. Затем требуется сделать сквозные отверстия, которые пройдут ямочки по касательной. Каркас готов.

В данном случае из проволоки отрезаются куски с запасом — по 17 см. готовые усики вставляются в ямочки на 2 см вглубь, после чего плотно фиксируются с помощью болта и гайки. По завершению обвить усики тонкой проволокой и соединить между собой.

В результате получается более надежная и практичная конструкция по сравнению с пайкой, но на ее сборку уйдет намного больше времени.

Из коаксиального кабеля

Иногда бывает ситуация, что антенна выходит в самый неожиданный момент и в ближайшее время начнется футбольный матч или важная премьера. В городе для сборки самодельного приемника легко найти инструменты, в крайнем случае, можно купить или попросить у соседа.

Когда же цифровая антенна ломается на даче или у бабушки в деревне, под рукой может не оказаться даже обычной отвертки, а про паяльник можно забыть. И в этой ситуации выручается довольно примитивная антенна из кабеля для цифрового ТВ со сборкой за 5 минут. Это самое простое приемное устройство, собираемое своими руками.

В качестве активной области используется сам телевизионный кабель, который спокойно принимает аналоговое и цифровое ТВ. Народное название такой антенны «Петля».

Сборка выполняется следующим путем:

• кабель отсоединяется от неисправного устройства приема цифрового телевидения;
• конец антенного провода зачищается от изоляции;
• отмеряется 40 см и на отрезке аккуратно снимается изоляция на 2 см (важно не повредить внешний контур);
• оголенная область и зачищенный от изоляции отрезок параллельно прикладываются друг к другу и прочно соединяются проволокой.

В результате получится круг из кабеля диаметром немногим более 15 см, который и будет служить приемником. Теперь посередине (с противоположной стороны от точки соединения) нужно отмерить 4 см и снять изоляцию. Устройство своими руками для цифрового телевидения из коаксиального кабеля готово.

У такого приемника будет высокая шумности из-за открытого конца кабеля, поэтому он не подойдет для постоянного использования. Программы аналогового телевидения всегда показывают с помехами, но качество изображения удовлетворительное.

Самодельная антенна видео

В качестве наглядного примера можно посмотреть это видео, на котором показан процесс сборки цифровой антенны своими руками, которая успешно принимает все каналы цифрового телевидения.

10.10. Антенны дециметровых волн

В диапазоне АМВ из-за уменьшения действующей длины приемной антенны при повышении частоты на входе антенны развивается меньшее напряжение, чем при тех же условиях в метровом диапазоне. Поэтому возникает необходимость устанавливать антенны с большим коэффициентом усиления. В антеннах типа «Волновой канал» это достигается при увеличении числа директоров, создании синфазных решеток из многоэлементных антенн (рис. 10.30). Так как размеры элементов антенн соседних каналов отличаются незначительно, обычно их приводят для группы каналов (табл. 10.20).

Т а б л и и а 10.20

13-элементная антенна типа «Волновой канал» состоит из трех рефлекторов, активного петлевого вибратора и 9 директоров. Расстояния между торцами петлевого вибратора А равняется 10. 20 мм. Диаметр вибраторов антенны — 4. 8 мм. Коэффициент усиления антенны равен 11,5 дБ, угол раствора основного лепестка диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях 40°.

19-элементная антенна типа Волновой канал для диапазона ДМВ (рис. 10.31) состоит из трех рефлекторов, активного петлевого вибратора и 15 директоров. Вибраторы изготовлены из проволоки и трубок диаметром 4 мм. Они крепятся любым способом к несущей стреле диаметром 20 мм. Длина стрелы для любой группы каналов составляет 2145 мм (табл. 10.21). Коэффициент усиления антенны составляет 14. 15 дБ, угол раствора основного лепестка диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях равен 30. 32.

Широкополосная антенна типа «Волновой канал» для приема в каналах 21. 41 (рис. 10.32).

В зависимости от расстояния до телевизионного передатчика и зоны уверенного приема его сигналов количество элементов (директоров) антенны можно уменьшать до 8,11 или 15.

В случае когда предпочтение отдано приему в одном телевизионном канале (например, прием программы НТВ из пос. Колодищи), размеры элементов антенны и расстояния между ними можно пересчитать на этот канал.

Наибольший коэффициент усиления (13 дБ) широкополосная антенна ДМВ имеет в 28-м канале, средняя частота которого составляет 500 МГц. Коэффициент пересчета (Кп) в этом случае определяется по формуле

где fcp — средняя частота канала ДМВ, МГц. Для 37-го канала, средняя частота которого 562 МГц, Кп равен:

Умножив размеры элементов и расстояния между ними на 0,943, получим размеры антенны для 37-го канала (рис. 10.33). Так же можно пересчитать широкополосную антенну на любой канал (или группу каналов) ДМВ. Средняя частота канала (группы каналов) приведена в табл. 10.2, длина полуволновой петли — в табл. 10.1. При использовании металлической несущей стрелы (траверсы) полученные при пересчете размеры элементов увеличивают на половину ее диаметра.

Коэффициент усиления канальной антенны возрастает до 14. 15 дБ. Антенну из восьми элементов используют на расстоянии до 20. 30 км от пос. Колодищи, из 11 — до 30. 40, из 15 элементов — до 50. 60 км. За зоной уверенного приема на расстоянии до 70. 90 км используют антенну из 24 элементов. Для обеспечения хорошего качества принимаемого изображения непосредственно на мачте устанавливают антенный усилитель.

Антенна мало подвержена влиянию близко расположенных предметов и имеет хорошую повторяемость. Допустимы отклонения до 2 мм от расчетных размеров практически без ухудшения параметров антенны.

Антенна типа «Волновой канал» со сложным пассивным рефлектором (рис. 10.34; табл. 10.22. 10.24) состоит из решетчатого рефлектора (рис. 10.35, а), два полотна которого установлены под углом 90° на конце несушей стрелы, активного петлевого вибратора (рис. 10.35, б) и 18 директоров.

При этом два первых директора (А1 и Д2) являются двухэтажными и разнесены по вертикали на толщину несущей стрелы (табл. 10.23).

Главным достоинством такой антенны является надежная экранировка задней полусферы благодаря увеличению КЗД при установке сложного рефлектора. Последний концентрирует энергию полезного сигнала в направлении активного вибратора, что способствует повышению коэффициента усиления антенны.

На рис. 10.36 показан вид сбоку описанной выше антенны. 6-элементная антенна предназначена для ближнего приема на расстоянии до 10. 15 км от телевизионного передатчика:

10-элементная — 15. 25; 15-элементная — 25. 40; 20-элементная — на расстоянии 40. 60 км и более.

В диапазоне ДМВ широко используются рамочные антенные Тройной квадрат, рамки которых выполнены из цельного куска медного, латунного провода диаметром 2. 3 мм. При размерах дециметрового диапазона (табл. 10.25) антенна обладает достаточной жесткостью. Провод необходимо изогнуть определенным образом (рис. 10.37). В точках А, Б и В провода необходимо зачистить и спаять. В этой конструкции вместо шлейфа (см. рис. 10.12), изготовленного из куска коаксиального кабеля, используется четвертьволновой корот-

козамкнутый мостик (см. рис. 10.11) той же длины, что и шлейф (см. табл. 10.5). Расстояние между проводами мостика остается прежним (30 мм). Конструкция такой антенны достаточно жесткая, и нижняя стрела здесь не нужна.

Фидер подвязывают к правому проводу мостика с наружной стороны. При подходе фидера к вибраторной рамке оплетку кабеля припаивают к точке X” центральный проводник — к точке X. Левый провод мостика закрепляют на диэлектрической стойке или в случае наружной антенны — на мачте. Важно, чтобы в пространстве между проводами мостика не находились фидер и стойка мачты.

При наличии медных, латунных или алюминиевых полосок

можно сделать ромбовидную антенну (рис. 10.38). Полоски (1) скрепляют внахлест винтами и гайками. В точке соприкосновения пластин должен быть надежный электрический контакт. Толщина полосок произвольная.

Ромбовидная антенна может работать в полосе частот каналов 21. 60, коэффициент усиления ее равен 6. 8 дБ. Для его повышения антенну можно снабдить рефлектором (рис. 10.39).

Простейший рефлектор представляет собой плоский экран, изготовленный из трубок или отрезков толстого провода. Диаметр элементов рефлектора некритичен (3. 10 мм). Полотно рефлектора (2) крепится с помощью стоек-опор (3)

к металлической или деревянной мачте (4). Точки 0 имеют нулевой потенциал, относительно земли, поэтому стойки (2) могут быть металлическими.

Фидер (5) — кабель типа РК с волновым сопротивлением 75 Ом прокладывают к точкам питания А и Б. Оплетку кабеля припаивают к точке Б, а центральный проводник — к точке А. При дальнем приеме ромбовидная антенна может быть оснащена широкополосным усилителем (6).

2-элементная Швейцарская антенна (см. рис. 10.21) также может использоваться в диапазоне ДМВ (табл. 10.26).

“>

Adblock
detector