Карнаухов Евгений Александрович«ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ АНТЕННЫ»Волков Валентин Александрович«ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ВОДЯНОЕ ОТОПЛЕНИЕ»Летчикова Ольга Германовна«ИЗ УВЛЕЧЕННЫХ ВЫРАСТАЮТ ТАЛАНТЛИВЫЕ»Логинова Наталья Николаевна«НАРОДНАЯ КУХНЯ ВРАЧЕВАНИЯ»---Журнал «СДЕЛАЙ САМ»(03–04)∙1993Подписная научно-популярная серия
УМЕЛЬЦЫ-УМЕЛЬЦАМ
Телевизионные антенны
Е.А. Карнаухов
Телевизионная антенна — глаза и уши вашего члена семьи по имени Телевизор. Здоровье и самочувствие этих органов восприятия во многом определяют и нормальное состояние работоспособности телевизора, да и ваше личное настроение в целом. Насколько это так, иллюстрирует классический, не вызывающий сомнений пример: пусть у вас будет самая совершенная супермодель телевизора японского-производства, но не лучшая по конструкции или своему состоянию (без профилактических осмотров) антенна — и телевизор никогда не обеспечит такого качества просмотра передач, на которые он способен. И наоборот, работа даже среднего по качеству российского экземпляра телевизора, в том числе и черно-белого, но с правильно подобранной и хорошо выполненной антенной, может стать предметом удовольствия, а значит, хорошего настроения у вас, ваших близких и друзей, включая, не смейтесь, домашних животных. Лично у меня был кот, который очень любил, когда включался телевизор на просмотр хоккейных матчей (и только!). Он тут же укладывался на телевизор с блаженным видом. Его привлекало не только тепло (телевизор при работе нагревается — это естественный сопутствующий процесс), он при этом свешивал морду над экраном и лапой с удовлетворением пытался уцепить быстро мелькающую шайбу.
«Ну и что?» — спросите вы. Однако если и посмотреть на этот эпизод с технической точки зрения, то маленькая по размерам и к тому же быстро перемещающаяся шайба на экране телевизора может быть заметна только при качественном изображении, а это невозможно без хорошей антенны, обеспечивающей нормальный сигнал и как следствие высокую четкость картинки.
Так что надо сделать, чтобы из имеющихся под рукой материалов получить наилучшие результаты работы телевизионной антенны? Об этом мы и расскажем в предлагаемом ниже материале.
Телевизионным передатчикам (вещательным станциям) в соответствии с решениями международного консультативного комитета по радиосвязи (МККР) для работы в эфире выделены определенные участки — диапазоны. Полосы их частот (для стран СНГ) показаны в табл. 1.
Частоты, на которых работают телевизионные передатчики 1—12 каналов, по длине волн электромагнитных колебаний относят к участку метровых волн (MB). Частоты каналов выше 21 — к дециметровым (ДМВ). У нас в стране пока используют каналы не выше 41. Частотное распределение по каналам показано в табл.2.
Fиз — несущая частота изображения;
Fзв — несущая частота звукового сопровождения;
Fcp — средняя частота канала;
λср — средняя длина волны электромагнитных колебаний канала.
Желающие, при необходимости, продолжить приведенную таблицу до 81 канала (полоса 950…958 МГц) могут сделать это самостоятельно и без труда, так как каналы ДМВ имеют регулярную структуру без частотных разрывов.
Необходимость выделения и использования участка ДМВ продиктована развитием сети телевизионного вещания и увеличением числа станций, работающих в одном регионе и соседних регионах. Двум станциям с частотами соседних каналов (например, 4 и 5, 9 и 10) в одном или смежных регионах работать не удается из-за сильных взаимных влияний (помех) друг на друга. Исходя из этого, с большим трудом в пределах метровых участков можно распределить семь станций (каналы 2 и 3, 5 и б по своим частотам не являются смежными), несмотря на то, что число каналов 12.
Но ведь любая жизнеспособная система всегда подразумевает непременное развитие, а для вещания — это не только повышение качества передач, но и увеличение числа каналов. Вот и возникла необходимость освоения новых каналов, хотя это и сопряжено с дополнительными (и порой немалыми) затратами, усложнением приемной техники. И действительно, сегодня практически во многих городах ДМВ участок уже интенсивно используется. Телезрители г. Москвы и области уже давно привыкли и успели полюбить программы санкт-петербургской телевизионной студии, которые в эфире передаются по 33-му каналу. Примерно год назад 24-й канал был задействован как технический канал для ретрансляции программ всемирных новостей CNN (без перевода). Сейчас уже ведутся пробные передачи передатчиком небольшой мощности на 27-м канале, а в газетах уже появились сообщения о перспективе задействования в ближайшие годы каналов 49 и 51. Так что будущее телевизионного вещания за ДМВ каналами из-за существенно большей емкости этого диапазона.
Главная цель использования телевизионной антенны — принять сигнал от телевизионного центра и в качественном виде передать на вход телевизионного приемника. Здесь под качеством подразумевают обеспечение достаточной амплитуды (или мощности) сигнала и необходимой полосы частот в выбранных рабочих участках диапазонов приема.
Но ведь условия работы для различных передатчиков, регионов, различной приемной техники отличаются существенно. Поэтому и телевизионные антенны приходится применять разнообразные.
Основной вариант подразделения антенн по принципу их работы и полосе рабочих частот. Поскольку антенны отличаются и по своим электрическим параметрам — величине усиления, направленных свойств, защищенности от побочных излучений, волнового сопротивления и других, — то антенны в отдельных необходимых случаях могут классифицировать по параметрическим критериям.
Но очень часто, особенно в радиолюбительской среде, антенны подразделяют по конструкционным особенностям. Оно не совсем точно с точки зрения принципа работы антенны, но достаточно удобно и характерно в смысле отличительных особенностей конструкции и сопутствующих им свойств. Поскольку наше повествование предназначено для начинающих радиолюбителей и домашних мастеров, многие из которых не владеют знаниями основ теории антенн и распространения радиоволн, поэтому мы позволили себе всю последующую классификацию (подразделение на группы) проводить по конструкционным особенностям телевизионных антенн.
По принципу действия различают следующие виды антенн.
Полуволновой вибратор. Это самая простейшая антенна. Однако она в качестве одного из элементов фигурирует в составе более сложных конструкций, и относительно этой антенны указывают сравнительные электрические параметры всех остальных, более сложных конструкций. Вот почему важно в полной мере знать свойства и параметры антенны данного вида.
Полуволновым вибратором называют по той причине, что линейная его длина равна половине длины волны электромагнитных колебаний на рабочей частоте канала.
По конструкционному признаку этот вид антенн разделяют на линейный вибратор (рис. 1, а), петлевой вибратор (рис. 1, б) и частотно-независимый (рис. 1, г).
Рис. 1. Полуволновой вибратор:
а) линейный вибратор; б) петлевой вибратор; в) крепление петлевого вибратора на основании; г) частотно-независимый вибратор
Линейный вибратор отличается самым простым устройством, имеет волновое сопротивление 75 Ом и узкую полосу пропускания — в пределах одного телевизионного канала.
Петлевой вибратор несколько сложнее по своей конструкции и имеет сопротивление, близкое к 300 Ом. Вроде бы это не очень удобно (входное сопротивление телевизионного приемника и используемого для подключения к нему телевизионного кабеля равно 75 Ом), но, несмотря на это, у него имеется несомненное достоинство — в средней точке верхней половины вибратора электродвижущая сила (ЭДС) сигнала равна нулю — на рис. 1, в эта точка обозначена буквой О, — что позволяет использовать эту точку при монтаже для соединения с другими элементами и заземлением. Кроме того, петлевой вибратор несколько более широкополосен. Оба эти свойства активно и целенаправленно используют в многоэлементных конструкциях антенн.
Частотно-независимый вариант антенны (веерный вибратор) еще сложнее, но возможность работать одновременно во всех 12 каналах метрового диапазона обеспечил этому варианту широкое распространение.
Все варианты полуволнового вибратора обеспечивают прием сигналов в горизонтальной плоскости с двух направлений, перпендикулярных линии расположения вибратора. Только у широкополосного вибратора направленные свойства несколько более выражены в сторону сближения вибраторов.
«Волновой канал». Многоэлементная антенна (рис. 2) может содержать от 2 до 13 и более вибраторов (чаще 3–7). Основной элемент — активный вибратор А (рис. 2, а). В любой конструкции антенн данной группы он всегда один и полностью повторяет устройство петлевого вибратора.
Рис. 2.Антенны типа «волновой канал»:
а) трехэлементная антенна, б) пятиэлементная антенна, в) семиэлементная антенна, г) одиннадцатиэлементиая антенна, д) прием сигналов вертикальной поляризации.
Перед активным вибратором (со стороны расположения принимаемого телецентра) и за ним располагаются дополнительные элементы. Элементы перед активным вибратором называются, не удивляйтесь, директорами (рис. 2, б). Их может быть несколько. Основное назначение этих вибраторов — уловить сигналы телецентра и переизлучить в сторону вибратора. Чем больше директоров, тем большая мощность сигнала переизлучается в сторону активного вибратора и тем большим коэффициентом усиления обладает антенна, казалось бы, давайте сделаем бесчисленное множество этих директоров, и по своим направленным свойствам никаких других антенн больше не потребуется! К сожалению, увеличение числа директоров увеличивает не только направленные свойства антенны, но и ее длину и массу. И при кон