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.