Рамочные телевизионные антенны

Инж. С.Сотников

После опубликования в журнале «Радио» № 3, 1963 г. статьи «Телевизионные антенны для дальнего приема» в редакцию стали поступать письма читателей с просьбами опубликовать данные рамочных телевизионных антенн, описанных в этой статье, а также в ряде статей журнала за прошлые годы.

Здесь приводятся конструктивные данные рамочных антенн, а также описываются способы соединения этажей коаксиальным кабелем. На рис. 1 вкладки показана конструкция рамочной двухэлементной антенны, в таблице даны размеры ее элементов.

Антенна имеет максимум усиления на частотах, близких к несущей частоте изображения. Полоса пропускания антенны достаточно широка для того, чтобы не ослабить значительно сигнал звукового сопровождения. Входное сопротивление антенны составляет 70—80 ом. Фидер, выполненный из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 ом (РК-1, РК-3 и др.), присоединяется к точкам а—а через симметрирующее устройство в виде четвертьволнового короткозамкнутого шлейфа (рис. 2, а вкладка). Короткозамкнутый шлейф можно выполнить из отрезков того же самого кабеля, который используется для фидера (рис. 2,б). Коэффициент усиления антенны достигает 8-9 дб. Элементы антенны можно изготовить из металлических трубок диаметром 10—20 мм. Материал трубок —любой: медь, латунь, дюралюминий, железо.

Рамки антенны можно согнуть из металлических полос любой толщины, ширина полос должна быть равна 20—40 мм. Антенну также можно изготовить из кусков толстого многожильного провода, укрепив его на изоляторах, установленных на деревянных распорках. Элементы антенны в точках О укрепляются без изоляторов.

В некоторых случаях согласование фидера с антенной удается улучшить, изменяя в небольших пределах длину короткозатмкнутых шлейфов. Длина шлейфов изменяется передвижением короткозамыкающеи перемычки. При слабом принимаемом сигнале, передвигая перемычку, нужно добиваться наибольшей контрастности изображения на экране телевизора.

При изготовлении рамок антенны из очень тонкого провода или другого подсобного материала антенна может оказаться несколько расстроенной. Радиолюбители в этом случае могут подстроить антенну. Подстройка осуществляется изменением электрической длины провода обеих рамок. Удобней всего это делать с помощью короткозамкнутого шлейфа небольшой длины, включенного в разрыв рамки в точке О (рис. 3).

Размеры сторон рамки надо сделать несколько меньшими по сравнению с указанными в таблице. При этом часть провода рамки не участвует в приеме, так как она оказывается свернутой в шлейф. Поэтому после подстройки шлейфов их надо развернуть — вытянуть провод шлейфов, увеличив тем самым размеры рамки. Некоторую подстройку можно также произвести, изменяя расстояние В между рамками двухэлементной антенны. Однако при изменении этого расстояния в пределах от 0,12λ до 0,24λ, коэффициент усиления антенны меняется незначительно.

Усиление антенны можно увеличить, сделав ее двухэтажной (рис. 4).

Размеры элементов этой антенны приведены в таблице.

Кабель, соединяющий этажи, и фидер укладываются вдоль стрел и вдоль мачты.

Схема соединения этажей антенны показана на рис. 5 вкладки. Расстояние между этажами составляет 0,5-0,75λср, где λср — средняя длина волны телевизионного канала (см. таблицу).

Этажи двухэтажной рамочной антенны соединены кабелем с волновым сопротивлением 75 ом. В том месте, где присоединяется фидер (также выполненный из коаксиального 75-омного кабеля), включен согласующий четвертьволновый трансформатор, представляющий собой отрезок коаксиального кабеля длиной lтр, с волновым сопротивлением 52 ом (РК-19, РК-6, РК-47 и др.).

Если нет кабеля с волновым сопротивлением 52 ом, можно применить и 75-омный, но при этом схема соединения будет более сложной (рис. 6, вкладка). Отрезки кабеля l берутся любой, минимально возможной длины, но обязательно одинаковой. Соединяя этажи антенны, необходимо следить за тем, чтобы жилы отрезков кабеля l присоединялись к одноименным выводам а активных вибраторов — например, только к левым в верхнем и нижнем этаже или только к правым.

Усиление двухэтажной антенны в 1,5 раза больше, чем одноэтажной. Для того чтобы получить еще большее усиление, нужна двухрядная двухэтажная антенна (рис. 7, вкладка). Этажи этой антенны соединены 75-омным кабелем (рис. 8, вкладка). Здесь так же как и при соединении этажей двухэтажной антенны — в качестве симметрирующих устройств используются шлейфы по рис. 2, а или по рис. 2, б. Усиление этой антенны примерно в 1,5 раза больше, чем двухэтажной антенны. И здесь нужно помнить, что жилы отрезков кабеля / должны быть присоединены во всех этажах только к левым или только к правым выводам а активных вибраторов. Стрелы и мачта могут быть металлическими. Перекладины нужно изготовить из деревянных брусков или реек. Отрезки кабеля l — любой, но одинаковой длины.

Кабель /, соединяющий этажи, согласующие трансформаторы и фидер укладываются вдоль стрел, перекладин и мачты.

Размеры всех элементов антенны приведены в таблице; расстояние между этажами и рядами антенны выражено в долях Л (Л — длина волны канала также берется из таблицы).

В диапазоне VI—XII каналов элементы антенн можно выполнить из металлических трубок диаметром

не более 5—10 мм. Усиление рамочных антенн в этом диапазоне при приеме на двух соседних каналах понижается незначительно. Это дает возможность осуществить прием во всех каналах с VI по XII с помощью всего двух антенн, рассчитанных на VII и X каналы.

Для VI—XII каналов поперечные размеры рамочных антенн не велики, поэтому для этих каналов можно построить антенну, составленную из четырех (I—IV) двухэтажных двухрядных антенн (рис. 9).

Соединение этажей в каждой из четырех (I—IV) двухэтажных двухрядных антенн показано на рис. 8 вкладки. Четыре фидера, идущие от этих антенн, соединены между собой и согласованы с общим фидером — коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 75 ом (рис. 10, вкладка). Усиление такой антенны в два раза превышает усиление двухэтажной двухрядной антенны. Используя тропосферное прохождение, на описываемую антенну можно принимать передачи телецентров, удаленных на расстояние 300-600 км. Размеры всех элементов этой антенны также приведены в таблице.

Длину кабелей фидеров l1 нужно взять минимально возможной, но одинаковой. Кабель фидеров l1 трансформаторов lтр и общего фидера нужно уложить вдоль распорок, перекладин и мачты. Стрелы, распорки и мачта могут быть металлические, перекладины — деревянные.

Жилы кабелей l во всех этажах должны быть присоединены только к левым или только к правым выводам а активных вибраторов. Если это требование не соблюдено, антенна работает плохо.

При расстоянии между этажами, равном 0,5λ, коэффициент усиления такой антенны по напряжению будет не менее 8. Полотно такой антенны, например для VIII канала имеет размеры 2,7X2,7 м, то есть не превышает размаха полуволнового диполя для 1 канала.

Paдиo №8, 1963г.

[ На главную ] [ Антенны ]