1.1. Условные и сокращенные обозначения

А — электрический ток (сила электрического тока)

AL — коэффициент индуктивности

В — магнитная индукция

С — индуктивность

с — скорость распространения волны

D — коэффициент направленного действия передающей антенны

е — диэлектрическая проницаемость

Е — напряженность поля в месте приема

f — частота

Н — напряженность магнитного поля

L — индуктивность

Р — мощность, излучаемая антенной

Т — период колебания волны

Unp — напряжение на входе приемного устройства

в — показатель затухания кабеля

g — коэффициент усиления антенны по напряжению

np — коэффициент полезного действия

W — волновое сопротивление

К — коэффициент бегущей волны

Ra — входное сопротивление антенны

lдл — длина несущей волны

а — коэффициент затухания

Ј — коэффициент согласования антенны с фидером

U — напряжение электрическое

R — полное сопротивление

Конструктивные размеры

D —наружный диаметр

dt —внутренний диаметр трубки

d —диаметр провода

Н —высота антенны

hg — действующая высота антенны

R — расстояние прямой видимости

n — число жил в кабеле

S — расстояние между трубками (вибраторами)

l — длина вибраторов

t — расстояние между проводниками

Сокращенные обозначения

AM — амплитудная модуляция

АРУ — автоматическая регулировка усиления

АСС — аппаратура средств связи

ЛТК — антенна телевизионная комнатная

АЧХ — амплитудно-частотная характеристика

БП — блок питания

ВЧ — высокая частота

ГВЧ — генератор высокой частоты

3Ч — звуковая частота

КБВ — коэффициент бегущей волны

КЗД — коэффициент защитного действия

КНД — коэффициент направленного действия

КПД — коэффициент полезного действия

ПЧ — промежуточная частота

РЭА — радиэлектронная аппаратура

СИП — стабилизированный источник питания

ТА — телевизионная антенна

ТАКП — телевизионная антенна коллективного поль зования

ТЦ — телевизионный центр

УПЧЗ — усилитель промежуточной частоты звука

УПЧИ— усилитель, промежуточной частоты изобра жения

УСС — симметрирующе-согласующее устройство

УЭИТ — универсальная электрическая испытательная таблица

ХИТ — химический источник тока

ЧМ — частотная модуляция

ЭДС — электродвижущая сила

ЭРИ — электрорадиоизделие

ЭРЭ — электрорадиоэлемент

1.2. Основные понятия и их определения

Приведенные ниже термины и определения упрощают понимание всего информационного материала, касающегося телевизионных антенн.

Антенна — устройство, предназначенное для излучения или приема радиоволн.

Антенный соединитель — электромеханическое устройство, предназначенное для механического соединения и разъединения вручную электрических цепей (проводов, кабелей, узлов и блоков) в различных видах аппаратуры при выключенном источнике тока через соединитель.

Антенный элемент — первичный или вторичный излучатель.

Вибратор — первичный или вторичный излучатель, выполненный из прямых проводов или труб или совокупности проводов и труб.

Входное сопротивление антенны — полное электрическое сопротивление цепи, измеренное на входных зажимах антенны.

Главный лепесток диаграммы направленности — лепесток, в пределах которого излучение антенны максимально.

Диаграмма направленности — графическое представление зависимости коэффициента усиления антенны или коэффициента направленного действия от направления антенны в заданной плоскости.

Директор антенны — вторичный излучатель (или совокупность вторичных излучателей антенны), расположенный по отношению к первичному излучателю со стороны главного лепестка диаграммы направленности антенны с целью увеличения коэффициента направленного действия антенны.

Заземление антенны — проводник (или группа проводников), обеспечивающий соединение земли или корпуса подвижного объекта с одним выводом выхода радиопередатчика (входа радиоприемника), ко второму выводу которого подключается антенна.

Коэффициент защитного действия антенны — отношение мощности, выделяемой антенной при приеме с бокового или заднего направления, к мощности на той же нагрузке при приеме с направления на ТЦ.

Коэффициент направленного действия антенны — отношение квадрата напряженности поля, создаваемого антенной в заданном направлении, к среднему значению квадрата напряженности поля по всем направлениям.

Коэффициент полезного действия — отношение мощности радиоизлучения, создаваемого антенной, к мощности радиочастотного сигнала, подводимого к антенне.

Коэффициент усиления антенны — отношение мощности на входе эталонной антенны к мощности, подводимой ко входу рассматриваемой антенны, при условии, что обе антенны создают в данном направлении на одинаковом расстоянии равные значения напряженности поля или такой же плотности потока мощности.

Лепесток диаграммы направленности — часть диаграммы направленности антенны, которая находится внутри области, ограниченной двумя соседними направлениями минимального излучения.

Линейный симметричный вибратор — симметричный вибратор, оси проводников которого располагаются по одной прямой.

Направленность антенны — способность антенны эффективно излучать или принимать радиоволны в определенных направлениях.

Направленная антенна — антенна, обеспечивающая в определенном направлении(ях) более эффективное излучение или прием радиоволн.

Настроенная антенна — антенна, параметры которой соответствуют предъявляемым требованиям на одной рабочей частоте.

Ненаправленная антенна — антенна, обеспечивающая одинаковую эффективность излучения или прием

радиоволн по всем направлениям в заданной плоскости.

Несимметричный вибратор — вибратор, располагающийся над проводящей поверхностью и сочленяющийся одним концом с кабелем снижения, второй выход которого соединяется с проводящей поверхностью, например с землей, противовесом антенны или корпусом объекта.

Отражатель антенны — вторичный излучатель, устройство, представляющее собой определенную поверхность и служащее для изменения плотности потока мощности электромагнитной волны.

Полуволновой (четвертьволновой) несимметричный вибратор — линейный несимметричный вибратор, длина которого равна половине (четверти) длины волны.

Полуволновой (одноволновой) симметричный вибратор — линейный симметричный вибратор, электрическая длина которого равна половине длины волны (одной длине волны).

Противовес антенны — проводник (или группа проводников), изолированный от земли, подсоединяемый к одному выводу выхода радиопередатчика (входа радиоприемника), ко второму выводу которого подключается антенна.

Рефлектор антенны — вторичный излучатель (совокупность вторичных излучателей), расположенный по отношению к первичному излучателю со стороны, противоположной главному лепестку диаграммы направленности антенны с целью увеличения коэффициента направленного действия антенны.

Симметричный вибратор — вибратор в виде двух симметрично располагаемых в одной плоскости проводников одинаковой длины и формы, к смежным концам которых подводится кабель снижения.

Снижение антенны — часть антенны, представляющая собой вертикальный или наклонный провод, связанный нижним концом с фидером или входом радиоприемника, а другим — с верхней частью антенны.

Ширина диаграммы направленности — угол между двумя направлениями диаграммы направленности антенны, на границах которого напряженность поля падает до определенного значения.

Широкополосная антенна — антенна, параметры которой соответствуют предъявляемым требованиям при коэффициенте перекрытия диапазона частот 1,2 — 1,5.

1.3. Классификация каналов телевидения по частоте

Важное значение в вопросах организации телевизионной сети в стране на выделенных частотах имеет принятая классификация видов радиоволн и их границ, видов радиочастот и каналов телевещания.

Передача радио- и телепрограмм осуществляется по каналам связи с помощью радиоволн, распространяющихся в пространстве со скоростью света. Радиоволны, на которых ведутся передачи, составляют спектр электромагнитных колебаний. В настоящее время этот спектр условно делится на несколько диапазонов.

В табл. 1.1 указываются виды радиоволн и их границы по длине. Как следует из таблицы, границы по длине волн условно разделены по десятичному признаку.

В табл. 1.2 приводятся виды радиочастот и их условные границы.

В табл. 1.3 представлены диапазоны радиоволн и частота нх колебании, принятые Международным консультативным комитетом радиосвязи.

Для передачи сигналов телеизображения и звукового сопровождения используются определенные полосы частот УКВ-диапазона от 48,5 до 958 МГц, в котором работают все каналы: с 1-го по 64-й.

В табл. 1.4 приведены частотные каналы телевещания метрового диапазона, на которых передаются первые 12 каналов.

В табл. 1.5 даются частотные каналы телевещания дециметрового диапазона, на которых транслируются 19 программ (от 21-го канала до 76-го). Название дециметрового диапазона принято вследствие того, что длина волны любого из этих каналов меньше 1 м. Каждый канал занимает полосу частот, равную 8 МГц. Разнос между несущими частотами сигналов изображения и звукового сопровождения составляет 6,5 МГц.

1.4. Технические характеристики телевизионных антенн

Выбор необходимой конструкции ТА для своего загородного дома радиолюбитель может произвести с большой степенью точности на основании анализа или расчета технических характеристик и главных параметров

различных типов антенн с учетом влияния внешних климатических и механических нагрузок, действующих в данной местности. К таким нагрузкам относятся: температура окружающей среды, относительная влажность воздуха, ветровые нагрузки, налипание мокрого снега и оледенение.

Контрастность и четкость изображения на телеэкране и качество звукового сопровождения целиком зависят от двух взаимосвязанных факторов: от модели телевизора и от приемной ТА.

Поочередно рассмотрим основные параметры и характеристики ТА: диаграмму направленности, входное сопротивление, КБВ, коэффициент усиления, кпд, действующую длину (высоту) антенны и ширину полосы пропускания.

Диаграмма направленности антенны показывает зависимость ЭДС на зажимах антенны от направления прихода сигнала. Наводимая в антенне ЭДС зависит не только от мощности приходящей в точку приема волны, но и от направления ее прихода, т. е. антенна обладает направленными свойствами. Хорошее представление о направленных свойствах антенны дает ее пространственная диаграмма, развернутая на 360 °. Если сигнал от ТЦ приходит перпендикулярно вибратору, то развивается максимальная ЭДС. Если направление телесигнала совпадает с продольной осью вибратора, то ЭДС равна нулю. Во всех других промежуточных положениях, когда сигнал приходит под углом к основному вибратору антенны, ЭДС развивается от нуля до максимума.

Более полную картину направленности ТА можно получить, если построить диаграмму в прямоугольной или полярной системах координат в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Однако для практических целей достаточное представление о направленных свойствах ТА даст диаграмма, выполненная в горизонтальной плоскости.

На рис. 1.1 изображена диаграмма направленности полуволнового линейного разрезного вибратора, приведенного на рис. 1.2. Для построения диаграммы направленности в полярной системе координат (рис. 1.1, а) берется точка 0, которая принимается за ось вибратора, из нее радиусом произвольной длины, но принятой за единицу и соответствующей максимальной ЭДС, описывается окружность или ее часть, а также под различными углами проводятся прямые линии, которые образуют сетку. На прямых линиях откладываются отрезки, величина которых соответствует напряженности поля, при повороте антенны

на заданные углы в ту или другую сторону от нулевого направления. Максимальная величина сигнала обозначается Еmaх, которая на рисунке принята за единицу масштаба. Отрезки, откладываемые на прямых линиях, соответствуют значению отношения Е/Еmах. Линия, соединяющая концы этих отрезков, и является диаграммой направленности антенны. Как правило, в полярной системе координат диаграммы строятся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях — горизонтальной и вертикальной. Для рассматриваемого полуволнового линейного разрезного вибратора в первом случае диаграмма имеет вид растянутой восьмерки, а во втором — форму круга. Правда, диаграмма в виде восьмерки получается только при теоретических расчетах, не учитывающих отражения УКВ от поверхности земли и сооружений. В реальных условиях диаграмма направленности антенны выглядит по-другому: у нее кроме главного лепестка имеются и боковые и задний. Самый большой лепесток, соответствующий нулевому направлению сигнала, при котором наводится максимальная ЭДС, называется главным, а все остальные — боковыми. При построении диаграммы максимальную ЭДС принимают за единицу.

Диаграмма направленности зависит от конструкции антенны. На рис. 1.3 приведена диаграмма направленности антенны типа «волновой канал» в полярной системе координат. На рис. 1.4 — диаграмма направленности антенны типа «волновой канал» в прямоугольной системе координат. По параметрам главного и боковых лепестков можно сравнивать эти диаграммы между собой. По ширине основного лепестка можно оценивать антенну по направленным свойствам. Уровень помехозащищенности антенны зависит от параметров боковых и заднего лепестков. Одним из параметров является КЗД.

Угол раствора диаграммы (ширина) главного лепестка охватывает часть диаграммы этого лепестка, в пределах которой ЭДС в антенне уменьшается на величину, равную 2^0.5 по сравнению с максимальной (не ниже уровня 0,707 для нормированной диаграммы направленности антенны). Чем меньше ширина главного лепестка, тем больше направленность ТА. Чем меньше боковые и задний лепестки, тем слабее сказываются помехи при приеме программ. КЗД антенны определяется как отношение ЭДС, наводимой в антенне в направлении на ТЦ, к ЭДС, наводимой в ней при приеме обратной стороной: Кз = Еmах/Еобр. Требования к КЗД при приеме телесигналов на садовых участках, где обычно отсутствуют интенсивные отраженные волны, и качество изображения определяются величиной усиления антенно-фидорного устройства. Поэтому в загородной местности нет смысла применять сложные антенные комплексы, если дача расположена в пределах прямой видимости от ТЦ.

Таким образом, КНД — это величина, численно равная отношению мощностей на выходах направленной и ненаправленной антенн при приеме одного и того же источника излучения. Чем уже диаграмма направленности антенны, тем выше ее коэффициент направленного действия. КНД определяется по следующей достаточно простой эмпирической формуле:

В тех местах, где может быть много отраженных волн, особенно вблизи больших городов и поселков, где индустриальные помехи наиболее интенсивны, выбор антенны определяется не только величиной КНД, но и КЗД. Вблизи ТЦ, где мощность сигнала на входе телевизора достаточно

велика, казалось бы, можно применять простые антенны типа «симметричный вибратор», но для полного исключения отраженных волн приходится использовать, сложные направленные антенны, например типа «волновой канал».

Входное сопротивление определяется отношением напряжения к току на зажимах антенны. Величину входного сопротивления антенны необходимо знать, чтобы правильно согласовать антенну с кабелем и телевизором, тогда на вход телевизора поступает наибольшая мощность. При правильном согласовании входное сопротивление антенны должно равняться входному сопротивлению кабеля снижения, которое, в свою очередь, должно быть равно входному сопротивлению телевизора. Это особенно важно в условиях дальнего приема, когда садовые участки расположены вдали от ТЦ. Измеряется входное сопротивление в точках, к которым подключается фидерная линия.

Входное сопротивление антенны характеризуется активной и реактивной составляющими. ТА, настроенная в резонанс, имеет только активное сопротивление, которое определяется отношением напряжения на клеммах антенны к току на входе кабеля снижения. Оно зависит от типа антенны, конструктивных особенностей, размещения клемм, к которым подсоединяется фидерная линия, от расположения вблизи антенны различных сооружений и других факторов.

Входное сопротивление и характер его изменения в полосе частот телеканала определяют мощность, отдаваемую антенной в цепь нагрузки телевизора, а также неравномерность частотной характеристики антенно-фидерного тракта.

Известно, что ТА является генератором энергии, а сопротивление ТА играет роль внутреннего сопротивления этого генератора. Если ТА настроена в резонанс, согласована с нагрузкой и потерь энергии в ней нет, то передаваемая в нагрузку мощность будет максимальной.

При небольших изменениях частоты (относительно резонансной) активная составляющая входного сопротивления меняется мало, но зато появляется реактивная составляющая. На частотах ниже резонансной реактивная составляющая имеет емкостный характер, а на частотах выше резонансной — индуктивный. Чем меньше меняется входное сопротивление при изменении частоты, тем антенна широкополосное.

КБВ приемной ТА показывает степень согласования антенны с кабелем снижения и определяется отношением

напряжения в минимуме к напряжению в максимуме:

К = Umin/Umax. КБВ равен единице, если напряжения минимума и максимума равны, а это возможно только при чисто бегущей волне. Если же в кабеле снижения существует только стоячая волна, то минимум и максимум напряжения отсутствуют, т. е. равны нулю, и КПП также равен нулю. КБВ в значительной степени влияет на кпд кабеля снижения.

Для полной оценки согласования антенны с линией передачи сигнала дополнительно рассматриваются коэффициенты стоячей волны и отражения. Все эти три коэффициента связаны между собой математическими зависимостями. На практике измеряются наибольшее и наименьшее напряжения, которые действуют вдоль линии передачи и по которым можно судить о согласованности кабеля снижения с антенной.

Коэффициент стоячей волны: КСВ = I/KБB = Umax/Umin. Коэффициент отражения представляет собой отношение амплитуд падающей и отраженной волн, измерения которых осуществляются с помощью направленных ответвителей.

Устойчивое изображение на экране телевизионного приемника достигается при КБВ>0,5, так как при меньших значениях увеличивается рассогласованность линии передачи сигнала с антенной и значительно увеличиваются потери, снижается кпд фидера.

Коэффициент усиления антенны характеризует реальный выигрыш по мощности в нагрузке, даваемый данной антенной по сравнению с ненаправленным излучателем, с учетом направленных свойств антенны и потерь в ней. Коэффициент усиления антенны определяется по формуле:

Кр = РЬх.эт/Pbx. При отсутствии указания о направлении на ТЦ значение коэффициента усиления антенны соответствует направлению максимального излучения. Коэффициент усиления антенны может выражаться в децибелах и равняться увеличенному в 10 раз десятичному логарифму отношения мощностей.

Коэффициент усиления антенны тем больше, чем меньше ширина диаграммы направленности и величина заднего и боковых лепестков. Направленность антенны определяется КПД. Между коэффициентом усиления антенны и КНД существует прямая зависимость: Кр = D •np. где np — кпд антенны. По некоторым источникам, коэффициент усиления определяется так: Кр = D •np/1,64. В этой формуле КНД антенны характеризует выигрыш по

мощности в нагрузке благодаря направленным свойствам антенны и представляет собой отношение мощности, получаемой без потерь на согласованной нагрузке, к мощности, развиваемой на той же нагрузке согласованным с ней воображаемым ненаправленным излучателем при одной и той же напряженности электромагнитного поля и точке приема. При этом предполагается, что антенна ориентирована на максимум приема.

Коэффициент полезного действия антенны характеризует потери мощности в антенне и представляет собой отношение мощности излучения к сумме мощностей излучения и потерь, т. е. к полной мощности, которая подводится к антенне радиопередающей станции от передатчика: np = Ри/(Ри + Рп) = Rи/Rи + Rп. Чем меньше сопротивление излучения Rи и чем больше сопротивление потерь Rп, тем ниже кпд.

В табл. 1.6 приведены ориентировочные значения коэффициента усиления и входного сопротивления некоторых

Примечание. Коэффициент усиления антенны выражен в относительных единицах. Для перехода к децибелам можно использовать расчетную формулу или соответствующую номограмму в [2] или [6].

типов ТА. Коэффициент полезного действия приемных ТА, исключая ромбические, находится в пределах 0,93—0,96.

Действующая длина (высота) антенны — это отношение ЭДС, наводимой в антенне радиоволной, приходящей с направления главного лепестка диаграммы направленности антенны, к напряженности поля в месте приема. В некоторых источниках действующей длиной приемной антенны называют длину, которая после умножения на напряженность поля в места приема дает величину ЭДС, наводимой в антенне волной, приходящей с направления максимума диаграммы направленности. Действующая длина антенны — это параметр, используемый для уточнения свойств простейших антенн; например, антенны типа «линейный вибратор», «петлевой вибратор», «полуволновой вибратор», амплитуда тока вдоль которых меняется по синусоидальному закону.

Для полуволнового линейного вибратора действующая длина определяется по следующей формуле: lд = lдл/3.14, где lдл — длина волны в м.

Некоторые авторы вводят понятие действующей высоты антенны для определения и проведения расчетов ЭДС. Умножая действующую высоту на напряженность поля в месте приема, можно получить значение ЭДС на зажимах

антенны в случае, когда сигнал приходит с направления максимального приема: ЭДС = hg •E.

Ширина полосы пропускания — полоса частот, в пределах которой неравномерность частотной характеристики не превышает заданной. Зависимость напряжения на нагрузке от частоты особенно важна для антенн, у которых неравномерность частотной характеристики в полосе телеканала не должна превышать ±1дБ. Ширина полосы пропускания тем больше, чем меньше зависят от частоты коэффициент усиления и входное сопротивление антенны.

Основные электрические параметры и характеристики одноканальных антенн типа TВK, (телевизионная комнатная) приведены в табл. 1.7.

1.5. Согласование телевизионных антенн с фидером

При изготовлении антенны мастерам-радиолюбителям следует особое внимание уделять вопросам согласования выходного сопротивления активного вибратора антенны с сопротивлением кабеля снижения, которые, как правило, отличаются друг от друга.

Во всех случаях приемная ТА соединяется с входом телевизора с помощью кабеля снижения, который передает принятые антенной сигналы на телевизор. Фидерное устройство обладает, как правило, высоким кпд, в большой степени зависящим от материалов, из которых изготовлены его составные части, и от схемы согласования фидерной линии антенны и телевизора. В качестве фидерных линий используются высокочастотные симметричные или несимметричные коаксиальные кабели.

Согласование антенны делается для обеспечения более высокого КБВ в кабеле снижения. Согласующее устройство преобразует входное сопротивление антенны в сопротивление, близкое или равное волновому сопротивлению фидерной линии.

Симметрирование антенны осуществляется с целью увеличения помехозащищенности при приеме телепередач и производится в тех случаях, когда к симметричной антенне подключается несимметричная коаксиальная фидерная линия. Специальное симметрирующее устройство устраняет токи радиочастоты на наружной поверхности экрана коаксиального кабеля и искажения диаграммы направленности антенны.

Оба процесса выполняются одновременно одним симметрирующе-согласующим устройством (УСС). Рассмот рим поочередно следующие УСС: фазосдвигающее колено;

волновое U-образное колено; четвертьволновой коротко-замкнутый мостик; четвертьволновой стакан; полуволновое U-образное колено; эквивалент кабельной петли; воздушный симметрирующе-согласующий трансформатор (ВССТ); симметрирующе-согласующий трансформатор на ферритах (ССТФ)

На рис. 1.5 дано УСС типа «фазосдвигающее колено», которое применяется в полосе частот ±5 % от средней частоты телеканала. Полуволновой линейный неразрезной вибратор с фазосдвигающим коленом относится к простейшим слабонаправленным антеннам и применяется в качестве самостоятельной антенны на расстоянии не более 10 км от ТЦ и ретрансляторов при отсутствии помех и отраженных сигналов.

При этом следует заметить, что подключение коаксиального кабеля к неразрезному вибратору показано условно. При подключении фидера к фазосдвигающему колену необходимо выполнить следующее условие. Оплетка коаксиального кабеля должна быть припаяна в точке а непосредственно к трубке вибратора без переходного проводника.

На рис. 1.6, а, оплетка кабеля снижения также должна быть припаяна к правому вибратору в точке 1 без промежуточного проводника. Это позволяет обеспечить относительно плавный переход из симметричной двухпроводной линии в антенну.

Улучшения согласования антенного устройства с кабелем снижения можно в некоторых случаях добиться применением неоднородностей в виде различных конструктивных элементов, не приводящих к заметному изме-

нению диаграммы направленности. Главным условием применения согласующих неоднородностей является их геометрическая симметрия в обоих плоскостях поляризации. Улучшение согласования достигается за счет того, что знак реактивной составляющей входного сопротивления антенны изменяется медленно, так как во всех широкополосных антеннах с таким устройством компенсация реактивного сопротивления происходит непосредственно на входе антенны.

Изготавливается данное УСС из латунной трубки диаметром, равным диаметру полуволнового линейного вибратора, который, в свою очередь, равен одной пятидесятой длины волны (1/50lдл.).Длина колена l1 = 1/10lдл

На рис. 1.6 а, б, приведены конструкция и схема подключения несимметричного коаксиального кабеля к полуволновому линейному вибратору с помощью симметрирующего мостика и УСС типа «волновое U-образное колено». В метровом диапазоне волн широко используется симметрирующий шлейф, изображенный на рис. 1.6 а, который изготавливается из трубок диаметром d1 = 10—15 мм, приваренных к вибраторам из трубок диаметром d = 12—25 мм. Перемычка 2 делается из металла и накоротко замыкает оба отрезка трубки 1. При изготовлении УСС необходимо выполнить следующее: первый

отрезок трубки приваривают к тому плечу вибратора, который питается от центральной жилы коаксиального кабеля и вместе со вторым отрезком трубки и с наружной оболочкой кабеля образует двухпроводную симметричную линию. Перемычку 2 присоединяют на расстоянии l1 от входных клемм антенны, оно равно 1/4lдлср, где lдлср — средняя длина волны.

При подключении в точках 1 к левой 4 и к правой 5 половинам вибратора короткозамкнутого четвертьволнового отрезка линии симметрии токов в плечах восстанавливаются. Применение симметрирующего шлейфа обеспечивает пропорциональное ответвление токов в левом и правом плечах вибратора, компенсацию разности токов, незначительное ответвление токов по оболочкам кабелей без изменения входного сопротивления вибратора. Конструкция симметрирующего мостика позволяет изменять положение короткозамыкающей перемычки, а это дает возможность использовать его в очень широком диапазоне частот. Дополнительной регулировкой расстояния между трубками симметрирующего мостика в пределах 60— 80 мм можно добиться полного согласования антенны с кабелем снижения при равенстве волнового сопротивления фидера с входным сопротивлением антенны.

Широкое применение в радиолюбительской практике получило УСС типа «волновое U-образное колено» (рис. 1.6, б). Подключается оно к активному вибратору большинства ТА типа «волновой канал». Конструктивные размеры этого УСС, изготовленного из коаксиального кабеля со сплошной полиэтиленовой изоляцией марки РК-75, приведены в табл. 1.8.

Антенны с входным сопротивлением, отличающимся от волнового сопротивления кабеля снижения, согласуются между собой с помощью УСС типа «волновое U-образное

колено», у которого в качестве согласующего трансформатора применен четвертьволновой отрезок коаксиального кабеля, а удлинение одной ветви на отрезок, равный полуволне,—для изменения фазы тока, питающего вторую половину вибратора антенны.

Волновое сопротивление кабеля, образующего U-колено, определяется по следующей формуле: R^2 = RA • Wф, где RA — сопротивление нагрузки (волновое сопротивление антенны), Wф — волновое сопротивление фидера.

Для сохранения симметрии вибратора антенны при подключении к нему несимметричного коаксиального кабеля марки РК-75 может быть применен другой тип УСС:

четвертьволновой короткозамкнутый мостик (рис. 1.7). Изготавливается это устройство из металлических трубок диаметром d и d1, которые соединяются между собой по одному из вариантов конструктивного исполнения и крепятся к металлической мачте. Сквозь одну из трубок протягивают кабель снижения, оплетку его подключают

к той половине вибратора, к которой подсоединена трубка с кабелем, а центральная жила кабеля подводится к другой половине вибратора. Длина мостика l от вибратора

до короткозамкнутой перемычки равна 1/4lдлср и выбирается для каждого канала в соответствии с данными, приведенными в табл. 1.9 и 1.10.

Концы трубок, спускающиеся ниже короткозамкнутой перемычки, могут быть произвольной длины. Симметрирующий мостик не нарушает согласования, так как его входное сопротивление очень велико во всей полосе частот телеканала и не шунтирует антенну. Настройка мостика на нужный канал достигается путем перемещения металлической замыкающей перемычки вдоль трубок.

Следующее УСС для полуволнового линейного разрезного вибратора является наиболее простым по конструкции (рис. 1.8). Оно называется также «четвертьволновой короткозамкнутый мостик», но изготавливается из отрезков коаксиального кабеля, в котором роль мостика играют экраны кабелей. Как следует из рисунка, экран кабеля 5, соединяющего антенну с телеприемником, подключается к одной трубке вибратора, а экран кабеля 4 — к другой. Внутренний проводник кабеля 5 соединяют с той же трубкой вибратора, к которой подключен экран кабеля 4. На расстоянии 1/4lдл от вибратора экраны кабелей 4 и 5 соединяются друг с другом, образуя четвертьволновой

короткозамкнутый мостик. Внутренний проводник кабеля 4 припаивается либо к оплетке этого кабеля, либо к вибратору 1. Отрезки кабеля 4 и 5 закрепляются диэлектрическими планками 3. Длина мостика l3 = 1/4lдл; размер l1= 50—80 мм; l2= 50—80 мм; l4= 1—10 мм.

На рис. 1.9 дана конструкция оригинального УСС типа «четвертьволновой стакан», которое состоит из двух тонкостенных трубок, соединенных между собой, как показано на рисунке. Вибраторы 1 и 2 изготавливаются из трубок диаметром, равным 1/50lдл. Наружный корпус «четвертьволнового стакана» делается из трубки диаметром 50—60 мм и толщиной стенки 1—3 мм. Внутренний цилиндр — из тонкостенной трубки диаметром 8—16 мм и толщиной стенки 1—2 мм. Наружный 4 и внутренний 5 цилиндры соединяются между собой металлическим диском 7, который припаривается или припаевается, как указано на рисунке. Сверху между внутренним и наружным цилиндрами вставляется кольцо 3, изготавливаемое из диэлектрика. Размер наружного стакана: l1=1/4lдл l2=2—10 мм; l= 1/10lдл.

Экран коаксиального кабеля 6 подключается к верхней части внутреннего стакана и к одной трубке вибратора. Внутренний проводник кабеля соединяют со второй трубкой вибратора.

УСС типа «полуволновое U-образное колено» (рис. 1.10) при изготовлении антенн типа «волновой канал» используется в качестве активного элемента.

Как следует из схемы соединений, симметричные зажимы петлевого вибратора 1 соединены между собой по-

луволновым отрезком коаксиального кабеля 2, а несимметричный фидер 3 также своей внутренней жилой присоединяется к одному из зажимов вибратора в точке 1. Вследствие того что электрическая длина петли 2 равна полуволне, ток правой половины вибратора в точке 1 изменит свое направление на обратное, а следовательно, токи обеих половин вибратора в точке присоединения центральной жилы кабеля будут в фазе и сложатся. Симметрия токов в каждом плече вибратора сохранится.

Длина петли определяется так: l2 = lдлcp/2e^2. Длина отрезков коаксиального кабеля для изготовления УСС типа «полуволновое U-образное колено» дается в табл. 1.11.

УСС в виде кабельной петли может применяться во всех существующих конструкциях одноканальных антенн, однако в многодиапазонных антеннах (1—12-й каналы) оно не обеспечивает получение требуемых электрических характерис-

тик, да и во многих случаях оказывается неудовлетворительным из-за значительных размеров кабельной петли. Хорошие результаты можно получить, если применить УСС типа «эквивалент кабельной петли» (ЭКП), рис. 1.11. Оно представляет собой несимметричную длинную линию, свернутую и спираль. Изготавливается данное УСС на металлической трубке диаметром 5 мм, на нее наматывается изолированный провод марки ПЭВ-2 или ПЭЛШО. Наматывается сразу три провода рядовой намоткой — виток к витку, которые на выходе соединяются между собой, и все три обмотки работают параллельно. При плотной намотке на каркас, расстояние между щечками которого равно 25 мм, укладывается 16—17 витков. Схема подключения ЭКП приведена на рис. 1.12. Центральная жила коаксиального кабеля подсоединяется к точке 1 вибратора и к соединенным между собой выводам спиралей.

ЭКП обеспечивает в антеннах, рассчитанных на прием телепередач на 6—12-м каналах, и в кабелях снижения, подключаемых к ним, KБB не менее 0.6.

Устанавливается ЭКП в герметичной пластмассовой коробке непосредственно на антенне и прикрепляется к деревянной "или металлической мачте в точке 0, которая выполняет функцию заземления.

При изготовлении УСС типа ЭКП металлическая трубка диаметром 5 мм должна иметь продольный сквозной паз (прорезь) шириной до 1 мм.

На рис. 1.1.3 показано одно из наиболее эффективных УСС, которое называется воздушный симметрирующе-согласующий трансформатор (ВССТ). Устройство включается в многодиапазонные ТА, рассчитанные, например, на прием 1-5го каналов. Изготавливается ВССТ в виде двух катушек-спиралей, соединенных между собой боковыми щечками. Каждая катушка-спираль наматывается на тонкий каркас из диэлектрического материала и представляет собой отрезок двух электромагнитно связанных линий, свернутых в спираль. Катушка содержит 10 х 2 витков, намотанных рядовым способом из провода марки ПЭВ-2 или ПЭЛШОК диаметром до 0,31 мм. Диэлектрический каркас должен иметь на наружном диаметре двухзаходную резьбу с шагом 1 мм и диэлектрическую проницаемость 3,5—4.

Описываемое УСС обеспечивает в диапазонах 1—5-го каналов КБВ в 75-омном кабеле снижения не менее 0,6. Таким образом, данное УСС представляет собой четыре длинные линии, свернутые в спираль, которые включаются в цепь антенны последовательно-параллельным способом по определенной схеме. УСС устанавливается на входе ТА в пластмассовом корпусе, изолированном от мачты антенны. Схема соединений обмоток ВССТ приведена на рис. 1.14.

На рис. 1.15 изображено наиболее эффективное УСС, которое применяется в широкополосных антеннах всех типов, включая и комнатные. Называется данное УСС симметрирующе-согласующий трансформатор на ферритах (ССТФ). Оно отличается от ВССТ только конструктивным исполнением и улучшенными электрическими параметрами. Схема включения обмоток ССТФ точно такая же, как и у ВССТ (рис. 1.16). Устройство хорошо работает на всех первых 12 каналах телевидения.

Изготавливается ССТФ на высокочастотных ферритовых кольцах марки 50ВЧ с размерами 7х4х2; марки

1000BH с размерами 7х4х2; марки 100ВЧ с размерами 8,4х3,5х2. В конструкции трансформатора могут быть использованы два ферритовых кольца со своими обмотками или одно кольцо с двумя обмотками. Каждая обмотка трансформатора содержит восемь витков обмоточного провода, намотанных в два провода. Можно применить обмоточный провод марки ПЭВ-2, ПЭЛ, ПЭЛШО или ПЭВТЛ диаметром 0,23 мм, с изоляцией. Но необходимо иметь в виду, что использование трансформатора на одном ферритовом кольце дает низкий результат. В схему соединений трансформатора введен конденсатор С типа КД-1-1 пФ.

Как следует из схемы, начало обмотки I соединяется с правым плечом вибратора, а ее конец — с внутренней жилой коаксиального кабеля снижения; начало первичной обмотки I, а — с началом обмотки II и заземляется в точке 0 полуволнового вибратора. Конец первичной обмотки I, а соединяется через конденсатор С с внутренней жилой кабеля снижения. Конец обмотки II соединяется напрямую с центральной жилой кабеля снижения. Начало обмотки II, а — со вторым левым плечом вибратора. Конец вторичной обмотки II, а — с концом обмотки I, а и заземляется в точке 0, где антенна (петлевой вибратор) крепится к мачте.

В радиолюбительской практике применяются и другие УСС, конструкции которых могут быть рекомендованы для изготовления в домашних мастерских. К числу таких УСС относятся регулируемые емкостные и резисторные конструкции.

На рис. 1.17 дана схема регулируемого емкостного

УСС, которое используется для настройки неразрезного трубчатого вибратора длиной l. Устройство имеет основную трубку вибратора l, узел крепления дополнительной трубки 2, короткозамкнутую перемычку 7 и подстроечные конденсаторы 6 (С1, С2}, устанавливаемые на диэлектрической плате 3. В согласующем устройстве расстояние от середины активного вибратора 1 до короткозамкнутой перемычки определяется по формуле l1 = 1/13fcp, где fcp — средняя частота канала в МГц.

Для изготовления активного вибратора антенны 1 используется тонкостенная трубка диаметром d=(10...20) мм, диаметр дополнительной трубки d1 = (0,25...0,35)d. Расстояние между трубками: S=(3...5)d.

Емкость подстроечных конденсаторов С1 и С2 в пФ определяется из соотношений: С1= 2000/f; C2=500/f.

На рис. 1.18 приведена схема подключения активного неразрезного вибратора с регулируемым УСС, состоящим из двух дополнительных трубок 3, которые подключаются к антенне с помощью короткозамкнутых перемычек 2. Изготавливаются эти трубки такого же диаметра, как и основной вибратор. К трубкам подключается УСС типа «полуволновое U-образное колено» 4, выполненное из коаксиального кабеля 5 с волновым сопротивлением 75 Ом.

Дополнительная настройка антенны на принимаемый телеканал осуществляется перемещением короткозамкнутых перемычек 2 на равное расстояние с обеих сторон.

1.6. Нормированные значения внешних воздействующих нагрузок

Следует заметить, что определение параметров выбранной для повторения ТА и расчет ее основных геометрических соотношений еще не гарантируют уверенного приема в течение длительного промежутка времени и в различных условиях климатических воздействий. На садовых и приусадебных участках и в фермерских хозяйствах ТА должна быть рассчитана применительно к реальным условиям эксплуатации. Все основные электромагнитные параметры ТА не должны ухудшаться при атмосферных воздействиях, которые в нашей стране отличаются большим многообразием. К наиболее серьезным климатическим воздействиям следует отнести ветровые нагрузки, осадки в виде дождя и мокрого снега и гололед.

При сильном ветре происходит колебание ТА вместе с кабелем снижения и другими ее частями относительно друг друга, если конструкция не обеспечивает достаточной жесткости. Такие колебания приводят к значительным и периодическим изменениям диаграммы направленности как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, а следовательно к паразитной амплитудной модуляции принимаемого сигнала. В результате в антенне происходит

интерференция случайных сигналов, изменение суммарного сигнала и ухудшение изображения.

Для уменьшения воздействия ветровых нагрузок радиолюбителям следует изготавливать антенно-мачтовое устройство с минимальной парусностью и с максимальной жесткостью. Заметим, что раскачивание ТА во время сильного ветра приводит также к возникновению контактных помех, которые можно устранить только созданием надежных контактов, стабилизации антенны на мачте с помощью оттяжек и прочного крепления всех элементов конструкции.

Во всех климатических зонах страны наблюдается температура окружающей среды, при определенных значениях которой создаются условия конденсации влаги на элементах ТА. Если вода попадает в сочленение ТА и особенно внутрь фидера, то уровень согласования ТА может упасть до нуля и на экране телевизора изображения не будет.

Значительные искажения на экранах телевизионных приемников могут возникать при атмосферных осадках в виде мокрого снега, который опаснее капель дождя в силу того, что мокрый снег налипает на антенну большими массами. Это приводит к изменению распределения тока в антенне и сильным отражениям на проводниках. В результате происходит изменение входного сопротивления, ухудшение согласования ТА с фидером и серьезные искажения диаграммы направленности.

Необходимо обратить также внимание на такое частое атмосферное явление, как оледенение, которое может не только изменить конфигурацию антенного полотна, но и существенно изменить основные электромагнитные параметры антенного устройства. Лед в отличие от дождя и мокрого снега при низкой температуре обладает хорошими диэлектрическими свойствами (е = 3,2) и малыми потерями. При оледенении проводников происходит так называемое укорочение волны, понижение резонансной частоты в сторону более низких частот. Особенно сильно направленные свойства антенны меняются у антенн типа «волновой канал», в которых они зависят от фазировки токов на приемных элементах (излучателях).

При разработке, изготовлении и эксплуатации наружных антенн всех видов необходимо учитывать, что эти изделия электротехники находятся в особых условиях температурных воздействий, механических нагрузок и повышенной влажности. Неправильная оценка механических и климатических нагрузок — основная причина повреждений и преждевременного выхода из строя приемных антенн. На устойчивую и качественную работу антенных устройств существенное влияние оказывают также условия эксплуатации, нормативные параметры которых оговорены в соответствующих государственных стандартах.

Изделия электротехники производственно-технического назначения и народного потребления, изготавливаемые для нужд народного хозяйства промышленными предприятиями, классифицируются по условиям применения в определенных климатических зонах, и для них установлены требования и нормы по стойкости к внешним воздействиям. Знание этих норм и правил позволит радиолюбителям правильно изготовить антенное устройство в своей мастерской. Исполнения для различных климатических районов, категории размещения, условия эксплуатации для всех видов машин, приборов и других технических изделий народнохозяйственного, культурно-бытового назначения, хозяйственного обихода и общего назначения установлены ГОСТ 15150—89.

Условия эксплуатации некоторых электротехнических изделий приведены в табл. 1.12.

Антенные устройства, включая устройства согласования и механического привода для поворота антенн, производятся для районов с умеренным климатом (У), умеренно-холодным (УХЛ), тропическим влажным (ТВ), тропическим сухим (ТС), общеклиматическим (О), морским (М), тропическим морским (ТМ), общеклиматическим морским (ОМ) и всеклиматическим (В).

Учитывая разбросанность садоводств по всей территории России — от северных до южных районов, знание о факторах внешнего воздействия поможет радиолюбителям правильно изготовить антенну при минимальных затратах.

Конструктивные использования антенн в зависимости от места установки подразделяются на категории размещения, которые указаны в табл. 1.13.

Важное значение при эксплуатации антенн и ее узлов имеет температура окружающей среды, нормированные значения которой приведены в табл. 1.14.

Большинство антенн могут устойчиво работать при повышенной относительной влажности воздуха, которая не должна превышать предельных величин. В зависимости от исполнения изделия и категории его размещения в табл. 1.15 даются нормированные значения относительной влажности воздуха.

Нормы внешних воздействующих факторов при эксплуатации ТА даны в табл. 1.16.

Мастерам-радиолюбителям при изготовлении антенн любых типов необходимо учитывать все внешние воздействующие факторы и принимать соответствующие меры защиты. Наибольшую трудность при установке различных УСС представляет защита точек подключения коаксиального кабеля от воздействия внешней среды, так как приходится иметь дело с герметизацией объемной конструкции. Наилучшие результаты можно получить, если применить геометизацию эпоксидной смолой.

2.1. Встроенные и комнатные антенны

Для приема телепередач на садовых участках вблизи городов могут быть использованы три вида ТА: встроенная, комнатная и наружная.

Малогабаритные переносные телевизоры с небольшим экраном, как правило, оборудованы встроенной телескопической антенной и одновременно имеют соответствующие гнезда для подключения наружных антенн. Обычно встроенные антенны работают без перестройки на 6 или 12 каналах. Такие антенны являются составными частями телевизоров, конструкция которых зависит от модели телевизора. Устанавливаются встроенные антенны на боковых стенках или на верхней крышке с внутренней стороны телевизора. Эти антенны позволяют принимать сигнал на расстоянии не более 2—3 км от ТЦ.

Как правило, встроенная антенна подключается к телевизору с помощью симметричного 300-омного кабеля типа КАТВ, если входное сопротивление равно 300 Ом. Можно подключить антенну и к симметричному фидерному устройству, изготовленному из витых монтажных проводов, или с помощью экранированного кабеля типа РК-1 к 75-омному входу телевизора. Наилучшие результаты достигаются при подключении антенны к 300-омному входу, так как частотная характеристика антенны в пределах каждого канала получается более равномерной и усиление на краях рабочей полосы частот будет более высоким.

При использовании встроенной антенны в загородной местности следует иметь в виду, что при подключении антенны к телевизорам, имеющим входное сопротивление 300 Ом, неравномерность частотной характеристики в полосе 1, 2, 4—6-го каналов не превышает 0,85—0,9 дБ, а

в полосе 3-го канала — не более 1 дБ; в полосе частот от 48,5 до 100 МГц коэффициент усиления антенны лежит в пределах 0,1—0,3, а на частотах 174—230 МГц коэффициент усиления повышается до 0,6—0,7.

За последние годы промышленностью освоен выпуск достаточно большого количества типов комнатных антенн, например таких, как: ЛТК — антенна телевизионная комнатная, АТКТ — антенна телевизионная комнатная телескопическая, АТКС — антенна телевизионная комнатная складная, КРТА — комнатная радиотелевизионная антенна и ряд других. Все эти антенны имеют примерно одинаковые электрические параметры и основные технические характеристики, но отличаются друг от друга количеством принимаемых программ и конструктивно-технологическим оформлением.

Все конструкции комнатных антенн обладают практически одинаковыми достоинствами и недостатками, а именно: достаточно просты в изготовлении, имеют небольшую стоимость, могут быть легко развернуты, перенесены к другому телевизору, перестроены на другой канал и т. д., но они в большой степени ограничены в дальности приема, а принимаемые вблизи ТЦ сигналы, отражаясь от стен зданий, создают на экране несколько изображений. Также они практически не защищают телевизор от помех, особенно в городских условиях. Почти все источники электропомех вызывают появление на экране телевизора различных штрихов, полос и линий. Только тщательная настройка и ориентировка антенны внутри помещения позволяет частично избавиться от этих неудобств.

Комнатная антенна оправдывает себя только в том случае, если садовый участок находится недалеко от ТЦ:

не более чем в 2 км от мощных ТЦ и в 10 км от маломощных.

Для самостоятельного изготовления можно рекомендовать следующий простейший вариант комнатной проволочной антенны (рис. 2.1). При этом используется любой

имеющийся в наличии провод с диаметром медной жилы не менее 1 мм (антенный канатик, осветительный шнур, электрический кабель, монтажный провод). Главным элементом данного изделия является антенный канатик 3, длина которого l составляет примерно 1/2lдлср принимаемых сигналов и образует два вибратора, длина которых: l5== (l - l3)/2 Входное сопротивление этой антенны равно 75 Ом.

Антенна такой конструкции относится к полуволновым линейным вибраторам и применяется для приема телепрограмм на 1—12-м каналах. В табл. 2.1 даются конструктивные размеры вибраторов комнатной антенны.

В качестве кабеля снижения антенны применяется обычный осветительный шнур, или два сплетенных изолированных монтажных провода, или коаксиальный кабель с металлической оплеткой и т. п. Изоляторы 2 и 4, расположенные на концах антенны, делаются из второпласта (гетинакса, текстолита, оргстекла) или других изоляционных материалов толщиной не менее 5 мм. Растяжки 1 и 5 антенны изготавливаются из изоляционного материала, их длина устанавливается по месту.

Длина кабеля снижения определяется расположением телевизора в комнате, но не должна превышать 3 м, так как чрезмерно длинное снижение приводит к тому, что фидерное устройство начинает работать как дополнительная антенна. В результате резко увеличивается воздействие помех на телевизор, уменьшается четкость изображения и возникают искажения, характер которых зависит от положения проводов снижения. Концы проводов снижения припаивают к телевизионному штеккеру, имеющемуся в комплекте: один конец — к центральному штырьку, а другой — к цилиндрическому основанию штеккера.

Для приема телепередач в диапазоне метровых волн

на первых 12 каналах в зоне прямой видимости — до 25 км от передающей станции — промышленностью изготавливаются комнатные ТА в основном телескопической конструкции или укороченные петлевые вибраторы нескольких типоразмеров. При использовании этих антенн приводится каждый раз изменять длину их усов, настраиваясь на выбранный канал, и, надо сказать, не всегда это получается удачно. Изменяя длину вибраторов и положение антенны, приходится терять много времени на перестройку и подстройку программ. В .целях устранения этого недостатка разработана новая комнатная антенна, рассчитанная на прием любой из 12 программ и не требующая никакой настройки во время эксплуатации при переключении каналов, за исключением первоначальной установки и ориентирования на ТЦ. На рис. 2.2, а, б, приведена конструкция комнатной антенны автора В. Гургаля с некоторыми конструктивно-технологическими изменениями.

Вибраторы этой антенны изготавливаются в виде вытянутых спиралей из латунной полосы толщиной 2—2,5 мм и шириной 20—25 мм. Спирали имеют три полных витка и шаг по горизонтали, равный 5 мм, а по вертикали — 10 мм. Длина заготовки развернутой спирали — 900 мм. Наиболее сложной частью антенны является узел крепления, ввода и подсоединения фидерного устройства,конструкция которого приведена на рис. 2.2, б.

Антенна подключается к телевизору с помощью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом. Длина кабеля не должна превышать 2 м. Коаксиальный кабель 1 припаивается к контактным лепесткам 6, изготовленным из латуни припоем марки ПОС-60. Кабель проходит через внутреннее отверстие резьбовой втулки 9.

Конструкция узла крепления может быть изменена, но необходимо выполнить условие полной электрической изоляции присоединительных лепестков 6, левого и правого вибраторов между собой и корпусом. Сопротивление этой изоляции должно быть не менее 20 МОм.

Для улучшения электрических параметров и характеристик антенны и согласования разных входных сопротивлений антенны и фидерного устройства можно применить УСС, которое подключается с одной стороны к антенне, а с другой — к кабелю снижения.

На рис. 2.3 приведена принципиальная электрическая схема воздушного симметрирующе-согласующего трансформатора (ВССТ). Способ соединения трансформатора виден на рисунке. К выводам 1 подключаются трубки

Рис. 2.2. Комнатная антенна для приема программ на 1—12-м каналах:

а — общий вид, б — yзел крепления.

вибраторов, а заземление осуществляется припайкой выводов к оплетке кабеля.Более качественный прием телепрограмм можно получить, если использовать в качестве УСС симметрирующе-согласующий трансформатор на ферритах (ССТФ), принципиальная электрическая схема которого дана на рис. 2.4. Если расстояние до ТЦ не более 20 км, то рассматриваемая антенна с согласующим трансформатором обеспечит хороший прием телепрограмм, но ее надо точно сориентировать на ТЦ.

Представляет определенный интерес гибридный трансформатор сопротивлений, который имеет следующую конструкцию. Внутри замкнутого тороидального витка установлены две индуктивности, выполненные проводом марки литцендрат на двух тороидальных сердечниках, которые разделены между собой электростатическим экраном для уменьшения емкости этого трансформатора. Принципиальная электрическая схема трансформатора и подключение его к антенне и телевизионному приемнику показаны на рис. 2.5. Как следует из схемы, связь между первичной и вторичной обмотками трансформатора осуществляется объемным замкнутым витком, который разделен электростатической перегородкой.

Число витков первичной и вторичной обмоток равно 8,0 провода марки ЛЭШО 0,12 х 0,07. В качестве сердечников трансформатора выбраны ферритовые кольца типа К1610 х 4,5 марки М1000НМ=3.

Особенностью конструкции трансформатора является его симметричность как со стороны входа, так и со стороны выхода. Однако работа данного трансформатора обеспечивается и при несимметричном включении. Для этого достаточно один из проводников любой из обмоток соединить с внешним экраном трансформатора, а к другому концу присоединить внутренний проводник коаксиального кабеля, предварительно закрепленного оплеткой к объемному витку.

Рассматриваемый трансформатор обеспечивает устойчивую работу в диапазоне частот от 50 до 170 МГц. Весьма перспективно использование данного трансформатора в сочетании с конструкциями зигзагообразных антенн из тонких проводников при питании их коротко-замкнутым витком связи. В этом случае конструкция антенны получается компактной и нет необходимости в прокладке коаксиального кабеля вдоль тонкого проводника антенны.

На рис. 2.6, а, б, приведены конструкции двух вариантов исполнения комнатной антенны для приема передач, входящие в унифицированный ряд антенн автора В. Гургаля и обеспечивающие прием первых 12 каналов на небольшом расстоянии от ТЦ. Обе антенны имеют свернутые в спираль полуволновые вибраторы, которые изготавливаются из латунной полосы толщиной 1,5 — 2,5 мм.

Антенна (рис. 2.6, а) может быть сделана в виде печатной платы, состоящей из четырех одинаковых плат, соединенных между собой скобами из диэлектрика в верхней своей части. При изготовлении печатных плат из фольгированного стеклотекстолита рисунок спирали получают обычным способом — травлением. Лучшие резуль-

таты дают антенны с наклеенными спиралями из более толстого материала: дюралюминия, меди, бронзы.

На рис. 2.6, б, приведена конструкция комнатной антенны с двумя спиральными вибраторами, которые свиты с шагом, равным 5 мм, и имеют по семь витков. Длина развертки каждой спирали рассчитывается по средней длине волны 6-го канала с учетом возможного укорочения длины полуволнового вибратора и равна 840 мм. Шаг спирали в процессе изготовления может быть изменен.

Крепление печатных плат к основанию показано на рис. 2.7, а, при этом само основание должно быть изготовлено из диэлектрика.

Если в качестве фидера используется коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, то необходимо

между антенной и входом телевизора установить УСС типа ССТФ с распайкой выводов антенны, кабеля и трансформатора так, как показано на рис. 2.7, б. После изготовления деталей антенны и ее сборки рекомендуется закрыть печатные платы декоративным кожухом-абажуром.

Узел крепления волноводов и схема соединений спиралей между собой показаны на рис. 2.8, а. Детали 4, 6, 8 изготавливаются из диэлектриков, например из оргстекла, пластмассы, эбонита. Основным связующим элементом конструкции является стальной палец 2 диаметром 10 мм и с резьбой 8 мм. Вибраторы 1 и 9 изолированы друг от друга и иных металлических деталей конструкции

втулками и шайбами. Втулка опорная 6 изготавливается из ударопрочной пластмассы или эбонита. К ней крепится скоба 10, соединяющая вибраторы антенны с корпусом и элементами внешнего оформления.

Подключение антенны к телеприемнику показано на рис. 2.8, б, где в качестве согласующего элемента применено УСС типа ССТФ.

За предыдущие годы промышленностью было выпущено не менее десяти типоразмеров и конструктивных исполнений комнатных антенн, которые с успехом могут быть применены на садово-огородных участках. Это в первую очередь телескопические антенны типа КТТА. В качестве телескопического элемента применяются специальные конструкции, изготавливаемые из тонкостенных трубок, пружинных лент и полос, которые обеспечивают удобство для подбора положения антенны в комнате, изменения соотношения ЭДС, наведенных в антенне горизонтальной и вертикальной составляющими электромагнитного поля и т. д.

На рис. 2.9 приведен один из конструктивных вариантов КТТА, изготавливаемой из трубок и предназначенной для приема первых 5 телеканалов в диапазоне частот 48,5-100МГц. КТТА относится к антеннам типа «полуволновой линейный вибратор» с длиной половины вибратора от 700 до 1450 мм. Настройка антенны с канала на канал осуществляется путем изменения длины вибратора, состоящего каждый из четырех трубок. Полная длина вибратора для 1-го канала должна быть в пределах 2700—2900 мм, для 2-го — 2300—2500 мм, для 3-го — 1700—1900 мм, для 4-го — 1500—1700 мм, для 5-го — 1400—1600 мм.

На приусадебных участках при небольшом расстоянии от ТЦ или ретранслятора достаточная контрастность изображения на экране телевизора может быть получена в некоторых случаях и при длине вибратора меньше, чем указано выше.

КТТА может работать с коаксиальным кабелем марки РК-75 или с симметричным двухпроводным кабелем без УСС. Но применение УСС в комнатной антенне делает ее менее чувствительной к влиянию окружающих предметов, расположению кабеля и усов антенны, облегчается установка антенны в комнате, при которой получается наилучшее изображение.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ....... .... 1

входное сопротивление ............. 73 Ом

полоса пропускания ............... 10 МГц ,

неравномерность частотной

характеристики ................. ± 0,5 дБ

диаграмма направленности

в горизонтальной плоскости ...... восьмерка

ширина главного лепестка

диаграммы направленности ....... 75—83

Радиолюбителям при изготовлении и применении КТТА необходимо иметь в виду следующее: ее электрические параметры, как правило, позволяют получить хорошие результаты при удачном выборе места установки антенны, однако в некоторых случаях не всегда удается полностью реализовать достоинства антенны из-за специфики приема телесигналов внутри помещений. На качество изображения влияет также длина коаксиального кабеля, соединяющего антенну с телевизором (оптимальная длина — 2 м). На близком расстоянии от ТЦ длину половин вибратора можно сократить на 10—25 см. Подключается коаксиальный кабель к антенне припайкой средней жилы к левой половине вибратора, а оплетки — к правой половине вибратора антенны.

В ряде случаев находящиеся в эксплуатации различные типы телескопических антенн самодельной конструкции не могут обеспечить хорошее качество приема телепередач во всем диапазоне частот первых 12 каналов из-за неточного исполнения соединений и разностенности применяемых трубок.

Необходимо отметить, что ширина полностью раздвинутой антенны типа КТТА настолько велика, что создает определенные неудобства при применении ее в малогабаритном помещении. Чтобы устранить этот недостаток, разработана антенна типа КТТА-1-12, у которой длина каждой половины телескопического вибратора составляет не более 770 мм. Если в антенне телескопическое колено составлено из четырех трубок, то минимальная его длина не превысит 200 мм.

На рис. 2.10 показана схема подключения 12-канальной комнатной антенны типа КТТА-1-12, конструкция которой может быть такой же, как и КТТА. Количество телескопических элементов антенны определяется размерами сложенного и развернутого положений антенны. Длина полностью выдвинутых трубок должна быть не

менее 2900 мм, длина каждого плеча антенны — 1450 мм, длина телескопических трубок — не более 370 мм. Промежуточные значения длины вибраторов в указанных пределах позволяют настраивать ее на любой из 12 каналов.

Конструкция 12-канальной комнатной антенны отличается не только размерами примененных телескопических трубок, но и включенными в ее схему катушками индуктивности трех типов LI, L2, L3. При изготовлении антенны необходимо учитывать, что в конструкции телескопических вибраторов могут быть использованы трубки с минимальным диаметром 8 мм, а это значит, что все трубки должны иметь минимальную толщину стенок. Материал для трубок — латунь, бронза, медь, дюралюминий, сталь углеродистая.

Размер всех выдвинутых трубок — не менее 770 мм, так как дальнейшее уменьшение приведет к значительному сужению полосы пропускания на 1-м канале.

Антенна типа КТТА-1-12 дает хорошие результаты при эксплуатации на расстоянии 16 км от ТЦ за счет укороченных длин каждой половины вибратора и компенсационных катушек индуктивности, выравнивающих емкостную составляющую входного сопротивления антенны, настраивая тем самым ее в резонанс.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ............. 0,95 дБ

входное сопротивление ............. 73 Ом

полоса пропускания ............... 8 МГц

неравномерность частотной

характеристики ................. ± 0,5дБ

радиус уверенного приема

телепрограмм .................. до 10 км от ТЦ

диаграмма направленности

в горизонтальной плоскости ....... восьмерка

ширина главного лепестка

диаграммы направленности ....... 60

Как следует из схемы, компенсационные катушки индуктивности L1 и L2 включены последовательно с вибраторами, настроенными на определенный канал. Катушки индуктивности включены в работу с помощью галетного переключателя, имеющего четыре положения, три направления и одну плату. В положении переключателя, показанном на рисунке, при полностью выдвинутых трубках вибратора антенна работает на 3-м канале. Для того чтобы она принимала 4-й канал, необходимо оставить переключатель в этом же положении, а длину вибраторов установить равной 600—650 мм. При работе на 5-м канале трубки вибраторов выдвигаются на длину 550—600 мм, а переключатель ПГ2-13-4ПЗНТ остается в том же положении.

Для работы на 6—12-м каналах вибраторы антенны должны быть выдвинуты на длину по 350 мм, а переключатель — в положение, указанное на схеме, когда обе компенсационные катушки индуктивности L1 и L2 зашунтированы контактами переключателя.

Установленные на верхней крышке два переключателя типа ПГ2 расширяют возможность регулирования антенны и нахождения наилучшего расположения ее в комнате.

Катушки индуктивности L1 и L2 изготавливаются на диэлектрическом каркасе диаметром 13 мм, поверх которого наматывается обмотка из провода марки ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм с шагом намотки 2 мм. Каждая обмотка содержит восемь витков и имеет отвод от третьего витка от начала этих обмоток, обозначенных буквами а и б. Распайка концов катушек к переключателям В1 и В2, а также к пространственной катушке L3 осуществляется припоем марки ПОС-60. После изготовления катушек L1 и L2 они покрываются изоляционным лаком, а концы зачищаются и облуживаются.

Катушка индуктивности L3 делается на деревянном или металлическом стержне диаметром 25 мм, который после намотки удаляется. В качестве провода для намотки используется коаксиальный кабель, из которого изготовлен кабель снижения, соединяющий антенну с телевизором. Намотку этой катушки можно выполнить на пустотелом каркасе из прессшпана или картона диаметром 25 мм и длиной 60 мм. Нитки этой катушки укладываются друг к другу вплотную и обвязываются прочными нитками. Катушка индуктивности L3 имеет оригинальную конструкцию: она состоит из двух абсолютно симметричных половин, содержащих по четыре полных витка в каждой половине и намотанных в одну и ту же сторону, как показано на рисунке (слева). Левую часть катушки наматывают из кабеля снижения, не обрезая его, при этом необходимо только снять верхнюю изоляцию, оголив оплетку, для припайки к ней правой половины катушки индуктивности, которая изготавливается из куска коаксиального кабеля с обрезанными заподлицо концами внутренней жилы. Этот кусок кабеля припаивается оплеткой как к катушке индуктивности L1 в точке а, так и к оплетке второй половины в середине, где ранее была снята верхняя изоляционная оболочка.

В промышленном варианте антенна имеет шарнирное крепление телескопических вибраторов, которое позволяет улучшить монтаж и наилучшим образом ориентировать антенну в комнате.

Для приема телепередач на 6—12-м каналах можно использовать антенну, называемую укороченным шлейф-вибратором (рис. 2.11). Она обеспечивает устойчивую работу в диапазоне частот 174—230 МГц. Основное достоинство этой антенны состоит в том, что она работает на всех каналах без перестройки при переключении программ. Как ранее отмечалось, длина обычною вибратора равна примерно 1/2lдл что при использовании такой антенны в комнате создает определенные неудобства.

Если обычный петлевой вибратор разрезать в середине, как показано на рисунке, то его резонансная длина уменьшается в два раза и антенна становится компактной.

Электрические параметры укороченного шлейф-вибратора несколько уступают параметрам 12-канальной комнатной антенны. Диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости имеет форму восьмерки. Достаточную контрастность изображения можно получить при приеме сигналов мощных ТЦ в радиусе 5—6 км.

Изготавливается антенна из двух трубок диаметром 8—15 мм длиной l1= 195 мм, которые образуют укороченный шлейф-вибратор. При малых расстояниях от ТЦ и длине коаксиального кабеля снижения не более 2 м согласование и симметрирование антенны данного типа не производятся. Две половины укороченного вибратора устанавливаются на диэлектрической пластине, крепятся с помощью двух скоб, которые позволяют поворачивать шлейф-вибраторы вокруг оси. Расстояние между трубками — l2=25—30 мм, а между торцом колена вибратора и отогнутым концом трубки — l3 = 30—35 мм.

Антенна «укороченный шлейф-вибратор» может быть использована для приема всех первых 12 каналов, если оба колена вибратора изготовить телескопической конструкции в виде тромбона. Один из вариантов конструкции такой антенны показан на рис. 2.12.

Конструктивные размеры телескопической антенны приведены в табл. 2.2.

При изготовлении антенны используются тонкостенные трубки из латуни (дюралюминия, стали), которые шарнирно закрепляются на пластмассовом основании. УСС не применяется.

К телевизору антенна подключается любым двухпроводным фидером.

При использовании комнатных антенн в загородной местности, расположенной вдали от ТЦ или активных ретрансляторов, необходимо применять усилители телевизионных сигналов покупной или самодельной конструкции. Различные типы усилителей рассмотрены в гл. 6 справочника.

2.2. Конструкции простых телевизионных антенн

Как правило, на домах в садоводствах, находящихся на расстоянии не более 20 км от ТЦ и активных ретрансляторов, используются однопрограммные и многопрограммные ТА. Рассмотрим наиболее простые и распространенные наружные антенны для приема программ в метровом диапазоне волн.

Полуволновой линейный разрезной вибратор (ПЛРВ) предназначен для приема телепередач на небольших расстояниях от ТЦ и ретрансляторов в качестве самостоятельном антенны при отсутствии помех и отраженных

сигналов, применяется он также в качестве активных вибраторов в многоэлементных направленных антеннах. ПЛРВ как самостоятельная антенна принципиально не отличается от комнатной антенны, только его лучи развернуты на 180° и укреплены на стационарной мачте.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ............. 1

входное сопротивление ............. 73 Ом

КБВ ........................... 0,85

неравномерность коэффициента

усиления, не более .............. 0,4 дБ

количество принимаемых программ

на один типоразмер антенны ..... 1

кпд ............................ 0,96

помехозащищенность, не более ...... 8—10 дБ

диаграмма направленности

в горизонтальной плоскости ....... восьмерка

ширина главного лепестка

диаграммы направленности ....... 86

На рис. 2.13 показан ПЛРВ с 75-омным коаксиальным кабелем. Данная антенна относится к числу слабонаправленных, она имеет диаграмму направленности в плоскости, проходящей через продольную ось вибратора.

Лучи-вибраторы изготавливают из трубок или стержней (стальных, латунных, дюралюминиевых), а также из металлических полосок и угольников. Вибраторы крепятся на прямоугольной косынке 3 с помощью изоляторов 2. В качестве изоляторов могут быть использованы и фарфоровые ролики, и высокочастотная керамика, и пластмасса, и текстолит, и гетинакс. Диаметр трубок выбирается в пределах от 10 до 20 мм. Вместо трубок можно применить металлические полосы толщиной 5 мм, при этом за диаметр вибратора принимают половину ширины этой полоски. Наружный диаметр трубок должен составлять 10 мм и больше, внутренний диаметр трубок значения не имеет, а расстояние между внутренними торцами трубок должно быть в пределах 50—80 мм. Эти размеры справедливы для приема любого из первых 12 каналов.

Длину вибраторов выбирают из табл. 2.3. Если длина вибратора l равна 1/50lдл, то такая антенна не настроена в резонанс. Для настройки в резонанс вибратор нужно несколько укоротить. Коэффициент укорочения определяется по специальным графикам. Размеры, приведенные в таблице, даны с учетом всех поправок.

Для сведения радиолюбителей необходимо заметить, что на параметры антенны существенное влияние оказывают габаритные размеры трубок и в первую очередь наружный диаметр. Например, величина коэффициента укорочения вибратора зависит от отношения диаметра трубки к средней длине волны телеканала. Полоса пропускания вибратора также зависит от его диаметра. Чем больше диаметр вибратора, тем антенна широкополоснее. Достаточно широкая полоса пропускания на любом канале будет обеспечена, если диаметр трубок равен или больше 8 мм.

ПЛРВ укрепляется на металлической или деревянной мачте при помощи изоляторов. Эту антенну можно использовать для приема передач на телевизоры как с несимметричным 75-омным входом, так и на телевизоры с симметричным 300-омным входом. Подключение антенны к 75-омному несимметричному входу телевизора производится через коаксиальные кабели, которые имеют волновое сопротивление 75 Ом. Использование коаксиальных кабелей с волновым сопротивлением 50 Ом допустимо, но нежелательно.

Важно знать, что ПЛРВ обеспечивает высокую четкость изображения, так как его входное сопротивление в полосе частот телесигналов изменяется мало. Но эксплуатировать эту антенну надо там, где можно принимать только одну программу телевидения.

Но в тех районах страны, где есть возможность при нимать несколько программ, линейным полуволновым вибратором, настроенным на одну из этих программ, пользоваться нежелательно

Обязательное подключение УСС объясняется следующим. При настройке на прием телепередач 1-го канала входное сопротивление антенны равно 73 Ом и хорошо согласуется с кабелем снижения, волновое сопротивление которого составляет также около 75 Ом, но когда на эту антенну принимают сигналы 3-го канала, тогда ее входное сопротивление увеличивается до 600 Ом, согласование с кабелем нарушается и эффективность работы антенны резко снижается.

С этой антенной мы еще раз встретимся, когда будем рассматривать многоэлементные антенны типа «волновой каналы (гл. 4.1).

Нa рис. 1.6, б, показано соединение полуволнового вибратора с кабелем по схеме рис. 2.13, которое обеспечивает согласование с ним, токи на наружной поверхности экрана коаксиального кабеля не создают разности потенциалов на входных зажимах телевизора и не нарушают симметрию токов в вибраторах антенны. Рассогласование антенны с кабелем снижения приводит к возникновению повторных изображений, а нарушение симметрии снижает помехоустойчивость и вызывает искажение диаграммы направленности антенны.

На рис. 2.14 приведена схема подключения ПЛРВ к симметричному 300-омному входу телевизора с помощью симметричного ленточного кабеля марки КАТВ с волновым сопротивлением 300 Ом. Петля из двух равных по длине отрезков кабеля КАТВ составляет симметричный согла-

сующий четвертьволновой трансформатор 77. Кабели, из которых изготавливается трансформатор, разводятся в середине на размер l3 и образуют эллипс.

Размеры антенны, выполненной по рис. 2.14, приведены в табл. 2.4. В этой таблице даны размеры для 12 каналов телевидения, в том числе с 6-го по 12-й, на которых следует избегать использования симметричного кабеля марки КАТВ из-за больших потерь на частотах свыше 100 МГц.

На рис. 2.15, а, б, приведены схемы неправильного подключения антенны к телевизору. При подключении несимметричного коаксиального кабеля типа РК-75 к ПЛРВ, как показано на рис. 2.15, а, нарушается симметрия, так как одна половина вибратора подключена к центральной жиле кабеля, а вторая половина — непосредственно к оплетке. В результате токи, наведенные на поверхности оплетки кабеля, попадут на вход телевизора и вызовут искажение изображения. Кроме того, может исказиться и диаграмма направленности вибратора. Подключать симметричный кабель к вибратору, как показано на рис. 2.15, б, нельзя. В этом случае кабель с волновым сопротивлением 300 Ом оказывается подключенным к виб-

ратору с входным сопротивлением 73 Ом, и вибратор будет рассогласован с кабелем.

Как отмечалось ранее, для ПЛРВ наиболее простым по конструкции является УСС типа «четвертьволновой короткозамкнугый мостик», изготовленный из отрезков коаксиального кабеля (рис. 1.8).

Хорошие результаты при использовании линейного разрезного вибратора можно получить, если применить в качестве УСС симметрирующий мостик, приведенный на рис. 1.7.

На расстоянии до 25 км от ТЦ, а также более близких, но при неблагоприятных условиях приема телепередач и отсутствии металлических трубок для изготовления антенны можно воспользоваться конструкцией, данной на рис. 2.16. Здесь наружная проволочная антенна выполнена из медного провода диаметром не менее 2 мм.

Каждое плечо вибратора изготавливается из трех медных проводников, которые в середине разводятся и припаиваются к углам треугольника, выполненного из металлической пластины толщиной 1—2 мм. Медные провода одинаковой длины на концах скручены и пропаяны припоем марки ПОС-60.

Антенну располагают на двух деревянных стойках с направлением на ТЦ. Размеры этой проволочной антенны даны в табл. 2.4.

На рис. 2.17 приведена конструкция и схема соединения ПЛРВ с питанием через четвертьволновой короткозамкнутый мостик. Антенна предназначена для приема телесигналов на расстоянии, не превышающем 40 км (наибольшая эффективность — до 20 км), и обеспечивает прием

одного канала при определенно заданной длине вибратора. Перестройка антенны на другой канал осуществляется лишь при изменении длины трубок вибратора.

Антенну рекомендуется эксплуатировать в тех местностях, где передачи принимаются только на одном канале.

Собирается антенна из металлических трубок или полос определенной длины, рассчитанной на принимаемый канал. В качестве материала используются латунь, бронза, дюралюминий и сталь, которые применяются с учетом образования гальванических соединений. Детали из этих материалов соединяются между собой сваркой или пайкой, используются также резьбовые соединения. Детали 1, 3, 5, 7, 8, 9. 10—14 изготавливаются из металла, а детали 2,4,6 — из диэлектрика. Штанга 7 может быть выполнена как из дерева, так и из металла. Если вибратор делается из металлической полосы шириной 20 мм, то это соответствует трубке диаметром 10 мм.

Металлическая конструкция антенны вместе с мостиком должна быть изолирована от штанги и укрепляться на изоляторах. В качестве изоляторов используются различные диэлектрические материалы: пластмасса, гетинакс, стеклотекстолит, оргстекло и др.

Важным элементом конструкции данной антенны является металлическая перемычка, выполненная в виде двух скоб, соединенных между собой с помощью винтов. Вертикальные трубки мостика перед установкой скобы-перемычки должны быть зачищены и не иметь пятен ржавчины. Устанавливается металлическая перемычка на определенном заданном расстоянии от вибратора (это зависит от номера канала, на который рассчитана антенна). Размеры симметрирующего четвертьволнового коротко-замкнутого мостика (рис. 1.7) приведены в табл. 1.9.

Как видно из рис. 2.17, коаксиальный кабель пропущен внутри правой трубки мостика, наружная изоляция на этом участке кабеля снимается, а металлическая оплетка кабеля припаивается вверху и внизу к трубе и дополнительно оплетка кабеля припаивается к внутренней поверхности трубки вибратора. Внутренняя жила коаксиального кабеля припаивается ко второй половине вибратора и также к внутренней поверхности трубки.

Полуволновой линейный неразрезной вибратор (ПЛНВ), рис. 2.18. Эту антенну часто называют вибратором с шунтовым питанием. По своей технической характеристике ПЛНВ несколько отличается от ПЛРВ.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ............ 1

входное сопротивление

при l1/l = 0,2. ................. 100 Ом

полоса пропускания ............... 48—100 МГц

ширина рабочей полосы ........... ± 8—10 % средней

частоты канала неравномерность коэффициента

усиления, не более .............. 0,85

помехозащищенность, не более ...... —(8...10) дБ

диаграмма направленности

в горизонтальной плоскости ....... восьмерка

в вертикальной плоскости ........ окружность

ширина главного лепестка

диаграммы направленности ....... 86

Входное сопротивление антенны зависит от геометрических размеров, и в частности от соотношения l1/l. При l1/l=0,2 входное сопротивление антенны равно 100 Ом.

К деревянной или металлической мачте антенна прикрепляется в средней точке 0 без изоляторов. В точках А и Б под винты М5 подключаются УСС и ка.бель снижения. В качестве вибратора применяется трубка диаметром 10—20 мм из латуни (меди или углеродистой стали). Длина вибратора определяется в зависимости от частоты (табл. 2.4).

На рис, 2.19 приведена конструкция петлевого вибратора с УСС, который известен также под названием шлейф-вибратор Пистолькорса, и показана схема соединения с 75-омным коаксиальным кнбелем. Петлевой вибратор является другой разновидностью ПЛРВ. Резонансная длина петлевого вибратора определяется по той же формуле, что и для ПЛРВ; с точки зрения электрических параметров линейный и петлевой иибраторы почти равноценны. Вопрос о применении того или иного вибратора можно решить, исходя из конструктивно-технологических соображении и наличия подходящих материалов. Однако петлевой вибратор обеспечивает лучшее качество приема изображения, чем антенна из прямых трубок.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления .......... .1

входное сопротивление .......... . 292 Ом

КБВ ....................... 0.65—0,9

ширина рабочей полосы ........ ± 20 % средней

частоты канала неравномерность коэффициента

усиления, не менее. .......... 0,5 дБ

помехозащищенность, не менее ... . —(10...13) дБ

диаграммы направленности

в горизонтальной плоскости ...... восьмерка

ширина главного лепестка

диаграммы направленности ....... 86

Данный вид антенны эффективен при эксплуатации на расстоянии до 20 км от ТЦ, т. е. в зоне прямой видимости. Длина вибратора выбирается из табл. 2.5 для каждого канала телевидения. В случае приема сигналов на нескольких телеканалах длина вибратора определяется для средней частоты полосы частот, занимаемой этими каналами.

Антенна шлейф-вибратор очень чувствительна к местным помехам, и устанавливать ее лучше там, где нет вблизи больших строений. Если рядом с антенной имеются высокие сооружения, например водонапорная башня, то вибратор будет принимать как прямой, так и отраженный лучи, в результате чего на экране телевизора изображение расплывается или станет двоиться. В этом случае необходимо применить другой тип антенны.

При изготовлении петлевой антенны необходимо точно соблюдать размеры всех деталей и выполнять данные рекомендации. Расстояние между осями трубок шлейф-вибратора должно быть 60—120 мм, оно зависит от диаметра трубок и длины волны. Чтобы обеспечить пропускание широкой полосы частот, вибраторы надо изготавливать из трубок, диаметр которых не менее 12 мм. Расстояние между торцами трубок вибраторов может быть 50—60 мм для всех 12 каналов (по некоторым источникам, это расстояние 80—100 мм).

Основные габаритные размеры петлевого вибратора приведены в табл. 1.12 и 2.5.

Изготавливают антенну из медной или алюминиевой трубки диаметром 10—20 мм или металлической полоски шириной 20—40 мм. Если трубку трудно изогнуть, антенну можно собрать из прямых отрезков трубки, соединив их металлическими перемычками. Середина верхней части изогнутой трубки в точке 0 крепится непосредственно к деревянной или металлической мачте без изоляции. Концы нижних трубок антенны крепятся винтами к изоляционной планке, изготавливаемой из гетинакса (текстолита или стеклотекстолита).

Устанавливать антенну необходимо не ближе 2 м от окружающих предметов. Оси трубок должны быть почти перпендикулярны направлению на ТЦ. Но наилучшее положение антенны на местности определяется опытным путем.

Телевизор, имеющий входное сопротивление 75 Ом, подключается к шлейф-вибратору без дополнительного согласования и симметрирования, если последний выполнен из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом, например РК-75. Если же телевизор имеет входное сопротивление 300 Ом, а фидерная линия и шлейф-вибратор выполнены из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом, то они подключаются к телевизору по одному из вариантов, рассмотренных выше.

Двойной петлевой вибратор (двойной шлейф-вибратор), рис. 2.20, устанавливается на мачте высотой 1,5—2 м над крышей садового дома. Мачта может быть изготовлена

из деревянного или металлического стержня любого сечения. Это устройство может использоваться в качестве активного вибратора, а в многоэлементных антеннах становится активным элементом.

Двойной петлевой вибратор как самостоятельная антенна может быть задействован только там, где нет возможности принимать несколько телепрограмм и расстояние до ТЦ не превышает 25 км. При этом вблизи приемной антенны не должно быть предметов, отражающих телесигнал. Ориентировку вибратора нужно производить так, чтобы направление на принимаемую станцию было перпендикулярно продольной оси вибратора. Наилучшее положение антенны подбирается опытным путем.

Двойной шлейф-вибратор легче укреплять на мачте, чем другие наружные антенны, так как при этом не нужны изоляторы; УСС этой антенны при применении коаксиального кабеля более простое. В то же время изготовление двойного шлейф-вибратора требует большого количества трубок, что увеличивает трудоемкость изготовления.

Эта антенна характеризуется повышенным входным сопротивлением (658 Ом) и такими же электрическими

параметрами, как у петлевого вибратора (шлейф-вибратора Пистолькорса).

При изготовлении и установке необходимо иметь в виду, что радиус изгиба трубок на концах двойного шлейф-вибратора значения не имеет. Если изогнуть трубки не предсавляется возможным, то можно замкнуть концы верхних, средних и нижних трубок прямым отрезком трубки или полоской из металла, ширина которой приблизительно равна диаметру трубок Крепление двойного петлевого вибратора к мачте производится в точке нулевого потенциала без изоляторов. Антенна должна быть расположена на мачте горизонтально Вертикальная плоскость двойного шлейф-вибратора может быть наклонена по отношению к стреле под некоторым углом. Важно только следить за тем, чтобы концы трубок антенны, к которым подключается кабель снижения, не были расположены очень близко к мачте, так как это приводит к увеличению емкости между концами трубок. Вопрос о применении двойного петлевого вибратора или других типов следует решать исходя из конструктивных соображений и технологических возможностей домашнего мастера, а также имеющихся материалов.

Изготавливается антенна из латунных или алюминиевых трубок диаметром 12—25 мм. Их можно заменить стальными трубками, очищенными от ржавчины и покрытыми краской. Все трубки вибратора соединяются между собой газовой сваркой. Паять трубки оловянным припоем не рекомендуется.

Двойной петлевой вибратор крепится в точке 0 с помощью металлической скобы, изогнутой по диаметру трубки, непосредственно к штанге антенны без каких-либо изоляторов, независимо от того, сделана она из дерева или из металла. Дополнительно вибратор можно прикрепить к штанге с помощью хомутика за среднюю трубку. В точке 0 можно использовать как резьбовое крепление, так и сварку. Концы согласующего устройства укрепляются на диэлектрической пластине, которая, в свою очередь, крепится к мачте с помощью винтов или шурупов. Фиксируется УСС хомутиками, имеющими прокладки и отверстия для винтов М4. В точках 4 и 6 вибратор прикрепляется к пластине 2 винтами М5.

Нижняя часть УСС крепится к штанге с помощью накладки и винтового соединения (см. рис. 2.19). Кабель снижения фиксируется на штанге с помощью скоб и винтов.

Концы коаксиальных кабелей разделываются, как показано на рис. 2.20, и припаиваются к концам трубки вибратора. Все три оплетки кабелей соединяются между собой и изолируются. Внутренние жилы кабелей рекомендуется припаивать к внутренней поверхности трубки вибратора. Эти жилы можно подсоединить к трубкам вибратора с помощью винтового соединения.

Конструктивные размеры двойного петлевого вибратора приведены в табл. 2.6.

П-образный полуволновой вибратор с симметрирующим устройством (рис. 2.21). Подключение УСС к антенне и принцип его работы рассмотрены в гл. 1.5 (рис. 1.7, а). Антенна предназначена для приема телесигналов в широком диапазоне частот, когда возникает необходимость вести прием сигналов с различных направлений, так как диаграмма направленности данного вибратора в горизонтальной плоскости не имеет резких провалов, где потенциал равен нулю.

П-образный полуволновой вибратор редко применяется в радиолюбительской практике, эта антенна характеризуется эллипсовидной диаграммой направленности в горизонтальной плоскости, входным сопротивлением, состоящим из резистивной и реактивной составляющих, коэффициентом усиления, по мощности равным единице.

Длина вибраторов определяется так же, как у ПЛРВ, ПЛНВ и шлейф-вибратора Пистолькорса. Конструктивные размеры антенны приведены в табл. 2.7.

Входное сопротивление П-образного полуволнового вибратора имеет последовательно включенные резистивную составляющую (R1 =35 Ом) и реактивную составля-

ющую емкостного характера (R2=50 Ом). Длина вибраторов равна 1/2lдл принимаемого канала. Расстояние между отогнутыми усами антенны равно половине длины вибратора l.

Изготавливается П-образный полуволновой вибратор и четвертьволновой короткозамкнутый симметрирующий

мостик из тонкостенной трубки диаметром 10—20 мм. Трубки вибратора и симметрирующего мостика фиксируются между собой с помощью двойных хомутиков 2 и крепежных соединений, в которых используются винты М5, М6. Металлическая конструкция антенны должна быть изолирована от вертикальной штанги, и поэтому все детали крепления 7 и 8 делаются из диэлектрического материала. Поддерживающие кронштейны, прокладки и планки могут быть изготовлены из гетинакса или оргстекла.

3.1. Общие сведения

На садовых участках, которые расположены на расстоянии до 50 км и, как правило, и зоне прямой видимости электромагнитного сигнала, рекомендуется применять ТЛ, рассматриваемые в данной главе.

Современному телевещанию в диапазоне УКВ присуще ограничение по дальности действия передающих станции. Это справедливо для всех ТЦ и ретрансляторов, за исключением космического телевидения. В обычных условиях дальность прямой видимости не превышает 20—25 км. Но садовые участки в большинстве случаев располагаются за этими пределами.

Правда, в практике радиолюбителей зафиксированы случаи приема телепередач на значительных расстояниях от ТЦ. Но это носит совершенно случайный характер, и ориентироваться на подобный прием не следует. Как правило, между ТЦ и приемной ТА находятся различные сооружения и естественные препятствия, а среда прохождения радиоволн подвержена всевозможным изменениям, все это вкупе очень влияет на устойчивость картинки на телеэкране.

Зона гарантированного приема телесигнала во многом зависит от рельефа местности, где расположено садоводство. Максимальное расстояние прямой видимости на равнинной местности определяется по формуле: А= = 3,57 (hnep^0.5+hnp^0.5). где hnep и hnp — высота расположения соответственно передающей и приемной антенн. Ориентировочный расчет при hnep =200 м и hnp =20 м дает результат: А = 66,45 км. Практически на садовых участках высота антенны бывает несколько меньше, и поэтому результат будет иным. Максимальное расстояние прямой видимости, как правило, является границей зоны гаран

тированного приема и представляет собой радиус действия ТЦ. На этой границе действует минимальное значение напряженности поля, при котором отношение сигнал — шум на входе телевизора обеспечивает требуемое качество изображения. Напряженность поля но мере удаления от передающей антенны уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния.

В пригороде для укоренного приема сигналов необходимо в первую очередь увеличить высоту приемной антенны и выбрать такой тип конструкции, который удовлетворяет следующим основным требованиям: антенна должна иметь простую в изготовлении и в эксплуатации конструкцию, высокую пространственную избирательность, пропускать широкую полосу частот и обеспечивать высокое отношение уровня сигнала к уровню помех при приеме, обладать слабой зависимостью входного сопротивления телевизора и коэффициента усиления.

Радиус действия ТЦ также зависит от высоты установки передающей антенны, мощности передатчика и рельефа местности. С целью увеличения радиуса действия ТЦ передающие антенны устанавливаются обычно на опорах высотой в несколько сот метров (так, высота Останкинской телебашни равна 533 м).

Рассмотренные ранее ТА не могут быть применены для приема телесигналов на расстоянии более 20 км от ТЦ без использования специальных усилителей.

Для приема телесигналов на расстоянии 20—50 км от ТЦ используются трехэлементные антенны типа «волновой канал», разнообразные конструкции антенн из длинных проводов. Наибольшее применение получили антенны, выпускаемые промышленностью, потому что самостоятельное их изготовление в домашних условиях очень затруднено.

Как правило, радиолюбители делают антенны направленного действия, рассчитанные на прием нескольких программ.

3.2. Ромбовидные двойные и одинарные антенны

Многие типы рассматриваемых антенн изготавливаются из проводников, которые укладываются параллельно друг другу на заранее подготовленном основании. В качестве проводников используется медная или алюминиевая проволока, а также антенный канатик (их размеры указаны в соответствующих таблицах справочника).

На садовых участках можно видеть различные варианты исполнения зигзагообразных широкополосных ТА. Эти антенны привлекают к себе внимание радиолюбителей из-за простоты конструкции, высоких электрических характеристик и хорошего согласования с 75-омным коаксиальным кабелем снижения в широком диапазоне частот. Подобные антенны незначительно отличаются друг от друга, но применять рекомендуется только лучшие из них.

Зигзагообразная антенна (ЗТА) из трех проводников

(рис. 3.1) предназначена для приема телесигналов на первых 12 каналах на границе зоны уверенного приема и в зоне полутени. Антенна позволяет согласовать волновое сопротивление коаксиального кабеля фидерного устройства с входным сопротивлением телевизора во всем диапазоне частот телепередач, что дает возможность принимать программы 1—5, 6—12, 21—39-го каналов, т. е. ЗТА можно сделать для приема как каждого канала отдельно, так и многих каналов сразу. В конструктивном отношении эта антенна достаточно проста, обладает хорошими электрическими параметрами и техническими характеристиками. Основное достоинство данной антенны заключается в том, что она хорошо согласуется с коаксиальным кабелем снижения. имеющим волновое сопротивление около 75 Ом, а это значит, что никаких дополнительных согласующих и симметрирующих устройств ей не требуется.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ........... 3,66—6,1 дБ

КНД ........................... 6,05—10,15 дБ

КБВ ........................... 0,39—0,81

рабочая частота .................. 50—230 МГц

неравномерность коэффициента

усиления, не менее. ............. 0.8 дБ

волновое сопротивление филера ..... 75 Ом

кпд ............................ 0,98

помехозащищенность, не менее ...... —(13...19) дБ

диаграмма направленности

в горизонтальной и вертикальной

плоскостях ..................... эллипс

угол раствора диаграммы

направленности, не менее ........ 70

Диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости имеет два лепестка, развернутых на 180°. Это свойство антенны необходимо учитывать при установке ее на садовом участке.

Располагая антенну на крыше в месте, где отсутствуют отраженные электромагнитные волны, можно получить высокое качество изображения как с прямого, так и с обратного направлений, что объясняется достаточно большим КНД.

Приемное полотно ЗТА состоит из двух расположенных в одной плоскости ромбических рамок, соединенных параллельно. При работе потребуются: деревянные бруски сечением 50х60 или 60х60 мм, антенный канатик или

медный провод диаметром 2,5—3,5 мм, фольгированный гетинакс или стеклотекстолит, паяльник с низковольтным питанием 60 Вт и некоторые вспомогательные материалы

Деревянный брусок выбранного сечения, обеспечивающею максимальную прочность конструкции, служит одновременно центральной стойкой антенны и вертикальной мачтой. К этому бруску под углом 90 жестко прикрепляются две поперечные рейки 5, сечение которых может быть меньше, чем центральной стойки, например 40х40 мм. Рейки врезаются в стойку, закрепляются винтом и дополнительно прямоугольной пластинкой 7, изготовленной из диэлектрика.

К центральной стойке снизу и сверху, а также к концам поперечных реек крепят шесть металлических планок 2, крепление которых к центральной стойке осуществляется без каких-либо изоляторов, но к концам поперечных реек эти планки укрепляются только через изоляционные прокладки.

На середине антенны, между поперечными рейками, прикрепляется диэлектрическая пластина 6, к которой в свою очередь крепятся две металлические пластины с закругленной кромкой. Полотно антенны состоит из трех параллельно натянутых проводов 3 из медного провода. Для удобства монтажа на всех металлических планках и пластинках 2 и 9 устанавливаются штыри диаметром и высотой 3 мм. Расстояние между штырями зависит от размера между проводниками. Между металлическими пластинами 9 и планкой 6 проложена прокладка из картона или прессшпана.

Провода натягиваются параллельно друг другу и пропаиваются в местах изгиба к металлическим пласти нам 2 у штырей, а также к платам питания 9. Применение проводников большего диаметра, чем 3 мм, приводит не только к утяжелению антенны, но и затрудняет ее монтаж.

Полотно антенны может быть выполнено также из металлических полосок или трубок. Собрать антенну можно и из отдельных проводников, что облегчает работу над ней. При изготовлении центральной штанги антенны из металлической трубы необходимо предусмотреть возможность изоляции ее от полотна антенны.

Питание антенны осуществляется коаксиальным кабелем 8 с волновым сопротивлением 75 Ом. После натягивания и закрепления полотна антенны прокладывается кабель снижения. Он привязывается к мачте снизу и к одному из проводов антенны. Оплетка кабеля припаивается в точке Е к пластине, соединенной с проводом, к которому он привязан, а центральная жила припаивается к пластине 9. Кабель прокладывается по двум сторонам внутреннего провода одной из ромбических рамок и вводится в антенну в точке нулевого потенциала. Крепление провода к металлическим пластинам может быть выполнено с помощью резьбовых зажимов.

Конструктивные размеры ЗТА из трех проводников приведены в табл. 3.1.

Как было отмечено, радиолюбители могут изготовить ЗТА как на один отдельно выбранный телеканал, ориентируясь на данные табл. 3.1, так и в варианте, рассчитанном на прием передач с 1-го по 5-й и с 6-го по 12-й каналы включительно. Варианты ЗТА для приема телепередач с 21-го по 31-й каналы рассматриваются ниже, а конструктивные размеры многоканальной ЗТА приведены в табл. 3.2.

Иногда на садовых участках при слабом телесигнале не удается получить качественное изображение на экране телевизионного приемника ни на одном принимаемом канале даже при правильной ориентации антенны на ТЦ. Изображение и некачественный звук могут быть существенно улучшены, если применить антенный усилитель, работающий в диапазоне метровых волн, или конвертер, если прием телепрограмм ведется на каналах ДМВ.

Рассматриваемая антенна хороню работает с антенным усилителем, принципиальная электрическая схема которого приведена на рис. 6.1. Антенный усилитель включается между входом в телевизионный приемник и коаксиальным кабелем снижения.

Зигзагообразная широкополосная антенна с рефлектором (рис. 3.2) предназначена для приема телесигналов на расстоянии 50—60 км от ТЦ. Рефлектор, расположенный с внутренней стороны, увеличивает коэффициент усиления почти в два раза. улучшает направленные свойства антенны и исключает прием сигналов с обратного направления.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления для 1—5-го каналов ............. 6,2—12,2 дБ

для 6—12-го ................... 8,4—12,0 дБ

КНД ........................... 6,0—10,0

КБВ ........................... 0,4—0,8

неравномерность коэффициента усиления, не более .............. 0,4 дБ

волновое сопротивление фидера ..... 75 Ом

кпд ............................ 0,97

помехозащищенность, не менее ...... —(10...17) дБ

угол раствора диаграммы

направленности в горизонтальной плоскости, не более ............. 70

ЗТА с рефлектором имеет одностороннюю диаграмму направленности в виде вытянутых эллипсов как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, при этом

обе диаграммы практически одинаковы. Если изготавливается антенна для более широкого диапазона частот, то диаграмма направленности с вертикальной плоскости сужается и становится меньше, чем в горизонтальной плоскости.

Рефлектор изготавливается в виде решетки из ряда параллельно расположенных проводников, чем достигается уменьшение массы рефлектора и резкое снижение ветрового сопротивления. При этом длина проводников, образующих ширину рефлектора, определяется следующим образом: l = 0,5lдл.mах. В качестве проводников могут быть использованы тонкостенные трубки диаметром 5—10 мм. Высота рефлектора определяется расстоянием между проводниками (стальными проводами или прутьями), которое зависит от минимальной длины волны рабочих частот t=0,l lдл.min. Ориентировочно высота рефлектора может

быть определена по формуле: Н = 0.6lдл.mах. Полотно экрана рефлектора крепится к вертикальной штанге (металлической или деревянной). В верхней и нижней точках антенны действует нулевой потенциал, что позволяет в этих точках закреплять рефлектор металлическими деталями.

В фидерном устройстве применяется коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом. Кабель снижения подключается к антенне без УСС. Коаксиальный кабель прокладывается по двум сторонам нижнего ромба антенны от точек питания, далее в нижней части антенны кабель прикрепляется к металлической подставке и по ней идет до рефлектора. Затем кабель поднимается по рефлектору вверх до точки, расположенной напротив узла питания антенны, пропускается через рефлектор наружу и образует снижение кабеля до телевизора.

Прутки или трубки рефлектора крепятся к вертикальной штанге с помощью винтов (скоб или сварки). Для уменьшения массы полотна антенны ее можно изготовить из провода диаметром 2 мм по рекомендациям, изложенным выше.

Конструктивные размеры ЗТА с рефлектором приведены в табл. 3.3. Полотно антенны может быть изготовлено как из отдельных проводников, так и из металлических тонкостенных трубок или полосок, что несколько проще. Полотно антенны можно разместить на деревянном каркасе из деревянных брусков и реек. Коаксиальный кабель подключается к металлическим платам питания, выполненным в виде закругленных сегментов.

Изготавливать ЗТА из металлических трубок рекомендуется только для приема телесигналов на высоких час

тотах 21—39-го каналов. Диаметр проводов антенны определяется так: d = (0,016. ..0,02)lдл.max. Это значит, что для работы на 1—4-м каналах антенна должна изготавливаться из трубок диаметром 100—120 мм и 50—65 мм— для работы на 5-м канале, а для 6—11-го каналов — из труб диаметром 30—35 мм и 20—27 мм — для 12-го канала. Совершенно ясно, что сделать полотно наружной антенны из труб такого диаметра трудно, антенна будет иметь очень большую массу, а учитывая эффект парусности и ветровую нагрузку, конструкция антенны потребует значительного усиления несущих частей.

На 21-м канале диаметр трубок антенны может быть уменьшен до 10 мм, а на 39-м — до 8 мм.

По некоторым источникам технической литературы, широкополосную ЗТА для работы на 6—12-м каналах можно изготовить из трубок диаметром 12—20 мм.

Применение одного из антенных усилителей, рассмотренных в гл. 6 справочника, позволяет получить высокое качество изображения на первых 12 каналах телевизионных программ, а применение конвертера значительно расширяет возможности телеприемников старых моделей, не оборудованных селекторами ДМВ.

Покупные или самодельные антенные усилители рекомендуется использовать на садовых участках, расположенных вблизи границ зоны прямой видимости или в зоне полутени.

Сварная зигзагообразная антенна из трубок с рефлектором (рис. 3.3) обеспечивает прием изображений в прямом направлении на 6—12-м каналах. Состоит антенна из двух частей: рамки и рефлектора. Рамка, изготовленная из трубок, имеет узел питания, к которому подключается фидерное устройство из коаксиального кабеля.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления на частотах

170—230 МГц. ................. 8—11 дБ

КНД ........................... 6—9 дБ

КБВ ........................... 0,4—0,8

рабочая частота .................. 48,5—230 МГц

входное сопротивление антенны ..... 75 Ом

волновое сопротивление фидера ..... 75 Ом

кпд ............................ 0,95

помехозащищенность, не менее ...... —(14...24) дБ

количество принимаемых программ . . 1—12 неравномерность коэффициента

усиления. ...................... 0,6—0,7 дБ

угол раствора диаграммы

направленности в горизонтальной

плоскости, не более ............. 50

диаграмма направленности

в горизонтальной и вертикальной

плоскостях ..................... эллипс

Сдвоенная рамка изготавливается из двух или четырех отрезков трубок с помощью газовой сварки или пайки по размерам, указанным в табл. 3.4. Достаточная прочность конструкции рамки достигается жестким креплением сваренных трубок в верхней, нижней и средней частях антенны, где действует нулевой потенциал. В этом случае рамка соединяется с рефлектором с помощью металлических стоек также сваркой и не требует изоляционных прокладок в точках Б и В.

Кабель снижения прокладывается по металлической штанге антенны и прикрепляется к ней с помощью скоб по внутренней стороне до точки А, лежащей напротив узла питания, далее спускается вниз до точки В и по стойке, соединяющей рамку и рефлектор, до нижней точки соединения трубок.

С этого момента кабель идет без верхней изоляционной оболочки внутри правой или левой стороны нижней половины рамки до узла питания. Оплетка коаксиального кабеля припаивается в нижней части рамки на входе в трубку, а в узле питания — к одному из соединений трубок. Внутренняя жила коаксиального кабеля припаивается к противоположному стыку двух трубок в узле питания.

Сварная конструкция антенны хорошо выдерживает внешние механические нагрузки, обеспечивая устойчивый прием волн.

При изготовлении антенны важное значение имеет расстояние от полотна антенны до полотна рефлектора, которое необходимо выдерживать с достаточной точностью.

Для изготовления антенны на прием телесигналов на 1—5-м каналах можно применить вместо трубок металлические прутки или медную проволоку, проложенную в два или три параллельных ряда. При использовании металлической мачты полотно рефлектора крепится к ней без изоляторов.

Рекомендованная здесь прокладка кабеля снижения устраняет антенный эффект и двойное изображение на экране телевизора.

Двойная треугольная зигзагообразная сварная антенна (ДТЗА) — одна из лучших ЗТА (рис. 3.4). Ее полотно в отличие от рассмотренных ранее антенн отличается тем, что вместо двух ромбов состоит из двух треугольных рамок.

Диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости без рефлектора представляет собой восьмерку

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ......... ... 2,5—5,1 дБ

КНД ........................... 4,1—8,2 дБ

КБВ ........................... 0,4—0,8

входное сопротивление антенны ..... 73 Ом

волновое сопротивление фидера ..... 75 Ом

рабочая частота .................. 48,5—230 МГц

неравномерность коэффициента усиления ...................... 0,4—0,6

количество принимаемых программ . . 1—12 помехозащищенность, не менее ...... —(9...12) дБ

угол раствора главного лепестка диаграммы направленности, не менее ...................... 55—65

практически правильной формы. Лепестки диаграммы имеют форму вытянутых эллипсов (см. рис. 1.1, а).

Входное сопротивление антенны в принимаемом диапазоне частот зависит от размеров антенны и ее формы, от размещения клемм, к которым подключается коаксиальный кабель или другая фидерная линия, а также от расположения вблизи антенны различных сооружении, влияющих на распределение электромагнитного поля в пространстве. В данном случае антенна хорошо согласуется с коаксиальным кабелем снижения с 75-омным волновым сопротивлением без УСС.

Рамки ДТЗА изготавливаются из трубок, проводников или антенного канатика, располагаются в одной вертикальной плоскости и соединяются между собой. Если полотно антенны выполнено из металлических полос или медных проводов, то их необходимо расположить в несколько параллельных рядов. При этом диаметр трубок, проводов, толщина полос и их ширина уменьшаются с увеличением номера канала. Чем меньше номер канала, тем должно быть больше рядов провода в ДТЗА. Наиболее оптимальным диаметром медных проводов будет 2 мм.

Эта антенна предназначена для приема телесигналов на 1—5, 6—12 или 21—39-м каналах в диапазоне частот 48,5—100,0, 100,0—230,0; 470—622 МГц.

Каждому диапазону частот соответствуют свои конструктивные размеры и технические характеристики этих антенн. Поэтому радиолюбителям, прежде чем приступить к изготовлению антенны, необходимо установить, в каком диапазоне частот можно принимать телесигналы в данной местности. ДТЗА позволяет принимать сигналы на границе прямой видимости и частично в области полутени, т. е. примерно в 50 км от ТЦ.

Если треугольные рамки изготавливаются из тонкостенных металлических трубок, то наиболее надежной конструкцией является сварная. Конструктивные размеры всех элементов антенного полотна определяются длиной волны принимаемого канала и электрическими характеристиками антенны. Например, при КБВ, равном 0,5, длина стороны треугольника вычисляется так:

С=(0,25...0,26)lдл, а = 0,09 С; В = 1,42 С + а; А = 1,42 С.

Основные конструктивные размеры сварной двойной треугольной антенны из трубок приведены в табл. 3.5.

Если возникла необходимость принимать сигналы на 1—5-м каналах, то рекомендуется изготовить антенну из медного провода, который натягивается по три-четыре проводника параллельно на каждой стороне треугольных рамок.

Как и в ранее рассмотренных конструкциях антенн данного типа, коаксиальный кабель прокладывается по вертикальной штанге антенны, припаивается оплеткой в точке б. где действует нулевой потенциал. Кабель рекомендуется прокладывать с внутренней стороны треугольной рамки. На рис. 3.4 кабель условно проложен с наружной стороны. Далее кабель идет по сторонам треугольника до узла питания,оплетка припаивается к стыку трубок с одной стороны, а внутренняя жила кабеля при-

паивается к другому стыку, расстояние между которыми обозначено буквой а (можно прокладывать кабель внутри трубок).

Полотно сварной ДТЗА из трубок крепится к металлической штанге в точках Б и В через металлические прокладки с помощью винтового соединения или сварки. В центре антенны расположен узел питания, к которому подсоединяется кабель снижения. Здесь между полотном антенны и металлической штангой установлена диэлектрическая плата из какого-либо изоляционного материала. Направленные свойства антенны можно улучшить, если снабдить антенну рефлектором, изготовленным также из трубок, который устанавливается сзади антенны на расстоянии 0,7 С.

Проволочная двойная треугольная антенна (рис. 3.5) предназначена для приема телесигналов на 1—5-м или 6—12-м каналах. Но в загородной местности рекомендуется использовать данную конструкцию только на двух-трех первых каналах телевидения. Полотно антенны изготавливается из проводников диаметром 1,5—2 мм и имеет конструктивные размеры, рассчитанные по формулам, которые носят эмпирический характер, и обеспечивающие получение наиболее оптимальных электрических характеристик ЗТА направленного действия.

Проволочная ДТЗА одинаково принимает сигналы как с прямого, так с обратного направлений, имеет достаточно

большой КНД (эта ее особенность должна учитываться при установке антенны). Для качественного приема программ телевидения необходимо, чтобы в данном месте не было отраженных электромагнитных волн с обратного направления.

Конструктивные размеры антенны приведены в табл. 3.5. Проволочная ДТЗА является вариантом ЗТА из трех проводников (см. рис. 3.1). Она состоит из двух параллельно соединенных и расположенных в вертикальной плоскости треугольных рамок. К деревянному бруску или к металлической штанге под углом 90° прикрепляются две горизонтальные рейки, размеры которых определяются номером канала. На концах реек б устанавливаются металлические пластинки 1 через диэлектрические прокладки. В центре антенны крепится плата питания, состоящая из диэлектрического основания, прокладок и двух металлических пластин, изготовленных в виде секторов. Если брусок и рейки изготовлены из дерева, то необходимо предусмотреть возможность прокладки по внутренней стороне антенны провода грозозащиты диаметром до 5 мм. В местах перегиба все проводники спаиваются между

собой и металлической.пластиной. Вместо металлических пластинок 1 можно применить фольгированный стеклотекстолит толщиной не менее 2 мм. Для удобства монтажа в местах перегиба провода устанавливаются металлические штыри диаметром 2 мм и высотой до 3 мм, которые изготавливаются в виде заклепок.

Как во всех ЗТА, коаксиальный кабель 4 распаивается на плате питания в точке нулевого потенциала. Кабель прокладывается по мачте, где закрепляется скобами, затем идет до нижней точки антенны В, далее по одному из проводит треугольника до узла питания. Оплетка кабеля припаивается к одному металлическому сектору, а внутренняя жила — к другому сектору. Сами сектора крепятся к диэлектрической пластине с помощью шурупов или винтов с гайками.

Расстояние между кромками секторов а должно быть точно выдержано для каждого канала. Это расстояние для первых 12 каналов равно 20 мм, для 21—39-го — уменьшено до 10 мм.

Если изготовить антенну для приема 1-го канала, то она обеспечит прием программ на 1—5-м каналах, а антенна, собранная по размерам 6-го канала, обеспечит прием программ на 6—12-м каналах.

Техническая характеристика:

коэффициент ..................... 2,2—5,4 дБ

КНД ........................... 5—7,5 дБ

КБВ во всем диапазоне принимаемых

частот, не менее ................ 0,31—0,8

КБВ (среднее значение) ........... 0,5

входное сопротивление антенны ..... 30—73 Ом

волновое сопротивление фидера ..... 75 Ом

рабочая частота .................. 48,5—230 МГц

неравномерность коэффициента

усиления ...................... 0,35—0,55

кпд ............................ 0,99

помехозащищенность, не менее ...... —(9...12,5) дБ

диаграмма направленности

в горизонтальной плоскости ....... восьмерка

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности.

не менее ...................... 50

Коэффициент бегущей волны в 75-омном кабеле зависит от относительной длины боковых сторон антенны b/lдл., выполненной из металлических проводников диаметром 2 мм и шириной полотна Г = 0,09 • Ь. По величине КНД данная антенна несколько уступает полной ЗТА. При

минимально допустимом КБВ (0,5) антенна захватывает весь спектр частот телеканалов.

Конструктивные размеры антенны (см. табл. 3.6) являются наименьшими, и при изготовлении их дальше уменьшать, не рекомендуется. Если изготовить антенну с большими, чем указано, размерами, то за счет этого улучшатся направленные свойства антенны и согласование ее с кабелем снижения

Кроме этого, направленные свойства ДТЗА из проводников можно улучшить за счет введения в ее конструкцию экрана-рефлектора, который устанавливается с тыльной стороны антенны. Экран изготавливается из металлических трубок или из стальных прутьев, которые укрепляются на металлической штанге, но можно использовать для экрана и антенный канатик или простой провод, который натягивается на деревянную раму.

Как правило, рефлектор для антенн типа ДТЗА делается в виде прямоугольника, размеры которого несколько больше габаритных размеров антенны. Но в практике встречаются экраны, повторяющие конфигурацию этих антенн, при этом электрические параметры антенн не ухудшаются.

Цельносварная двойная треугольная антенна с экраном (рис. 3.6) предназначена для приема телесигналов на

первых 12 каналах на расстоянии до 50 км от ТЦ или ретранслятора. Эта антенна является разновидностью неполной ЗТА. В конструктивном отношении данная антенна достаточно проста и имеет хорошие электрические параметры.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления:

на 1—5-м каналах .............. 6,2—12,2 дБ

на 6—12-м. .................... 8,5—12 дБ

КНД ........................... 6—10

КБВ ........................... 0,4—0.81

рабочая частота .................. 50—100 МГц

кпд ............................. 0,99

неравномерность коэффициента

усиления, не более .............. 1 дБ

помехозащищенность, не менее ...... —(15,5...26) дБ

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности,

не менее ...................... 55

Диаграммы направленности антенны с экраном в горизонтальной и вертикальной плоскостях почти одинаковы, представляют эллипс в широком диапазоне частот.

Для изготовления антенны применяется металлическая трубка диаметром 15 мм. Приемное полотно антенны состоит из двух треугольных рамок, расположенных в одной вертикальной плоскости и соединенных между собой. Полотно антенны можно изготовить из отдельных трубок, соединенных между собой газовой сваркой или пайкой, а также из металлических полос.

К металлической штанге, сделанной из тонкостенной трубки 1 диаметром до 40 мм, прикрепляются параллельно друг другу металлические стержни или трубки, образующие полотно экрана. Двойная треугольная рамка жестко крепится к экрану с помощью двух стоек, сделанных также из трубок. Если все соединения металлических частей антенны выполнены с помощью сварки, то получается прочная конструкция, способная противостоять различным механическим и климатическим нагрузкам. Такая конструкция, представляющая собой решетку, выдерживает практически любые ветровые нагрузки.

Фидер 7 из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом прокладывается снизу по штанге 1, крепится к ней с помощью хомутиков 6 до точки нулевого потенциала 0'. Далее кабель прикрепляется к левой или правой частям нижнего треугольника до узла питания. Оплетка кабеля припаивается к одному стыку трубок, а жила кабеля — к другому.

Экран значительно улучшает направленные свойства антенны. Его размеры больше полотна антенны примерно на 20 %. Расстояние между трубками или проводниками зависит от минимальной длины волны рабочих частот и должно быть не более 0,1lдл. В точках 0 и 0' полотна антенны действует нулевой потенциал, что позволяет приваривать трубки антенны к полотну рефлектора. Экран располагается от полотна антенны на расстоянии 0,7*Д.

Конструктивные размеры цельносварной ДТЗА с экраном приведены в табл. 3.7.

Неполная зигзагообразная антенна (рис. 3.7) предназначена для приема телесигналов на расстоянии до 50 км от ТЦ. Антенна позволяет принимать программы телевидения в диапазоне частот 1—5-го или 6—12-го каналов. В конструктивном отношении антенна проста, ее высота примерно в два раза меньше, чем у проволочной ЗТА. Она имеет почти такие же размеры, как и ДТЗА.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления:

на 1—5-м каналах .............. 3,5—7,7 дБ

на 6—12-м. .................... 3,8—7,5 дБ

КНД ........................... 3,9—4,5

КБВ ........................... 0,35—0,5

рабочая частота .................. 50—230 МГц

кпд ............................ 0,95

соотношение В/lдл ................ 0,2—0,44

неравномерность коэффициента

усиления ...................... 0,38—0,75

помехозащищенность, не менее ...... —(13...20) дБ

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности,

не менее ...................... 50

Диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости имеет вид восьмерки правильной формы двухлепесткового типа. Антенна практически одинаково может принимать телесигналы как с прямого, так с обратного направлений.

К деревянному бруску 5 сечением примерно 60х60 мм под углом 90° прикрепляется горизонтальная рейка 7 сечением 40х40 мм. На концах этой репки укреплены через диэлектрические прокладки две металлические пластины 3. Такая же пластина укреплена в нижней части полотна антенны, которую можно установить без изоляционной

прокладки. В верхней части бруска устанавливается плата питания 1, которая крепится к бруску без прокладок. Плата состоит из двух металлических пластин с закругленными краями, собранных на диэлектрическом основании.

После укрепления каркаса и закрепления пластин натягивается полотно антенны, состоящее из двух, трех или четырех параллельных проводников 2 диаметром от 2 до 4 мм. В конструкции можно использовать антенный канатик. В металлические пластины 3 вклепаны штыри 4 диаметром 2—3 мм и высотой до 3 мм. Проводники 2 в местах перегиба необходимо припаять к пластинам.

Фидер 8, изготовленный из коаксиального кабеля марки РК-75 с волновым сопротивлением 75 Ом, прокладывается по вертикальной штанге до нижнего узла антенны и далее по одному из внутренних проводов до платы питания. Для согласования неполной ЗТА с несимметричным фидером необходимо использовать специальные трансформаторы, выполненные из отрезков коаксиального кабеля, конструкция которых рассмотрена выше.

Для улучшения электрических параметров и исключения приема телесигналов с обратного направления антенну можно поставить перед металлическим экраном. При этом экран может быть установлен без механической привязки к конструкции антенны.

3.3. Унифицированные антенны типа «волновой канал»

Очень часто в загородной местности, удаленной от ТЦ на 40—70 км, используются трехэлементные антенны типа «волновой канал» с простым или петлевым вибраторами, антенны из длинных проводов и некоторые типы веерных и комбинированных антенн.

Антенна типа «волновой канал» — эффективная направленная антенна, простая по конструкции, широко используется для приема телепередач, а также в профессиональной и любительской радиосвязи.

Эти антенны обладают хорошими направленными показателями, дают большое усиление по мощности и обеспечивают дальний прием телесигналов на границе зоны прямой видимости или за ее границей, в зоне полутени, где напряженность электромагнитного поля имеет небольшую величину.

Устройство, конструктивные особенности, принцип действия и электрические параметры антенн типа «волновой канал» подробно рассмотрены в научно-технической литературе.

В настоящее время применяются антенны промышленного изготовления, рассчитанные на прием частоты одного канала. Существуют и многоканальные антенны типа «волновой канал», но их коэффициент усиления в 2—3 раза

меньше, чем у одноканальных. В радиолюбительской практике антенны типа «волновой канал» изготавливаются редко, так как требуют достаточной точности сборки и весьма критичны по своим электрическим параметрам к настройке. Для того чтобы антенна удовлетворительно работала в условиях, где напряженность электромагнитного поля незначительна, и можно было бы получить необходимое отношение сигнал — шум на входе телевизора, надо иметь большой коэффициент усиления, а это возможно только в сложных конструкциях антенн.

Несмотря на простоту конструкции и возможность получения высокого усиления и большого коэффициента защитного действия, антенна типа «волновой канал» имеет ряд недостатков. Как отмечалось выше, электрические параметры и технические характеристики этих антенн зависят от точности их изготовления, сборки и настройки, поэтому в условиях домашней мастерской изготовить антенну типа «волновой канал» с требуемыми характеристиками, при большом числе конструктивных элементов практически не представляется возможным. Незначительные неточности при сборке антенны могут привести к серьезному ухудшению направленных свойств и уменьшению коэффициента усиления.

Подключение антенного снижения из коаксиального кабеля осуществляется с помощью УСС, конструкции и схемы подключения которых рассмотрены в гл. 1. Кроме этого, учитывая, что антенны типа «волновой канал» являются относительно узкополосными, их использование для работы в диапазонах нескольких каналов ограничено. На границе прямой видимости применяют различные варианты антенн этого типа, имеющие 5—10 пассивных вибраторов.

Антенна типа «волновой канал» состоит из одного или нескольких простейших пассивных вибраторов, расположенных вблизи активного вибратора. Все вибраторы размещаются в одной горизонтальной плоскости параллельно друг другу. Закрепляются они посередине общей, стрелы, в качестве которой используется металлическая труба (деревянный брусок), создающая достаточную механическую прочность.

Все основные элементы антенны изготовляются из металлических тонкостенных трубок небольшого диаметра. Пассивные вибраторы выполняются из неразрезных трубок и закрепляются на стреле без изоляторов. Пассивный вибратор, находящийся за активным вибратором со стороны, противоположной направлению на ТЦ, называется рефлектором. Как правило, антенны типа «волновой канал» имеют один рефлектор. Пассивные вибраторы, расположенные впереди активного вибратора, называются директорами. У активного вибратора полоса пропускания несколько шире, чем у пассивного; кроме того, он крепится к стреле без изоляторов, поэтому и качестве активного вибратора используется петлевой вибратор, о котором рассказывалось выше (см. гл. 1). Все пассивные вибраторы прикрепляются в некоторых случаях (например, когда стрела из дерева) к стреле с помощью крепежных деталей — болтов или шурупов, а затем соединяются в местах крепления между собой проводником и заземляются.

Наиболее надежной и долговечной является цельносварная конструкция из трубок, когда все вибраторы привариваются к стреле в точках крепления. Стрела при этом должна быть заземлена. Длины вибраторов антенны типа «волновой канал» различаются между собой. Длина активного вибратора А = 0.5lдл, рефлектора В = (1,1...1,2)А, директоров — несколько меньше длины волны. Диаметр трубок вибраторов выбирается из числа имеющихся в наличии из ряда от 8 до 30 мм. Расстояние между вибраторами определяется так: а = (0,1. ..0,25)lдл.

Размеры определяются параметрами антенны, которые в свою очередь зависят от изменения количества вибраторов. Увеличение количества вибраторов приводит к повышению коэффициента усиления и к снижению входного сопротивления антенны, при этом характеристика направленности антенны становится более узкой, сужается также полоса пропускания частот, что вызывает ухудшение четкости принимаемого изображения и ослабление сигналов звукового сопровождения. Поэтому при выборе антенны ставьте цель: получить наивысший коэффициент усиления при минимально необходимой полосе пропускания.

Антенна типа «волновой канал» работает одинаково как на прием, так и на передачу, диаграмма ее направленности остается при этом без изменений. Питание антенны в любом случае прикладывается к входным контактам платы питания, как это было показано ранее, например к шлейф-вибратору Пистолькорса, в зоне, где существует определенная напряженность электромагнитного поля высокой частоты. Активный и пассивные вибраторы работают в этом поле, которое наводит ЭДС. Под действием ЭДС в вибраторах текут токи, амплитуда и

фаза которых зависят от их длины и расстояний до активного вибратора. Длина рефлектора и его расстояние до активного вибратора подбираются такими, чтобы поля, созданные рефлектором и активным вибратором в одном направлении, компенсировались.

Рефлектор обеспечивает получение однолепестковой диаграммы направленности, которая достигается при длине рефлектора, равной lдл/2, и располагается на расстоянии 1/4lдл. сзади вибратора. Директоры способствуют сужению основного лепестка диаграммы направленности, изготавливаются несколько короче половины длины волны и имеют сопротивление емкостного характера.

Основные параметры антенны типа «волновой канал» обеспечиваются взаимосвязанными размерами отдельных элементов конструкции.

Двухэлементная антенна типа «волновой канал» (рис. 3.8) предназначена для приема телесигналов на одном выбранном канале телевидения в местах, где применение полуволновых вибраторов (ПЛРВ, ПЛНВ) не дает положительных результатов, в тех случаях, когда вибратор принимает как прямой, так и отраженный лучи, а на экране телевизора изображение нечеткое и двоится. Дальность приема сигналов составляет 40 км при высоте приемной антенны 15—20 м.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ................. 1,4—3,5 дБ

КЗД ............................... 0,85

КБВ ............................... 0,6-0,9

рабочая частота ...................... 48,5—230 МГц

входное сопротивление ................. 80—220 Ом

волновое сопротивление филера ......... 75 Ом

неравномерность коэффициента

усиления .................... .... 0,35

кпд ................................ 0,90

помехозащищённость, не менее. ......... (9..12,5) дБ

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности, не менее ... 7 5 - 78

Диаграмма направленности — односторонняя, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, обеспечивает резкое уменьшение приема отраженных волн и электромагнитных сигналов в виде помех, приходящих с тыльной и боковых сторон антенны.

Антенна состоит из двух основных элементов: активного вибратора и пассивного вибратора — рефлектора. В качестве активного вибратора применен шлейф-вибратор Пистолькорса (см. рис. 1.10). В качестве рефлектора — металлическая неразрезная трубка, которая жестко закреплена на горизонтальной металлической стреле.

Для изготовления антенны может быть использована тонкостенная трубка практически из любого металла диаметром 12—20 мм. Длина элементов антенны рассчитана по формулам, учитывающим коэффициент укорочения вибраторов, исходя из требования обеспечить получение максимально возможного коэффициента усиления и необходимую полосу пропускания. Длина рефлектора всегда должна быть больше длины активного вибратора на 5—15 %.

Как указывалось ранее, дальность приема простого петлевого вибратора не превышает 20—25 км от ТЦ или ретранслятора, если вблизи места приема нет высоких сооружений, препятствующих прохождению волн. В данном случае дальность приема увеличивается почти в два раза и достигается получение более четкой и контрастной картинки на экране телевизора. Расстояние между трубками вибраторов отсчитывается между осями трубок и определяется так: А = (0,15...0,2)lдл.ср.

Конструктивные размеры этой антенны приведены в табл. 3.9.

Вибраторы антенны укрепляются на стреле без изоляторов. Если стрела, вибраторы и мачта антенны изготовлены из стальных труб, то наилучший способ их со-

единения — сварка, она обеспечивает наибольшую жесткость конструкции, которая способна противостоять сильным ветрам, обледенению и другим механическим и климатическим воздействиям без уменьшения переходных сопротивлений в местах соединений.

Различные детали, крепления и способы их соединения см. на рис. 3.10.

Трехэлементная антенна типа «волновой канал» (рис. 3.9)

предназначена для приема телесигналов на 1—12-м каналах, в местностях, где помехи и отраженные сигналы от всевозможных объектов не устраняются применением двухэлементной антенны. Трехэлементная антенна обеспечивает прием телесигналов на расстоянии до 50 км от ТЦ средней мощности, и местности, где существуют неблагоприятные условия приема: высокие здания, металлические конструкции, отражающие электромагнитные волны, ослабленный уровень телесигнала и помехи.

Основные электрические параметры данной антенны — диаграмма направленности, коэффициент усиления и входное сопротивление — находятся в прямой зависимости от конструктивных размеров как самих вибраторов, так и от расстояний между ними. Все технические характеристики антенны взаимосвязаны.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления . ............... 5,3 дБ

КБВ ............................... 0,65—0,9

входное сопротивление антенны ......... 90—100 Ом

волновое сопротивление фидера ......... 75 Ом

рабочая частота ...................... 48.5—230 МГц

неравномерность коэффициента усиления. . 9,4 дБ кпд ................................ 0,97

помехозащищенность .................. — (13...19) дБ

количество принимаемых программ ...... 1

максимальная масса, без штанги. ....... 3,6 кг

внешние нагрузки в местностях

с климатом ........................ УХЛ, X, В

диаграмма направленности

в горизонтальной плоскости. .......... односторонняя,

узкая, объемная ширина главного лепестка диаграммы

направленности ..................... 70

Конструктивные размеры данной антенны приведены в табл. 3.10.

Садоводы, имеющие участки в районе 40—50 км от ТЦ со сложным рельефом местности в особо неблагоприятных условиях, при наличии помех и отраженных лучей, должны использовать трехэлементную антенну в качестве основной антенны для приема телепередач по одному из первых 5 каналов.

Трехэлементная антенна состоит из вибратора, рефлектора и директора. Рефлектор располагается так же, как у двухэлементной антенны,— сзади активного вибратора, обеспечивает получение однонаправленной диаграм

мы направленности на расстоянии, равном 1/4lдл или на 5 % ближе к активному вибратору.

Директор антенны находится спереди активного вибратора на расстоянии примерно 0,1lдл.ср. Длина директора и расстояние до активного вибратора рассчитываются так, чтобы обеспечить сложение полей, создаваемых директором и активным вибратором в главном направлении. Директоры способствуют обострению основного лепестка диаграммы направленности.

Все элементы антенны укрепляются на стреле, и изготавливаемой, как правило, из тонкостенной трубки диаметром 25—30 мм с помощью сварки или промежуточных деталей (см. рис. 3.10).

В качестве активного вибратора в данной антенне в большинстве случаев применяется петлевой вибратор, который подключается к коаксиальному кабелю с помощью УСС «U-образное колено- (см. гл. 1).

Ранее промышленностью выпускались унифицированные конструкции наружных трехэлементных антенн для индивидального пользования, они назывались «антенны телевизионные унифицированные» (АТУ). В эксплуатации до настоящего времени встречаются антенны пяти типоразмеров, рассчитанные на прием одного из первых 5 каналов телевидения. Общий вид и размеры одной из этих антенн показаны на рис. 3.9. Основные технические характеристики АТУ приведены в табл. 3.11 (в обозначении унифицированных антенн первая цифра указывает номер телеканала, а вторая — число элементов).

Активный и пассивный вибраторы укрепляются на стреле без изоляторов в точке равновесия независимо от того, из какого материала изготовлена стрела. Стрела вместе с элементами также крепится к мачте в точке равновесия с помощью сварки или крепежных деталей, обеспечивающих надежную механическую прочность и выдерживающих ветровые нагрузки.

При изготовлении антенн типа «волновой канал» используются детали, показанные на рис. 3.10, в зависимости от варианта исполнения и типа конструкции антенны. При этом необходимо соблюдать основные правила сборки и установки вибраторов, рефлекторов и директоров. Все

вибраторы должны быть размещены в одной плоскости параллельно друг другу. Закрепляются они посередине общей стрелы, в качестве которой используются металлическая труба или деревянный брусок достаточной механической прочности. К металлической стреле как пассивные, так и активный вибраторы крепятся без изоляторов в центре тяжести. К деревянной стреле вибраторы крепятся с помощью болтов и шурупов, а .затем точки крепления соединяются между собой проводником диaметром 4—5 мм и заземляются.

После установки и закрепления вибраторов стрела должна быть надежно прикреплена к мачте с помощью сварки или другим способом (в центре тяжести стрелы). Нужное значение при монтаже антенны имеют точность установки вибраторов на стреле и расстояние между ними.

При настройке антенны типа «волновой канал», предназначенной для применения в условиях сильных помех и отраженных сигналов, необходимо обратить особое внимание на снижение уровня задних и боковых лепестков диаграммы направленности.

Специальным подбором размеров элементов и расстояний между ними удается создать антенну типа «волновой канал» для приема каналов, работающих на разных частотах, например на 1-м и 3-м.

Конструктивные размеры деталей антенн типа «волновой канал» приведены в табл. 3.12.

Наиболее распространенные ТА типа «волновой канал», рассчитанные для функционирования в неблагоприятных условиях, обеспечивают достаточно хорошее качество приема на всех телепрограммах, если применяются

специальные покупные или самодельные антенные усилители или конвертеры. Выбор схемы антенного усилителя зависит от модели используемого телевизионного приемника, расположения садового участка, напряженности электромагнитного поля в месте приема телепрограмм, типа ТА и возможностей мастера-радиолюбителя.

В гл. 6 приведены принципиальные электрические схемы антенных усилителей и конвертеров, которые могут быть повторены в домашних мастерских радиолюбителями, имеющими опыт изготовления супергетеродинных радиоприемников и знакомых с особенностями распространения и приема СВЧ-волн.

Начинающим радиолюбителям необходимо напомнить, что усилители используются, как правило, только при приеме радиоволн метрового диапазона, а конвертеры — для приема дециметровых волн, что соответствует 1—12-му и 21—64-му телеканалам.

Использование телевизионных усилителей позволяет значительно улучшить основные электрические характеристики рассматриваемых антенн типа «волновой канал».

3.4. Телевизионная антенна типа «полуволновой вибратор уголковой конструкции»

На рис. 3.11 приведены конструкция простой наружной антенны с условным названием «уголковый полуволновой вибратор» и схема соединения антенны с кабелем снижения. Эта антенна предназначена для приема телепередач на расстоянии до 50 км от ТЦ на местности, где действует достаточно высокая напряженность электромагнитного поля. Она применяется в тех случаях, когда нужно вести прием сигналов с различных направлений. Антенна уголковой конструкции относится к классу широкополосных ТА, которые охватывают три диапазона телеканалов. По действующей классификации 1-й диапазон имеет два телесигнала и занимает полосу частот от 48,5 до 66 МГц (1-й и 2-й каналы), 2-й диапазон — три канала с полосой частот от 75 до 100 МГц (3—5-й каналы) и 3-й диапазон — семь каналов с полосой частот от 174 до 230 МГц (6—12-и каналы; см. табл. 1.4). Такой большой разнос частот между диапазонами предъявляет к данным антеннам определенные требования, например к точности сборки, и создает дополнительные трудности при их изготовлении.

На наружную уголковую антенну можно принимать телесигналы на 1—12-й каналы на расстоянии 50—80 км от ГЦ. Хорошие результаты обеспечиваются при отсутствии отраженных сигналов и помех от других передающих центров на указанных частотах. Антенну изготавливают по расчетным размерам на каждый канал по средней частоте этого канала или на 1—5-й каналы по средней частоте 3-го канала.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ............. 1.3—3 дБ

KБВi .......................... 0,46—0,81

входное сопротивление антенны ..... 30 Ом

волновое сопротивление фидера . . . . . 75 Ом

рабочая частота .................. 50- 230 МГц

напряженность поля в точке приема 2 мВ/м неравномерность коэффициента усиления ...................... 0,78 дБ

КБВ ........................... 0,55—0,7

помехозащищённость. .............. —(5... 11) дБ

дальность приема сигналов ......... до 80 км

угол раствора вибраторов .......... 80

УСС ........................... мостик

угол раствора диаграммы

направленности в горизонтальной плоскости ...................... 75—80

Диаграмма направленности имеет форму вытянутого эллипса, в котором ЭДС развивается во всех направлениях прихода сигнала. Максимальная ЭДС на зажимах развивается, когда сигнал поступает с направления, перпендикулярного вибратору. Сигнал, приходящий к антенне под углом 90°, составляет примерно 0,3—0,35 максимального значения и развивает такую же пропорциональную сигналу ЭДС. В диаграмме направленности антенны не выделяются ни основной, ни боковые лепестки. Наличие почти круговой направленности антенны определяет ее применение в месте приема сигналов. Антенна в силу своей конструкции в большей степени воспринимает боковые помехи и отраженные сигналы. Это обстоятельство приходится учитывать при установке антенны на участке.

Конструкция уголковой антенны включает в свой состав: мачту 4, выполненную из тонкостенной стальной трубки диаметром 30—40 мм или из деревянного бруса переменного сечения, имеющего в верхней части сечение 40х40 или 50х50 мм; две металлические трубки, образующие полуволновой вибратор направленного действия;

УСС, выполненное из металлических трубок в виде четверьволнового короткозамкнутого мостика; крепежные сборки и детали.

Для изготовления короткозамкнутого мостика и уголкового вибратора применяются латунные (алюминиевые или стальные) трубки диаметром 8—20 мм, с толщиной стенки до 1 мм.

Конструктивные размеры уголковой антенны приведены в табл. 3.13. Описание работы УСС и размеры четвертьволнового короткозамкнутого мостика см. в гл. 1.

Основой конструкции антенны является плата 5, выполненная из диэлектрического материала, например оргстекла толщиной 4 мм, и представляющая собой трапецию с изогнутыми под углом 80° сторонами (см. рис. 3.11). Эта плата крепится к мачте с помощью болтов или винтов, с применением соответствующих прокладок и скоб. К этой плате крепятся трубки вибраторов 1 и 2 с помощью скоб и резьбовых соединений. Снизу к плате 5 крепится симметрирующий мостик (вариант крепления см. на рис. 3.11).

Коаксиальный кабель, идущий от телевизора, привязывается к мачте с помощью изоляционной ленты с шагом 0,5 м, далее протягивается через одну из трубок короткозамкнутого мостика и припаивается оплеткой к правой трубке вибратора и к трубке, через которую он проходит.

Внутренняя жила коаксиального кабеля припаивается ко второй трубке вибратора. Пайку проводников рекомендуется производить к внутренним поверхностям трубок. Вторая трубка короткозамкнутого мостика припаивается проводом к трубке вибратора, к которой припаяна внутренняя жила коаксиального кабеля.

Полуволновой вибратор антенны может быть изготовлен из металлической ленты или полосы толщиной 2—3 мм шириной 16—50 мм из дюралюминия (латуни или бронзы). Вместо пайки или сварки в конструкции антенны можно применить крепежные соединения, выполненные по правилам электрического монтажа электроустановок.

После изготовления уголковую антенну необходимо настроить на частоту принимаемого канала. Сначала антенну устанавливают в направлении принимаемой станции. Для этого антенну поворачивают в одну сторону до тех пор, пока на экране телевизора изображение не начнет исчезать. Это положение отмечают. Затем делают то же самое, поворачивая антенну в другую сторону. После этого антенну устанавливают посередине между двумя зафиксированными положениями и закрепляют. Настройку антенны завершают точной установкой металлической перемычки короткозамкнутого мостика на максимальную контрастность, передвигая ее вдоль трубок мостика.

Если антенна сделана точно, то особой настройки не потребуется. Если же для изготовления вибраторов применены трубки другого диаметра, то необходимо произвести дополнительную настройку, помня, что при уменьшении диаметра трубки длина вибраторов увеличивается.

4.1. Общие сведения

Для приема телесигналов в местах, находящихся от ТЦ на больших расстояниях, используются как самые простые антенны, так и сложные специальные антенны с большим числом элементов. Однако усложнять антенну, увеличивая количество ее элементов, следует лишь в случаях высокого уровня помех при приеме или когда необходим остронаправленный прием. Известно, что при увеличении числа элементов возрастает коэффициент усиления мощности, сужается лепесток диаграммы направленности и антенна становится остронаправленной. Тогда для того, чтобы вести прием сигналов с различных направлении, необходимо сделать антенну вращающейся. Это, конечно, усложняет ее конструкцию, но при этом значительно повышается пространственная избирательность антенны, позволяющая осуществлять прием передач одного ТЦ без помех со стороны другого.

Если уровень помех в месте приема невысок, то следует применять простую широконаправленную антенну. Ее надо ориентировать в пространстве так, чтобы в угол раствора главного лепестка диаграммы направленности антенны вошел ТЦ, удаленный от места приема более чем на 50 км.

Прием телепередач на садовых участках, расположенных от ТЦ на больших расстояниях и где нет ретрансляторов, сопровождается рядом специфических помех, связанных с особенностями распространения метровых и дециметровых волн, и в большинстве случаев требует значительного усиления сигнала с помощью специальных устройств. В таких антеннах применяются известные конструктивные решения, позволяющие значительно улучшить их электрические параметры. Если при дальнем

приеме сигнала использовать антенну с большим коэффициентом усиления и острой направленностью, то удастся осуществлять прием не только в те моменты, когда сигнал очень сильный, но и тогда, когда сигнал слабый и на простые антенны приема получить не удается.

Хорошие результаты при дальнем приеме дает применение многоэлементных антенн типа «волновой канал», веерных и рамочных антенн, которые имеют достаточно простую конструкцию, но металлоемки и иногда требуют налаживания.

Для уверенного приема телепередач можно использовать следующие типы антенн:

в городах и больших населенных пунктах вблизи ТЦ — встроенные, комнатные и наружные антенны, радиус действия которых ограничен 20—25 км. При этом следует отметить, что зона действия антенны зависит в большой степени от мощности передающей станции. В городских условиях проблема качественного приема телепередач в основном решается с помощью наружных антенн коллективного пользования и реже с помощью комнатных антенн и антенн индивидуального пользования;

в загородной местности, расположенной от ТЦ на расстоянии 25—50 км,— антенны типа «полуволновой вибратор», типа «петлевой вибратор», вибратор с одним рефлектором, антенны из длинных проводов, промышленные антенны типа ТАИ-12, АТУ и коллективного пользования;

в садоводствах, находящихся на расстоянии свыше 50 км от ТЦ, где напряженность электромагнитного поля значительно ослаблена,— антенны типа «волновой канал», специальные антенны, антенны из длинных проводов, рамочные, зигзагообразные и некоторые другие;

при расстояниях до 100 км и больше от ТЦ — многоэлементные антенны типа «волновой канал» с простыми и петлевыми вибраторами, веерообразные антенны, рамочные, ромбические и с отражателями.

В пределах прямой видимости не возникает проблем с применением ТА, кроме указанных ранее при рассмотрении конкретных типов. В таких районах напряженность поля достаточно велика и стабильна для надежного приема телесигналов. Однако напряженность поля падает с увеличением расстояния, и в зоне прямой видимости на расстояниях в несколько десятков километров от ТЦ приходится применять направленные антенны.

В табл. 4.1 приведены значения напряженности электромагнитного ТВ-сигнала на расстоянии до 100 км от

мощного ТЦ на высоте обычного садового дома. На дальних расстояниях, например в зоне полутени, напряженность поля резко убывает, и тогда приходится использовать ТА с большим коэффициентом усиления и острой .направленностью. .Зная напряженность поля в точке приема сигнала, электрические параметры антенны, тип и длину кабеля снижения, можно определить напряжение на входе телевизора

Для приема телесигналов на больших расстояниях разработаны разные конструкции горизонтальных антенн, технология изготовления которых проще, чем вертикальных. Эти антенны обладают направленностью действия в горизонтальной плоскости, ослабляющей отраженные сигналы и действие помех.

В классификационной группе этих антенн находятся антенны типа «волновой канал» различных конструктивных исполнений и типоразмеров. Для дальнего приема используются многоэлементные антенны, антенны со сдвоенными рефлекторами, двумя вибраторами, большим количеством директоров. Многолетняя практика эксплуатации подобных антенн показывает, что на границе зоны уверенного приема и полутени антенны сложной конструкции оправдывают себя не всегда. В некоторых случаях увеличиваются шумы на экране телевизора, уменьшается четкость изображения, снижается входное сопротивление. Поэтому антенны с одним рефлектором являются предпочтительными.

Антенна типа «волновой канал» относится к антеннам направленного действия с шириной пропускания рабочей

полосы частот 8—10 %, но ширину полосы пропускания можно увеличить до 40 % за счет уменьшения коэффициента усиления. На практике это достигается изменением конструктивных размеров элементов антенны и расстояний между ними. Многоэлементная антенна типа «волновой канал», настроенная на максимально возможный коэффициент усиления, имеет узкую полосу пропускания.

В табл. 4.2 даны значения коэффициентов усиления антенн типа «волновой канал» в зависимости от количества элементов в антенне. Нижний предел коэффициента усиления соответствует максимальной полосе пропускания частот. Верхнее значение соответствует более узкой полосе.

Антенны типа «волновой канал» могут быть изготовлены для приема как одной программы на одном канале, так и в многоканальном варианте в следующих сочетаниях каналов: 1-й и 3-й, 1-й и 4-й, 2-й и 4-й, 2-й и 5-й, 1-й и 5-й, 3-й и 5-й.

4.2. Универсальные антенны типа «волновой канал»

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

волновое сопротивление фидера ......... 75 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

рабочая частота ...................... 48,5—230 МГц

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

ширина главного лепестка диаграммы

направленности в горизонтальной

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. Затем 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

количество принимаемых программ

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. Закрепляются 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

на один типоразмер антенны ..... 1

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.

Здесь 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».

4.3. Широкополосные антенны

В загородной местности очень распространены широкополосные антенны веерного типа разнообразных конструктивных исполнении. Большинство таких антенн изготавливаются кустарным способом без соблюдения конструктивных требований, и поэтому они не обеспечивают контрастного изображения на телеэкранах. Как все прочие антенны, рассмотренные выше, веерные антенны требуют точности изготовления и тщательной настройки.

Некоторые антенны подключаются к фидеру без УСС простым электрическим проводом, без необходимого раствора вибраторов и правильной ориентации на ТЦ. Отличительными особенностями веерных антенн являются простота их конструкции и хорошее согласование электрических параметров с современными моделями телевизоров.

Веерные антенны применяются в тех случаях, когда необходимо вести прием телепередач с различных направлений, в тех районах, где садово-огородные участки расположены на равном удалении от передающих телестанций. Это относится в первую очередь к центральной части России, где сосредоточено наибольшее количество мощных и средних ТЦ, ретрансляторов и станций регионального назначения. Поэтому дальность приема телесигналов может лежать в пределах как прямой видимости, так и в полутени. Пользуясь классификацией распределения частот метрового диапазона волн для передачи программ телевидения, можно рекомендовать данную группу антенн для работы в III диапазоне. (Напомним, диапазон I имеет два телеканала и занимает полосу частот, лежащую в пределах 48,5—66 МГц, диапазон II занимает три канала телевидения с полосой частот от 76 до 100 МГц и диапазон III — семь каналов с полосой частот от 174 до 230 МГц.)

Двенадцатиканальная веерная антенна малой направленности (рис. 4.4) относится к многопрограммным антеннам, работающим в диапазоне частот от 48,5 до 100 МГц

и обеспечивающим прием телепрограмм на 1—5-м каналах. Использование антенны на более высоких частотах не дает положительных результатов. Электрические параметры рассчитаны на среднюю частоту — 72 МГц, при которой входное сопротивление антенны согласовано с сопротивлением нагрузки. На более высоких частотах происходит незначительное рассогласование и изменение направленных свойств этой антенны.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ............. 1

КБВ ........................... 0,4—0,7

КНД ........................... 8—10 дБ

входное сопротивление антенны ..... 90 Oм

волновое сопротивление фидера ..... 75 Ом.

рабочая частота .................. 48,5—230 МГц

помехозащищённость ........... . . —(9...16) дБ

неравномерность коэффициента

усиления, не более .............. 0,5 дБ

количество принимаемых каналов

без перестройки ................ 12

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности ....... 80—95

Диаграмма направленности веерной антенны на частотах 48,5—100 МГц имеет вид правильной восьмерки при растворе трубок вибратора так же, как у линейного вибратора. Для повышения качества изображения на экранах телевизоров и сохранения главного направления приема во всем диапазоне частот обе половины веерного вибратора располагаются под углом 120° и, таким образом, не лежат в одной вертикальной плоскости. Такая веерная антенна обладает малой направленностью действия во всем диапазоне принимаемых частот на первых 12 каналах.

Антенна состоит из четырех металлических трубок, развернутых в двух координатах вертикальной плоскости. Антенну можно изготовить из дюралюминиевых (латунных или стальных) тонкостенных трубок диаметром 12—25 мм или из металлических полосок толщиной 3—4 мм и шириной 25—50 мм как более технологичный вариант, но с большей материалоемкостью.

В качестве УСС применяется полуволновое U-образное колено или четвертьволновой короткозамкнутый мостик из трубок такого же диаметра, что и вибраторы. (Подключение УСС см. на рис. 1.7.) На рис. 4.4 показан симметрирующий мостик, который соединяет антенну с 75-омным коаксиальным кабелем через ВЧ-трансформатор, выполненный из куска коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 90 Ом. Длина мостика и трансформатора равна 1/4lдл. на частоте 68 МГц и 3/4lдл. на частоте 204 МГц. Длина трансформатора (700 мм) взята с учетом укорочения длины волны в кабеле в 1,5 раза. В большинстве веерных антенн длина трансформатора принимается равной длине мостика до короткозамкнутой перемычки.

Конструктивные размеры антенны рассчитаны по

средней длине волны, основные из которых показаны на рис. 4.4.

Изготавливаются вибраторы из тонкостенных трубок такого же диаметра, как и симметрирующий мостик. Все трубки антенны и мостика соединяются в узлах питания антенны с помощью накладок и резьбовых соединений. Основная деталь в узле питания — плата 9, сделанная из толстого листа оргстекла и изогнутая под углом 120°. Эта плата является несущей конструкцией антенны. Края платы 9 укреплены с обеих сторон изогнутыми металлическими полосками 2, которые свинчены между собой винтами и гайками МЗ. Трубки вибраторов попарно крепятся к плате 9 с помощью накладок 6, имеющих пазы, расположенные под углом 40°, и крепежного болта 7. Под этот же болт Мб крепится скоба 8, удерживающая трубку короткозамкнутого мостика 5 и лепесток, к которому припаивается центральная жила согласующего трансформатора. Дополнительно все трубки антенны прикреплены к плате 9 с помощью винтов М4, расположенных на расстоянии 60—70 мм от узла питания.

Мачта антенны изготавливается из трубки диаметром 35—40 мм с толщиной стенки 1,5—2 мм. К мачте с помощью скоб и крепежных деталей прикрепляется плата 9 с собранными на ней платой питания и вибраторами, а также дополнительно короткозамкнутый мостик с помощью диэлектрических накладок 10 и винта Мб.

Короткозамкнутая перемычка 11 закрепляется на трубках мостика таким образом, чтобы сохранялась возможность ее перестановки при настройке антенны. Внутри одной из трубок мостика проходит трансформатор 13 и соединенный с ним центральной жилой кабель снижения 12.

Наиболее надежной конструкцией будет та, в которой все трубки антенны в точках нулевого потенциала соединены между собой газовой сваркой, а потом прикреплены к диэлектрической плате 9.

Широкополосная веерная антенна (рис. 4.5) предназначена для установки в зоне уверенного приема телепрограмм на 1—12-м каналах, где есть возможность принимать сигнал с разных направлений в радиусе действия мощных и средних ТЦ. Эксплуатация данной антенны на приусадебных участках дает хорошие результаты. Кстати, эта антенна имеет несколько названий:

уголковая, двенадцатиканальная с малой направленностью, веерная.

Широкополосная веерная антенна используется в районах, где нет сильных радиопомех, а телевизионные передающие станции расположены в разных направлениях на расстоянии до 50—80 км от ТЦ. Поворотом антенны на более мощную станцию можно добиться наибольшего уровня сигналя на входе телевизора и минимального уровня помех. Коли при этом на экране телевизора будут наблюдаться значительные повторные контуры, то антенну нужно повернуть в ту или иную сторону до положения, в котором контуры не будут существенно ухудшать качество изображения. В тех случаях, когда ослабить повторные контуры не удается, нужно применить антенну с более острой диаграммой направленности или антенну с повышенной помехозащищенностью.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления:

на частоте 72 МГц. ................ 1 (0 дБ)

на частоте 200 МГц. ............... 1,18 (1,5 дБ)

КБВ .............................. 0,3—0,7

рабочая частота ..................... 48,5—230 МГц

входное сопротивление антенны .... .... 90 Ом

волновое сопротивление фидера ........ 75 Ом

количество принимаемых программ ...... 12

длина вибратора (полная):

на частоте 72 МГц ........... ..... 1/2lдл

на частоте 200 МГц. ............... 3lдл/2

коэффициент укорочения длины вибратора 1,54 помехозащищенность ................... (9...15) дБ

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности, более ..... 75

диаграмма направленности

в горизонтальной плоскости. .......... эллипс с задним

лепестком

Многие радиолюбители пытаются принимать программы телевидения на самодельные и кустарные антенны, изготавливаемые некоторыми кооперативами, без УСС, и, естественно, не получают контрастного изображения, а на дальних расстояниях работает только один канал.

Антенна состоит из широкополосного вибратора и УСС, которые изготавливаются из металлических трубок диаметром 10—20 мм или из металлической полосы толщиной 3—5 мм. Ширина полосы берется равной двум диаметрам. На рисунке показан технологически совершенный вариант сварной конструкции, обеспечивающий полную унификацию при массовом производстве и возможность легкой и точной настройки и регулировки. Три трубки, образующие половину веера вибратора, привариваются встык газовой сваркой к одной из трубок короткозамкнутого мостика. Перед сваркой трубки вибратора необходимо разделать так, чтобы было плотное прилегание торца трубки к боковой поверхности, при этом между двумя крайними трубками вибратора должен быть установлен угол в 45°. После сварки и рихтовки трубок просверливаются отверстия для крепления жил коаксиального кабеля и стопорения после сборки.

Вибраторы с мостиком прикрепляются к мачте антенны с помощью резьбовых соединений через диэлектрические планки 4 и скобы 8

Мачту 2 изготавливают либо из тонкостенной трубки диаметром 35—45 мм, либо из деревянного бруска и устанавливают на высоте не менее 7—10 м. К мачте при

крепляются две диэлектрические планки 4 с помощью болтовых соединений. Несущая конструкция антенны должна обеспечивать достаточную жесткость и прочность, чтобы противостоять ветровым нагрузкам.

Перед установкой антенны на место ее необходимо оснастить заземляющим проводом и покрасить. Все места паек также надо закрасить масляной краской и закрыть крышками. Узел питания антенны вместе с выводами коаксиального кабеля необходимо закрыть общей пластмассовой крышкой.

Многопрограммная направленная двенадцатиканальная антенна, выполненная в виде развернутого веера (рис. 4.6), предназначена для приема телесигналов на одном из первых 12 каналов. Эту антенну еще называют по-другому — антенной Кузнецова, по имени ее создателя.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления:

на 1-м и 2-м каналах ..... ... 1,5

на 3—5-м .................... 1,7

на 6—12-м. ................. 2,5

КБВ .................... ... 0,6—0.7

рабочая частота ............... 48,5—230 МГц

входное сопротивление ............. 40 Ом (переменное)

волновое сопротивление фидера .... 75 Ом

количество принимаемых программ . . 12 длина основного вибратора беа учета коэффициента укорочения ........ 1/2lдл.

помехозащищенность ............. —(11...16) дБ

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности

в горизонтальной плоскости, более 50

Антенна относится к многопрограммным широкополосным системам, которые работают как единый вибратор по принципу антенны бегущей волны. В качестве собирательной линии используются две трубки, расходящиеся под углом 5°, к которым на равном расстоянии друг от друга приварены по шесть трубок такого же диаметра. Длина трубок вибраторов равномерно изменяется, создавая переменное волновое сопротивление. Сварная конструкция антенны обеспечивает необходимую прочность и противостоит механическим нагрузкам. Решетка из трубок создает минимальное сопротивление ветровым нагрузкам, и антенна меньше подвергается вибрациям и раскачиванию, что особенно важно для получения четкого изображения на экране телевизора.

Для согласования входного сопротивления антенны с телеприемником используется УСС типа «четвертьволновой короткозамкнутый мостик». Фидер из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом подсоединяется к точкам И и Б, расстояние между которыми 1,5—2 мм. Также можно использовать УСС, примененное в антенне, изображенной на рис. 4.4.

Данная антенна редко эксплуатируется на приусадебных участках из-за своих повышенных массогабаритных характеристик и материалоемкости.

При сборке антенны особое внимание необходимо обратить на точность размеров собирательной линии. Детали крепления антенны к мачте и вибраторов между собой выбираются по месту, и регламентировать их нет необходимости.

Направленная веерная антенна из металлических полос (рис. 4.7) относится к группе многопрограммных

антенн, работающих на одной из выбранных программ без перестройки. Используется антенна в сложных условиях приема на местности, где возможен прием с различных направлений при минимальных отраженных сигналах и помехах. Антенна позволяет вести уверенный прием на расстоянии прямой видимости и в районе полутени от мощной передающей телестанции.

При эксплуатации данной антенны на приусадебном участке необходимо знать, что широкополосная и широкодиапазонная антенна восприимчива ко всякого рода помехам, имеет недостаточную пространственную избирательность и меньшее усиление, чем такие же антенны, рассчитанные для работы на одном канале Поэтому чаще всего данная антенна применяется при многопрограммном телевещании в зоне уверенного приема.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления:

на 1—5-м каналах .................. 1,0 (0 дБ)

на 6—12-м ........................ 1,2 (1,55 дБ)

КБВ ............................... 0,55—0,8

входное резистивное сопротивление

антенны ........................... 60 Ом

волновое сопротивление фидера ......... 75 Ом

средняя частота программы:

на 1—5-м каналах .................. 72 МГц

на 6—12-м ........................ 202 МГц

полная длина вибраторов на средней частоте:

на 1—5-м каналах .................. 1/2lдл.ср

на 6—12-м ........................ 3/2lдл.ср

тип антенны ......................... направленная

количество принимаемых программ без перестройки .................... 12

помехозащищенность ..................— (12...17) дБ

угол раствора диаграммы

направленности в горизонтальной плоскости. ......................... > 60

В антенне вместо традиционных трубок применены металлические полосы длиной 1080 мм, рассчитанные с учетом укорочения на прием первых 12 программ телевидения. Полосы раскрыты между собой под углом 45°. В вертикальной плоскости обе половины антенны развернуты под углом 120°. Точность установки указанных выше углов должна быть максимально возможной.

Изготавливается антенна из металлических полос-шин (дюралюминиевых, латунных или стальных) любой толщи

ны. Ширина металлических полос колеблется в пределах от 20 до 50 мм. Основным узлом конструкции является плата питания, сделанная из прочного диэлектрика, на которой собираются и монтируются лепестки ,вибраторов, фидерная линия и согласующее устройство. Металлические полосы-шины попарно укрепляются на плате 7 тремя винтами 9, к одному из которых присоединяется трансформатор 4. Схема подключения трансформатора приведена на рисунке. Кабель снижения антенны перед распайкой прикрепляется к диэлектрической плате с помощью скобы.

После сборки узла питания с вибраторами он прикрепляется к мачте 3 с помощью специальной скобы 8 в верхней и нижней частях платы, еще более укрепляя ее. Если плата изготавливается из толстого оргстекла, то ее боковины можно изогнуть под углом 120°, нагревая над паром.

Узел питания антенны закрыт пластмассовым корпусом 5 с крышкой 6, которая крепится двумя винтами. Антенна может быть закреплена на мачте, сделанной из любого материала. Если мачта изготавливается из деревянного бруска, то перед ее установкой на место необходимо проложить заземляющий проводник из стального или алюминиевого провода диаметром не менее 5 мм.

Вибраторы, развернутые под углом 120, обеспечивают получение качественного изображения на экране телевизора не только на первых 5 каналах, но и, главным образом, на 6—12-м каналах.

При установке антенны необходимо помнить, что расстояние от конька крыши до антенны должно быть не менее 2 м, а точная ориентация на ТЦ осуществлена по максимальной контрастности изображения на экране телевизора. Перед установкой антенны ее надо покрасить масляной краской.

Наружная веерная антенна с одним вибратором (рис. 4.8) относится к числу наиболее простых веерных антенн, которые очень часто встречаются в загородной местности. Такие антенны имеют очень малую металлоемкость, состоят из небольшого количества конструктивных элементов и легко устанавливаются на крышах домов.

Рассматриваемая веерная антенна предназначена для приема телесигналов в диапазоне частот от 45 до 250 МГц в зоне прямой видимости, где обеспечивается уверенный прием телепрограмм на 1—12-м каналах и имеется возможность принимать радиосигналы с разных направлений в радиусе действия мощных или средних по мощности

ТЦ. При этом веерный раствор антенны направляется точно на выбранный ТЦ или ретранслятор. Следует заметить, что если в створе «антенна — ТЦ» работают другие радиоизлучатели, то их сигналы такж9 будут приниматься этой антенной и искажать изображение на экране телевизионного приемника.

К достоинствам данной антенны можно отнести малую парусность и хорошее противостояние внешним воздействующим факторам — климатическим, механическим, биологическим и радиационным. Результаты практической эксплуатации одновибраторной веерной антенны на садовых участках дают основание рекомендовать ее для широкого повторения в условиях домашней мастерской. Однако следует отметить, что эта антенна требует достаточно точного изготовления деталей конструкции, соблюдения правил подключения УСС и в некоторых случаях применения специальных усилительных устройств. Последнее условие необходимо выполнять в обязательном порядке, если садовый участок расположен на границе прямой видимости или в зоне полутени.

Выбор усилительного устройства зависит от марки используемого телеприемника, величины напряженности электромагнитного поля в месте приема радиосигналов и необходимого коэффициента усиления.

При установки антенны следует руководствоваться общими правилами, изложенными далее в гл. 7, и условиями эксплуатации в данном макроклиматическом районе страны. Поворотом антенны на более мощную станцию можно добиться наибольшего уровня сигнала на входе телеприемника и минимального уровня отраженных помех. При этом прием телесигналов должен производиться без применения усилителя, который подключается только после предварительной настройки.

Если на экране телевизора наблюдаются повторы и отраженные сигналы в виде вторичных контуров, то антенну следует повернуть в ту или иную сторону до такого положения, в котором изображение будет наилучшим. Здесь также необходимо знать, что в тех случаях, когда ослабить повторные изображения не удается, надо применить антенну с более острой диаграммой направленности или другую антенну с улучшенными электромагнитными параметрами и повышенными техническими характеристиками.

В некоторых районах прием на данную антенну не обеспечивается из-за слабого сигнала, рельефа местности,

а также из-за неправильного выбора высоты установки антенны. Правильно изготовленная антенна в большинстве случаев дает хороший результат.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ................ 1,55 дБ

КНД ............................... 4,5—7,8

КБВ ............................... 0,6—0,7

КСВ ............................... 1,67—1,43

входное сопротивление ................. 73 Ом

волновое сопротивление фидера ......... 75 Ом

коэффициент укорочения длины вибратора 1,54 помехозащищенность ................... (8...12) дБ

рабочая частота ...................... 48,5—230 МГц

количество принимаемых программ ...... 12

диаграмма направленности

в горизонтальной плоскости. .......... эллипс

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности, не менее. . . 48 угол раствора трубок вибратора ........ 120

Условия эксплуатации:

температура окружающей среды, С. ... - 40...+ 40

относительная влажность воздуха

при температуре 20 С, %. не более... 95 атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.):

повышенное ........................ 120 (900)

пониженное ........................ 26,7 (200)

климатическое исполнение. ............. В

ветровые нагрузки при скорости ветра

до 25 м/с, кг/см , не более .......... 5

иней, роса, дождь, мокрый снег,

плесневые грибы, обледеневшие при

герметизации узла питания ........... по КД

Конструкция антенны включает в свои состав широкополосный вибратор, состоящий из двух трубок, УСС, детали крепления и защиты от атмосферных осадков, а. также стакан для крепления к мачте. Вибратор изготавливается из металлических трубок диаметром от 12 до 20 мм или из металлических полос, ширина которых должна быть вдвое больше выбранного диаметра трубки, а толщина может колебаться в пределах от 2,5 до 5,5 мм.

На рис. 4.8 показан вариант широкополосной веерной антенны, изготавливаемой из трубок диаметром 15 мм с УСС типа ССТФ, рассчитанной для приема телесигналов на 1—5-м каналах. Если возникает необходимость принимать сигналы на 6—12-м каналах или использовать имеющиеся в наличии трубки другого диаметра, то надо выполнить новый эскизный рисунок с измененными конструктивными размерами. Как следует из основных элек

тромагнитных параметров, длина вибратора определяется по среднему значению частоты выбранного телеканала или группы каналов. Например, для 8-го канала эта частота равна 194 МГц, а для указанной группы каналов — 202,2 МГц. При этом должна обеспечиваться повышенная точность сборки антенны.

Диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости имеет форму вытянутого эллипса, в котором ЭДС действует во всех направлениях прихода сигнала. Наибольшая ЭДС на выходе антенны развивается в том случае, если сигнал поступает с направления, перпендикулярного вибратору. Если телесигнал поступает на антенну под углом 45, то его величина уменьшается до 0,5 максимального значения и соответственно уменьшается ЭДС. В диаграмме направленности данной антенны не выделяются ни боковые, ни задний лепестки. Наличие почти круговой направленности антенны определяет ее применение в месте приема телесигналов.

Рассматриваемая антенна с вибратором, расположенным в двух плоскостях, в большей степени воспринимает боковые электромагнитные сигналы, помехи и отраженные волны. Это необходимо учитывать при ориентации антенны на садовых участках.

Конструкция антенны определяет ее установку и крепление на мачте. Мачта антенны должна оканчиваться металлическим наконечником, изготовленным из отрезка трубы с наружным диаметром 30 мм. Стопорение антенны осуществляется с помощью штифта или резьбового соединения так, как показано на рис. 4.8. Конструкция антенны имеет специальную втулку, изготовленную из тонкостенной трубы с внутренним диаметром 30,5 мм и приваренную к основанию герметичной коробки антенны.

Мачту антенны рекомендуется изготовить из металлической трубы. В качестве материала этой трубы могут быть использованы дюралюминий, латунь, медь, сплавы на основе меди, сталь и любые железоуглеродистые сплавы, но предпочтение следует отдать легким сплавам на основе алюминия. Мачту можно изготовить также и из деревянного бруска.

УСС изготавливается в соответствии с рекомендациями, изложенными в разделе 1.5. Схема подключения УСС к вибраторам антенны показана на рис. 1.14 и 4.8.

Уверенный прием телепрограмм обеспечивает применение в качестве УСС трансформатора типа ССТФ. В качестве ферритовых сердечников используются следующие типоразмеры колец: К7 х 4 х 2 из феррита марки М1000ВН, К7 х 4 х 2 из феррита марки М50ВЧ, К8.4 х3,2х 2 из феррита марки М100ВЧ, К16 х 104,5 из феррита марки М1000НМ-3. Необходимо отметить, что конструкции ССТФ определяется количеством применяемых ферритовых колец. В самодельных конструкциях можно использовать два ферритовых кольца, на каждом из которых наматывается по две обмотки или одно ферритовое кольца с четырьмя обмотками. Для намотки можно использовать обмоточные провода следующих марок: ПЭЛ, ПЭВ-1 ПЭВ-20,ПЭВТЛ,ЛЭШ012х0,07,ЛЭ111024х0,1, ПЭЛШО. а также другие марки литцендратов с изоляцией.

Основным элементом конструкции ТЛ можно считать монтажную плату, выполненную из диэлектрического материала, на которой распаивается согласующим трансформатор. Эта монтажная плата, выполняющая роль платы питания, устанавливается в цилиндрическом пластмассовом корпусе так, как показано на рис. 4.8. Цилиндрический пластмассовый корпус устанавливается на металлическое основание, к которому, в свою очередь, крепится опорная металлическая втулка из отрезка трубы с внутренним диаметром 30,5 мм. Крепление фланца с при варенной к ней втулкой к пластмассовому корпусу осуществляется с помощью винтовых соединений. При этом необходимо обеспечить полную электрическую изоляцию трубок вибратора между собой и металлическим корпусом антенны. Это сравнительно легко достигается соблюдением технологической дисциплины при изготовлении детален конструкции, сборке и монтаже.

4.4. Двенадцатиканальная антенна на обруче

Двенадцатиканальная антенна на обруче (рис. 4.9) предназначена для приема телесигналов в диапазоне частот от 48,5 до 230 МГц. Такую антенну можно часто увидеть в загородной местности. Радиолюбители еще называют эту антенну «паутинкой» за внешнюю схожесть Создателем антенны является К. П. Харченко.

Хорошее качество изображения и звука при применении данной антенны на садовых участках может быть достигнуто при условии, что антенна выполнена на прием всех программ на первых 12 каналах в полном соответствии с чертежами, без отклонений от основных размеров Антенна может быть использована в районах, отстоящих

от мощного ТЦ на расстоянии более 50 км в зоне прямой видимости, а также в зоне полутени. Антенна без рефлектора принимает сигналы с обеих противоположных сторон, так как ее диаграмма направленности имеет вид правильной восьмерки с глубокими провалами с боковых направлений.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления:

на 1-м канале. .................... 1,1

на 5-м ........................... 1.5

на 12-м .......................... 2.2

КБВ ............................... 0,7—0,9

КНД:

на 1—5-м каналах .................. 1,6

на 6—0-м ......................... 3,2

на 10—12-м. ....................... 3,6—4,5

входное сопротивление антенны ........ 73 Ом

волновое сопротивление фидера ......... 75 Ом

рабочая частота ...................... 48,5—230 МГц

количество принимаемых программ

без перестройки .................... 12

помехозащищенность ..................— (10,5...15) дБ

диаграмма направленности

в горизонтальной плоскости .......... восьмерка

Конструктивной основой многоканальной широкополосной антенны является правильный круг, изготовленный из тонкостенной трубки диаметром 10—16 мм Лучше применить медную или латунную трубку (в крайнем случае можно использовать стальную или дюралюминиевую). Это требование объясняется тем, что к этому обручу впоследствии должны быть припаяны радиальные проводники, чтобы создать соединение без переходного сопротивления. Пайка к стальной или дюралюминиевой трубке в условиях домашней мастерской затруднена (в этом случае добиться прочного соединения можно только сваркой в среде нейтрального газа, например аргона).

Вместо тонкостенной трубки можно применить металлическую полосу, сварить ее встык и укрепить ребром жесткости. Для изготовления антенны необходимо разместить обруч и просверлить отверстия для укрепления в. них радиальных проводников. Кольцо делится на две равные части и размечается, образуя горизонтальную диагональ. От размеченных точек Г и Д откладываются в обе стороны углы деления круга на сектора так, чтобы получилось восемь секторов с центральным углом 35° каждый Расстояние между точками Е и Ж регламентируется вы бранным каналом. Для 1-го канала расстояние между точками Е и Ж приблизительно равно 800 мм. С увеличением номера канала это расстояние уменьшается. Для 1-го канала телевидения внешний диаметр кольца равен 2992 мм.

Конструктивные размеры антенны приведены и табл. 4.11.

После разметки с внутренней стороны кольца просверливаются десять отверстий диаметром 3—3,2 мм. При этом в каждой половине кольца эти отверстия располагаются на равном расстоянии друг от друга. В отверстия вставляются концы радиальных проводов, которые закручиваются и потом опаиваются. Основным элементом антенны является узел питания, который располагается точно в центре антенны. Узел питания состоит из диэлектрического основания, выполненного в виде круга диаметром D, двух накладок 8, изготовленных в виде секторов, такого же диаметра, как и основание, и двух накладок для увеличения жесткости конструкции. Основание изготавливается из диэлектрического материала, например оргстекла. Контактные накладки 8 делаются из латуни толщиной 2 мм. В каждую пластину вклепывается по пять штифтов из медного провода диаметром d. Пластины прикрепляются к основанию с помощью трех винтов с гайками М5. Радиальные проводники 6 прикрепляются к штырям и припаиваются. Перед пайкой этих проводников узел питания прикрепляется к деревянному бруску 10 высотой 100 мм с помощью двух винтов 9. Перед монтажом кольцо закрепляется на мачте в точках Б и В без изоляционных прокладок, так как в этих точках антенна имеет нулевой потенциал.

Радиальные проводники б, кольцо 1 и пластины 8 узла питания образуют правый и левый сектора антенны, симметричные относительно мачты. В этих секторах к радиальным проводникам на равном расстоянии друг от друга припаиваются по пять рядов поперечных проводников. Изготавливаются все проводники из медного провода диаметром d или из антенного канатика.

Фидер изготавливается из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом. От телевизора кабель снижения прокладывается по мачте, к которой он или привязывается, или закрепляется хомутиками. В точке В кабель привязывается к мачте и к кольцу, затем прокладывается по кольцу левого сектора антенны до точки Г, где его закрепляют и поворачивают к центру антенны.

Для того чтобы кабель не провисал и не болтался при порывах ветра, его прикрепляют липкой лентой через каждые 150 мм. Центральная жила коаксиального кабеля прикрепляется с помощью пайки или под винт к правой пластине питания 8, а оплетка кабеля точно так же прикрепляется к левой пластине питания. Узел питания после монтажа необходимо закрыть пластмассовой крышкой.

Коаксиальный кабель припаивается непосредственно к антенне без УСС, так как основные электрические параметры антенны согласованы с входными параметрами телевизора.

Если мачта антенны изготовлена из деревянного бруска, то необходимо проложить провод заземления, замкнув его в точках Б и В.

Следует отметить, что, несмотря на широкое распространение данной антенны на садовых участках, ее применение ограничено дальностью расстояния от ТЦ и возможностью принимать помехи и отраженные сигналы малых уровней.

6.1. Общие сведения

Очень часто радиолюбители, изготовившие ТА по рисункам, которые приведены в справочнике, не могут получить качественное изображение на экране телевизора, несмотря на то что антенна выполнена в полном соответствии с данными рекомендациями. Причины этого кроются в следующем: антенна установлена в таком месте, где очень маленькая напряженность электромагнитного поля и действует очень слабый ТВ-сигнал; используемый телевизионный приемник не обладает необходимым коэффициентом усиления; примененный тип антенны имеет слишком узкую диаграмму направленности и не соответствует реальным условиям приема телепередач в данной местности.

В настоящее время, несмотря на существенное увеличение количества передаваемых телепрограмм, основные передачи осуществляются в диапазоне метровых волн на первых 12 каналах, а это обеспечивает постоянный интерес телезрителей к их приему. Здесь необходимо напомнить, что прием частот в диапазоне 1—12-го телеканалов связан с трудностями из-за того, что между 5-м и 6-м каналами существует разрыв.

В сельской местности, на садовых участках можно значительно улучшить прием телепередач с помощью достаточно простых самодельных или покупных усилителей различных конструкций.

Как отмечалось ранее, пригодность промышленного телевизора для качественного приема метровых волн определяется в основном его чувствительностью и устойчивостью синхронизации изображения при приеме слабого ТВ-сигнала. Надо признать, что старые марки телевизоров, ранее выпускаемые промышленностью, имеют срав

нительно низкую чувствительность по каналам изображения и звука, не превышающую 200 мкВ.

Рассматриваемые в настоящей главе антенные усилители предназначены для улучшения чувствительности телевизионных приемников, принимающих передачи в метровом диапазоне электромагнитных волн.

В гл. 1 справочника приведены основные параметры телеантенн, определяющие их свойства и позволяющие сделать выбор антенны для конкретных условий эксплуатации. При рассмотрении технических характеристик антенных усилителей необходимо в первую очередь обратить внимание на КНД, который принято обозначать буквой D. КНД — параметр, показывающий, во сколько раз мощность, которую может отдать в нагрузку согласованная антенна при приеме со стороны максимума главного лепестка диаграммы направленности, больше мощности, которую может отдать в нагрузку согласованная эталонная антенна. В данном определении за эталонную антенну принимаются простейшие полностью ненаправленный излучатель или полуволновой вибратор.

КНД полностью ненаправленного (изотропного) излучателя в 1,64 раза (или на 2,15 дб) больше КНД относительно полуволнового вибратора. Например, если выбранная радиолюбителем антенна имеет КНД относительно изотропного излучателя равным 5, то КНД той же антенны относительно полуволнового вибратора составляет 5/1,64, то есть 3,05.

КНД характеризует предельно возможный выигрыш по мощности, который может дать антенна благодаря своим направленным свойствам с учетом возможных потерь.

Реальный выигрыш антенны по мощности определяется коэффициентом усиления Кр по мощности. Для ТА, применяющихся на садовых участках, этот коэффициент лежит в пределах от 0,3 до 0,5 х D. Второй важный коэффициент усиления по напряжению определяется по формуле: Кн = Кр^0.5.

Если выбранная для изготовления антенна имеет недостаточный коэффициент усиления, то применение усилительного устройства позволит использовать ее и получить устойчивое и качественное изображение.

6.2. Узкополосный антенный усилитель на двух транзисторах

Рассматриваемый антенный усилитель разработан для применения в условиях сельской местности и предназначен

для улучшения чувствительности телевизионных приемников, принимающих телепередачи в метровом диапазоне волн. Он обеспечивает наилучшие результаты в тех случаях, когда телевизионный приемник не обладает необходимым запасом коэффициента усиления для устойчивого приема телепередач на границе зоны уверенного приема или в зоне полутени. Усилитель целесообразно использовать для улучшения чувствительности, ограниченной усилением, при приеме передач на телевизоры старых марок, которые эксплуатируются длительное время. Усилитель рассчитан на индивидуальный прием, то есть когда не используются приемные коллективные антенны.

Он одинаково хорошо работает как с узкополосными и остронаправленными антеннами, так и с антенными системами, имеющими большой коэффициент усиления, которые устанавливаются за зоной уверенного приема на расстоянии свыше 100 км от ТЦ или активного ретранслятора на равнинной местности. При этом обязательным условием, обеспечивающим уверенный прием телепередач, является размещение усилителя на стреле ТА, чтобы максимально уменьшить потери полезного сигнала в коаксиальном кабеле снижения, а также улучшить очень важное соотношение сигнал/шум на входе телевизионного приемника.

При установке усилителя на мачте ТА необходимо выполнить полную герметизацию входа и выхода коаксиальных кабелей, соединяющих активный вибратор ТА с телевизионным приемником.Усилитель должен изготавливаться во всеклиматическом исполнении для эксплуатации при повышенной и пониженной температурах от + 40 до — 40 °С, относительной влажности воздуха до 95 % при температуре 20 °С без конденсации влаги, а также при пониженном и повышенном атмосферном давлении от 200 мм рт. ст. (26,7 кПа) до 900 мм рт. ст. (120 кПа).

Усилитель характеризуется высокими технико-эксплуатационными характеристиками, простотой схемного решения и несложной конструкцией.

Основные параметры, технические характеристики и условия эксплуатации:

полоса усиливаемых:

первого поддиапазона .................. 48,5—100 МГц

второго поддиапазона ................. 174—230 МГц

номера принимаемых каналов:

первого поддиапазона .................. 1—5-й

второго поддиапазона .................. 6—12-й

коэффициент усиления усилителя .......... 22—24 дБ

ширина полосы пропускания частот ........ 8 МГц

неравномерность АЧХ.................... 3 дБ

входное сопротивление ................... 75 Ом

выходное сопротивление .................. 75 Ом

напряжение питания усилителя постоянным

током ................................ + 12 В

частота среза:

первого поддиапазона .................. 48,5 МГц

второго поддиапазона .................. 160 МГц

максимальный коэффициент шума входного высокочастотного транзистора на частоте

400 МГц.............................. 4,5 дБ

максимальный коэффициент усиления

сигнала первого каскада ................ 15 дБ

максимальный ток, потребляемый усилителем в рабочем режиме эксплуатации .... 10 мА

максимальный уровень пульсации напряжения питания усилителя, не более. . . 10 мВ кпд, не менее .......................... 95 %

масса усилителя без коаксиальных кабелей.. 105 г габаритные размеры усилителя (ширина, длина и высота)....................... 51 х 81 х 21 мм

максимальная длина кабеля снижения. ..... 20 м

максимальная длина отрезка коаксиального кабеля, соединяющего усилитель с активным вибратором ТА .............. 0,8—1 м

Условия эксплуатации:

температура окружающей среды:

повышенная......................... 40 °С

пониженная ......................... - 45 °С

относительная влажность воздуха при температуре 20С без конденсации влаги, не более ...................... 98 %

атмосферное давление:

повышенное ......................... 120 (900) кПа

(мм рт. ст.) пониженное ......................... 26,7 (200) кПа

(мм рт. ст.)

ветровые нагрузки:

максимальное ветровое давление,

не более ........................... 5 кг/см

максимальная скорость ветра .......... 25 м/с

синусоидальные вибрационные нагрузки с ускорением, не более. ............... 49,05 (5) м/с^2 (д)

одиночные ударные нагрузки:

с ускорением, не более ............... 98,1 (10) м/с^2 (д)

при длительности ударов, не менее ..... 5 м/с

Принципиальная электрическая схема узкополосного антенного усилителя приведена на рис. 6.1. Усилитель собран на двух транзисторах, которые образуют два каскада усиления сигнала. Первый транзистор VTI включен по схеме с общим эмиттером, а транзистор VT2 включен

по схеме с общей базой, что обеспечивает максимальное снижение коэффициента шума всего усилителя. Схема усилителя позволяет производить плавную перестройку АЧХ на один из телеканалов. Плавную перестройку усилителя осуществляют с помощью регулировочного конденсатора С8, установленного во втором каскаде усиления и имеющего номинальную емкость до 20 пФ. Это основное отличие рассматриваемого усилителя от многих промышленных конструкций, где подстройку частоты можно осуществлять в пределах + 3 ... - 3 МГц.

АЧХ первого каскада усиления рассчитана на широкий диапазон рабочих частот, которые разделены на два под-диапазона: 48,5—100 МГц и 174—230 МГц, что соответствует 1—5-му и 5—12-му каналам. Перестройка частоты осуществляется в узком диапазоне, ширина которого не превышает 8 МГц.

На входе усилителя собран индуктивно-емкостный контур, состоящий из двух катушек индуктивности LI и L2, а также конденсаторов С1 и С2. Этот контур является фильтром верхних частот с частотой среза первого под-диапазона, равного 49,5 МГц, и с частотой среза 160 МГц второго поддиапазона.

Важное место в установке режимов работы транзистора VT1 играют резисторы R1 и R2, с помощью которых выставляют напряжение на его коллекторе, равное 5 В, при токе коллектора 5 мА. Выбранный режим работы транзистора VT1 типа КТ371А обеспечивает минимальный коэффициент шума, не превышающий. 4,5дБ на частоте

400 МГц. Заметим, что с повышением частоты собственный шум транзистора уменьшается.

Постоянный конденсатор С4, включенный в цепь базы первого транзистора вместе с его собственной емкостью, ограничивает усиление первого каскада на высшей частоте выбранного поддиапазона частот. При этом обеспечивается коэффициент усиления до 15 на всех каналах.

Индуктивность 1.3 и конденсаторы С5 и С6 образуют контур, выполняющий функции входного фильтра верхних частот второго каскада усиления, и обеспечивают подавление сигналов нижних частот.

На элементах 1.4, С8 и транзисторе VT2 собран резонансный усилитель, параметры которого определяют суженную АЧХ второго каскада, а их изменение в заданных пределах обеспечивает возможность перестройки АЧХ в выбранном диапазоне частот. Маломощный транзистор р—п—p-структуры относительно к группе сверхвысокочастотных транзисторов имеет небольшую проходную емкость, что обеспечивает устойчивую работу в схеме с общей базой. Расчетные значения сопротивлений резисторов R3—R5 позволяют получить на коллекторе транзистора VT2 напряжение постоянного тока 10 В и ток эмиттера 1мА. Выбранный транзистор должен иметь коэффициент собственного шума не более 3,5—4 дБ.

Коэффициент усиления второго каскада усилителя лежит в пределах от 12 до 14 дБ при полосе пропускания 8 МГц. Коэффициент усиления первого и второго каскадов усиления в первом поддиапазоне частот с 1-го по 5-й канал составляет 15—17 дБ и зависит от неравномерности АЧХ.

После сборки и монтажа конструкции усилителя необходимо проверить режимы работы транзисторов VT1 и VT2. На коллекторе транзистора VT1 должно действовать постоянное напряжение 5 В, на базе транзистора VT2 — напряжение 10 В. Максимальное отклонение значений основных параметров усилителя и функциональных узлов не превышает 10 %.

Точное изготовление конструкции антенного усилителя, соблюдение технологии, применение заведомо исправных комплектующих ЭРЭ, правильная сборка обеспечивают коэффициент усиления в пределах от 22 до 25 дБ при полосе пропускания частот 8 МГц.

Большое влияние на стабильность работы усилителя оказывает правильный подбор и входной контроль транзисторов VTI и VT2. При монтаже и регулировке усилителя номинальные значения сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов должны находиться в пределах + 5 ... - 5 %.

Электропитание усилителя осуществляется от СИП постоянного тока напряжением + 12 В, принципиальная электрическая схема которого показана на рис. 6.2. Усилитель может работать и от другого источника, если последний обеспечивает указанные ниже основные электрические параметры и технические характеристики. К таким источникам постоянного напряжения относятся также и ХИТ — аккумуляторные батареи средней емкости, например 10НКГ-10Д.

Источник питания усилителя является самостоятельной сборочной единицей, конструкция, масса и габаритные размеры которого зависят от примененных комплектующих ЭРЭ, и в первую очередь от выбранного сетевого трансформатора.

В некоторых случаях опытные мастера-радиолюбители могут воспользоваться рекомендациями, приведенными в технической литературе [3 и 5], где в качестве источника питания с выходным напряжением постоянного тока + 12 В используется вывод, предусмотренный в конструкции селектора ТВ-сигналов типа СКД или СКД-1. Здесь напряжение питания + 12 В подается на усилитель по специальному кабелю и БП, имеющий соответствующие параметры.

Блок питания лучше изготовить как готовое изделие, которое можно широко использовать в радиолюбительской

практике для питания различной РЭА и приборов. В этом случае конструкцию БП рекомендуется изготавливать по эскизной конструкторской документации, выполненной в соответствии с требованиями государственных стандартов ЕСКД.

В соответствии с принципиальной электрической схемой (рис.6.2) БП состоит из следующих функциональных элементов: входных и выходных электрических цепей, сетевого понижающего трансформатора питания Т1, нерегулируемого выпрямительного устройства, предохранительного устройства и стабилизатора напряжения.

СИП с выходным напряжением + 12 В непрерывного действия, регулируемым в пределах + 10 ... - 10 %, предназначен для электропитания усилителя метровых волн, а также для применения и качестве самостоятельного изделия, изготовленного в виде законченной конструктивно-сборочной единицы или как функциональный узел, встроенный в общую конструкцию РЭА или в самодельные измерительные приборы.

Рассматриваемый источник питания характеризуется простотой схемно-технического решения и конструктивно-технологического исполнения, малым количеством примененных комплектующих ЭРЭ и достаточно высокими параметрами и эксплуатационными характеристиками, что делает его доступным для начинающих радиолюбителей и юных техников, несложным для повторения в производствах малых предприятий и весьма перспективным для широкого применения в домашнем хозяйстве. БП может быть использован для электропитания изготавливаемой отечественной промышленностью радиоприемной и звуковоспроизводящей электронной аппаратуры и приборов.

Источник питания в виде встроенного функционального узла может быть дополнительно использован для электропитания бытовых электронных изделий, изготавливаемых в радиолюбительских мастерских и в кружках юных техников. К числу таких изделий относятся кодовые электронные замки, устройства охраны и сигнализации, музыкальные звонки, устройства терморегулирования, термостаты и многие другие.

СИП в авторском варианте изготовлен в пластмассовом корпусе с внутренним металлическим экраном от настольной ЭКВМ. СИП может быть выполнен в прямоугольном корпусе, конструкция которого определяется при эскизном проектировании. ЭРЭ, за исключением сетевого понижающего трансформатора питания, монтируются на печатной плате, изготавливаемой из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм.

Основные параметры, технические характеристики и условия эксплуатации:

номинальное напряжение питающей сети переменного тока....................... 220 В

номинальное напряжение постоянного тока для питания усилителя .................. + 12 В

номинальная частота питающей сети переменного тока....................... 50 Гц

пределы изменения напряжения питающей сети переменного тока, при которых сохраняется устойчивая работа СИП ...... 187—242 В

пределы изменения частоты питающей сети переменного тока, не более .......... 1 %

выходное напряжение:

стабилизированное постоянного тока ...... + 12 В

нестабилизированное переменного тока .... 0,3 В

на выходе выпрямителя ................ + 12 ... + 14 И

коэффициент нелинейных искажений

питающей сети переменного тока, не более . 12 % ток нагрузки:

номинальный ......................... 0,8 А

максимальный ........................ 1,2 А

максимальный в импульсе .............. 0,7 А

максимальная мощность СИП при полной внешней нагрузке ...................... 26 Вт

мощность, потребляемая СИП от сети переменного тока в режиме холостого хода, не более.............................. 0,022 мВт

коэффициент стабилизации выходного напряжения постоянного тока, не менее .... 250

амплитуда пульсации выходного стабилизированного напряжения, не более .......... 12 мВ

переменная составляющая напряжения на выходе, не более .................... 0,18 Вэфф

Изменение напряжения на выходе СИП при изменении напряжения сети переменного тока от 187 до 242 В, не более ...... 0,6 В

помехозащищенность СИП при напряженности внешнего электромагнитного поля, не менее. ............................. 120 дБ

кпд, не менее .......................... 83 %

Условия эксплуатации СИП:

температура окружающей среды:

повышенная ......................... 35 °С

пониженная ......................... 5 °С

максимальная температура перегрева обмоток сетевого трансформатора ....... 55 °С

относительная влажность воздуха при температуре + 20 °С без конденсации влаги, не более. ................ 85 %

атмосферное давление:

повышенное ......................... 120 (900) кПа

(мм рт. ст.) пониженное ......................... 26,7 (200) кПа

(мм рт. ст.) климатическое исполнение .............. УХЛ

На выходе СИП установлен сетевой фильтр, собранный на конденсаторах С1 и С2, защищающий устройство от электромагнитных помех, которые проникают в сеть электропитания переменного тока, два основных предохранителя FU1 и FU2. а также предохранитель FU3 и случае подключения устройства к сети переменного тока напряжением 127 В. На входе СИП собрано устройство ограничения тока включения (броска тока). Индикаторная лампа HL1 тлеющего разряда загорается сразу же после включения электрического соединителя X1 в розетку сети.

Для устранения явления резкого нарастания напряжения на транзисторах, которое наблюдается всякий раз при включении СИП с помощью переключателя S1, когда режимы выходных каскадов еще полностью не установились, используется мощный постоянный резистор R1, который работает только в момент включения, гася напряжение, поступающее на первичную обмотку сетевого понижающего трансформатора. Выключается этот резистор из работы с некоторой задержкой времени после срабатывания электромагнитного реле К1 и замыкания его контактов К.1.1. Для того чтобы исключить повышение напряжения на транзисторах при изменении напряжения сети, которое в загородной местности может превышать максимально допустимые значения, стабилизатор напряжения используется одновременно как транзисторный фильтр.

Выпрямительное устройство СИП состоит из понижающего сетевого трансформатора питания Т1, полупроводникового нерегулируемого выпрямителя и емкостного фильтра.

Важное место в рассматриваемом источнике питания занимает сетевой понижающий трансформатор питания Т1, который изготавливается на броневом шихтованном магнитопроводе с площадью поперечного сечения стали не менее 4,5 см^2. Трансформатор имеет одну катушку с тремя обмотками, изолированными друг от друга лакотканью и пропитанными лаками. Первичная обмотка трансформатора рассчитана на подключение к сети переменного тока напряжением 220 В к выводам 1 и 3 и напряжением 127 В к выводам 2 и 3. На вторичной обмотке трансформатора в режиме холостого хода действует напряжение 17,3 и 6,3 В. В СИП можно использовать покупной трансформатор серии ТС, ТА, Т или ТПП. Например, можно использовать трансформаторы следующих типоразмеров: ТА88-127/220-50. ТН8-127/220-50, ТАН15-127/220-50. ТПП265-127/220-50, ТС-20-5 или стержневой трансформатор типа ТС-40-5. Моточные данные самодельного сетевого понижающего трансформатора питания Т1 приведены и табл. 6.1. Для изготовления трансформатора можно использовать магнитопровод витой ленточный типа ШЛ 16 х 25.

Выпрямитель собран по однофазной двухполупериодной мостовой схеме на выпрямительных диодах VD1 VD4. Такой выпрямитель характеризуется хорошим использованием габаритной мощности трансформатора, повышенной частотой пульсации на выходе выпрямителя. низким обратным напряжением на комплекте полупроводниковых выпрямительных диодов, повышенным падением напряжения на диодах, невозможностью установки однотипных диодов на одном радиаторе без изоляционных прокладок. Сглаживающий фильтр, установленный между выпрямителем и стабилизатором напряжения, уменьшает пульсации выпрямленного напряжения постоянного тока.

Компенсационный стабилизатор напряжения является электронным устройством непрерывного действия с автоматическим регулированием, которое с заданной точностью поддерживает напряжение на нагрузке независимо от изменения входного напряжения и тока нагрузки. В стабилизаторе напряжения транзисторы VT1 и VT2 выполняют роль регулирующего элемента, а управляющим элементом является биполярный транзистор VT3, опорное напряжение которого осуществляется стабилитроном VD6. Регулирование напряжения в стабилизаторе осуществляется следующим образом. При возрастании напряжения на выходе СИП растет ток базы транзистора VT3, в результате чего увеличивается падение напряжения на резисторах R3 и R4, одновременно уменьшается ток базы составного транзистора VT1, VT2 и увеличивается сопротивление перехода между эмиттером и коллектором транзитора VT1, а также увеличивается напряжение на этом участке. В результате выходное напряжение уменьшается.

Величину значения выходного напряжения можно регулировать подстроечным резистором R8. Конденсатор С6 является составной частью емкостного фильтра, сглаживающего пульсации постоянного тока.

Конструкция и размеры. Самодельный корпус усилителя метровых волн изготавливается из заготовок фольгированного диэлектрика или из размерных полосок немагнитного материала (меди, бронзы, латуни и других сплавов на основе меди), толщина которых должна быть не менее 0,5 мм. Полоски и детали конструкции выреза-

ются по размерам так, чтобы ширина, длина и высота корпуса усилителя составляли габаритные размеры, указанные на рис. 6.3. Все детали конструкции пропаиваются сплошными швами припоем ПОС-61, обеспечивая полную герметичность конструкции.

Комплектующие ЭРЭ, установочные детали и ЭРИ размещаются на печатной плате, изготавливаемой из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Габаритные размеры печатной платы выполняются по внутренним размерам корпуса так, чтобы зазор между боковыми стенками и печатной платой был не более 0,2 мм. Транзисторы VT1 и VT2 усилителя устанавливаются в гнезда, высверленные в плате по диаметру корпуса этих транзисторов.

В боковых стенках корпуса усилителя изготавливаются три отверстия: два для ввода коаксиального кабеля и один для кабеля питания.

В тех случаях, когда усилитель устанавливается на стреле ТА рядом с активным вибратором или на штанге антенны, один отрезок коаксиального кабеля небольшой длины припаивается внутренней жилой к началу катушки индуктивности L1 и к конденсатору С1, а оплетка кабеля, как показано на рис. 6.1, заземляется (припаивается к корпусу усилителя). Из боковой стенки корпуса выводится коаксиальный кабель снижения антенны, внутренняя жила которого припаивается к отводу катушки индуктивности L4. На втором конце кабеля снижения устанавливается унифицированный соединитель, подключаемый к телевизионному приемнику.

Конструкция корпуса источника питания определяется мастером-радиолюбителем при эскизном проектировании и теми условиями эксплуатации, в которых прибор будет работать.

При изготовлении усилителя и источника питания применяются самодельные элементы, которые необходимо выполнить в радиолюбительской лаборатории. К таким ЭРИ относятся катушки индуктивности L1—L4, работающие в схеме усилителя, и понижающий трансформатор питания Т1.

Катушки индуктивности 0,5—0,7 мм. Катушку индуктивности L1 изготавливают на деревянном шаблоне, наружный диаметр которого равен 8 мм. Диаметр намоточного провода выбирается равным 0,7 мм. Всего должно быть намотано 5 витков с шагом 3 мм для усилителя, рассчитанного на 1—5-й каналы, или 3 витка с таким же шагом для 6—12-го каналов.

Катушка индуктивности L2 без сердечника наматывается на этом же деревянном шаблоне с наружным диаметром 8 мм. Для 1—5-го каналов катушка индуктивности L2 имеет 3 нитка с шагом 3 мм, а для 6—12-го каналов необходимо намотать 3 витка. Диаметр обмоточного провода в обоих случаях выбирается равным 0,7 мм.

Катушка индуктивности L3 должна иметь внутренний диаметр, равный 3 мм, она не имеет сердечника, наматывается также из посеребренного провода диаметром 0,5 мм. В усилитель, рассчитанный на работу во всем диапазоне метровых волн, с 1-го по 12-й канал включительно, ставится одна и та же катушка индуктивности, число витков которой равно 5 с шагом 1,5 мм.

Катушка индуктивности L4 наматывается на шаблоне с наружным диаметром 5 мм посеребренным проводом диаметром 0,5 мм, она тоже не имеет сердечника. Для первого поддиапазона частот с 1-го по 5-й канал включительно необходимо намотать 12 витков с шагом 5 мм и сделать отвод от второго витка, считая от заземленного конца. Для второго поддиапазона частот с 6-го по 12-й канал включительно необходимо намотать 7 витков с шагом 5 мм.

При изготовлении трансформатора необходимо особое внимание уделить межвитковой и межслойной изоляции, обеспечивающей расчетные значения сопротивления изоляции обмоток между собой и обмоток и металлических частей. Следует заметить, что сетевой трансформатор кроме основной функции трансформировать высокое напряжение сети переменного тока 220 В в расчетное напряжение на вторичной обмотке выполняет функцию гальванической развязки первичной питающей сети и вторичных цепей нагрузки и обеспечивает дополнительную электробезопасность при эксплуатации стабилизатора напряжения в различных условиях.

При изготовлении СИП применены следующие комплектующие ЭРЭ и ЭРИ: сетевой понижающий трансформатор питания Т1 типа Ш броневой конструкции; транзисторы VT1 типа КТ315Г, VT2 — КТ603В, VT3 — КТ315Г; выпрямительные диоды VD1—VD4 типа Д226; стабилитроны VD5 типа Д814А, VD6 — Д814А: конденсаторы С1 типа МБМ-11-750В-0 22 мкФ С2 — МБМ-11-750В-0.22 мкФ, СЗ — К50-3-25В-400 мкФ С4 — ЭТО-7-0,05 мкФ, С5 — К50-3-16В-20 мкФ, С6 — К50-3-16В-500 мкФ: резисторы R1 типа ПЭВ-7,5-200 Ом, R2 — ВСа-2-300 к0м, R3 — ВСа-0,25-560 Ом, R4 — ВСа-0,25-5,6 кОм R5 — ВСа-0,25-560 Ом, R6 — ВСа-0,25,-5,6 к0м, R7 , — ВСа-0,5-820 Ом

R8 — СПЗ-4Ма-470 Ом. R9 — ВСа-0,5-220 Ом, R10 — ВСа-2-4,7 кОм; предохранители FU1, FU2. FU3 типа ПМ1-1-2 А;

электрические соединители X1 типа «вилка» с электрическим кабелем и двойной изоляции, Х2 и X3, типа КМЗ-1: индикаторные лампы Н1.1 типа MH-6.3B-0.22A, HL2—ТН-0,3-1; электромагнитное реле постоянного тока К1 типа РЭС-32 (паспорт РП4.500.341).

При изготовлении усилителя метровых волн использованы следующие комплектующие ЭРЭ и ЭРИ: транзисторы VT1 типа КТ371А. VT2 — ГТ346Л; конденсаторы С1 типа КД-1-100В-М75-18 пФ (для усилителя, рассчитанного на работу с 1-го по 5-й канал) и С1 — Кд-1-100В-М75-6.8 пФ (для каналов с 6-го по 12-й), С2 — КД-1-100В-М75-24 пФ (для 1—5-го каналов) и С2 — КД-1-100В-М75-8,2пФ(для 6—12-го каналов), СЗ — КМ-5-100В-М75-47 пф(для каналов с 1-го по 5-й) и СЗ — КМ-5-100В-ПЗЗ-24 пФ (для 6—12-го каналов), С4 — КД-1-100В-М75-24 пФ (для каналов с 1-го по 5-й) и С4 — КД-1-100В-10 пФ (для 6—12-го каналов), С5 — КД-1-160В-Н70-680 пФ, С6 — КД-1-160В-680 пФ, С7 — КД-1-160В-Н70-100 пФ, С8 — КТ4-23-200В-(2,2 ... 15) пФ, С9 — КМ-5-50В-Н90-0.01 мкФ, С10 — К10-51-350В-Н30-2200 пФ: резисторы R1 типа ВСа-0,125-1,2 кОм, R2 — ВСа-0,125-130 кОм, R3 — ВСа-0,125-2,2 кОм, R4 — ВСа-0,125-1,5 кОм, R5 — ВСа-0,125-10 кОм; электрические соединители X1 типа САТ-Г (при прямом входе коаксиального кабеля от антенны может не устанавливаться), Х2 — КМЗ-1, ХЗ — САТ-Г.

При монтаже, регулировке и ремонте СИП и усилителя метровых волн могут быть применены другие аналогичные комплектующие ЭРЭ, имеющиеся в наличии у радиолюбителя и не ухудшающие их основные электрические параметры и эксплуатационные характеристики. Например, в СИП сетевой трансформатор питания Т1 самодельной конструкции может быть заменен на трансформатор типа ШЛ унифицированной конструкции; конденсаторы типа К50-3 можно заменить на конденсаторы типов К50-6, К50-12, К50-16, К.50-20, конденсатор типа ЭТО-7 — на конденсаторы типов К.10-7В, КМ-6, КЛГ-6, КЛС; резисторы типа ВСа — на резисторы типов МЛТ, ОМЛТ, УЛИ, МТ, C1-4, C2-6, МОП; стабилитроны типа Д814А — на стабилитроны типа Д818А, а также можно применить любые установочные ЭРИ.

В усилителе метровых волн вместо транзистора КТ371А можно использовать транзисторы типов КТ367А, КТ382А, КТ382Б, КТ372А, КТ310А, КТ3115А, КТ3115Б, КТ3132А, транзистор типа ГТ346А можно заменить транзистором типа ГТ346Б; резисторы типа ВСа — на резисторы типа МЛТ.

Настройка и регулировка. Для настройки электронных блоков необходимо использовать прибор комплексного измерения типа авометр, позволяющий измерять последовательно все основные электрические параметры ПП-транзисторов, выпрямительных диодов, стабилитронов, конденсаторов и резисторов. Следует заметить, что в обязательном порядке перед установкой покупных комплектующих ЭРЭ и ЭРИ в монтажную плату их необходимо подвергнуть входному контролю с проверкой на соответствие основным параметрам и требованиям ТУ. Все элементы, входящие в схему, должны быть качественными и заведомо исправными.

Проверку работоспособности БП начинают с измерения напряжений, действующих на вторичных обмотках сетевого трансформатора Т1 и на выходе выпрямительного устройства и стабилизатора напряжения. В режиме холостого хода напряжение на выходе выпрямительного устройства должно быть в пределах 12—14 В, а на выходе стабилизатора — 12 В.

Для точной настройки усилителя метровых волн необходимо использовать осциллограф. Входной контур усилителя, собранный из элементов L1, C1, L2, С2, настраивается на частоту среза первого поддиапазона частот (с1-го по 5-й канал) 48,5 МГц и на частоту 160 МГц — для второго поддиапазона частот (с 6-го по 12-й канал). Предварительная настройка усилителя начинается с проверки режимов работы транзисторов VT1 и VT2 по постоянному току. Необходимо обеспечить минимальное отклонение напряжений на выводах транзисторов, которое должно находиться в пределах 2—5 % от номинальных значений. На коллекторе транзистора VT1 должно действовать напряжение + 5 В, а на базе транзистора VT2 — напряжение + 10 В. Далее переменным конденсатором С8 настраивается усилитель на один из телеканалов метровых волн по максимальной контрастности и устойчивости изображения на экране телевизионного приемника. Изменяя шаг намотки индуктивных элементов L1—L4, добиваются более четкого изображения, подстраивая таким образом частоты среза фильтров нижних и верхних частот.

Окончательную настройку усилителя метровых волн рекомендуется производить после того, как будут установлены обе крышки с помощью отвертки, выполненной из диэлектрического материала.

6.3. Антенный усилитель метровых волн

Данный антенный усилитель предназначен для высококачественного приема УКВ передающих телевизионных станций метрового диапазона. Усилитель может быть использован также для приема сигналов радиовещательных станций. Усилитель создан для работы в области частот первых 12 каналов от 45,0 до 320 МГц, при этом он значительно перекрывает всю занимаемую этими каналами полосу частот.

Антенный усилитель, предлагаемый для повторения, обладает хорошими эксплуатационными возможностями, достаточно прост в изготовлении и налаживании. Усилитель применяется в условиях низкого уровня ТВ-сигналои метровых волн на расстоянии до 100 км от передающего ТЦ или активного ретранслятора на садово-огородных участках, расположенных на равнинной местности. Усилитель обеспечивает достаточно устойчивый и надежный прием телепрограмм при низком уровне напряженности электромагнитного поля, который может быть не менее 10 мкВ/м.

Антенный усилитель рекомендуется изготавливать в исполнении УХЛ для эксплуатации в условиях воздействия температуры и влажности, не выходящих за пределы нормальных значений, которые определены ГОСТами.

Применение антенного усилителя оказывается наиболее целесообразным, когда телевизионный приемник не имеет запаса по коэффициенту усиления и чувствительности вследствие его длительной эксплуатации и в тех случаях, когда в месте приема телепередач нет ТЦ и ретрансляторов. Область применения усилителя может быть расширена за счет его подключения к ТА коллективного пользования, при подключении к одной приемной антенне нескольких телевизионных приемников. Усилитель одинаково хорошо работает как с антеннами типа «волновой канал», так и с узкополосными и остронаправленными антеннами и антенными системами, имеющими большой коэффициент усиления. При этом данный усилитель должен быть размещен на штанге или стреле антенны.

Размещение антенного усилителя на стреле ТА рядом с активным вибратором и соединение этих элементов антенны наиболее коротким коаксиальным кабелем позволяет улучшить соотношение сигнал/шум на входе телевизионного приемника.

Как следует из принципиальной электрической схемы

(рис. 6.4), усилитель не обеспечивает возможности перестройки АЧХ на один из телеканалов указанного выше диапазона частот и имеет лишь ограниченную подстройку частоты относительно средней частоты, на которую этот усилитель настроен в пределах + 2 ... -.2 МГц, что в значительной мере компенсирует температурный дрейф полосы пропускания усилителя. Основное преимущество рассматриваемого усилителя заключается в возможности использования любых телевизионных приемников, позволяющих производить перестройку АЧХ на различные каналы в метровом диапазоне, что позволяет получить высокий коэффициент усиления на требуемом канале при сравнительно несложном схемно-техническом решении.

Электропитание усилителя осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц или от автономного источника питания, например от аккумуляторной батареи или другого ХИТ с выходным напряжением + 12 В. Анализируя принципиальную схему усилителя, можно выделить следующие функциональные узлы, которые оформляются в виде самостоятельных сборочных единиц: СИП и собственно усилитель. В свою очередь, СИП включает в свой состав входные и выходные цепи, индикатор, сетевой понижающий трансформатор питания, выпрямительное устройство и стабилизатор напряжения.

СИП включается в сеть переменного тока с помощью унифицированного электрического соединителя XI, а в работу — с помощью двухполюсного переключателя SBI. На выходе СИП устанавливаются плавкие предохранители FU1 и FU2, которые предназначены для защиты СИП от коротких замыканий и перегрузок, часто возникающих из-за ошибок при монтаже и использования непроверенных комплектующих ЭРЭ и ЭРИ. Плавкие предохранители FU1 и FU2 рассчитаны на максимальный ток срабатывания 0,5 А. Сигнальная неоновая лампа HLI загорается сразу же после подачи напряжения на СИП. На входе СИП установлены бумажные конденсаторы С1 и С2, обеспечивающие защиту усилителя В от электромагнитных помех, которые проникают в электрическую сеть переменного тока.

В блоке питания применен самодельный сетевой понижающий трансформатор питания Т1, который обеспечивает гальваническую развязку вторичных цепей СИП и нагрузки от высокого напряжения сети переменного

тока, необходимую электрическую безопасность работы с низким напряжением, действующим на вторичной обмотке сетевого трансформатора, а также расчетный уровень напряжения переменного тока, которое поступает на выпрямительное устройство и затем на стабилизатор напряжения.

Выпрямительное устройство с емкостным фильтром собрано на четырех выпрямительных диодах VD1-VD4 по однофазной двухполупериодной мостовой схеме, которая имеет значительные преимущества перед другими схемами выпрямления. В частности, мостовая схема обеспечивает на выходе повышенную частоту пульсации выпрямленного напряжения, хорошие технико-экономические показатели, пониженный уровень обратного напряжения на комплекте выпрямительных диодов, отличается простотой сборки и повышенной надежностью эксплуатации. Выпрямительные диоды VD1—VD4 устанавливаются на металлическую монтажную плату с применением диэлектрических прокладок.

Работает двухполупериодный выпрямитель на емкостный фильтр, собранный на электрическом конденсаторе СЗ.

Выпрямленное напряжение постоянного тока поступает на стабилизатор напряжения, выполненный на четырех транзисторах. Стабилизатор непрерывного действия собран по схеме с регулируемым выходным напряжением и последовательным включением нагрузки. Стабилизатор относится к числу компенсационных стабилизаторов, регулирующим элементом которого является составной транзистор VT1 и VT2, а управляющим — транзистор VT3. Отличительной особенностью ПП-стабилизатора является его работоспособность при пониженном входном напряжении и очень малое потребление энергии в режиме холостого хода. Этим объясняется возможность применения данного стабилизатора в схеме питания усилителя метровых волн, который может работать с автономным источником напряжения. Выходное напряжение СИП можно регулировать переменным резистором R5 в пределах от + 5 до + 12 В. Выбранная схема и примененные полевые транзисторы позволяют получить высокие технические характеристики: коэффициент стабилизации напряжения более 250, выходное сопротивление порядка 1 Ом при максимальном токе нагрузки до 100 мА, амплитуду пульсации, не превышающую 0,6 мВ. На полевом транзисторе с изолированным затвором обеденного типа с N-каналом

VT4 собран стабилизатор тока, играющий роль экономичного источника образцового напряжения.

Оптимальный ток нагрузки, ток, потребляемый усилителем, не превышает 30 мА при напряжении + 12 В. Минимально допустимое падение напряжения на регулирующем транзисторе VT2 равно 1,5 В. Максимальный рабочий нагрузочный ток при выбранной схеме не превышает 80 мА. но его можно увеличить, если заменить транзистор VT2 на более мощный, с радиатором большой теплоотдачи.

Усилитель метровых волн выполнен на ВЧ-траизисторах VT5—-VT8, собранных по схеме с общим эмиттером. Важной особенностью схемы усилителя является использование в качестве коллекторных нагрузок транзисторов VT6—VT8 катушек индуктивности L1—L3, что уменьшает завал АЧХ усилителя на высших частотах.

Важно отметить, что усилитель одинаково устойчиво работает как при номинальном напряжении электропитания + 12 В, так и при пониженном напряжении + 6 В. При этом коэффициент усиления во всем частотном диапазоне метровых волн не имеет заметного уменьшения. Однако если мастер-радиолюбитель выбрал для питания пониженное напряжение + 5 В постоянно, то необходимо в схеме установить стабилитрон КС147А вместо стабилитрона Д814А, применяющегося при питании напряжением + 12 В.

Максимальный ток, потребляемый в рабочем режиме, не превышает 30 мА, а при пониженном напряжении питания ток потребления снижается.

Основные параметры, технические характеристики и условия эксплуатации антенного усилителя метровых волн и СИП:

номинальное напряжение питающей сети переменного тока....................... 220 В

номинальная частота питающей сети переменного тока....................... 50 Гц

номинальное напряжение питания антенного усилителя ............................. + 12 В

пределы изменения напряжения питающей сети переменного тока .................. 187...242 В

пределы изменения частоты питающей сети переменного тока....................... 49...51 Гц

коэффициент нелинейных искажении питаю-шей сети переменного тока, не более ...... 123 %

пределы регулирования выходного стабилизированного напряжения постоянного тока. . . . 5...12 В

коэффициент стабилизации, не менее ....... 250

выходное сопротивление стабилизатора

напряжения ........................... 0,3...1,5 Ом

максимальный ток нагрузки. .............. 30 мА

максимальное падение напряжения на регулирующем транзисторе VT1. .......... 1,5 В

номинальное напряжение на клеммах аккумуляторной батареи ................. 12В

максимальная мощность СИП при максимальной нагрузке. ................. 15 Вт

мощность, потребляемая устройством от сети переменного тика в режиме холостого хода, не более ......................... 10 мВт

амплитуда пульсации выходного стабилизированного напряжения, не более. ......... 6 мВ

переменная составляющая напряжения на выходе стабилизатора напряжения, не более 0,1 Вэфф изменение напряжения на выходе стабилизатора при изменении напряжения сети переменного тока от 187 до 242 В, не более 0,5 В полоса усиливаемых частот ............... 48,5—350 МГц

принимаемые каналы .................... 1—12-й

коэффициент усиления по напряжению при входном сигнале 5 мкВ на частоте:

48,5 МГц ............................ 35 дБ

230 МГц ............................ 40 дБ

уровень собственных шумов на выходе усилительного устройства, не более. ....... 3.5 дБ

входное сопротивление усилителя. .......... 75 Ом

номинальное сопротивление нагрузки ....... 75 Ом

неравномерность АЧХ.................... 5 дБ

кпд СИП, не менее ..................... 0,9 %

максимальная длина кабеля снижения. ..... 30 м

Условия эксплуатации:

при работе усилительного устройства на открытом воздухе:

температура окружающей среды:

повышенная ......................... 45 °С

пониженная ......................... — 40 °С

относительная влажность воздуха при температуре 20 °С, не более ........... 92 %

при работе усилительного устройства в отапливаемом помещении:

температура окружающей среды:

повышенная......................... 30 °С

пониженная ......................... 5 °С

относительная влажность воздуха при температуре 20 °С, не более ........... 85 %

атмосферное давление:

повышенное ......................... 120 (900) кПа

(мм рт. ст.) пониженное ......................... 26,7 (200) кПа

(мм рт. ст.) ветровые нагрузки при скорости ветра до 25 м/с, не более .................. 5 кг/см^2

синусоидальные вибрационные нагрузки с ускорением, не более. ............... 98.1 (10) м/с^2 (д)

Конструкция и размеры. Антенный усилитель состоит из двух самостоятельных сборочных единиц, которые могут быть изготовлены с достаточной степенью точности по эскизной документации, разрабатываемой в соответствии с требованиями государственных стандартов ЕСКД. Соединяются обе сборочные единицы между собой и антенной с помощью отрезков коаксиального кабеля марки РК-75 и двухпроводной линии питания, если усилитель устанавливается на штанге антенны.

Источник питания изготавливается в виде БП с входными и выходными цепями. Электрорадиоэлементы СИП собираются на монтажной плате, которую располагают рядом с сетевым понижающим трансформатором питания. Габаритные размеры СИП зависят от типоразмера сетевого трансформатора питания и от общей компоновки ЭРЭ. Монтажную плату рекомендуется выполнить из двухстороннего стеклотекстолита толщиной 2 мм, которая закрепляется в корпусе СИП с помощью крепежных деталей. Корпус источника питания рекомендуется сделать прямоугольной формы, с учетом места его установки в жилом помещении и вблизи от телевизора.

При изготовлении СИП использованы следующие комплектующие ЭРЭ: самодельный сетевой понижающий трансформатор питания Т1 типа Ш или ШЛ; транзисторы VT1 типа КТ608Б, VT2 — КП303Г, VT3 — КТ312В, VT4 — КП305Г; выпрямительные диоды VD1—VD4 типа КД105Б; конденсатор С1 типа МБМ-11-750В-0.05 мкф, С2 — МБМ-11-750В-0.05 мкФ, СЗ — К50-6-25В-500 мкФ: резисторы RI типа МЛТ-2-820 кОм, R2 — МЛТ-0,125-100 кОм, R3 — МЛТ-0,125-6,2 кОм, R4 — МЛТ-0,125-6,2 кОм, R5 — СПЗ-4Ма-0,25Вт-А-6,8 кОм; электрические соединители X1 типа «вилка» с кабелем в двойной изоляции, ХЗ и Х4 — «вилка» соединителя КМЗ-1; предохранители FU1 и FU2 типа ПМ0,5; индикаторная лампа HLI типа ТН-0,2-1;

переключатель SBI типа П2Т-1-1.

При изготовлении СИП можно произвести замену некоторых ЭРЭ с целью увеличения его выходной мощности, при этом он незначительно проигрывает в экономических показателях. Так, вместо транзистора VT1 типа КТ608Б можно использовать другой, более мощный транзистор. Полевой транзистор VT4 типа КП305Г можно заменить на постоянный резистор типа МЛТ сопротивлением 5 кОм, а переменный резистор R5 — на стабилитрон типа КС133А, резистор R3 сопротивлением 6,2 кОм — на резистор сопротивлением 1 кОм, резистор R4 — на переменный резистор сопротивлением 12 кОм.

Такая замена комплектующих ЭРЭ ведет по существу к изменению схемы стабилизатора тока в сторону классического параметрического стабилизатора напряжения. Если в рассматриваемой схеме использовать постоянные резисторы R3, R4 и R5 с более высокими значениями сопротивлений, то выходное стабилизированное напряжение питания будет увеличиваться.

Конструкция усилителя метровых волн состоит из прямоугольного корпуса, имеющего верхнюю и нижнюю крышки, устанавливаемые после окончательной регулировки и настройки. Комплектующие ЭРЭ усилителя устанавливаются на печатной или монтажной плате, которую рекомендуется выполнить из двухстороннего стеклотекстолита толщиной 2 мм. При этом наружный фольгированный слой печатной платы используется как экран. Можно все ЭРЭ усилителя смонтировать на четырех отдельных платах небольших размеров, обозначенных на схеме 2—1. 2—2, 2—3 и 2-4.

Корпус усилителя можно изготовить из заранее подготовленных заготовок, выполненных из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Внутренний фольгированный слой стеклотекстолита полностью используется для соединения заготовок между собой при изготовлении корпуса усилителя. Наружный фольгированный слой является дополнительным экраном, обеспечивающим защиту усилительных каскадов от влияния внешних электромагнитных полей и наводок. Соединения заготовок между собой рекомендуется производить пайкой сплошными швами по периметрам припоем марки ПОС-61. Пайка должна производиться низковольтным паяльником мощностью до 100 Вт. Применение кислотных флюсов не рекомендуется.

В усилителе метровых волн применяются самодельные катушки индуктивности L1—L4. которые являются важнейшими элементами схемы, определяющими качество изображения и звука на экране телевизионного приемника.

Катушка индуктивности L1 изготавливается из медного посеребренного провода диаметром 1 мм на деревянном шаблоне. Наружный диаметр намотки катушки L1 равен 20 мм. Катушка содержит 2,5 витка с шагом 8 мм. Отвод от витков катушки индуктивности производится при настройке усилителя по данным измерительных приборов

Х1-19А, X1-1, TR-0813 или любого другого типа получения требуемой полосы пропускания.

Катушка индуктивности L2 изготавливается также из медного посеребренного провода диаметром 1 мм или из обмоточного провода марки ПЭЛ с диаметром по меди 1 мм. Наматывается катушка индуктивности на круглом деревянном шаблоне с наружным диаметром 12 мм и шагом 8 мм. Шаг намотки должен быть равным 8 мм. Отвод от катушки индуктивности L2 производится при настройке усилителя по показаниям измерительных приборов и после установки номинальных режимов работы транзисторов. Если катушка индуктивности изготавливается из обмоточного провода марки ПЭЛ или ПЭВ-2, то необходимо произвести его зачистку тонкой шлифовальной шкуркой с последующей полировкой.

Катушка индуктивности L3 изготавливается из медного посеребренного провода диаметром 1 мм, содержит 2,5 витка с отводом от середины. Шаг намотки 8 мм. Внутренний диаметр катушки равен 12 мм. Так же как и в предыдущем случае, место отвода от катушки определяется при настройке усилителя до получения требуемой полосы пропускания.

На принципиальной электрической схеме условно показаны границы устанавливаемых экранов и перегородок в корпусе усилителя, которые определяют кроме габаритных размеров расположение основных комплектующих элементов в каскадах усилителя.

При монтаже, регулировке и настройке усилителя использованы следующие комплектующие ЭРЭ и ЭРИ: транзисторы VT! типа ГТ329Б, VT2 — ГТ329Б, VT3 — ГТ329Б, VT4 — ГТ329А; самодельные катушки индуктивности L1—L4: конденсаторы С4типа К10П-4-Н70-2200пФ, С5 — КД-1-100В-М1500-82 пФ, С6 — КД-1-160В-Н70-2200 пФ, С7 — КД-1-160В-Н70-2200 пФ, С8 — К10П-4-Н70-2200 пФ, С9 — КД-1-100В-М1500-82 пФ, С10 — КД-1-160В-Н70-2200 пФ, С11 — КД-1-160В-Н70-2200 пФ, С12 — К10П-4-Н70-2200 пФ, С13 — К Д-1-100В-М 1500-82 пФ, С14 — КД-1-160В-Н70-2200 пФ, С15 — КД-1-160В-Н70-2200 пФ, С16 — КД-1-100В-М1500-82 пФ. С17 — К10П-4-Н70-2200 пФ, С18 — КД-1-100В-М1500-82 пФ: резисторы R6 типа МЛТ-0,25-110 Ом, R7 — МЛТ-0,25-10 кОм, R8 - МЛТ-0,25-2,7 кОм, R9 — МЛТ-0,25-240 Ом, R10 — МЛТ-0,25-110 Ом, R.11 — МЛТ-0,25-200 Ом, R 12 — МЛТ-0,25-10 кОм, R13 — МЛТ-0,25-2,7 кОм, R14 — МЛТ-0,25-240 Ом, R15 — МЛТ-0,25-110 Ом, R16 — МЛТ-0,25-10 кОм, R17 — МЛТ-0,25-2,7 кОм, R18 — МЛТ-0,25-240 Ом, R 19 — МЛТ-0,25-560 Ом, R20 — МЛТ — 0,25-11 кОм, R21 — МЛТ-0,25-5,6 кОм, R22 — МЛТ-0,25-820 Ом; аккумуляторная батарея GB1 типа 10НКГ-10Д; электрические соединители ХЗ типа «розетка» КМЗ-1, Х4 — «розетка» КМЗ-1, Х2 — САТ-Г, Х5 — САТ-Г; коаксиальный кабель снижения марки

РК 75.

Настройка и регулировка. Следует еще раз напомнить о необходимости проведения входного контроля всех покупных комплектующих ЭРЭ на соответствие требованиям ТУ и нормам, определяемым государственными стандартами. Такая проверка позволит избежать досадных ошибок при изготовлении антенного усилителя и гарантирует его работоспособность.

Проверку работы усилителя метровых волн начинают с измерения выходного напряжения на вторичных обмотках сетевого понижающего трансформатора питания Т1, изготовленного в домашней мастерской или приобретенного в радиомагазине. В соответствии с моточными данными сетевого трансформатора, приведенными в табл. 6.2, на вторичной обмотке трансформатора в режиме холостого хода должно действовать переменное напряжение в пределах от 12 до 14 В. Затем проверяется выходное напряжение выпрямительного устройства при отключенной нагрузке. Это напряжение постоянного тока должно быть не более 14 В. Далее подключают измерительный прибор к выходу стабилизатора напряжения (к соединителям ХЗ и Х4) и измеряют напряжение при верхнем (по схеме) и нижнем положении ротора переменного резистора R5. Стабилизированное напряжение должно изменяться в пределах от 5 до 12 В с высокой степенью стабилизации постоянного тока. Правильно собранный источник питания начинает работать сразу же после сборки и дополнительной регулировки не требует.

Для проверки работы усилителя метровых волн желательно иметь в радиолюбительской лаборатории такие приборы, как ВК2-20, В3-42, радиолюбительские конструкции приборов для измерения сопротивлений или М127, Е6-5 для измерения емкостей и индуктивности, или ЕЗ-3, Е8-5, измеритель RLC «Спутник радиолюбителя», частотомер типа Ч3-7, осциллограф любого типа и генератор радиочастот любого типа.

Наладку усилителя метровых волн необходимо начать с установки режимов работы транзисторов VT5—VT8 по постоянному току. После полной сборки и включения усилителя в рабочий режим на эмиттерном переходе тран-

зистора VT5 должно действовать напряжение постоянного тока + 1,64 ... + 1,72 В, на его коллекторном переходе — полное напряжение питания, поступающее со стабилизатора напряжения + 12 В, на эмиттерном переходе транзистора VT6 — напряжение + 1,7 В, а на его коллекторном переходе — напряжение + 12 В, на эмиттерном переходе транзистора VT7 — напряжение + 1,68 ... + 1,72 В, на его коллекторном переходе — постоянное напряжение + 7,5 В, на эмиттерном переходе транзистора VT8 — напряжение + 1,95 ... + 2,05 В, на коллекторном переходе — + 4,3 В. Падение напряжения на резисторе R11 составляет 4,5 В.

При полной нагрузке максимальный ток, потребляемый усилителем, составляет 30 мА при напряжении питания + 12 В.

После проверки указанных выше напряжений приступают к регулировке АЧХ. Па генераторе частоты устанавливают выбранный диапазон рабочих частот при максимальной полосе качания. При этом на вход усилителя подается напряжение, равное 5 мкВ, оно соответствует ослаблению сигнала на 50 дБ. После этого настройка усилителя сводится к выбору мест отводов от катушек индуктивности L1—L4 до получения необходимой полосы пропускания.

6.4. Широкополосный конвертер

Предлагаемый к повторению простой по своему схемно-техническому решению конвертер предназначен для применения на удаленных от ТЦ садово-огородных и приусадебных участках в сельской местности вместе с самодельными зигзагообразными антеннами, устанавливаемыми на одной опоре вместе с другими антеннами метровых волн. Такая антенна должна быть изготовлена с учетом ее эксплуатации с данным конвертером в условиях воздействия на них различных механических и климатических нагрузок во всех макроклиматических зонах страны с умеренно-холодным или холодным климатом. Конвертер устойчиво работает при воздействии пониженной и повышенной температуры окружающего воздуха, пониженном атмосферном давлении и при воздействии синусоидальных нагрузок в диапазоне частот от 50 до 100 Гц с ускорением до 20 g (196,2 м/с^2).

Конвертер применяется в тех случаях, когда в телевизионных приемниках ранних выпусков отсутствует селектор каналов ДМВ и он может работать только на первых 12 каналах метрового диапазона.

Конвертер обеспечивает в этом случае прием любого канала ДМВ, начиная с 21-го канала. Конвертер устанавливается рядом с активным вибратором на стреле антенны вместе с автономным источником питания.

Рассматриваемый конвертер применяется с различными типами ТА, обеспечивающих прием дециметровых волн на садовых участках, находящихся в зоне прямой видимости, и очень редко — в зонах тени и полутени. Расположение конвертера на стреле ТА позволяет уменьшить потери в кабеле снижения за счет уменьшения длины отрезка кабеля, соединяющего антенну с конвертером, и на вход телевизора будут передаваться ТВ-сигналы метрового диапазона.

Основные параметры и технические характеристики:

номинальное напряжение автономного

источника питания постоянного тока ....... 9В

допускаемые пределы изменения питающего

напряжения, при которых обеспечивается

устойчивая работа конвертера ............ 8—9,5 В

номинальный ток, потребляемый конвертером

в рабочем режиме эксплуатации.......... 3,2 мА

пределы регулирования тока нагрузки ...... 2.4—4,5 мА

волновое сопротивление коаксиального кабеля

снижения ............................. 75 Ом

диапазон каналов, принимаемых конвертором 21—40-й рабочая частота, действующая на входе.

конвертера ..................... . . . . 470—630 МГц

рабочий диапазон телеканалов ..... . . . . 1—12-й

неравномерность АЧХ. ............ . . . . 3,8 дБ

коэффициент усиления ............ . ... 15 дБ

входное сопротивление ........... . ... 75 Ом

потребляемый ток ................ . ... 12 мА

расчетный коэффициент шума на частоте 400 МГц. .................6,5 дБ

полоса рабочих частот, действующих

на выходе конвертера ........... . . . . 48,5—230 МГц

Условия эксплуатации:

температура окружающей среды:

повышенная ................ ...40 °С

пониженная .................. ...— 45 °С

относительная влажность воздуха при

температуре 20 °С, не более . . . .... 95 %

атмосферное давление, кПа (мм pi г.) . . 26,7—120 (200-900)

Конвертер настраивается на любой свободный канал метровых волн (например, на 4-й. 5-й или с 6-го по 12-й). В этом случае для подачи напряжения питания на конвертер используется кабель снижения. Если-переместить конвертер ближе к телевизионному приемнику, то придется применить двухпроводную линию, и тогда электропитание конвертера можно осуществлять от сетевого стабилизированного БП напряжением + 9 В.

Принципиальная электрическая схема широкополосного конвертера, преобразующего дециметровые волны в метровые, приведена на рис. 6.5. Необходимо еще раз напомнить, что схема данного конвертера специально разработана для использования с телевизионными приемниками, у которых в структурной схеме нет селектора каналов ДМВ.

Конвертер, выполненный в соответствии с рассматриваемой принципиальной схемой, характеризуется высокой степенью технико-экономических показателей при его постоянной эксплуатации, так как ток, потребляемый от автономного источника питания GB1, не превышает 5 мА.

Данный конвертер включает в свой состав два основных функциональных узла: гетеродин и смеситель. Напомним, что гетеродином в радиоэлектронике называется маломощный генератор сигналов, используемый как источник колебании вспомогательной частоты при преобразовании ВЧ-сигналов. Гетеродин выполнен на планарном германиевом транзисторе системы п—р—п с че-

тырьмя выводами, один из которых соединен с корпусом. Гетеродин собран по схеме емкостной трехточки с обратной связью, включенной через универсальный выпрямительный диод VD1. В свою очередь, этот диод включен по схеме обратного смещения и предназначен одновременно для настройки конвертера. При изменении сопротивления переменного резистора R7 изменяется ток, протекающий через транзистор VT1, а следовательно, изменяется обратное напряжение на диоде VD1 и частота настройки резонансного контура гетеродина. Заметим, что в качестве резонансного контура применена несимметричная полосковая линия L1, изготовленная из полоски фольги, вырезанной непосредственно на печатной плате шириной 3 мм. Основные размеры полосковой линии L1 приведены на рис. 6.6. Действующую длину полосковой линии можно изменять при настройке конвертера с помощью установки шунтирующей перемычки, перемещаемой вдоль длинной стороны полосковой линии.

Смеситель конвертера выполнен также на ВЧ-транзисторе VT2 системы п—р—п, который имеет планарные выводы. Сигнал гетеродина через сопротивление резистора R1 поступает непосредственно на базу транзистора VT2 смесителя. Такая схема включения транзистора позволяет избежать изготовления дополнительных полосковых линий связи, обеспечивает устойчивость работы смесителя и исключает самовозбуждение.

Как следует из схемы, на базу транзистора VT2 поступает одновременно и сигнал ДМВ, принимаемый ТА.

Создается напряжение разностной частоты, которое усиливается транзистором VT2. Это напряжение выделяется специальным согласующим контуром, собранным на элементах L2, СЗ и R4, и по отрезку коаксиального кабеля, на конце которого смонтирован антенный соединитель Х4, подводится к входу телевизионного приемника, работающего на одном из каналов метровых волн.

В данной схеме напряжение питания конвертера + 9 В с аккумуляторной батареи или другого ХИТ поступает на конвертер через коаксиальный кабель, например кабель марки РК-75-3-31, и далее на выходной согласующий резистор, имеющийся в телевизионном приемнике, сопротивление которого равно 75 Ом.

После включения штекера, смонтированного на выходе конвертера в гнездо, расположенное на телевизионном приемнике, должен загореться индикаторный светодиод HL1. Для его выключения достаточно вынуть штекер из антенного входа телевизионного приемника.

Конструкция и размеры. Корпус конвертера выполнен в виде равностороннего прямоугольника, детали конструкции которого определяются при эскизном проектировании и показаны на рис. 6.6. Сверху и снизу корпус конвертера закрыт крышками (поз. 9), выполненными из латуни или другого немагнитного материала толщиной 0,4—0,6 мм.

Сплошная боковая стенка корпуса (поз. 1) выполнена из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита, к внутренней стороне которого припаивается угольник (поз. 5), изготовленный из латуни. Крепежные детали (поз. 2) соединяют крышки конвертера между собой и обеспечивают необходимую герметичность конструкции. Между корпусом и крышками можно проложить герметизирующие прокладки. Это необходимо сделать для того, чтобы при эксплуатации конвертера, установленного на антенне, обеспечивалась его работоспособность в жестких условиях воздействия климатических, механических и биологических нагрузок: температуры, дождя, инея, росы, ветра, солнечной радиации.

Монтажная плата (поз. 3) выполнена в виде самостоятельной сборочной единицы, на которой устанавливаются две планки (поз. 10 и 11), выполненные из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На основании монтажной платы (ширина 36 мм, длина 106 мм) в верхнем фольгированном слое сделана П-образная прорезь, образующая несимметричную полосковую линию L1.

Планки (поз. 10 и 11) припаиваются фольгированными слоями к основанию монтажной платы с помощью мягкого припоя марки ПОС-61 по периметру с обеих сторон. Перед установкой плиты (поз. 10) на основание в ней просверливают два отверстия диаметром 5,5 мм, через которые проходят при монтаже отрезки коаксиальных кабелей, а также делают паз шириной, несколько превышающей ширину полосковой линии. Эта планка выполняет роль ребра жесткости, в которую упирается верхняя крышка конвертера. Планка (поз. 11) является экраном, устанавливаемым между двумя транзисторами VT1 и VT2. В этой планке просверлено два технологических отверстия диаметром 2-2,5 мм на произвольном расстоянии от основания, а также такой же паз, как и в первой планке.

В основании монтажной платы необходимо просверлить два отверстия для установки транзисторов диаметром 6 мм, 12 отверстий диаметром 1 мм для установки резисторов и конденсаторов, а также проходные отверстия для крепежных винтов диаметром 3—3,5 мм. Расстояния между отверстиями определяются при разработке эскизной документации или при макетировании.

Две боковые стенки корпуса усилителя (поз. 4) без каких-либо отверстий изготавливаются из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита, они обращены фольгой в обе стороны и спаяны между собой через промежуточные детали по периметрам по всей длине припоем марки ПОС-61.

Два упорных угольника (поз. 5) устанавливаются на торцевых стенках корпуса конвертера на расстоянии от верхнего среза корпуса, равном высоте планок (поз. 10 и 11). Изготавливаются эти угольники из латуни или из бронзовых сплавов, ширина полок которых равна 5 мм, а длина 20 мм.

На расстоянии 12 мм от нижней кромки корпуса устанавливается перегородка (поз. 6) с отверстием диаметром 10 мм, на которой монтируется переменный резистор R7. Горизонтально расположенная перегородка (поз. 6) припаивается после установки ребра жесткости (поз. 7), с помощью которого образуется отсек для автономного источника питания GB1. Для подключения этого источника питания к конвертеру используется унифицированный электрический соединитель, состоящий из двух контактов, которые жестко закрепляются винтом с гайкой на вертикальной перегородке (поз. 7).

В качестве электрического соединителя могут быть применены оба контакта от использованных ХИТ типа «Корунд», «Крона», 7Д-0.115Д.

Покупные ЭРЭ и самодельные ЭРИ устанавливаются на монтажной плате, соединения вывело» осуществляются с помощью мягкою припоя ПОС-61 или ПOC-40, мощность которых при пайке низковольтным паяльником не превышает 60 Вт.

При изготовлении, монтаже и регулировке конвертера использованы следующие комплектующие элементы: ВЧ-транзисторы VT1 типа ГТ330Б, VT2 — ГТЗ0ЗБ: ПП-диод VD1 типа КД503Л; светодиод HL1 типа АЛ102А: аккумуляторная батарея GB1 типа 7Д-0.115Д-IV.1 с номинальным напряжением 8,4 В;

конденсаторы C1 типа КЛ-1-100В-М750-10 пф, С2 — КМ-6-50В-М1500-1500 пФ, C3 — КПК-М11-350В-(2 ... 20) пф, С4 — КМ-6-50В-М 1500-1500 пФ, C5 — КМ-6-50В-М 1500-1500 пф, С6 — КМ-6-50В-М1500 1500 пФ, резисторы R1 типа ВСа-0,125-91 Ом, R2 — ВСа-0,125-10 кОм, R3 — ВСа-0,125-1,2 кОм, R4 — ВСа-2Вт-75 кОм, R5 — ВСа-0,125-12 кОм, R6 — ВСа-0,125-4,7 кОм, R7 — СП-МВт-А-1,5 кОм; индуктивность L1 — П-образная прорезь в монтажной плате, L2 — самодельная катушка индуктивности изготовлена на резисторе R4 и содержит 12 витков обмоточного провода марки ПЭВ-2 диаметром 0,27 мм с отводом от 6-го витка; электрические соединители XI типа АС или САТ-Г телевизионные, Х2 и ХЗ — КМЗ-1, Х4 — САТ-Г.

Светодиод HL1 устанавливается в отверстие боковой стенки корпуса и герметизируется резиновой прокладкой. Корпусы транзисторов VT1 и VT2 заземлены.

После проведения монтажно-сборочных работ конвертер необходимо настроить на определенный заранее канал телевидения метрового диапазона. Регулировку начинают с проверки работоспособности гетеродина. Для этого к электрическому соединителю Х4 подключают измерительный прибор, работающий в режиме измерения тока по I классу точности. Сначала измеряют потребляемый конвертером ток при плавном изменении сопротивления резистора R7. В верхнем по схеме положении движка резистора R7 потребляемый ток должен иметь максимальное значение, не более 2,4 мА, а в нижнем положении движка ток должен находиться в пределах 4,4—5 мА.

Если указанные значения токов обеспечиваются при нормальных климатических условиях, то конвертер собран без ошибок и из совершенно исправных комплектующих элементов. Нормальная работа гетеродина проверяется

измерением пределов изменения тока при касании жалом отвертки коллектора транзистора VT1 при любом положении движка переменного резистора R7.

Подключив конвертер к антенне и к телевизионному приемнику, иыбирают один из свободных каналов метрового диапазона и устанавливают движок переменного резистора R7 в среднее положение.

Предварительная грубая настройка конвертера на выбранный телеканал осуществляется с помощью установки контактной перемычки (на схеме не показана), которую можно изготовить в виде скобы, шунтирующей определенную часть полосковой линии при перемещении ее вдоль всей длины этой линии. Металлическая скоба-перемычка должна надежно контактировать как с поверхностью полосковой линии, так и с поверхностью монтажной платы. Для этого край монтажной платы и поверхность полосковой платы L1 зачищают от лакового покрытия до фольги.

Окончательную настройку конвертера на принимаемый канал осуществляют с помощью регулировочного резистора R7 и в некоторых случаях подстройкой контуров переключателя телевизионных каналов (ПВК).

При монтаже, регулировке и ремонте конвертера могут быть использованы другие комплектующие ЭРЭ, не ухудшающие основные электромагнитные параметры конвертера. Например, могут быть использованы любые керамические конденсаторы, имеющие группу ТКЕ, равную М750 или М1500. Можно применить любые постоянные типы резисторов, номинальная точность сопротивлений которых не превышает 10 %.

Конструкции зигзагообразных антенн, рекомендуемых для совместной работы с данным конвертером, приведены в предыдущих разделах настоящего справочника.

7.1. Основные материалы для изготовления антенн

Активные и пассивные вибраторы, полотна, мачты, симметрирующие мостики, рамки, платы питания и другие элементы антенн изготавливаются из стальных, медных и алюминиевых сплавов. Наилучшими материалами являются сплавы из меди: латунь марки ЛС59-1, ЛС58-10, Л-63, из алюминиевых — АМг2 и АМгб, которые обладают наилучшими характеристиками и наиболее устойчивы к воздействию механических и климатических нагрузок.

Некоторые детали и элементы изготавливаются из диэлектрических материалов, которые необходимы для изоляции токоведущих проводников и частей антенн. В качестве изоляционных материалов используются плексиглас, полистирол, гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, ударопрочные пластмассы, дерево, органическое стекло, капролон, фторопласт и керамика.

Применять изделия из различных пород дерева в качестве изоляционного материала можно лишь в крайних случаях, предварительно обработав их изоляционными лаками или парафином. Необходимо иметь в виду, что из всех перечисленных изоляционных материалов наилучшими диэлектрическими параметрами обладает полистирол, но он, правда, недостаточно прочен при ударных нагрузках. Изоляционные детали из стеклотекстолита требуют осторожности при их механической обработке. Надо соблюдать меры предосторожности, исключающие попадание мелких частиц материала в дыхательные пути.

Материалы из алюминиевых сплавов марок АМг2 и АМгб обладают высокой механической прочностью, пластичны, хорошо поддаются гибке и сварке.

Учитывая, что все наружные антенны эксплуатируются на открытом воздухе и постоянно подвергаются воздействию атмосферных явлений, необходимо после сборки антенны и в процессе изготовления деталей принять

меры по защите от коррозии и старения. Защита металлических деталей от коррозии производится гальваническим покрытием и окрашиванием. Деревянные детали антенны защищаются специальным покрытием типа «Сенеж» от гниения и возгорания. При сборке антенны следует избегать контактирования разнородных металлов и гальванических покрытий, образующих недопустимые гальванические пары. Наличие таких гальванических пар приводит к коррозии в месте стыка, особенно в условиях влажного морского климата. Допустимые и недопустимые контакты между металлами и покрытиями приведены в табл. 7.1 и 7.2.

Например, к стальным трубкам вибраторов можно присоединять медную жилу коаксиального кабеля следующими способами:

зажимом под стальную оцинкованную шайбу с таким же винтом и с обязательным предварительным лужением конца медной жилы;

пайкой к стальному оцинкованному лепестку, с обязательным предварительным лужением конца жилы и части поверхности трубки;

контактной сваркой.

Недопустимо приклепывать к медной трубке стальные лепестки, независимо от того, оцинкованы они или нет,

прижимать необлуженную медную жилу кабеля к стальной трубке, так как в этих случаях образуются электрохимические пары медь — сталь или медь — цинк.

Также необходимо отметить, что паяные соединения, выполненные припоями марок ПОС-40, ПОС-60 и другими, содержащими олово и свинец, обладают невысокой механической прочностью, поэтому кабель рядом с местом пайки дополнительно крепится скобой и винтом.

К трубке вибратора, изготовленного из меди или медных сплавов, можно непосредственно припаивать жилу коаксиального кабеля из меди, можно также поджимать жилу кабеля медным винтом или припаивать к медному лепестку, приклепанному к трубке. Нельзя припаивать провода и элементы антенны кислотными припоями, надо использовать только бескислотные флюсы, канифоль и спирто-канифольные присадки.

Перед пайкой все детали антенн необходимо тщательно очистить от грязи и ржавчины, зачистить до металличес

кого блеска, затем прочно соединить друг с другом, а после пайки закрасить масляной краской. Для защиты любых контактных пар можно использовать нитрокраски, шпаклевки и эпоксидную смолу, а также быстровысыхающие клеи.

Коаксиальный кабель монтируется с учетом следующих требований, обеспечивающих надежную эксплуатацию антенны:

при пайке необходимо использовать низковольтные паяльники малой мощности, не допускающие перегрева и оплавления полиэтиленовой изоляции и смещения внутреннего проводника;

при укладке надо соблюдать минимально допустимые радиусы изгиба коаксиального кабеля;

при вертикальной прокладке кабеля по мачте антенны нужно закреплять его через каждые 300 мм, так, чтобы кабель не мог вытягиваться под действием собственного веса;

при горизонтальной прокладке кабеля, например между опорами или мачтой, установленной на земле, и домом, необходимо закрепить его на металлическом тросе или проволоке;

при монтаже надо следить за тем, чтобы жила кабеля не была надрезана и чтобы волоски металлической оплетки не замыкались на жилу;

при монтаже кабелей, симметрирующих петель и т. п. необходимо подвязывать их или крепить хомутами к стреле или к мачте;

соединения и распайка кабелей закрываются крышками и герметизируются.

7.2. Устранение помех, возникающих на экране телевизора при установке антенны

Разнообразные помехи создают искажения изображения и звукового сопровождения, забивая основной сигнал, и иногда делают прием всех программ невозможным в данной местности.

Электромагнитные помехи классифицируются на внутренние и внешние.

Неисправности схемы из-за отказов в работе отдельных элементов телевизора приводят к возникновению внутренних помех, которые целиком зависят от отклонения параметров от номинальных значений. В данном случае ремонт телевизора позволяет устранить эти помехи и улучшить качество его работы.

Внешние помехи зависят от расположения антенны и ее ориентации на главный сигнал. Выбранная для использования антенна на садовом участке должна быть настроена на частоту принимаемой телестанции, исключив проникновение помех как через антенно-фидерное устройство, так и через питающую сеть переменного тока. Схемно-технические решения современных моделей телевизоров практически исключают возможность появления помех через каскады и элементы схемы.

За городом могут быть весьма специфичные помехи отраженных сигналов, которые на экранах телевизоров создают повторное изображение справа или слева от основного.

Внешние помехи, проникающие через антенно-фидерное устройство и провода питающей электросети, возникают в результате непрерывно происходящих различных электрических процессов в атмосфере: электризации облаков, грозовых разрядов и т. п. Распространяясь в атмосфере и достигая приемных ТА, они возбуждают токи различных частот, в результате чего на экранах телевизоров появляются помехи. Помните, что грозовые разряды, происходящие вблизи приемной антенны, могут вызвать очень большие токи, способные повредить телевизор. Поэтому при приближении грозы всегда надо обеспечивать грозозащиту или выдернуть вилку питания телевизора из сети переменного тока.

Большинство внешних помех, различных по силе на волнах разной длины, в разнообразных местностях, во всякое время года и даже суток, при любой погоде, не воспринимаются антеннами на УКВ. Устранение помех при радиоприеме длинных и средних волн принципиально невозможно, достигается лишь их ослабление.

Индустриальные помехи создаются бытовыми электроприборами, сварочными аппаратами, электрическими звонками, системами зажигания автомобилей, мотоциклов, тракторов и т. п. и проявляют себя на экранах телевизоров в виде штрихов, полос, повторов и искажений. Промышленные помехи возникают в электроустановках, электроприборах, электронных системах, возникают, в частности, и в том случае, если в них есть контактные соединения. Помехи возникают, как правило, в моменты включения и выключения электрических соединителей, если имеются неплотные контакты между гнездами разъемов, например розеткой и вилкой электроприбора, или в самой электроустановке. Сильные помехи телеприему создаются искре

нием коллекторов электроинструментов: электропил, электрорубанков, электродвигателей коллекторного типа и др.

Все электроискрения образуют токи высокой частоты, большая часть которых поступает в провода сети переменного тока и распространяется по ним на десятки километров. Воздушные линии электроэнергии, в которых действуют токи различных помех, являются излучающими антеннами, передающими в окружающую их сроду электромагнитные волны.

Больше всего мешают приему помехи, создаваемые электросварочными аппаратами. Если антенна расположена близко от автомагистрали или параллельно ей, то из-за помех от систем зажигания двигателей внутреннего сгорания прием телепередач иногда становится невозможн ы м.

Очень существенны помехи от радиостанций различного назначения, они создают на экране движущую сетку — вертикальные или мелькающие горизонтальные полосы — и нарушение строчной синхронизации. Помехи от близлежащих радиостанций и особенно радиостанций радиолюбительских конструкций создают на экране телевизора искажение, покрывающее все поле. Особенно мешают те станции, частоты которых лежат в пределах частоты принимаемого телеканала (иногда в громкоговорителях прослушивается искаженная по частоте передача этой радиостанции). Случается, что на экране появляются темные и светлые полосы с мелким муаром, через которые просматривается нужное изображение, или чередующиеся волнистые темные и светлые линии, расположенные в разных частях экрана. Наибольшую опасность представляют УВЧ-излучения и рабочие частоты, вырабатываемые приборами, которые находятся в непосредственной близости к границе радиоспектра одного из телеканалов.

Помехи от бытовых электроустановок, в которых происходит периодическое замыкание и размыкание электрических цепей, например электропил, создают на экране телевизора яркие вспышки, рваные горизонтальные полосы, штрихи и черточки. При этом помехи сопровождаются треском в громкоговорителях. Замечено, что интенсивность таких помех уменьшается с повышением частоты, и их действие поэтому наиболее сильно проявляется на 1-м и 2-м телеканалах и далее они постепенно убывают.

Если приемная антенна расположена очень близко к линиям электропередач высокого напряжения, в громко-

говорителях телевизора может возникнуть непрерывный гул электромагнитном индукции переменного тока. Это низкочастотная помеха.

Чтобы ослабить влияние индустриальных помех, надо частично устранить искрение коллектора электродвигателя, заменить плохие контакты, включить помехоподавляющие фильтры, преградив ими путь токам высокой частоты. Такими простейшими фильтрами могут быть конденсаторы большой емкости, включаемые между цепями электроинструмента и его корпусом. А соединение корпуса электроинструмента с землей способствует дальнейшему уменьшению помех. И жестко, что конденсаторы обладают малым сопротивлением для токов ВЧ, а возникшие в приборах эти токи почти полностью проходят через конденсаторы, и только небольшая их часть ответвляется в электросеть.

Помехоподавляющие устройства предусматриваются в большинстве типов и моделей электроприводов и электроинструментов. Включение конденсаторов на входе телевизора с питанием от сети переменного тока между подводящими ток проводами и землей также способствует уменьшению индустриальных помех.

Индустриальные помехи можно значительно ослабить, если удалить приемную антенну как можно дальше от проводов электросети и расположить ее перпендикулярно этим проводам. Большое ослабление различных помех дает применение антишумовой или антимагнитной антенны. Индустриальные помехи наиболее сильно воздействуют на кабель снижения. Следовательно, чтобы антенна была менее чувствительной к этим помехам, его надо надежно защищать. Такая антенна называется антишумовой. Однако антишумовая антенна значительно снижает уровень полезного сигнала на входе телевизора по сравнению с обычной антенной таких же размеров и такой же конструкции.

Фидер антишумовой антенны всегда должен изготавливаться из коаксиального кабеля с двойной оплеткой.

Большинство телеприемников имеют в своих входных устройствах фильтры, ослабляющие в десятки раз как атмосферные, так и индустриальные помехи. Фильтры, как правило, представляют собой резонансный контур, настраиваемый на промежуточную частоту. Эти фильтры также позволяют ослабить действие местной мощной станции, когда избирательность телевизора оказывается недостаточной.

Необходимо сказать несколько слов о помехах, возникающих от отраженных сигналов. Эти помехи носят специфичный характер и зависят от окружающей среды. Известно, что радиоволны отражаются от поверхности земли, различных слоев атмосферы, предметов, превышающих длину волны. Отраженная волна приходит от передающей станции до места приема всегда дольше, чем прямая волна, проходящая в свободном пространстве. При поступлении на антенну прямой и отраженной волн на экране телевизора будут наблюдаться два изображения, сдвинутых относительно друг друга. На рис. 7.1 показан путь прямого и отраженного лучей.

Все повторные изображения на экране телевизора находятся всегда справа от основного, вследствие того что развертка электронного луча в кинескопе осуществляется слева направо, и таким образом все повторные изображения, запаздывающие по времени, оказываются правее основного. И одновременно с увеличением числа отраженных лучей (волн), принимаемых антенной, число повторных изображений также увеличивается.

Изображение отраженной волны на экране может быть более контрастным, чем основное, и тогда оно будет более четким, если основная волна проходит к антенне через препятствие, а сама антенна расположена очень низко над уровнем земли. В этом случае отраженная волна будет восприниматься за основную.

Повторы изображения на экране могут возникать также из-за рассогласования антенно-фидерной системы и неточности изготовления отдельных деталей антенны. При рассмотрении конкретных ТА приводились варианты УСС, обеспечивающих полное согласование волнового сопротивления кабеля снижения с входным сопротивлением телеприемника, в противном случае часть энергии отражается от приемника к антенне и вновь от антенны к телевизору. При этом на входе телевизора появляются последовательно сдвинутые по времени сигналы, которые при большой длине кабеля снижения приводят к появлению на экране повторных изображений, а при очень коротком фидере происходит уменьшение четкости изображения. Если кабель снижения согласован с входом телевизора, повторные изображения на экране отсутствуют.

Если на экране телевизора наблюдаются повторные изображения, расстояние между которыми превышает 2 мм, то причина их появления — отражение электромагнитных волн от близлежащих предметов.

Еще одной причиной некачественного изображения — перемежающихся вертикальных, наклонных или ломаных горизонтальных полос — может быть проникновение помех от гетеродинов соседних телевизоров и радиоприемников, работающих в диапазоне метровых волн, которые

через антенну излучают паразитные электромагнитные колебания. Это связано с большим уровнем напряжения гетеродина при неправильно выбранных режимах или недостаточной фильтрации генерируемых частот.

Правильный выбор типа антенны и места ее установки, точная ориентация антенны на ТЦ существенно ослабят воздействие разнообразных помех на прием телесигнала.

7.3. Молниезащита

На садовых участках вопросу грозозащиты должно быть уделено особое внимание. Все ТА нуждаются в грозозащите, если они не расположены в зоне действия молниеотвода. Металлические мачты, на которых устанавливаются антенны, обязательно заземляются.

Способ выполнения грозозащиты зависит от конструкции мачты антенны, места ее установки и кровли дома. Если антенна располагается на заземленной металлической кровле, то ее заземление обеспечивается соединением нижней части металлической мачты с кровлей. Так как в антеннах наиболее часто применяется в качестве УСС петлевой вибратор, который в своей средней точке соединен с металлической стрелой, а стрела с металлической мачтой, то необходимо заземлить мачту.

В общем случае система грозозащиты состоит из токоотвода и заземляющего устройства, которая не должна нарушать нормальную работу антенны. Поэтому провод токоотвода подключается к точке нулевого потенциала. Точкой нулевого потенциала антенны могут быть середина неразрезанной трубки петлевого вибратора, середина шунта диапазонного шунтового вибратора, короткозамыкающая перемычка четвертьволнового мостика разрезного линейного вибратора, металлическая стрела и т. д. При отсутствии точки нулевого потенциала в схему антенны включается дроссель большой индуктивности, который подсоединяется к специальным клеммам антенны. Здесь середина отвода дросселя будет точкой нулевого потенциала.

Если мачта антенны деревянная, то по ней необходимо проложить толстый медный или стальной провод токоотвода диаметром не менее 5 мм. Вместо провода можно использовать металлическую шину такого же поперечного сечения. Экран кабеля снижения также соединяется с точкой нулевого потенциала антенны. К мачте кабель

снижения крепится с помощью скоб и бандажей. Второй конец провода заземления должен быть соединен с заземлителем, в качестве которого может быть использован как сам провод или шина, так и специально закопанные в землю металлические детали.

Если антенна устанавливается на неметаллическую кровлю, то металлическую мачту нужно соединить в ее верхней части с экранами кабелей и с точкой нулевого потенциала антенны. К нижней части мачты подключить провод токоотвода, проложив его вдоль стены дома, и

заземлить, уложив по дну траншеи на глубине 1 м. При этом длина горизонтального заземляющего отвода должна быть: для глинистой почвы — не менее 2 м, для суглинка — 4м, для чернозема — не менее 6 м, для каменистой почвы — 10 м, для песчаной почвы — 12 м.

На рис. 7.2 приведены варианты заземления антенн, наиболее часто применяющиеся в загородной местности. Здесь следует отметить, что заземлять необходимо только металлические части антенны. Нельзя заземлять электроприборы и электроизделия, у которых шасси соединено с одним из проводов питающей сети переменного тока. Если такое изделие окажется соединенным с незаземленным проводом сети. то присоединение внешнего заземления приведет к короткому замыканию.

Простейшими заземлителями могут быть металлические листы, предметы, использовавшийся в хозяйстве (тазы, ведра и.т. д.), трубы, толстый металлический провод и др. Для устройства заземления вблизи дома или места, где установлена антенна, вырывается яма глубиной до 2 м, в нее помещается заземлитель, к которому предварительно уже приварен стальной проводник диаметром не менее 5

MM.

Если в качестве заземлителя используется стальной провод, то необходимо закопать его в виде мотка диаметром 1 м на глубину 2 м. Длина провода в мотке должна быть не менее 20—25 м. Лучшим заземлителем можно считать отрезок толстостенной трубы длиной 1,5—2 м, закопанный на глубину 2—3 м. Во всех случаях конец проводника от заземлителя, закопанного в землю, можно укрепить на стене дома с помощью скоб, к нему в дальнейшем присоединяется провод заземления от антенны.

Все соединения в системе грозозащиты необходимо выполнять максимально надежно: с помощью сварки, пайки или в крайнем случае с помощью резьбовых соединений.