Евгений Карнаухов - Телевизионные антенны. Индивидуальное водяное отопление...(Сделай сам №3-4∙1993)

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 конструировании антенны «волновой канал» наступает такой момент, когда добавление следующего директора длину и массу увеличивает сравнительно сильнее, чем направленные свойства антенны.

Существует некоторая целесообразность наращивания числа директоров — в I диапазоне их ограничивают 2–3 (Рис. 2, а и 2, б ), во II — 3–5 (рис. 2, в ), в — 5—11 (рис. 2, г), в IV — как правило, не более 24.

Элемент, расположенный за активным вибратором, называют рефлектором — Р.

Это слово и термин, по всей вероятности, знакомо всем. Да, это отражатель. Отражатель сигнала в сторону активного вибратора и, значит, тоже способствующего улучшению направленных свойств конструкции антенны.

Рефлектор в конструкции антенны тоже один. Но зато он может быть в виде одного вибратора (рис. 2, а ) или нескольких (рис. 2, в ). Если вибраторы расположены относительно друг друга на расстоянии не более 0,1 λ , то такую систему рефлекторов называют рефлекторной решеткой. Элементы антенной решетки часто располагают в одной плоскости — такой вариант размещения более прост в конструкционном плане. Но лучший вариант размещения элементов рефлекторной решетки с точки зрения улучшения приемных свойств антенн — параболическая образующая. В этом случае активный вибратор находится в фазовом центре отраженной от рефлектора волны — создается эффект фокусирования, знакомый многим по фокусированию оптических лучей выпуклыми линзами, что в еще большей степени повышает уровень принятого сигнала. Однако конструкционное исполнение такого варианта рефлектора сложнее, поэтому применяется в основном только для работы в высокочастотных каналах дециметрового диапазона, где геометрические размеры конструкций антенн много меньше.

Поскольку от рефлектора и директоров телевизионный сигнал непосредственно к телевизору не снимают, то эти вибраторы в конструкциях антенн называют пассивными.

У рефлектора есть еще одно назначение — защитить активный вибратор от сигнала, приходящего сзади (такое возможно при наличии телецентра, ретранслятора с противоположной стороны или при отражении сигналов от каких-либо объектов, расположенных сзади антенны). Таким образом, рефлектор представляет собой пространственный экран (особенно выраженный у рефлекторной решетки) и тем самым повышает помехозащищенность для нежелательных воздействий.

Помехозащищенность от сигналов, источник которых находится под некоторым углом со стороны телецентра, можно обеспечить увеличением числа директоров до разумных пределов. В этом случае угол раскрыва направления наилучшего приема уменьшается, что позволяет оставить за пределами данного угла источники мешающих сигналов.

Данный вид антенн можно применять и для приема телевизионных станций с вертикальной поляризацией волн. Для этого достаточно повернуть стрелу антенны с расположенными на ней активными и пассивными элементами на 90°, как показано на рис. 2, д .