Владимир Поляков - Посвящение в радиоэлектронику

Спектральный состав выходных импульсов.

Работа усилительного каскада с «отсечкой» тока.

Особо хотелось рассказать об антеннах передающих телецентров. Зачем строят высокие башни, вроде Останкинской в Москве? Вы уже знаете, что ультракороткие волны распространяются прямолинейно и с высокой башни «дальше видно» — расширяется радиус уверенного приема данного телецентра. Но даже с высокой башни нет никакого смысла излучать сигнал во все стороны. Разумеется, я не имею в виду, что надо излучать на север и не излучать на юг. Совсем нет! В горизонтальной плоскости надо излучать равномерно по всем направлениям. А вот вверх излучать сигнал незачем. И вниз, в землю, тоже. Основную часть мощности сигнала надо посылать вдоль горизонта, где и расположена основная масса, если не сказать, все телезрители со своими приемными антеннами.

Диаграмма направленности передающей телевизионной антенны.

Сформировать узкую диаграмму направленности передающей антенны в направлении горизонта можно. Для этого надо расположить по вертикали одну над другой несколько всенаправленных антенн. Питать антенны следует от общего передатчика через фидеры равной длины. При этом все антенны будут возбуждаться в одной и той же фазе. Посмотрим, как формируется диаграмма направленности.

В направлении горизонта расстояния от каждой из передающих антенн до приемника одинаковы, и все волны приходят в одной и той же фазе. Следовательно, электромагнитные поля складываются в этом направлении. Возьмем другое направление, скажем под углом αвверх. Тогда путь волны от верхней антенны до удаленного наблюдателя будет меньше на Δ= h·sin α, чем от нижней. Здесь hрасстояние между антеннами. Если Δокажется равным половине длины волны, то колебания взаимно скомпенсируются и излучения в этом направлении не будет.

Мы рассмотрели две антенны. Не будем рассматривать Nантенн (это сложно, но вполне возможно), а сформулируем вывод: решетка синфазных антенн, расположенных вертикально, излучает преимущественно в горизонтальном направлении, причем ширина главного лепестка диаграммы направленности, выраженная в радианах, примерно равна отношению λ/ H, где λ— длина волны, а H— высота решетки из антенн. Таким образом, на высокой мачте можно разместить достаточно большую антенную решетку и сильно сузить луч в направлении горизонта. Не правда ли, нарисованная на этой странице передающая антенна со своей диаграммой направленности очень напоминает маяк, освещающий узким лучом горизонт? В обоих случаях происходит концентрация излучаемой энергии в нужном направлении.

Формирование диаграммы направленности.

Отдельные антенны в решетке излучателей располагают достаточно часто, на расстоянии 0,5… 0,7 длины волны. Если антенны расположить реже, то в диаграмме направленности появятся дополнительные, побочные максимумы, направленные под большим углом к горизонту и, следовательно, ненужные. Каждый из излучателей должен быть всенаправленным в горизонтальной плоскости. Такими свойствами обладает кольцевой излучатель, или «турникет», составленный из двух скрещенных диполей. На сравнительно толстых мачтах часто устанавливают кольцевой излучатель, состоящий из четырех отдельных полуволновых диполей.

Хозяйство современного телевизионного центра огромно, и высокая телевизионная башня — лишь его составная часть. На верхней части башни располагаются решетки антенн — своя для каждого из передаваемых каналов. Ниже, обычно на той же башне, расположен зал передатчиков. Это делают для того, чтобы были короче фидерные линии от передатчиков к антеннам, ведь потери в фидере пропорциональны его длине. Еще опаснее рассогласование длинной фидерной линии с передатчиком и антенной. При этом часть сигнала отражается от антенны в линию, возвращается к передатчику, снова переотражается к антенне и, будучи излученной в эфир с некоторой задержкой, создает на изображении повторные контуры. Кстати сказать, подобный же эффект создает и рассогласование фидера, проведенного от коллективной антенны к вашему телевизору. Поэтому, увидев на экране двоящееся и троящееся изображение, не спешите ругать качество самого телевизора возможно, все дело в неисправности фидерных линий и разветвительных коробок коллективной антенны.

Антенна в виде решетки турникетных излучателей и кольцевые излучатели, составленные из четырех диполей.

Телебашня Всесоюзного телевизионного центра в Останкине представляет собой уникальное сооружение. Ее основание выполнено из армированного железобетона, а верхняя часть представляет собой конструкцию из металлических решетчатых ферм. Башня рассчитана так, чтобы противостоять порывам даже ураганного ветра, очень редко случающегося в Москве. Прочности железобетона для этого было бы недостаточно, ведь бетон хорошо противостоит только сжатию, а не растяжению. Для повышения прочности в стенках башни имеются вертикальные каналы, в которых расположен сильно натянутые металлические тросы. Натяжение тросов постоянно контролируется, кроме того, когда дует ветер, тросы с наветренной стороны башни натягивают сильнее с помощью специальных лебедок.

Из-за теплового расширения высота телебашни не остается постоянной. Летом она увеличивается на четверть метра, а зимой уменьшается. Даже в течение суток одна сторона башни, нагреваемая солнцем, расширяется больше другой и вершина башни отклоняется, как бы пытаясь уйти от палящих солнечных лучей. Дополнительные колебания с амплитудой до нескольких метров вершина башни совершает под действием порывов ветра.

Данные о высоте башли, приводимые в различных источниках, весьма разноречивы. Отчасти это объясняется тем, что вершина башни недавно перестраивалась в связи с установкой антенн 33-го канала телевидения диапазона ДМВ. Точные измерения координат вершины башни периодически производятся геодезическими приборами. Сегодня специалисты могут с точностью до миллиметра сообщить высоту телебашни: она составляет 540 м 74 мм при температуре + 20 °C.

Отдельно от передатчиков и телебашни с антеннами расположено здание собственно телецентра со множеством студий, дикторских, просмотровых залов, аппаратных и тому подобных помещений. Телецентры оснащены мощной аппаратурой и для внестудийных передач. Видеосигнал со стадиона, из театра или просто с телекамеры, ведущей уличный репортаж, передается по кабелю или через маломощный СВЧ передатчик на телецентр. Непосредственные передачи в эфир ведутся нечасто. Обычно передачу сначала записывают на видеомагнитофон, а потом воспроизводят и передают в эфир в удобное для телезрителей время.