Создание высокоэффективных телевизионных антенных устройств предусматривает использование такого антенного полотна, которое строится на основе эффективного базового вибратора; применение дополнительных пассивных элементов — рефлектора и директоров; широкую полосу пропускания, обеспечиваемую конструкцией антенного устройства; хорошее согласование антенны с 75-омной линией передачи и нагрузкой; малую критичность к точности изготовления, простоту и технологичность.
Автору этой конструкции удалось значительно повысить эффективность антенны, применив директорные системы, о чем он и рассказывает в публикуемом здесь материале. Для того чтобы антенна, условно названная "Мечта" и построенная на основе кольцевых вибраторов [1], в полной мере удовлетворяла перечисленным условиям, в ее конструкцию следует ввести директорные системы. Схема антенны приведена на рис.1.
Рис.1.
Так как в точках нулевого потенциала антенны существует пучность тока, то около них можно установить директоры, способные фокусировать электромагнитную энергию и позволяющие получить дополнительный эффект сужения диаграммы направленности в вертикальной плоскости. Что касается их влияния на входное сопротивление, антенны, то оно оказывается незначительным и предпочтительным с точки зрения улучшения широкополосности [2].
С целью сохранения хороших конструктивных качеств антенны с рефлектором большое число директоров устанавливать нецелесообразно. Например, для интервала с 6-го по 12-й каналы их число должно быть не более четырех, для интервала с 21-го по 41-й каналы их число может быть увеличено до шести - семи. Компромиссом между хорошей эффективностью антенны и максимальными конструктивными удобствами будет использование системы из двух директоров для диапазона MB и трех — для ДМВ.
В случае применения директорных систем, настроенных на среднюю длину волны Хсв принимаемого телеканала (или интервала), прирост коэффициента усиления антенны, по сравнению с бездиректорной, равен 3...4 дБ при значении КБВ > 0,5 по всему интервалу принимаемых частот, а значение коэффициента усиления — более 16 дБ.
Размеры директорных систем определяют по следующим формулам в диапазоне MB: длина каждого директора Ld =1,46D = 0,465 l
cp, где:
- D — диаметр кольцевого вибратора,
- l
ср,— средняя длина волны принимаемого канала;
- расстояние между вибратором и первым директором равно 0,12ср,
- между первым и вторым директорами — 0,21 l
cp,
- между вторым и третьим — 0,22l
cp,
- между третьим и четвертым — 0,23l
cp;
В диапазоне ДМВ: длина каждого директора Lo = 1,44D = 0,46l
cp;
- расстояние между вибраторами и первым директором равно 0,175l
cp,
- между первым и вторым директорами — 0,19l
cp,
- между вторым и третьим — 0,20l
cp,
- между третьим и четвертым — 0,21l
cp,
- между четвертым и пятым — 0,23l
cp.
Антенну "Мечта" удобно монтировать на деревянном каркасе (рис.1.) из брусьев сечением 30 x 30 мм, скрепленных металлическими резьбовыми шпильками диаметром 8 мм, для интервала с 6-го по 12-й каналы или из брусьев сечением 25 x 25 мм с использованием шпилек диаметром 6 мм для интервала с 21-го по 41-й каналы.
Элементы рефлектора плотно вставляют в просверленные в брусьях отверстия. Директоры и кольцевые вибраторы крепят к горизонтальным элементам каркаса скобами и шурупами. Скобы изготавливают из металлической полосы шириной 20 мм для антенны диапазона MB или шириной 10 мм для ДМВ. Однако директоры, также как и элементы рефлектора, могут быть вставлены в отверстия в брусьях. Для этого поперечные размеры горизонтальных элементов каркаса следует увеличить до 35 x 30 мм для антенны диапазона MB и до 30 x 25 мм для антенны диапазона ДМВ.
Для придания жесткости каркасу по вертикали в одно из его окон по диагонали следует установить укос, работающий на растяжение. Его можно изготовить из листового диэлектрического материала, например текстолита, и закрепить имеющимися в каркасе резьбовыми шпильками. Вместо укоса применимы металлические уголки, монтируемые на каркас со стороны рефлектора. С этой же целью при изготовлении антенного полотна для диапазона MB между точками питания двойного кольцевого вибратора устанавливают диэлектрическую вставку.
Возвращаясь к рассмотренным ранее схемам питания антенн "Мечта" и "Дуплет" [1], следует отметить, что нормальная работа линий связи с волновым сопротивлением около 150 Ом, составленных из двух отрезков 75-омного коаксиального кабеля, обеспечивается только в случае непосредственного расположения этих отрезков друг подле друга. Причем для того, чтобы исключить поглощение электромагнитной энергии такими линиями, обусловленное трансформацией полезного сигнала из центральных проводников отрезков коаксиальных кабелей в их оплетки, последние следует соединять только с одного конца линии связи.
В случае использования питания по схеме антенны "Дуплет" прокладка кабеля снижения по половине нижнего кольца и вывод его из антенного полотна через точку нулевого потенциала обязательны. Иначе оплетка кабеля будет шунтировать полезный сигнал на землю в точке питания антенны. При питании по схеме антенны "Мечта" это явление значительно ослаблено благодаря отсутствию непосредственного подключения оплетки кабеля снижения к точкам питания двойных кольцевых вибраторов.
При монтаже линий связи на каркасе антенны следует использовать хомутики или скобы, изготовленные из диэлектрического материала. Дальнейшее повышение эффективности антенны может быть достигнуто применением широкополосного малошумящего усилителя, устанавливаемого непосредственно возле точек ее питания или на удалении, ограниченном длиной соединительного кабеля, не превышающей среднюю длину волны принимаемого телеканала l
cp с учетом коэффициента укорочения.
А. Мельник
Литература:
1. Мельник А. Антенны с кольцевыми вибраторами. — Радио, 1996, № 1, с. 14—16.
2.Кисмерешкин В. П. Телевизионные антенны для индивидуального пользования. — М.: Радио и связь, 1982.
