Текст
                    БИБЛИОТЕКА НА I АЦИОЛЮБИТЕЛЯ
ЛЮВИТЕДСКИ
ПРИЕМКИ
ТЕЛЕВИЗИОННИ
АПТЕКИ

9. Колективии телевизиоини антенн ...............88 '.1. Предназначение н принцип на действие........................88 •S.2. Система за колективно телевизнонно приемане с па рал ел ио нключ- ване на няколко вертикал ни раз предел ителии линии...........89 "9.3. Система за колективно телевизнонно прнемане с последователио включване на няколко вертикал ни магистрални разпределителни линнн . . . ............,................................... 91 9.4. Съставнн елементи на колективните телевнзнонни антенн ... 92 Антенн................................................... 92 Разпределителни кутни и филтрн............................ 92 Антеннн уснлватели............................... j . 97 "9.5. Проектнране на антенна система за колективно приемане 00 10. Лреиасяие на телевизиоини сигиали иа раэстояние по проводиицн 102 10.1. Антена и аитенен усилвател . .............................ЮЗ 10.2. Съгласуващ и възбуждащ рупор........ ................... . 104 10.3. Монтнране на еднопроводната линия....................... 105 10.4. Включване яа телевизионните прне.миици към линията . . . 105 10.5. Токозахраннане........ . . .....................107 11. Практическо изпълиеиие, моитиране и иэмерване на телевизиоиии- те антенн................................................... 107 11.1. Основни елементи...........................................107 11.2. Изготвяне на полувълновня вибратор за антенн тип вълиов канал ПО 11.3. Закрепване на елементнте нърху носещата стрела и мачтата . . 111 11.4. Монтнране на антената върху. покрива ......................115 11.5. Моитиране на фндерната линия ..............................121 11.6. Насочване на антените чрез изМернане на електромагнитиото поле 123 Литература........................................................125 ЛЮБИТЕЛСКИ ПРНЕМНИ ТЕЛЕВИЗИОИНИ АНТЕНН Автор доц к. т. и. ннж. Димитър Владимиров Македонски Рецензент кт. и. ннж. Владимир Илиев И лиев Нацноналност българска Трето преработено издание 9533123211 Код 03 8183__2__gg Изд. № 15567 Научен редактор инж. Лиляна Салчева Художник Стефан Десподов Художествен редактор Вихра Стоева Техни- чески редактор Антон Баев Коректор Станка Стаматова Дадеиа за на- бор на 31. VIII. 1987 г. Подписана за печат м. април 1988 г. Излязла от печат м. април 1988 г. Формат 60 x84/16 Печ. коли 8 Изд. коли 7,46 УИК 8,53 Тираж 41735+108 Цена 1,36 лв. Държавио издателство „Техника?, бул Руски 6, София Държавиа печатница „Г- Димитров", Ямбол
Доц. к. т. н. инж. ДИМИТЪР В. МАКЕДОНСКИ ЛЮБИТЕЛСКИ ПРИЕМКИ ТЕЛЕВИЗИОКНИ АНТЕНН ТРЕТО ПРЕРАБОТЕНО ИЗДАНИЕ ДЪРЖАВНО ИЗДАТЕЛСТВО „ТЕХНИКА" СОФИЯ, 1988
УДК 621 Лев.67:621.397.62(023) В киигатае разгледаио прииципното действие иа любн- телските телевизиоиии антеии и фидерн, тяхното практнчес- ко нзпълнекие и монтиране. Посочени са особеностнте на телевизионннте с иг нал и, разпространеиието и прнемаието им, както и осиовиите електрнчески и конструктивна пара- метр и, необхоДими при проектиране на антените. Описани са системнэа колективио телевиэиоиио приемаие и начини за предаване на телевизионни сигнали на разстояние по ед- нопроводни линии. Кннгата е предназначена за радиолюбители, конто се за- нимават с нзработване и монтиране на телевнзнонни анте- ии. Тя може Да се ползува и от притежателите иа телеви- зиоиин приемници, конто желаят да подобрят качеството на лриемане чрез монтиране на подходяща антена. 621.3
ПРЕДГОВОР В плана, за технического развитие и усъвършенствуване на телевизионного разпръскване в нашата страна се предвижда да се обхванат всички райониспърваи втора програма, а до 1990 г. да се въведе и трета програма. Един от основните проблеми при телевизионного приемане е качеството на полученото изображение, което до известна стелен се определи от приемните телевизионни антенн. Въпросите, свър- зани с теорията и практиката на приемните телевизионни аитени. интересуват специалисти, радиолюбители и притежатели на теле- визионни приемници. Този интерес се засили с въвеждането на втора телевизионна програма и излъчването на предавания с цветно изображение, във връзка с което са дадени конструкции на антенн за втора програма. Приемането на две програми, а в бъдеще и на три наложи да се разглеждат никои въпроси за мно- гопрограмното приемане. Независимо от това, че в нашата страна вече не се излъчва телевизионна програма в I и 11 телевизионен обхват, посоченп са данни и конструкции за антенн и в тези обхвати. Причината е, че по ЧерномориеГо голям брон радиолюбители приемат телеви- зионни програми от съветски телевизионни предаватели. От дру- га страна, у нас се увеличи броят на любителскцте телевизионни центрове, излъчващи в I и II телевизионен обхват. В третото издание е разширен материзлът за колективннте приемнн телевизионни антенн. Допълнителната информация по тези системи ще спомогне за по-бързото им и масово внедряване в нашата страна. Изказвам благодарност на рецензента н. с. I ст. к. т. и. инж. Владимир Илиев, конто със своите забележки и препоръки допри- несе да се избегнат някои пропуски, допуснати в книгата. Всич- ки препоръки за книгата ще бъдат приети с благодарност. А в т о р ъ т 3

1. ТЕЛЕВИЗИОННИ СИГНАЛИ И ТЯХНОТО РАЗПРОСТРАНЕНИЕ 1.1. ЧЕСТОТНА ЛЕНТА НА ТЕЛЕВИЗИОННИТЕ СИГНАЛИ Телевизионного разпръскване у нас и във всички социали- стически стран и се извършва по нормите на Между народната ор- ганизация за радио и телевизия OIRT (Organisation intematio- nale de radio et television). Според стандарта на OIRT се преда- ват 625 реда за един пълен кадър. Размерите на най-малкия еле- мент от изображението зависи от разстоянието между два съсед- ни реда. Този размер определи най-високата честота от спектъра на телевизионните сигнали. Ако формата на изображението е та- кава, че отношението между широчината на изображението и не- 4 4 говата височина е -х-. в един ред се съдържат 625. 832 еле- о о мента. Броят на елементите в един пълен кадър ще бъде 832.625= 520 000. При предаване на 25 пълни кадъра се полу- чават 520 000.25=13 000 000 елемента в секунда. Най-голямо изменение в изображението има при преход от черно към бяло и обратно. Ако се приеме, че черните полета (еле- менти) се преобразуват в положителни, а белите в отрицателни полупериоди на синусоидно напрежение, за предаването на 13 000 000 елемента (бели и черни) е необходима честота 6,5 MHz. При амплитудната модулация, чрез която се излъчва телеви- зионного изображение, се получават две странични ленти. Като се вземе предвид, че за нашия стандарт най-високата честота е 6,5 MHz, при нзлъчвйне на двете страчични ленти общага широ- чина на лентата ще бъде 13 MHz. В действителност един телеви- зионен канал заема no-малка широчина от честотната лента. То- ва се постига. като предавателят излъчва честоти в горната и част от долната странична лента. В такъв случай в даден телеви- зионен обхват могат да се включат повече телевизионни канали. Общата широчина на един телевизионен канал е 8 MHz. На фиг. 1 е показана цестотиата характеристика на телеви- зионеч канал. Едновременно с телевизионния сигнал се преда- ва и сигналът на звуковия съпровод. Във всеки телевизионен цен- тър има два отделни предавателя. Единият предава сигнала на изображението чрез амплитудна модулация, а другият — сигна- ла на звуковия съпровод чрез честотиа модулация. 5
Важно за системите за приемане е носещите честоти на изо- бражението и звуковия съпровод да бъдат близки по стойност. Само при такова условие сигналите на изображението и звуко- вият съпровод се приемат в една и сына степей. Както се вижда tram •л/rais тп/ Носеща честота на ооооражението Горна странична ленпю-Л | * В § Is" р Л 5 0,51125 % £L £.0 от фиг. 1, разлика- та между носещите честоти на сигнали- те на изображението и звуковия съпровод е6,5 MHz. Ако се вземе предвид. че частта от дол на та странична лента е 1,25 MHz (наляво от иосещата честота на изображението) и че- стотната лента на звуковия съпровод е 0,5 MHz, общата ши- № 5 6 Фиг 1 Честотна характеристика на телевизио- нен канал по норми на OIRT рочина иа един теле- визионен канал се получава 8 MHz. 1.2. ТЕЛЕВИЗИОИНИ КАНАЛИ И ТЯХНОТО РАЗПРЕДЕЛЕНИЕ I Известно е, че при амплитудната модулация носещата честота на радиопредавателя трябва да бъде от 6 до 8 пъти по-висока от най-високата честота на видеосигнала. От това следва, че за пре- даване сигнала на изображението (с най-висока честота 6,5 MHz) носещите честоти могат да бъдат не по-ниски от 40 MHz. В на- стоящий момент за телевизнонно предаване се използуват често- ти над 50 MHz. Те са в обхвата на ултракъсите вълни. Използу- ванёто на ултракъси вълни създава възможност да се излъчват повече телевизиоини канали в един обхват. Телевизионните канали са разположени в метроввя и деци- метровия обхват Недостатък на метровите и дециметровите въл- ни, както и на всички вълни в ултракъсовия обхват, е ограни- чен ият им радиус на разпространение Съвременните телевизнон- ни предаватели имат радиус на действие не повече от 100—150 km Честотиият спёктър от 48,5 До 230 MHz се раздели на четирн б
телевилгонни обхвата и един УКВ-ЧМ обхват за радиоразпръск- ване, а именно: а) I телевизионен обхват от 48,5 до 68 MHz — за 1-ви и 2-ри телевизионен канал; б) УКВ-ЧМ обхват от 68 до 76 MHz — за радиоразпръсква- не с 34 радиоканала; в) II телевизионен обхват от 76 до 100 MHz — за 3-ти, 4-ти и 5-и телевизионен канал; г) III телевизионен обхват от 174 до 230 MHz — от 6-и до 12-и телевизионен канал; д) IV и V телевизионен обхват са поместени в дециметровия •обхват и съдържат 48 телевизиоини канала. В I, II и III телевизионен обхват са поместени общо 12 теле- визионни канала — от 1-ви до 5-и с дължина на вълната 6,2—3 m (48,5—100 MHz) и от 6-и до 12-и с дължина на вълната 1,72— 1,30 m (174—230) MHz. Телевизионните канали от IV телевизионен обхват са номери- рани от 21-ви до 39-и и отговарят на дължипи на вълните от 0,64 до 0,48 m (470—622 MHz). В V телевизионен обхват (от 622 до-860 MHz) са включени от 40-и до 68-и телевизионен канал, отговарящи на дължичи на вълните от 0,48 до 0,34 щ. Честотите на телевизионните канали, намиращи се в обхвата на метровите вълни, са дадени в табл. 1. Таблица 1 Номер на ка- нала Честотна лента, MHz Изображение Звук Средна чес- тота, МНт носеща честота, MHz | дължнна на въл- ната, m носеща честота, MHz дължнна на въл- ната, ш 1 48,5—56,5 49,75 6,03 56,25 5,33 52,5 2 58—66 59,25 5,17 65,75 4,57 62 3 76—84 77,25 3,88 83,75 3,58 80 4 84—92 85,25 3,52 91,75 3,27 88 5 92—100 93,25 3,22 99,75 3,01 96 6 174—182 175,25 1.72 181,75 1,65 178 7 .182—190 183,25 1,64 189,75 1,58 186 8 190—198 191,25 1,57 197,75 1,52 194 9 198—206 199;25 1.5 205,75 1,46 202 10 206—214 207 25 1,45 213,75 1.4 210 Н .214—222 215,25 1,39 221,75 1,35 218 12 222—230 223,25 1.34 229,75 1.3 226 7
1.3. ОСОБЕНОСТИ ПРИ РАЗПРОСТРАНЕНИЕ НА МЕТРОВИТЕ И ДЕЦИМЕТРОВИТЕ РАДИОВЪЛНИ За да се посочат изискванията, на конто трябва да отговарят антените за УКВ обхват, необходимо е да се знаят особеностите на тяхното разпростра- нение. Както е известно, разпространението на дъл- гите, средните и късите вълни се определи в ос- новни линии от тяхното отражение от йоносфера- Фнг. 2. Праволинейно разпростра некие на телевизионните сигнали (УКВ) ° — при равнинна повърхност: б — прн хълми- ста повърхност та, т. е. то завися от иейиите отразяващи свой- ства.-Телевизионните сиг- нали с дължииа на въл- ните от 6,2 до 0,34 m не се отразяват от йоносфе- рата. Те се разпространя- ват по права линия (как- то светлината) и минават през всички слоеве на ат- мосферата. Зоната на пря- ката видимост в километ- ри може да се изчисли в зависимост от височината на приемна- та и предавателната антена спрямо земната повърхност (фиг. 2) със следната формула: /?=4,1 (V//+Vh), km, (О’ където Н е височината на предавателната антена спрямо земната повърхност, гл; h — височината на приемната антена спрямо земната по- върхност, т. От израза (1) се вижда, че зоната на пряката видимост, в коя- то може да се разчита на директни радиовълни, зависи най-много от височината, на която са издигнати предавателната и приемната антена. Поради тази причина обцкновеяо предавателите се инста- лират на някакво планинско възвишение или връх. В много слу- чаи тази височина се увеличавд изкуствено чрез строеж на спе- циални антенни конструкции, монтирани на телевизионни кули. Що се отнася до приемните телевизионни антенн, тяхната висо- чина е винаги ограничена.
За да се види практического приложение на формула (1), ще се разгледа примеры с телевизионния предавател на връх Ботев. Този предавател се намира на 2376 m надморска височина. Нека приемането се осъществява в равнинните части на нашата стра- на, каквито са Дунавската равнина и Тракийската низина (с над- морска височина около 300 гл). Ако приемната антена е на висо- чина Юти относителната височина на предавателната антена спрямо земната повърхност е //-2100 гл, /? = 4,1 (>/И00-кГЮ)=201 km. Въпреки тези пресмятания трябва да се отбележи, че често се наблюдава разиространяване на ултракъси вълни и на по-големи разстояния. Най-съществените причини за далечното раз- пространение са: рефракцията и разсейването на метровите ра- диовълни, дифракцията им около острови, възвишения и плани- ни и нееднородността на тропосферата. Когато няма пряка види- мост, приемането на телевизионните сигнали е невъзможно дори и-на много малки разстояния. 1.4. СИСТЕМИ ЗА РЕТРАНСЛИРАНЕ НА ТЕЛЕВИЗИОННИ СИГНАЛИ Територията на дадена страна се осигурява с телевизионни програми по няколко различии начина, но вариантите са ограни- чени от икономически и технически съображения. Системите за ретранслиране на телевизионна програма могат да се групират по следния начин. Активна ретранслация Обхващането на голяма територия с телевизионни програми се извършва чрез създаване на крупни телевизионни центрове с мощни предаватели. При тази ретранслация отделим райони, по- падащи в радиосяпка. неизбежно.остават без програма. Построя- ването на мощни предаватели е нецелесъобразно в райони с мал- ка абонатна ллътност. Обикновено телевизионната мрежа се съз- дава на базата на един или няколко мсщни предавателя и на по- голям брой маломощна предаватели — ретранслятора Ретранслаторите се строят по различии принципа. Най-опрос- теиа структура има ретранслаторът — усилватсл, който се състои от приемна антена, високочестотен усилвател за дадения телеви- зионен канал и предавателна антена. Независимо от това, че този тип ретранслатори са прости по конструкция, те ие са намерили 9
широко приложение поради никои недостатъии. При тих излъче- ната от предавателната антеиа енергия се връща към приемната -антена, с което се създава условие за самовъзбуждане на усилва- теля. По-широко приложение са получили ретранслаторите с лреобразуваие на честотата. Пасивна ретранслация чрез антеннн системи Пасивното ретранслиране на телевизионна програма до опре- делен пункт става без използуването на активни (усилвателни) елементи. Пасивното ретранслиране се свежда до пр^ёмане на силен телевизионен сигнал от дадена посока и излъчването му в дру- га чрез допълиителна антена (фиг. 3). Този вид ретранслиране на телевизионна програма може да се използува за малки селища или квартали от някслко къщи, конто са разположени в непос- редствена близост до някакво възвишение. Електромагнитното по- ле в мястото на ретранслация трябва да има интензитет от някол- ко десетки mV/m. Това показва, че пасивният ретраислатор е ефикасен само при получаване на енергия от мощни предаватели. Фиг. 3. Принцип на пасивио ретранслиране на теле- визионни сигиали чрез антеннн системи Пасивиите ретранслатори се изграждатот приёмна и предава- телиа антена с възможно по-голям коефициеит на усилване. Две- те антенн се монтират на обща мачта и се свързват помежду си с къс отрязък от коаксиален кабел. При това свързваке трябва да •се спазва условието за съгласуване на аитените. Приемната анте- на се ориентира в посока към оснбвния предавател, а предавател- ната — към района, конто се обслужва. По този начий се извърш- ва само изменение на посоката на разпррстраиение на радиовъл- 10
ните. Приемната и предавателната ретранслаиионна антена обик- нЬвено са от един и същи тип. В радиолюбителската практика се използуват 13- или 14-елементни антенн тип вьлнов канал с кое- фиииент на усилване по напрежение. не ио-малък от 12 ИВ (3.98) Пасивната ретранслация дава резултатн само ако разстоянието от населеното място до ретранслациоиния пункт е не повече от 1 km. Ретранслиране с кабелни и еднопроводни линии В последимте години в никои странп. а също и у нас отделим селища и райони (необслужвани от нредавателя) приемат телеви- зионна програма чрез кабелна и ретранслаиионна мрежа. Тези мрежи заимствуьат никои от принципате и устройствата. нзпол- зувани при колективните антеннн системи 1 [редимствага на този начин на ретранслиране на телевизионна про(рамаса: високока- чествено приемане, възможност да се приемат няколко программ, използуване на обща колективна антена. При кабелната телевизия обикповено сигналь; от приемната антена се предава на преобразувател, в конто се пзвьршва смяна на канала. Използуваните след пресбразуването канали са от първи телевизионен обхват. Това се прави с пел да бьде минимал- но затихването при пренасянето на енергията по кабелната мрежа. Еднопроводните системи за ретранслация обикповено са вьз- душни линии. При тих ретрапелирапето става без преобразуване на канала. Те са по-пригодни за ретранслиране на сигнали с по- висока честота. например за каналите от III телевизионен об- хват. Тъй като тези системи могат да се констру прат и от радио- любител, ще бъдат разгледанн в следващите точки. 2. ОСНОВНИ ПАРАМЕТРИ НА ПРИЕМНИТЕ ТЕЛЕВИЗИОННИ АНТЕНИ 2.1. ЛОГАРИТМИЧНИ ЕДИНИЦИ. ИЗПОЛЗУВАНИ ПРИ ОПРЕДЕЛЯНЕ ПАРАМЕТРИТЕ НА ПРИЕМНИТЕ ТЕЛЕВИЗИОННИ АНТЕНИ. КАБЕЛИТЕ И АНТЕННИТЕ СЪОРЪЖЕНИЯ В антенната техника често се нала!а да се знае напрежение- то, което се подава на входа на приемника. При изчислнване на II
тази величина се използуват отношения на мощности и напреже- ния. Например затихването на линията, която свързва приемника с антената, се изразява с отношение между напреженията, дей- ствуващи на иейния вход и изход. Коефициентът на усилване на антенния усилвател, ако се нзползува такъв, се дефинира като отношение на изходното към входното напрежение. За да се прес- метне стойността на на прежен пето, което се подава към входа на приемника, необходимо е да се умножат помежду си няколко та- кива отношения на напрежения. С цел да се направят по-наглед- ни и по-огростени начисления отношенията на напреженията се изразяват в логаритмичните единици децибел (dB) и непер (Np). Отношението на две мощности Р, и Р2 или отношението на съответните напрежения Ь\ и U2 се определи в децибели чрез из- раза р и 10 lg£ =20 Ig^, dB. (2> Знакът 1g показва, че логаритмуването трябва да се направи при основа 10. Коефициентът 10 в израза за мощностите означа- ва, че децибелът е една десета част от основната единица Bell (Бел). Допълнителният коефициент 2(2.10=20) във второто ра- венство иа фор мулата за напреженията се поставя, защото мощ- ността е пропорционална на квадрата на напреженията. Когато се работи с децибели, трябва да се знае, че тяхното оп- ределяне въз основа на формула (2), изразена чрез мощностите, е независимо от товарните импеданси. Ако се използува отноше- нието на напреженията, този израз ще бъде в сила само когато те са измерени при равни по стойност импеданси. Ако напреже- нията се измерват при р'азлични импеданси, налага се да се из- ползува формул ата (J, ГХ~ /<„=20 dB, (3> к ъ дето ZCl, ZCt са импедансите, при конто се извършват измерва- нията. Когато отношенията на мощностите, напреженията и токовете се логаритмуват при основа е, 4 1п 7? = ,п = 1п /Ь NP- (4> 12
Между измервателните едннини dB и Np съществуват след- li ите връзки: 1 Np=8,686 dB 1 dB=O,11513 Np. (5) За да може да се разбере същността на въведениге нови измер- вателни единици, ще се дадат няколко примера, конто ще помог- нат на радиолюбителите лесно да превръщат отношенията на на- преженията и мощностите в децибели и непери. Таблица 2 dB Отноше- ние меж- ду напре- женията Отноше- ние меж- ду мощ- ностнте Np dB Отнош е- нне меж- ду напре- женията Отношение между мощ- ностите Np 0,0 1,00 1,00 0.0 24 • 15,9 251,2 2,76 0.5 1 06 1.12 0.06 25 17,78 316,2 2,88 1 1.12 1.26 0,12 26 20 398,1 2,99 1.5 1,19 1.41 0,17 27 22,4 501.2 3,00 2 1,26 1.59 0,23 28 25,1 631 3,22 2.5 1,33 1,78 0,29 29 28,2 794,2 3,33 3 1.41 2,00 0,35 30 31,62 1000 3,45 3.5 1,5 2,24 0.4 31 35,5 1259 3,57 4 1.59 2,51 0.46 32 39,8 1585 3,68 4.5 1.68 2,82 0,52 33 44 7 1995 3.8 5 1.78 3,16 0,58 34 50,1 2512 3,91 5,5 1,88 3,55 0,63 35 56,23 3162 4,03 6 2 3,98 0,69 1 36 63,1 3981 4.14 6.5 2,Н 4,47 0,75 37 71 5012 4,25 7 2.24 5,01 0,81 38 79,4 6310 4,37 7.5 2.37 5,62 0,86 39 89 7943 4,5 8 2,51 6.31 0,92 40 100 юооо 4,61 8.5 2.66 7,08 0,98 I 41 113 12590 4,7 9 2,82 7,94 1,04 42 129,5 15850 4,83 10 3,16 10 1,15 43 141 19950 4,94 н 3,55 12,59 1,27 ' 44 158,5 25120 5,06 12 3,98 15,85 1,38 45 177,83 31620 5.18 13 4,47 19,95 1,5 46 199,5 39810 5,3 14 5,01 25,11 1.61 47 224 50120 5,4 15 5,62 31,62 1.73 48 251,2 63100 5,53 16 6,31 39,81 1 84 49 284 79430 5,65 17 7,08 50,12 1,96 50 316,23 10s 5,76 18 7,94 63,10 2,07 55 562,34 3162 106 6,33 19 8,91 79,43 2,19 60 1000 10» 6,91 20 10 100 2,3 70 3162,3 16? 8,06 21 11,2 125,9 2,4 80 10000 108 9,21 22 12.6 152,5 2,53 90 3IC23 10в 10,36 23 14,1 192, £ 2,65 100 106 Ю10 11,51 13
Пример 1. Един усилвател има коефициент на усилване по напре- жение Ки=20 при равни входно и изходно съпротив- ление. Да се определи усилването по напрежение в децибел и. К„=20 1g ^20 1g 20 26,02 dB. Пример 2. Да се определи коефициентът на усилване по напре- жение на една антена, ако тези коефициент в децибе- ли е Л„-12,6 dB. Я„=20 1g 12.6 dB. откъдето 1g = °’63-*Л^4'27- Пример 3. На входа на впсокочестотен кабел с дължина 40 m е подадено напрежение 1 mV. Колко голямо е изход- ното напрежение, ако кабель г има затихване 14 Np' km? 14 Np/km.0,04 km-0.56 Np;.’n-^r- 0,56. откъдето 1 -75, -05- =Mr= 570 Преизчисляването на отношеиието между напреженията и мощностите в децибели и непери е дадено в табл. 2. 2.2. ОСНОВНИ ПАРАМЕТРИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ТЕЛЕВИЗИОННИТЕ ПРИЕМКИ АНТЕНН Всяка' телевизионна антена се характеризира с няколко основ- ни параметъра: диаграма на насоченост, входен импеданс, коефи- циент на усилване. коефициент на приемане фронт/тил, широчи- на на пропусканата честотна лента и ъгъл на разтвора на диа- грамата на насоченост. Диаграма на насоченост Диагрймата на насоченост е зависимостта на приеманото от антената напрежение от ъгъла на насоченост в пространството. Цялостна характеристика за насочеността на антената дава прост- ранствената диаграма на насоченост. За нейното получаване е 14
Фиг. 4 Диаграма на насоченост на антената а — пространствен а. б — вертнкална; в — хор н зон- та л на необходимо антената да се облъчи от всички възможни посоки с еднакво но честота и интензитет електромагнитио поле. Пространствената диаграма. показана на фиг. 4 а, се гнем» много трудно и затова на практика се налага да се работи с хо- рнзонталната и верти- калната диаграма иа насоченост. Хоризои- талната диаграма на иа- соченост (фиг. 4й) пред- ставлява сечен ието на пространствената диа- грама с едка хоризон- тална равнина, преми- наваща през посоката на максималното прие- мане. На иея се изобра- зява чрез полярни коор- динаты зависимостта на приеманоте от антена- та напрежение t/o от различимте посоки иа приемане. Диаграмата на насоченост зависи от конструкцията на анте- ната. По-късцо ще бъде обяснеио, че многоелементните антенн приемат сигнал само от една посока. Тези антенн имат голяма насоченост. Поради това позволяват да се отслаби действието на смущеииятаг идващи от посока, различна от посоката на приема- не от телевизионния центьр. Освен с хоризонталната диаграма на насоченост всяка антеиа се характеризира и с вертикална диаграма (фиг. 4 6). Тя пред- ставлява графично изображение чрез полярни координати на за- висимостта на приеманото от антената напрежение Ua от различ- имте посоки във вертикалната равнина. Диаграмите на насоче- ност в хоризонталната и вертикалната равнина дават възмож- ност правилно да се насочи дадена антена към телевизионния цен- тър, като се завърта не само във вертикалната, но и в хоризон- талната равнина. Обикновёно широчината на диаграмата на насоченост се оце- нява от ъгъла на разтвора на хоризонталната и вертикалната диаграма на насоченост. Под ъгьл на разтвора на хоризонтална- та диаграма на насоченост се разбнра ъгълът, сключен между те- зи посоки на хоризонталната диаграма на насоченост, за конто- полученото напрежение е Ua=0,‘707 l/max, където (7шах е напре- жението от посоката на максималното приемане. По същия на- 1S
ЧИН се определи и ъгьлът на разтвора на вертикал ната диаграма на насоченост. Входсн импеданс Входният импеданс на аитената е комплексна величина — има реална и имагннерна част, и се определи с израза Z^R+jX, (6) където Z е входният импеданс на антената; R — активиата съставка; X — реактивната съставка; тя може да бъде както скапа- цитивеи, така и с индуктивен характер; това завися от дължината на антената. При дължина на вибратора на антената I > -у се получава ин- дуктивен характер на реактивната съставка, а при *<*£— ка- Фиг. 5. Завксимост на активната и реактивната 'съставка на импеданса от относителната дължи- на на антената пацитивен. Наличието на ре- активна съставка во- ди до намаляване на мощността на сигна- ла, подаден от .анте- ната към фидера. Поради тази причи- на антената трябва да се изработва с такава дължина, че да се получи само активна съставка в израза за импеданса. На фиг. 5 е показа- на зависимостта на активната и реактив- ната съставка на им- педанса от дължина- та на антената (по-точно от отношението-— на полувълнов виб- ратор). Графикитеса снети при отношение-^-=300, където d е диаметърът на елементите на антената. Когато вибраторът е с дължина /«0,48 X, входният импеданс на антената има само активна съставка. 16
Широчина на пропусканата честотна лента Антената отдава най-много енергия към фидерната линия, ко- .гато входният й импеданс е равен на характеристичния импеданс на фидера. Обаче всеки телевизионен канал заема цяла лента от честоти. Антената в такъв случай трябва да се настрои на сред- ната честота на пропусканата лента, конто се изчислява с израза 300 _ 300 . X ~h"- \ —~'р> Ю с₽ ’Аизобр лзвук /ср—V/h . нзобр /и. звук където fcp ^ср даден телевизионен канал, MHz; на радиовълиата за даден теле- Ф- г. 6 Честотна характеристика на телевизионна антена е средната честота за , — средната дължина i визионен канал, гл; /и нзобр. /н звук са носещите честоти на изображението и звуковия съпровод, MHz; fp е резонансната честота на антената, MHz. Приемиите телевизионни антенн трябва да приемат равномерно всичките честоти •от даден телевизионен ка- нал. Както се вижда от фиг. 6. честотната характе- ристика на антената не бива да се измени в широки гра- ници в честотния обхват за даден канал. Като правило трябва да се помни, че ди- полът има свойствата на трептящ кръг. Колкото е по-голям качественият фак- тор Q, толкова този кръг трепти (резонира) в по-тесен обхват. Качественият фактор Q зависи от диаметъра на елементите, от конто се изготвя анте- ната. При по-голям диаметър се получава малък Q-фактор и no- широка честотна лента. В зависимост от леитата на пропускане телевизионните антенн могат да бъдат конструираии за един канал (едноканални телевизионни антенн) и за няколко канала (многоканални). Многока нал ните антенн се наричат широколен- тови. 3 Любителе ев приемки. . . 17
Коефициент на усилване на антената Коефициентът на усилване на антената по напрежение: (характерен за приемните антенн) се определи ст нзраза U Ga= -у/-” , (8> а Дип където Ga е коефициентът на усилване на антената го на- прежение; VоП1ах — напрежението, прието от посоката на максимал- ното приемане от нзмерваната антена; (7оДНп — напрежението, прието от посоката на максимал- исте приемане от настроен на същата честота по- лувълнов вибратор, монтиран на същото мисто. Отношението на съответните мощности определи коефициента. на усилване по мощност. В радиолюбителската практика е не- удобно усилването да се дава в логаритмнчни единици dB млн Np. За превръщане па коефициента на усилване в тезн единици може да се използува табл. 2. Коефициентът на усилване на антената зависи от формата на диаграмата на насоченост. Той може да се намери бързо, като се сравни диаграмата на насоченост на дадена антена с тази на по- лувълновия вибратор. При това сравняване трябва да се отчете най-голямата стойност на напрежението, получено в антената и. вибратора в едно и също мисто на приемане. Коефициент на приемане фронт, тил на антената Коефициентът на защитно действие на антената или отслабва- нето на излъчването на антената в обратна посока се определи or отношението на напрежението, получено от посоката на макси- малното приемане, и напрежението, полечено от противсполож- ната посока. По БДС 4770— 62 тозн коефициент се нарпча кое- фициент на приемане фронт/тил. 3. ФИДЕРНИ ЛИНИИ Телевиэионната антена може да се включи направо към вход- ного устройство на телевизионния приемник само в редки случаи. Пренасянето на високочестотната енергия от антената до входа на 18
приемника се осъществява чрез високочестстни линии. Те се из- ползуват още за изработване на съгласуващи, симетриращи и раз- пределителни устройства. За високочестстни линии, наречени още фидери в приемната телевизионна техника, се използуват коак- сиални кабели, симетрични кабели и еднопроводни линии (линии на Губо). Въпреки че фидерите са със сравнително малка дъл- жина (обикновено под 100 т), те се наричат дълги линии. При- чината за това е, чедължината на линията е много по-голяма от дължината на вълната 1 или е равна на нея. 3.1. ОСНОВНИ ПАРАМЕТРИ НА ВИСОКОЧЕСТОТНИТЕ ЛИНИИ Високочестотните линии, използувани в антенната техника, се характеризират със следните основни параметри: характеристи- чен импеданс, константа на затихването, фазова константа и кое- фициент на скъсяване дължината на вълната. Характеристичен импеданс Характеристичният импеданс се означава със Zc, измерва се в омове и се определи от израза А- <’> където R е активного съпротивление на линията, Q/m; G — проводимостта между проводниците, S/m; L — индуктивността, Н/пт, С — капацитетът, F/m; w—2л/ — ъгловата честота. За практически начисления при високи честоти параметрите Я и G се пренебрегват поради това, че са малки по стойност спря- мо другите величини. Тогава за характеристичния импеданс се получава изразът z<=# (10) При високочестстни линии без загуби Zc не зависи от често- тата и има активен характер. Неговата стойност се определи са- мо от индуктивността и капацитета на линията, т. е. от нейните размери. Определянето на характеристичния импеданс в зави- 19
симост от размерите на кабела е различно за различните видове кабел». За коаксиални кабели импедансът се определи с израза *7 J 138 . D zi 11 t= vc “Jv~ т' ° където ег е относителната диелектрична проницаемост (в тези ка- бели за изолация обикновено се използува полиети- лен с ег =2,3); D — диаметърът на вътрешния отвор на външния про- водник; d— диаметърът на вътрешния проводник. За симетрични линии (лентови кабели) характеристичният им- педанс се определи от формулата ГГ 276 2Л /1<л където А е разстоянието между центровете на двата проводника; d — диаметърът на отделяйте проводници. Характеристичният импеданс може да бъде измерен от радио- любителите с помощта на мост или друг уред за измерване на ин- дуктивности и капацитети. Капацитетът се измерва, като отсрещ- ният край на кабела се оставя отворен, а индуктивността — при даване накъсо на този край. Ако към линия с характеристичен импеданс Zc се включи товар ZT , като е изпъ^нено равенство™ ZT —Rt -Zc , входният й импеданс е активен и равен на характе- ристичния й импеданс. Режимът на работа на фидерната линия зависи от съотноше- нието между характеристичния импеданс на линията Zc и съпро- тивлението на товара RT. Когато товарът е активен и неговото съпротивление е равно и на характеристичния импеданс (Zf = = Rr), в линията се установява режим на бягаща вълна. При този режим енергията се разпространява от източника към това- ра. Отразяване на енергия не се получава. Ако към линията се включи товар със съпротивление, различно от характеристичния импеданс, получава се отразяване на енергия, която ще се върне обратно от товара към източника. Тогава в линията се установя- ва режим на стояща вълна. При отразяване на енергията в точ- ките, където фазите на падащите и отразените вълни съвпадат, се образуват максимуми на напрежението (тока), а в точките, където фазите са протнвоположни — минимуми. 20
Във високочестотните фидери трябва винаги да се установява ре- жим, максимално'близък на режима на бягаща вълна. Това на прак- тика трудно се реализира, тъй като пълно съгласуване между вътрешното съпротивление на генератора, съпротивлението на то- вара и характеристичното съпротивление на кабела практически е невъзможно. При такъв режим се получава максимално пре- хвърляне на енергия. Лошото съгласуване в някои случаи води до многоконтурност на изображението — получават се няколко оре- ола, разположени на еднакво разстояние един от друг. Константа на затихването Пренасянето на енергия от антената до антенния вход на при- емника е съпроводено със загуби. Те могат да бъдат два вида. Загубите от първия вид се получават в проводниците, изолацнон- ната среда и от излъчване. Те могат да се намалят до възможния минимум чрез подходящ подбор на материалите, конструкцията и размерите на фидера, както и чрез правилното му монтиране. Загубите от втория вид се получават при неточно съгласуване на фидерната линия както с антената, така и с входа на прием- ника. При посочените случаи във фидерната линия се установява режим на смесени (бягащи и стоящи) вълни на напрежението и тока. Тези загуби могат да бъдат намалени чрез точно съгласува- не на фидерната линия, т. е. чрез създаване на режим на бягаща вълна. Постигането на такъв режим за широк честотен обхват обаче е невъзможно. Константата на затихване на високочестотните фидери е свър- зана с първия вид загуби. Различните кабели имат различна кон- станта на затихване Нейната стойност зависи от свонствата на диелектрика и от свойствата на проводниците и техните разме- ри. С увеличаване на честотата се увеличава и константата на затихване. Поради тази причина^ стойността на константата на затихване за даден кабел се дава при определена честота. Затих- ването на съгласуван в двата си края фидер за производна дъл- жина се дава с изразите Р U 1 • Ь—$1=10 ig "=201g-^=20 lg-.-, dB; (13) ГК UК <к b=p/= * in ~ =1П~ =1п Np, (14) ГК VK >к където Рк, Uк са мощността и напрежението в края на линията 21
Р„, U„ —мощността и напрежението в началото на ли- нията; Р е константата на затихването. От изразите (13) и (14) се вижда, че константата на затихване е затихването за единица дължина от фидера. В литературата тя се дава в следните единици: dB/ш, dB/100 m и Np/km. Тъй като затихването характеризира степента на намаляване на амплитудата не напрежението (тока) по дължината на верига- та, за да има малко загуби, е необходимо константата на затих- ване да има малки стойности. Фазова константа Високочестотните линии внасят не само затихване, но измест- ват фазата на високочестотното напрежение. В практиката при проектирането и настройването на приемните телевизионни анте- нн е необходимо да се определи това дефазиране. Например в много случаи трябва да се знае дължината на отрязък от кабел, конто създава определено изместване на фазата на високочестот- ното напрежение. За изчисляването му се използува фазовата константа, която показва на колко градуса (радиана) се измества фазата на напрежението, разпространяващо се по кабела на еди- ница дължина. Тя се бележи с а и се изчислява по формулата 2п а— -. За производна дължина фазовото изместване се определи с израза Ф=а/=-|—rad, (15) където I е дължината на кабела; — дължината на вълната в кабела. Пример. Да се определи дължината на кабел от типа РК-1 (^к= = 1 ш), осигуряващ измерване на фазата на ъгъл <р= = 180° при /=199,25 MHz (IX телевизионен канал). 180 Знае се, че 1 rad=57°, а на 180° отговарят -^=- = 3,14 rad. О Тогава /— ? р 5 m Отрязък от кабел с такава дължина се използува при изработва- нето на U-симетриращи устройства.
;Коефициент на скъсяване дължината на въЛната Скоростта на разпространение на радиовълните по фидерни линям, изолирани с диелектрик с вг=1, е равна на скоростта на «ветлината във възцуха (с=300 ООО -™). В практиката много ряд- ,ко за изолация се използува въздушна среда. В повечето случаи изолаторите имат диелектрична константа ег>1. Поради тази причина скоростта на разпространение на електромагнитната енергия във фидерните линии (ск) е винаги по-малка от скорост- та на разпространение във въздуха. Това намаляване на скорост- та на електромагнитните вълни води до намаляване дължината на вълната във високочестотната линия, тъй като Х«=-у-, a f=const. (16) Величината, която показва колко пъти дължината на вълната. в линията, изолирана с диелектрик с ел>1, е по-малка от дъл- жината на вълната на линия, изолирана с въздушна среда, се нарича коефициент на скъсяване. Този коефициент е равен на ^ег. Дължината на вълната в кабела се определи с отиэшението Ъ=~ (17) V£r При производството на високочестотни линии и особено на коаксиални кабели в повечето случаи за изолационен материал »се_ използува полиетилен с ег=2,3. Коефициентът на скъсяване •V«r тогава е 1,52. Лример. Да се определи дължината на вълната за коаксиален кабел РК-1 (е,=2,3), включен към антена за IX теле- визионен канал, при конто носещата честота на изо- бражението е f= 199,25 MHz. Дължината на вълната за IX канал е зоо зоо . Л ДМНг] 199,25 ~1>bl m- Дължината на вълната в кабела е Коефициентът на скъсяване е необходим при проектирането на •съгласуващи устройства, конто също ще бъдат разгледани. Интересно е да се обърне внимание на разликата в коефициен- 23
тите на скъсяване при коаксиалии и симетрични кабели. Докато в коаксиалните кабели цялата енергия е съсредоточена в диелек- трика между двата проводника, при симетричните (лентовите ка- бели) само известна част от енергията се разпространява в ди- електрика. Другата нейна част се разпространява по въздуха в. непосредствена близост до прово^ниците на кабела. Във връзка с: това коефициентът на скъсяване в лентовите кабели е по-малък^ отколкото в коаксиалните кабели. 3.2. КОНСТРУКЦИЯ ЗА ФИДЕРНИ ЛИНИИ За пренасянето на високочестотна енергия от антенните уст- ройства към телевизионните приемници се използуват коаксиал- ни кабели, симетрични кабели и еднопроводни линии. Коаксиални кабели Магнитно поле на проводника а магнитно поле ну праве о ни на 1 "V’ZTr Магнитно полена надела Способността на коаксиалните кабели да пренасят широк: спектър отчестоти присравнително малък коефициент на затихване: се дължи на слециалната им. конструкция. Коаксиалният кабел се състои от два про- водника, разположени кон- центрично (фиг. 7). Двата. проводника се изолирват с изолационни пръстени, на- вита лента или плътна изо- лация. За кзелационни ма- териали се употребяват: ке- рамика, полистирол и сти- рофлекс, когато изолацията е с пръстени или лента, и по- лиетилен и стирсфлекс при плътна изолация. За кабелите на приемни- те телевизиоини антенн се* използува плътна изолация обикновено от полиетилен,а външният и вътрешният про- водник са от мед. Разпространяването на електрвмагнитната. енергия вътре в кабела се вижда от посочената фигура. Ако- се разгледат поотделно магнитного и електричеекото поле, ще.* Фиг 7. Електрическо и магнитно поле в коаксиале и кабел 24
се забележи, че те са съсредоточени в пространството между двата проводника. На фиг. 7 е показано разпределението на ин- тензитетите на магнитното поле На нН ь навсеки от проводни- ците (а и Ь). Изменението на магнитното поле Н “ в зависимост от разстоя- нието до проводника се определи от израза <1е> където / е големината на тока през проводника а; г— разстоянието от нентъра на проводника до дадената точка, в която се определи интензитетът. Полето в проводника b се дава със зависимостта <19>- Като се има предвид, че токовете в проводниците а и b са ед- накви по големина и обратни по знак, то и магнитните полета ще бъдат равни по големина, но с различии посоки. Резултатното магнитно поле вън от коаксиалнии кабел ще бъде равно на нула* което се влжда от израза я=я;+(-я:)=-2/п-+(—2П7-)=о- <20> Електрическото поле също е съсредоточено между двата про- водника. Оттук следва, че загуба на енергия вън от коаксиалния кабел няма. което е основното предимство на този вид кабели. Те се закрепват с метални скоби направо по мачтите на антените, покривите и стените. Могат да бъдат поставени и във вътрешни инсталации и са особено подходящи при пренасяне на слаби сиг- наля при високо пиво на индустриални смущения. Коаксиалният кабел обаче е несиметрична фидерна линия с характеристичен импеданс около 75 Й. Основните конструктивна и електрически Ьараметри на някои коаксиални кабели, произ- веждани в нашата страна по БДС, са дадени в табл. 3. В таблицата новите означения на коаксиалните кабели са да- дени в скоби. За радиолюбителската практика е интересно да се знае какво- затихване ще внесе кабел с определена дължина. В табл. 4 е дадено затихването в децибели на най-употребява- 25-
Таблица 3 Тип на кабела Характе- ристичен импеданс. гс а Диаме- тър на жило- то. mm Диаме- тър на изола- цн ята, mm Констант* на затихване Д. dB/m 10 МНг 100 МНг 200 МНг 1000 МНг РК-1 (РК-75-5-131) 75—80 1 X 0,60 7,3 0,040 0,127 0,180 0,500 РК-2 (РК-100-7-131) . 95—105 1 X 0,60 7,25 0,032 0,100 0,140 0,400 РК-3 (Р К-75-9-131) 72-77 IX 1,37 9,00 0,027 0,085 0,12 0,400 РК-6 (РК-50-9-131) 48—52 7X0,9 9,00 0,032 0,100 0.14 0,400 РК-8 (РК-75-17-131) 72—78 1X2,70,17,30 0,012 0,040 0,052 0,126 РК-19 (Р К-50-2-131) 47—53 1 .< 0.68 2.2 0,067 0,215 0,300 1,200 РК-20 (Р К-75-7-131) 72—78 7X0,4 7.25 0.032 0,100 0,140 0,400 РК-49 (РК-75-5-132) 72—78 7X0,26 4,6 0,045 0,141 0,200 0,600 РК-55 (РК-50-3-131) 48—52 1X 0,84 2,95 0,063 0,198 0,22 0,8 РК-101 (РК-75-5-141) 72—78 1X 0,68 4.6 0,040 0,127 0,18 0,500 РК-102 (РК-ЮО-7-141) 95—105 1X0,60 7,25 0,032 0,100 0,140 0,40 РК-120 (РК-75-7-141) 72—78 7X0,4 7,25 0,032 0,100 0,140 0,40 Таблица 4 1 Z, m 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 j />=?/, dB 1.8 3,6 5.4 7,2 9,0 10.8 12.6 14.4 16,2 18.0 1 1 Фиг. 8. Зависимост на константата на затих- ване от честотата при коаксиал ните кабели РК-1 и РК-3 ния кабел за приемни- те телевизионни антенн РК-1 при определени дължини от IX телеви- эионен канал за р-0.18 —. г гл Зависимостта на константата на затих- ване от честотата за кабелите РК-1 и РК-3 е представена графично на фиг. 8. 26
Симетрични кабели Освен коаксиални кабели в радиолюбителската практика се използуват и симетрични кабели. Основного предимство на си- метричните (лентовите) кабели е, че дават възможност за непо- средствено свързване на симетричната антена с кабела. Характе- ристичният им импеданс е около 240 £2. Имат сравнително по- малък коефициент на затихване от коаксиалните кабели, при ус- ловие че са правилно монтирани. Електромагнитната енергия в симетричните кабели се разпространява както в самия кабел, та- ка и в пространството около него. Като следствие от това се на- лага при монтажа кабелът да се разполага на определено раз- стояние от метални предмети, степи, олуци и др. За да се получи малко затихване в кабела, той трябва да се монтира със специал- ни скоби на разстояние, не по-малко от един метър от обкръжа- ващите го предмети. Ако неекраниран симетричен кабел се за- крепи към стени или даже към сухи дървени части, неговото ха- рактеристично съпротивление се измени в широки граници и за- тнхването значително се увеличава. Поради това е недопустимо полагането на симетричните кабели в тръби от какъвто и да е материал. Плоският симетричен кабел, положен на открито, има два основни недостатъка: I. Затихването в кабела зависи от обкръжаващата го среда и много нараства под влияние на влагата; затихването в мокър ка- бел също много нараства с увеличаване на честотата. 2. Симетричният кабел старее с течение на времето, от което се изменят неговите параметри; при напукване на изолацията в пукнатините прониква влага, която прнчинява увеличаване на за- тихването в кабела; при лоши атмосферни условия (полепване на вода, снят и прах върху кабела) се влошава качеството на те- левизионного изображение. Поради малкото си затихване при нормални условия лентовите кабели са подходящи за направа на фидерни линии при приемане на .слаби сигнали. Таблица 5 Марча Проводник z. а В, dB/rn 10 MHz 100 MHz | 200 MHz РД-240-7-101 7X0,30 (некалайдцсан) 240* 12 0,0167 0,058 0,075 РД-240-7-102 7X0,30 (калайдисан) 240*12 0,0167 0,058 0,075 27
Основните конструктивни и електрически параметри на си- метрични кабели, произвеждани в нашата страна, са дадени в табл. 5. Симетрични фи дери, изработени от радиолюбител В много случаи при специалисте антенни системи се налага да се използуват фидери, конто имат характеристичен импеданс, различаващ се от стандартните стойности 240 и 75 Й. В радиолю- бителската практика може да се направи свързващ фидер с про- изводно характеристично съпро- тивление. За нелта се използуват неизолирани медни проводници, ' конто се закрепват помежду си с плочки от изолационен мате- риал (фиг. 9). Обикповено плочки- те са от полистирол и стирофлекс Фиг. 9. Симетрична фидерна ли- или от друг изолационен мате- ння, изработена от радиолюбители риал С МЭЛКИ загуби при ВИСОКИ честоти. Те могат да се прикреп- ват към проводниците по различен начин: чрез залепване, чрев притискане след загряване (полистиролът и стирофлексът са тер- мопластични). Разстоянието между проводниците трябва да бъде с точно определена стойност, тъй като от него завися и характе- ристичният импеданс на фидера. То се намира ст израза Zc=276 lg-^ , Й, (21) където А е разстоянието между осите на проводниците, mm; d — диаметърът на проводниците, от конто се изработва фидерната линия, mm. Пример. Ако разстоянието между проводниците във фидерната линия е 12,5 mm, а диа.метърът на проводника — 2 mm, характеристичният импеданс ще бъде Zf=276 lg^=276 lg^-^ЗООЙ. 28
Еднопроводни линии (линии на Губо) Пренасянето на телевизионни сигнали доскоро ставаше само с коаксиални и симетрични кабели. Напоследък обаче при преда- Фиг. 10 Принцип на п редаване на телевизионни сигнали по еднопроводна линия ване на сигнали на разстояние повече от 100 m в много случаи освен коакейалнпте кабели се използуват ич еднопроводни линии с повърхностна вълна — линии на Губо. Те представляват провод- ник с кръгло сечение, изолиран с твърд диелектрик. Свързването на този проводник към коаксиалния кабел, а оттам и към антената става чрез специално съгласуващо устрой- ство — рупор. Вътрешното жило на коаксиалния кабел се свърз- ва към жилото на проводника, а обвивката на кабела преминава в конус (рупор) — фиг. 10. С такова свързване се постига одно- временно съгласуване на кабела към еднопроводната линия и въз- буждане на електромагнитна енергия в линията. Изолацията на проводника се подбира с диелектрична константа ег>1. Диелек- трикът трябва да бъде с малки загуби. Изолацията спомага да се концентрира електромагнитното поле на сравнително малко раз- стояние от проводника В такъв случай енергията се пренася не само от проводника, а и от прос ранството около проводника, включително и от диелектрика. Пренасянето на електромагнит- ната енергия става с твърде малко загуби при положение, че пра- вилно е възбудена линията Практически около 90% от електро- магннтната енергия е съсредоточена в пространство с граничен радиус г0. На фнг. Пае показано разпределеннето на електромагнит- ната енергия в зависимост от разстоянието. Граничният радиус ависи от дължината на вълната, дебелината и свойствата на ди- електрика. За даден тип еднопроводна линия колкото по-голяма 29
е честотата, толкова по-малък е граничният радиус. На фиг. 11 б е показана зависимостта на граничния радиус от честотата за ед- нонроводна линия с отношение на размерите където Фнг. 11. Разпределенне на електромагнитната енергия и граничен радиус на еднопроводна линия а — разпределение' на електромагиитната енергия в зависимост от разстояннето; б — зависимост на граничння радиус от често- тата при проводник тип 1Р_ и «г=2,3 е диаметърът на проводника, a D — диаметърът на' изолацията. Изолацията е от полиетилен. От кривата _се вижда, че при по- високи честоти се получава по-малък граничен радиус, което е от голямо значение за практическото конструиране на такива системи. Например еднопроводната линия е удобно да се изполч зува за III, IV и V телевизионен обхват. При III телевизионен обхват граничният радиус е от 70 до 90 ст, а при IV и V — от 15 до 30 ст. За I и II телевизионен обхват граничният радиус е твърде голям и е трудно да се осигури необходпмото свободна пространство около линията. Проводникът се закрепва на дър- вени стълбове с дървени или пластмасови напречници. Завързвз се с перлонови въженца към напречниците. Предимствата на ед- нопроводната линия са сравнително малкото й затихване и нис- ката й цена. Затихването й е много по-малко, отколкото на ко- аксиален кабел. В табл. 6 са дадени параметрите на две еднопро- водни линии, произвеждани в ГДР. 2 Първата линия тип —-----9101 има медно жило с диаметър 2 л пип и диаметър на изолацията 5 mm. Втората линия тип — .—9111 има диаметър на проводника 4 mm и диаметър на изола- цията 10 mm. Двете линии са изолирани с полиетилен. Таблица 6 Тип на лнинята 2/5-9! 01 4/10-911! | Работна честота, MHz 150 200 250 175 230 470 600 800 Граничен радиус, г0 1,15 0,80 0,65 0,90 0,65 0,30 0,225 1,165 Затихване на 100 m дължнна, dB 0,67 0,82 0,95 0.46 0,6 1.1 1.4 1.9 За да се направи сравнение на затихването в еднопроводната. линия и в.два коаксиални кабела с подобии геометрични раз мер и дадена е табл. 7. Таблица 7 Работна честота, MHz 100 200 1000 1 Затихване за 100 m дължина на кабелите, dB РК-50-9-131 (РК-6) 10 14 40 РК-75-9-131 (РК-3) 8,5 12 40 1 Недостатък на еднопроводните лйнии е влиянието на атмо- сфернпте условия върху основните им електрическп параметри- Този недостатък сбаче не е от голямо значение при проектиране- то и практическото построяване на такива антеннн системи. 30 31
4. ЕЛЕМЕНТИ НА ТЕЛЕВИЗИОННИТЕ АНТЕНИ И ТЯХНОТО СЪГЛАСУВАНЕ • 4.1. СИМЕТРИЧЕН ПОЛ У ВЪ Л НОВ ВИБРАТОР ДИ пол Полувълновият вибратор е Основен елемент в антенната теле- жизионна техника. Той работи в режим, при който дължината на вибратора е равна на половината от дължината на вълната. За да се разбере принципът на действие на симетричния полувълнов вибратор, трябва да се разгледа една двупроводна линия с дъл- жина (фиг. 12). Ако към началото на линията се подаде високочестотна енер- гия, а краят й е оставен без товар, ще се установи режим на стоя- ща вълна. Токовете, протичащи по двата проводника, в произ- водно сечение в даден момент ще бъдат равни по амплитуда и противоположни по посока. Всеки от тях ще създава в простран- ството, например в т. Л, електромагнитно поле. Тъй като двете електромагнитни полета, създадени от токовете в отделните про- водници, са равни и противоположни по посока, резултатното поле в т. Л ще бъде равно на нула. В такъв случай двупроводлата линия практически не излъчва електромагнитна енергия. Но ако двупроводната линия не може да работи като предаваща антена. 32
тя не ноже и да приема електромагнитните вълни от обкръжава- щото я пространство. Ако се разтворят двата проводника на ли- нията иа 180°, токовете във всеки момент ще бъдат във фаза. 'Електромагнитните полета, създадени от двата тока в произвол- ната точка, ще се сумират. В резултат на това в пространството ще се излъчва електромагнитна енергия. Следователно разгьнатата двупроводна^линия с дължина -Ь-представлява антена, кояго може как- то да излъчва в окслното пространство, така и да приема от него електромагнит- ии вълни. Общата дължина на полувъл- новия вибратор, както се вижда от фигу- - 2Х х рата, ще бъде откъдето носи и Фиг. 13. Разпределение на амплнтудите иа тока и напрежението наименованието си. Разпределеннето на тока и напрежението върху симетричния. полувълнов вибратор е показано на фиг. 13. Може да се смята, че това разпределение е подобно на разпределеннето на тока и напре- Фяг. 14. Графики на коефицпента иа скъсяване и иа вхолиото съпротивлеиие-в завкснмост от отно- шението аен на нула в края на вибратора н нмз максимум в неговия цен- тьр. Напрежението в края на внбрзтора е максимално, а в цеи- 3 Любителски при 33
търа е равно на нула. Това разпределение на тока и напрежение- то е направено с приближение. То ще бъде вярно, ако няма из- лъчване на енергия от вибратора. Действителното разпределениег на тока и напрежението в полувълновия вибратор може да се. направи само при отчитане загубите на излъчване. Това означа- ва, че при точната настройка на полувълновия вибратор в резо- нанс неговата дължнна трябва малко да се намали спрямо поло- вината дължина на вълната. СкЪсяването на полувълновия виб- ратор се означава с коефициента k и се дава в процента в табли- ци. На фиг. 14 е посочена стойността на коефициента на скъся- ване в зависимост от условната величина където Хе дължи- ната на вълната, ad — диаметърът на проводника (тръбата), от който се прави полувълновият вибратор. Пример. Да се определи дължината на полувълнов .вибратор, настроен на носещата честота на изображението за 8-ми. телевизионен канал (/=183,25 MHz), ако вибраторът е направен от тръба с диаметър 12 шш. Дължината на вълната за VIII канал е Фиг. 15. Хорнзонтална диаграма на излъчване на полувълнов вибратор 300 _ 300 /[MHz) 183,25 1,04 'Определи се отношението- л __ 1,64 _со 2d 2.12.10-3 оо- От графиката се отчита стойността на коефициента' на скъсяване: Л=0,96. Резонансната дължина на полувълновия вибратор ще бъде / = (Ц-=0,96 12“= = 0,78 гл. (22), Входният импеданс на полувълновия вибратор за практически конструкции се приема от 60 до 75 Q. Обикновено изчисленията се правят със стойността 73 Q. Широчината на пропусканата от полувълновия дипол честотна лента се разши-* рява при увеличаване на диаметъра на тръбата. Входният им- 34
педанс зависи също от отношение™ На графиката с пре- късвана линия е показана тази зависимост. Трябва да се отбеле- жи, че входният импеданс на антена, фидер, вълновод и т. и. е величина, която характеризира амплитудното и фазовото раз- пределение на напрежението и тока в дадено напречно сечение на съответното устройство. Диаграмата на насоченост на хоризонтално разположен полу- вълнов вибратор е тороид с ос, съвпадаща с оста на вибратора. Сечението на този тороид с равнината, в която лежи вибраторът, е осмица (фиг. 15), а с равнина, перпендикулярна на вибратора — кръг. Във втората равнина вибраторът не притежава насочени свойства. 4.2. СГЪНАТ ДИПОЛ Основният вариант на полувълновия вибратор е сгънатият вибратор (дипол), показан на фиг. 16. Той се получава при двой- ного сгьване на дебел проводник или метална тръба на разстоя- ние S=0,05 X. За антени за Ш телевизионен обхват това разстоя- ние е 70—100 mm. За IV и V телевизионен обхват разстоянието се приема 30—40 mm. Диполът се нарича още шлейфвибратор. Точната дължина на диполите за всеки те- левизионен канал ее определя по формула (22). Коефициентът на скъсяване се отчита от същата таблица, от която се отчита и коефициентът за полувълновия вибратор. Основного предимство на сгънатия дипол е възможността за’монтирането му непосред- ствено към каквато и да е мачта (метална илй дървена) без помощта на изолатори. Зак- репва се в средата на неразрязаната тръба, където има нулев потенциал. Входного съ- противление на сгънатия вибратор (?а чес- Фиг. 16 Сгънат ди- пол тотата на полувълновия резонанс) е 4 пъти по гол я мо от входного съпротивление на полувълновия вибратор. Обикновено то е292 У. Увеличаването на входного съпротивление на сгънатия вибра- тор спрямо това на полувълновия може да се обясни по следния начин. Ако към генератора за висока честота се включи спАат вибратор като предаваща антена, мощността, която ще се излъчи Г1Т тази антена, се определя от израза P=12R, (23) 35
където / е токът на кле.мите на вибратора; /? — съпротивлениего Ъа вибратора. Ако на мястото на сгънатия вибратор се включи полувълнов вибратор, за да се получи същата излъчена мощност, е необходи- мо токът в него да бъде два пъти по-голям от тока на сгънатия вибратор (сумата от токовете в двете части — горната и долната половина). В такъв случай излъчената от полувълновия вибратор мощност се определи с израза Р=(2/)’/?=4/8Я. (24) Следователи© входното съпротивление на сгънатия дипол е 4 пъти по-голямо от това на полувълновия вибратор или то е 4.73= = 292 £2. За практическите Конструкции, в конто се използуват повече елементи, за средна е възприета стойността R=240 Q. При таз и стойност на съпро- тизлението сгънатият дипол е удобен за свързване със симет- ричен кабел, който има почти същбто характеристично съпро- тивление. При включване на един рефлектор и на няколко директора в днтената нейното входно съпротивление може да има по-мал к и стойности от по- сочената. Фи*- '7 Графика за определяне размерите на двусъставен дипол л'1 гредварително избран коефиииент р където 4.3. ДВУСЪСТАВЕН ДИПОЛ Разновидност на сгънатия дипол е двусъставният дипол (фиг. 17). Той je. изграден от два проводника свързани по- между си. Диаметърът на про- водниците (тръбите) е различен. Съпротивлепието на двусъстав- ния дипол се определи по фор- му лата RРRл~Р • 73, £2, (25) Г е коефициент (вж. фиг. 17); 36
есъпротивлението на полувълновия вибратор. От графиките на фиг. 17 могат да се определят размерите на двусъставння дипол при стсйности на коефициента р от 2 до 16. При дадено входно съпротивление се избира коефициентът р и за съотношепие на диаметрите -Л ду двата проводника (тръби). 4.4. ТРИСЪСТАВЕН ДИПОЛ Трисъставният дипол е из- граден от три паралелно свър- зани проводника (тръби), конто могат да бъдат с еднакви или различии диаметра (фиг. 18). Ако диаметърът на тръбите е еднакъв, входного съоротивле- ние на трисъставния дипол се определи от формулата /?тсд=9/?д =9.73=6570. (26) При практически конструк- ции трите съставни елемента се определи разстоянието S-меж- фиг. 18. Графики за определяне размерите на трисъставен дипол по предварнтелно избран коефициент р се поставят в една равнина. Фидерната линия се свързва* със средний проводник. Ако е необходимо да се по- лучат конструкции с различно входно съпротивление, трябва да се използуват тръби с различии диаметри. Практически това меже да се направи с помогдта на гра- фик ите от фиг. 18. Чрез коефициента р се определи кратността на повишаването на входното съпрогивление на трисъставния дипол спрямо стойността на това на полувълновия вибратор или /?тсд=р.₽д-р.73, Й. (27) Оразмеряването на дипола се извършва по графиката, конто отговаря на изискваното входно съпротивление (съответното р). От тази графика при определено състношение у- меже да се оп- редели -у-. а. 37
Таблица 8 Тип на антената Размера Сходно сьпроги VTIWUC, Лоеф. наусилйаьг dB Ua/Udur, ПслцОьлнов дипол 73 С 1,00 Сгьнат дипол 292 0 1,00 ПолуВьлноТ) ди пол о ре- флентор 50 5 1,73 Сгьнатдипол срефлентор 250 5 1,73 Дипсл.рефла тор . сирен - тор - w* < J 25 7 2,20 Сгьнат дипйо ре флентор,' дирентор ‘si _ ’/mhz ут" WD 7 2,20 Както се вижда, различимте елементи на антеннте имат раз- лично входно съпротивление. Стойностите на входного съпротив- леиие и на коефнцнента на усилване за никои конструкции на ан- тенн са дадени в табл. 8. Размерите на отдел ните елементи на ан- тените се определят от отношеннето на едно характеристично чис- ло, избрано от конструктивнн съображення, и честотата в MHz. От табл. 8 се вижда, че с увелнчаване броя на елемеНтнте на антеннте с полувълнов или със сгьнат днпол входного съпротивле- ние на антената се намалява. В единня случай то се намалява от 73 на 25 О, а в другия — от 292 на 100 Q. Това изменение е зна- чително изразено при многоелементннте антенн (петелементни, се- демелементни и т. н.). В много случаи радиолюбнтелнте не взе- мат под внимание тази особеност. В стремежа си да създадат ан- тенн с голям коефициент на усилване те прибягват до многоеле- ментнн антенн (с 11 елемента и повече). В такнва случаи обаче 38
рязкото намаляване на входного съпротнвленне затруднява съг- -ласуванего на антената с фидера. Един от начините за избягване на този недостатък е изработва- нето на многоетажни антенн. Те ще се разгледат подробно в т. 6.5. Тук само ще се отбележн, че многоетажннте антенн имат и по-голяма механическа якост. Освен това при тях се намалява и вертнкалният ъгъл на разтвора. Това позволява при монтнране- то нм в населени места със смущения от моторни превозни сред- ства (леки автомобили, мотоциклетн и пр.) качество™ на телеви- зионного изображение да бъде по-добро, отколкОто в случайте, когато приемането е с антенн, конструиранн с повече елементи. Трябва да обърнем спениално внимание на радиолюбителнте, че нзбирането на определена конструкция в никои случаи е свър- зано с протнворечиви нзнсквания. Това доказва необходимостта •от теоретичии познания в областта на антенната техника за все- кн раднолюбнтел — конструктор на телевизионна антена. 4.5. ОПРЕДЕЛЯНЕ НАПРЕЖЕНИЕТО НА. ВХОДА НА ТЕЛЕВИЗИОННИЯ ПРИЕМНИК В много случаи при избрана антенна система и даден свързващ кабел трябва да се определи напрежението на входа на телевн- .-знонния приемник. Такнва предварителни данни са необходими и при проектиране на антенните системи за колектнвно ползув%» не. Изчнсляването на напрежението, което се подава на входа на приемник^ или на антенния уснлвател при колективннте антенни •системи, се извършва по израза £/ -Е Ь К. /9о- : където Е е интензнтетът на полето, измерен за носещата често' та на изображението в мястото на приемане, mV/ml — коефициентът на усилване по напрежение- на анте- иата; Яд — ефективната дължина иа полувълновня вибратор на антената, ш; N са загубите от несъгласуваност между антената и ка- бела; при пълно съгласуване W=l; Т е затихването по напрежение на свързващия кабел. ^Ефективната дължина на полувълновня вибратор има след- 39
ния физически смисъл (фиг. 19). Раз пределен него на тока във» вибратора -е по крива на синусоида. Защрихованата площ може: да се нарече условно площ на тока Sv Ако полувълновнят вибра- :ойто се получава равномерно* разпределение на тока с амплитуда, равна на измере- ната в точкнте на захранва- не на реалния вибратор и площта на тока е същата, дължината му ще бъде ло- мал ка. За да се получи площ- та Ss на тока на втория вибратор, равна на площта Sj на първия, дължината на» втория вибратор трябва да бъде й,=—- Тази дължина те се нармча ефективна дължи- антеиа за различните чес- се измени незначнтелно. За практически начисления ефектнвната дължина на антената се определя за носещата честота на изображенного. Пример. Да се определи напрежението на входа на приемник при следните нзходнн данни. Интензнтетът на поле- та, измерен в мястото на приемане за носеща честота; на нзображението, е Е=6,5 mV/m. Приемането се- осъществява на 9-и телевизионен канал чрез антена тип вълнов канал с коефициент на уснлван е 10,5 dB. Затихването на сигнала в кабела (РК-1) за 8 гп дъл- жина е Т=1,4 dB. 1. Дължина на вълната. За иосещата честота жа нзображе- нието на 9-и канал тя е тор мислено се замени с друг, при ^определение Площ на тока$г матока Лилрсделехие Площ на тока 8% патока Фиг. 19. Ефективна дължина на по- лувълнслня вибратор на на полувълновия вибратор. Ефектнвната дължина на всяка тоти на един телевизионен канал . _300_ 300 , А"~ — 199,25 -,,Ь Ш. 2. Ефектнвната дължина на полувълновия вибратор е йд=*и=±5 =0,47 ш. те 3,14 3 Коефициентът на усилване на антената е „ 10,5 1g Я. = -2^-=-20'=0,525; К. =3,35. 40
4. Затихването на кабела е 1g Т’=й=^=0,07; Т=1,175. 5. Напрежението на входа на приемника е t/np Eh* К» 2NT 6,5 0,47.3,36 2.1. 1,175 =4,3 mV. 5. СЪГЛАСУВАЩИ И СИМЕТРИРАЩИ УСТРОЙСТВА ЗА ПРИЕМНИТЕ ТЕЛЕВИЗИОННИ АНТЕНН 5.1. СЪГЛАСУВАЩИ УСТРОЙСТВА Режими на бягаща и стояща вълна Използуваните в практнката телевизионни антенн са почтя: винаги симетрични, но с различно входно съпротивление. При конструнрането на всяка антена най-нзгодно е постигането на входно съпротивление, равно на характеристичния импеданс на фидерната линия. Входного съпротивление на телевизионните приемници е стан- дартнзнрано в две групн — 75 и 240 й. Правнлният режим на работа иа антенно-фидерната система се определя от съгласуването на антената с фидера, от една стра- на, и на фидера с телевизионния приемник, от друга. При пълно съгласуване се получава режим на бягаща вълна и пълно отда- ване на енергия .от антената към фидера и от фидера към прИбм- ннка. Този режим се характеризнра с това, че нзмереното на- прежение във вснчкн точки по дължината на линията е едио и също. Степента на съгласуване на антената и товара с фидерната^ линия с« определя от коефициента на бягаща вълна. Той се из- разява с отношението иа минималната и макснмалната стойнсст на напрежението в отделнн точки от линията. Може да се нзрази и със същото отношение на токовете в линията, т. е. КБВ=^=г^ ''max • max (29> При ндеално съгласуване мнннмалннте стойностн на напре- женнето и тока са равны на максималните (лнпсват стоящи въл- 4£
ли) и КБВ е равен на 1 (фиг. 20). Когато няма съгласуване, полу- чават се отразени вълни. В тези точки на линията, в конто падащите и отразените въл- ии са с еднаква фаза, се получава максимум на напрежението (то- ка), а в точките, където те са в противофаза—минимум. На практика за опреде- ляне на тези режим и се из- ползува и коефициентът на стояща вълна: КСВ КБВ = max ^тах I min ^mln При всички конструкции любителите трябва да се стремят да постигнат пълно съгласуване между антената и фидера. На практика това се осъществява трудно. При добро съгласуване КБВ има стойност от 0.80 до 0,85, което отговаря. на КСВ= =1,15-е-1,20. Коефициентът на бягащата вълна небива да бъде по-малък от 0,5, за да не се получи загуба на енер- екрана на телевизнонния прием- ЮВ-f I \U I t l vmn \_^/В ] W6B>0 (39) 20. Режим на бягаща н на стоя- Фнг. та вълна л — режим на бягаща вълна (КБВ=1); режим на стряща вълна (КБВ =0). а - •сен режим (1>КБВ>0) 6 — сме- гня и двойно изображение на ник. В радиолюбителската практика се използуват различии схеми на съгласуване. Най-голямо приложение имат разгледаннте тук схеми. Т-образна схема за съгласуване На фнг. 21 е показана Т-образна схема за съгласуване. За да се разбере прннцнпът на съгласуване чрез такава схема, трябва да се припомни, че разпределеннето на токовете и напреженията по дължината на линията е различно. В центъра на вибратора напрежението йма минимална стойност, М в краищата — максн- мална. Поради това разпределеннето на съпротивлението е също 42
различно; В краищата то е макснмално, а в средата — минималио. Ясно е, че при подходяще разположенне на съеднннтелннте скоби към вибратора може да се получи точно съгласуване. Т-образната схема осигурява съгласуване с широк обхват от съпротивления. Като се двнжат съеднннтелннте скоби по дъл- жината на вибратора, може да се получи различно входно съпро- Фиг. 21 Т-образна схема на съгласуване тнвленне на антената. По принцип тази схема се нзползува, ко- гато входното съпротивление на вибратора е по-малко от харак- теристнчння импеданс на кабела. На практика максималното раз- стояние между евързващнте скоби не превншава стойността Разстояннето D между двете тръбн на антената се определи от дължината на вълната X. Обнкновено D=(0,01 -j-0,02) 1. Ако трябва да се увеличи входното съпротивление на антената, изпол- зуват се тръбн с различии диаметри. Увелнчаване на съпротив- леннето се получава и чрез изменение на разстоянието между елементнте (тръбите на антена- та). Схема за съгласуване на коаксиален кабел към енметричен вибратор Тази схема е разновндност на Т-образната и се нзползува при евързване на несиметрични кабели към симетрична антенна система. Начннът, по конто 43
става свързването, е показан на фиг. 22. Чрез преместване на свързващата скоба може да се постигне подходяще съгласуване. Този начин не е намерил голямо приложение в радиолюбнтел- ската Ърактика. За съгласуване и снметриране на несиметрнчни кабели към антенян системи по-че- Фиг. 23. Делта-свързване за съгласуване сто се използуват други начннн, конто ще бъдат разгледани в след- в^щите точки. Делта-свързване за съгласуване Делта-свързването, или както в никои случаи се нарича У-свързва- не, е показано на фиг. 23. Съотно- шението X:D трябва да бъде 1:1,25. При съгласуване на полувълнов виб- ратор със симетрични линии, имащи характеристичен импеданс Zt~600 £2, велнчините X и D могат да се изчислят чрез приблн- знтелннте формулн (31) (32> у—3450.. , ст; л~ /[MHzj л—«!2_,ст. и ДМНг] Когато делта-свързването се използува за захранване на виб- patop с по-малък характеристичен импеданс, какъвто е случаят при многоелементннте антенн, точните стойности на X и D се определят експериментално ///г. J. Изолатори Опитното намиране на X и D пред- полага изменение на дължината и широчината на „делтата“, което не е много удобно. Затова този начин на съгласуване не е намерил голямо приложение. Четвъртвълнов трансформатор ЗахранВа - щ а линия < ' Изола тори Фиг. 24. Четвъртвълнов тран- сформатор Като съгласуващ трансформатор често се използува линия с дължн- на -р Това свързване е известно- още като Q-свързване и е показано на фиг. 24. Входного съпротивление на четвъртвълновата линия, затво- 44
рена накрая с резистор R, се определя с нзраза Z2 7 — е , (33) където Ze е характеристичният импеданс линия. Неговата стойност се определя от (33): Ze=^R Za- Обикиовено четвъртвълнова линия за ботва от радиолюбители. Пример. Дасе съгласува миогоелементна на четвъртвълновата (34) съгласуване се нзра- Пример. Дасе съгласува миогоелементна антена, чнето входи© съпротивление е 40 О, със симетричен кабел, нмащ характеристичен импеданс Z,=240 Q. Съгласуването да стане с отрязък от двупроводна линия с дължина Ze се изчислява от израза (34): 2с=7^ХГ=>/40.240=98Q- Размерите на двупроводната съгла* суваща линия за получения характе- ристичен импеданс сё определятот (21) 5.2. СИМЕТРИРАЩИ УСТРОЙСТВА Яш* Фиг. 25. Влияние на несиме- чричността на коаксиалння ка- бел при сэхранване на симе- тричен вибратор фиг. 25. Когато фидерът е снметрична двупроводна линия, симетрнчннят активен вибратор на антената може да се съедини с линията непосредст- вено, като се вземат мерки за съгла- суване само на импеданса. Днрект- ното включваке на коакснален кабел към симетричен вибратор е недопус- тимо. То би довело до деформираяе диаграмата на насоченост на анте- ната, до намаляване коефициента на усилване и понижаване защитеността към смущения. Недостатъците на то- ва свързване са илюстрнранн на Нека се приеме, че а даден момент двата тока /х и /, в коак- сиалния кабел нмат посокитс, похазани със стрелки. Токът /хте- че не само към рамото 1 на вибратора, но през кондензатора С и към рамото 2. Е рсзултат на пзразнтното ирехвърляне тоховетеЛ 45
и /, в двете рамена на вибратора няма да бъдат еднаквн. Това во- ди до неснметрнчно нзлъчване и естествено до влошаване параме- трите на антенно-фндерната система. Снметрирането при свързва- не на снметричнн внбраторн с неснметричнн коаксиал ни кабели се Фиг. 26. Симетриране чрез метален цнлиндър с дължина X 4 огъществява по следннте начини. Симетриране чрез метален х цилиндър с дължина На фиг. 26 е показана конструк- цията на симетриращ метален ци- лнндър и начинът на свързването му към кабела и вибратора. Дъното на цнлнндъра е пробито, за да пре- мине кабелът, и е запоено към оп- летката на кабела. Разстоянието между вътрешната стена на цнлин- дъра и тръбата, в която е поставен кабелът, не е критично. То се под- държа постоянно с един или два пръстеновидни изолатора. Дължината на пилиндъра трябва да бъде -т-' 4 Симетрнращо устройство тип Базука Използува се, когато съпротнвленията на кабела и вибратора са еднаквн. Начинът на свързване на това симетрнращо устрой- Фнг. 27. Симетрнращо устройство тнп Базука а — симетриране чрез металнн тръби; б — симетриране чрез отрязък от кабел 46
с1во e показан на фнг. 27. За втори проводник се използува отря- зък от сыдня кабел с дължина 0,95-у. Двата активни края на кабела се свързват от едната страна с еднния елемент на вибра- тора. Другият активен край на отрязъка от кабела се дава накъ- со с оплетката. Междината между двата кабела трябва да бъде 20—40 mm и се поддържа такава с няколко изолатора. Симетриране чрез И-коляно Снметрнрането чрез U-коляно може да се приложи както към: пол увъ л нов дипол, така и към снметрнчен сгьнат дипол. В пър- вня случай, който е показан на фиг. 28 а, коляното е с дължина X, а във вторня (фиг. 28 б) — с дължина Когато се налага да се свърже. коаксиален кабел към полувълнов вибратор, включ- ването на кабела към U-коляното става на разстоянне -у, както е показано на фигурата. При това свързване се получава само си- метриране, но не и трансформиране на съпротивлението на виб- ратора. При свързва- не на коаксиален ка- бел към сгьнат ди- пол, който има вход- но съпротивление 300 £2, снметрнращо- то устройство тряб- ва да изпълнява функцията и на им- педансен трансфор- матор с преводно от- ношение 4! 1. В такъв случай като снметрн- ращо устройство се използува отрязък от кабел с дължина к 11 •у . Начинът на свързване на U-ко- ляното с дължина у- е показано на фиг. 28 б. Трябва да се отбележи. че тсчната дължина 1ц на отрязъка от кабела се опре- дели, като се отчете и коефициентът на скъсяване на вълната Фнг 28 Симетриране с Ц-коляно а — симетриране с U-коляио с дължина 1 при полувъл- нов вибратор; б — симетриране с U-коляно С дължинж * при сгънат дипол 2 47
^8Г за средната честота на даден телевизионен канал, т. е. • (35) където 1ср е средната дължина на вълната; 8Г — относнтелната днелектрична проницаемост на нзо- лацията. В нашата страна се пронзвеждат коаксналнн кабели с нзола- -ция от полиетилен, конто има днелектрична константа 8,=2,3. Дължнните на отрязъцнте от коаксиален кабел за снметрИране на сгънат дипол за телевизионните канали в 1, II и III обхват са показани в табл. 9. Таблица 9 Телевн- знонен канал 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Дължина на отря- зъка, mm 1900 1600 1240 1120 1030 560 535 515 495 475 455 440 При определяне на дължиннте на отрязъцнте от коаксиални кабели за изработване на U-колена при IV и V телевизионен об- хват се изхожда от средната честота за даден честотен обхват, в конто се групират определен брой телевизиоини канали. В табл. 10 е показана дължината на симетриращо коляно за определена трупа канали в IV и V телевизионен обхват. Таблица 10 Канали 21—25 26—30 31—35 36—40 21-40 Дължн- на, mm 218 201 185 175 104
Симетрнране на фидера с входа на приемника Симетрнрането на фидера с входа на приемника може да се изпълнн по конто н да е от описаиите начини, например с U-ko- ляно. Тези видове снмет- рнране обаче са обемнсти, неестетични н неподходя- щи при свързване на ка- бела с приемника. В слу- чайте, когато сигналът е достатъчно силен, може Да се нзползува симетри- Фнг 29. Снметрнраща трупа от резнсторн раща трупа от резнсторн, показана на фиг. 29. Резнсторите трябва да бъдат по възмож- ност безнндуктивни. Поставят се в кутня от изолационен ма- териал. Недостатъкът на тази снметрнраща трупа е, че внася за- тнхване около 6 dB, т. е. симетриращото устройство намалява яаполовина големината на сигнала. Фнг. 30. Снметрнращн трансформатора в — различии начини на свързване иа симетрнращи тр ан сферы атори; б — конструктивно изпълнеине. а — енметриращо устройстве от две симетрични линии с дължина — Много по-удобно енметриране на коаксиалния фидер със ск- метричния вход на телевизора се постига с трансформатор, чнято 4 Любителскн приемки. . . 49
схема и начин на свързване са показани на фиг. 30 а. Както се вижда от фнгурата, възможнн са различии комбинации. • Конструктивно симетрнращият трансформатор е нзпълнен по следния начин. Двете бобинн са навнти бифнлярно със стъпка* 0,5 mm. Навнвките трябва да следят точно стьпката. Затова тя- лото, което е направено от пластмаса, трябва да се нареже със стъпка 1 mm. Използува се меден емайлиран проводник с дна- метър.0,2 mm, а броят на навивкнте за една бобина е 27 (фиг.. 30 б). Симетрнращият трансформатор може да се осъществн и с две четвъртвълновн линии, конто от едната страна се свързват в се- рия, а от другата — паралелно, с което се постигат желаннте стойностн на съпротнвленнята'(фнг. 30в). При паралелното свърз»- ване се получава съпротивленне 75 Q, а при последователното — 300 Q. Подобии трансформатори имат по-малко приложение в- радиолюбителската практика, тъй като отделяйте линии трябва да бъдат на доста голямо разстояние една от друга, за да не си. влияят. Затихвателн В някои случаи, когато предавателят е много близко до при- емника, нидуктираното напрежение в антената има доста голяма. Фиг. 31. Затихвателн а — несиыетрична и скметрична Т-схема; 6 — неснметрнчна и симетрична П-схема стойност. Ако това напрежение се подаде направо към телеви- знонния приемник, ще се получи нестабилно приемане. Неста» бнлността се дължн на изкривяване на синхронпзиращнте нм- пулсн в усилвателння тракт на приемника. Поради тези причини почти всичкн приемннци имат два входа — за слаб и силен сиг- нал. Когато се налага допълнителпо намаляване на големината 50
на сигнала, използуват се симетрнчнн или несиметрнчни затнх- ватели. Те могат да бъдат от Т- или П-тнп. На фиг. 31 са показа- ми различии схеми на затихвателн. За практнческото определя- не на съпротнвленията в завнсимост от необходимото затихване се използува табл. 11. От нея могат да се намерят коефнциентнте с и d за необходимото затихване на дадена схема. Изчисляването на съпротнвленията при определено характеристично съпротнв- ленпе става по формулнте а) за Т-схема (фиг. 31 а) — Rx—2cZ\ /?2=-^ ; (36) б) за П-схема (фиг. 31 б) — Rt=dZ\ (37) Таблица 11 Затихване Коефициевти Затихване Коефициенти Ь. dB -I сч is |Ь> С d Ъ. dB 1 с d 0,5 1,06 0,03 0,06 12 3,98 1 0,60 1,86 1.0 1.12 0,06 0.J1 13 4,47 0,63 2,11 2,0 1,26 0.11 0,23 14 5,01 0,66 2,38 3,0 1.41 0,17 0,36 15 5,62 0,70 2,65 4,0 1.59 0,23 0,48 16 6,31 0,72 2,95 5,0 1,78 0,28 0,61 17 7,08 0,75 3,27 6,0 2 0,33 0,75 18 7,94 0,77 3,63 7,0 2,24 0,38 0,89 19 8,91 0,80 4,46 8,0 2,51 0,43 1,05 20 10 0,82 4k94 9.0 2,82 0,48 1,23 26 20 0,90 10,01 10,0 3.16 0,51 1.49 30 31,62 0,93 15 11 3,55 0,56 1,62 6. НАСОЧЕНИ ТЕЛЕВИЗИОННИ АНТЕНИ Насочените телевизионни антенн са предназначенн за пр Не- мане на телевизионни сигнали на разстояние повече от 30—40km. Тяхното използуване е наложително в места, където нивото на смущаващнте сигнали е голямо. Съществуват различии типо- ве насочени антенн, но най-голямо приложение са намерили ан- тените тип вълнов канал. В рад иол юбител ската практика се из- ползуват още рамковн, зигзагообразни, логопериодични и други антенн. Предимствата на антеннте тип вълнов канал са сравнн- телно големнят коефициент на усилване и простата конструкция. 51
Изброените други типове антенн нмат по-сложна конструкция и по-малък коефициент на усилване. Повечето от тях обаче са ши- роколентови, което позволява в някои случаи да се използуват за приемане на по-голям брой канали. • 6.1. АНТЕНН ТИП ВЪЛНОВ КАНАЛ — ПРИНЦИП НА ДЕЙСТВИЕ Антените от тип вълнов канал се състоят от няколко елемен- та, разположени в една равнина. Основният елемент при тях е полувълновият или сгънатият дипол (шлейфвнбратор), към кой- то се свързва кабелът. Това е активннят вибратор. -Дасивните елементи са рефлекторът и директорите, като рефлекторът се поставя зад активння вибратор, а директорите — пред него. Нз фиг. 32 е показано устройството на антена тип вълнов ка- нал, нзработена от 5 елемента — активен вибратор /, рефлектор 2 и директора 3. Принцнпът на действие на тази антена може лесно да се разбере, ако се приеме, че тя работи като предаваща. Ако към активйия вибратор се подаде сигнал отвнсокочестотен гене- ратор, той (имащ снметрична диаграма на излъчване) ще излъчва електромагяитна енергия както в посока А (страната на рефлек- тора), така и в посока В (страната на директорите). Под дейст- вие на елёчгромагннтната енергия в рефлектора се нндуктират токове, конто са източннци на вторичнн излъчвания. Дължината на рефлектора и разстояннето му до активния вибратор са точно подбрани. Това се прави с"цел излъчената енергия от рефлектора да бъде с такава фаза, че да отслабва излъчената от активния вибратор енергия в посока А и да усилва тази в посока В. Рефлекторът тогава представлява екран за актнв- ния вибратор. За да се получи този ефект, необходимо е токът, възбуден от рефлектора, да из- бързва по фаза от тока, проти- чащ през активния вибратор, на актнвната съставка на съпро- тивлението на рефлектора, а практически чрез подбиране на не- гопата дължина. Необхоцимата дължина на рефлектора е с 5 до 10% по-голяма от пэловината дължина на вълната. Амплитудата Фиг. 32. Антена тип вълнов канал 1 — активен вибратор; 2 — рефлектор; 3 — директорн Това се постига чрез изменение 52
яа тока в рефлектора е по-малка, отколкото в активния вибратор. Порадн това не се осъществява пълиа компенсация на излъчва- нето в обратна посока. Част от енергията на активния вибратор се излъчва в обратна посока чрез рефлектора, което причииява появяването на заднн и страннчни листа в диаграмата на насо- ченост. Този недостатък се обяснява с факта, че на практика трудно се осъществява точно фазнране на тока в рефлектора и активния вибратор. При настройка на антената трябва да се пос- тигне обратното й излъчване да бъде много малко. За усилване на излъчването на антената в посока В спомагат директорите. Те се възбуждат (както в рефлектора) под действие на електромагнитното поле, излъчено от активния вибратор. За правилна работа на днректорите е нужно токът в първня дирек- тор да нзостава по фаза от тока в активния вибратор, токът във втория директор да изостава по фаза от тока в първия и т н. Фа- зата на тока в днректорите зависи от тяхната дължина и разполо- жението им спрямо активния вибратор. Броят на днректорите и рефлекторите се определи в завнсимост от насочеността на анте- ната. Като правило в тези антенн се нзползува само един рефлек- тор. Вторн рефлектор, разположен в равнината на другнте еле- менти на антената, практически не подобрява нейната насоче- ност. Това се обяснява с обстоятелството, че електромагнитното поле зад първия рефлектор е много слабо и амплнтудата на тока във втория рефлектор ще бъде малка. Влняннето на втория реф- лектор може да окаже благоприятно воздействие за намаляваие нивото само на задните и страничните листове от диаграмата на насоченост. На практика обаче, за да се подобрят показателите на основните параметри на многоелементните антенн, се поставят няколко рефлектора, монтирани в равнина, перпендикулярна на равнината, в която са разположенн другите елементи. Такива конструкции ще бъдат разгледанн в следващнте точки. Кол кото се отнася до броя на днректорите, трябва да се каже, че той оказва благоприятно въздействне върху основните пара- метри на антената. Добавянето на всеки нов директор увелнчава коефициента на усилване и подобрява насочеността на антената. При избор на броя на днректорите е нужно да се вземат предвид още и следуйте важни обстоятелства: увелнчаването на броя на Директорите намалява широчнната на честотната лента и стой- ността на входното съпротивление на антената. 53
6.2. АНТЕНН ТИП ВЪЛНОВ КАНАЛ ЗА I И II ТЕЛЕВИЗИОНЕН ОБХВАТ Едиоелемеитиа антена (сгънат дипол) Независимо от това, че сгьнатият дипол не е с голяма насоче- ност, той се разглежда, защото е основен елемент на многоеле- ментннте насоченн антенн. Прннцнпната схема на антената е осъществена със сгънат дипол и е по- казана на фиг. 33. Техннческите пока- затели на такава антена са: коефи- циент на усилване G=0; ъгъл на раз- твора в хоризонтална посока ан=80°; ^^5^7 ъгъл на разтвора във вертнкална по- сока ар=360°; коефициент на обратно излъчване ЛфР/ТнЛ=О dB. Размерите на едиоелемеитиа антена при различии J диаметри на тръбнте за различии те- левнзионнн обхвати са дадеин в табл. Фиг. 33. Едноелемеитна 12. Разстояннето между оснте на двата елемента на сгънатия дипол се подбн- ра 70—100 mm за метровите вълнн и 30—40 mm за дециметровите вълнн. Тези разстояния се спазват за вснчки активни вибратори, използуванн при миогоелемент- ннте антенн. Таблица 12 Телевизионна каяали 1 2 3 4 5 6-8 9—12 Дължина на вибратора, mm <1=84-12 mm 2760 2320 1760 1600 1470 725 630 d= 12-е-18 mm 2740 2300 1740 1580 1450 715 620 d= 18-=-30 mm 2720 2280 1720 1560 1430 700 610 Използуването на такъв тип гато е налнце сил но поле, т. е. ствсна близост до предавателя. антенн се налага в случайте, ко- когато прнемникът е в непосред- 54
„Двуелементна антена Принцициата схема на този тип антена е показана на фиг. 34. Техннческнте даннн на антената са: коефициент на усилване <6=3,5 dB; ъгъл на разтвора на диаграмата на насоченост в хо- рнзонталиа посока ои =75°; ъгъл на разтвора във вертикална посока а„=130°; коефициент на обратно приемане ЛфР/Тил== -ф'нг. 34. Двуелементна антена =8 dB. От данните се вижда предимството на тази антена спрямо -едноелементната. На фигурата е показана диаграмата на насо- ченост на антената. В табл. 13 са дадени размерите на антената за каналнте от I и II телевизионен обхват. “Таблица 13 Телевизионни канал* i 2 3 4 5 Раэмерн, mm R 3140 2680 2060 1870 1710 S 2560 2180 1700 1530 1400 Ar 900 * 760 590 535 490 Триелементна антена Тази антена се състон от един активен вибратору един рефлек- тор и един директор. На фиг. 35 е показано принципното н уст- ройство. Технпческите данни на антената са: коефициент на усил- 55
ване G~5 dB; ъгъл на разтвора на днаграмата на насоченост в- хоризонтална посока «И=65О; ъгъл на разтвора във вертикал- на посока ар=110°; коефициент на обратно прнемане ^фР/тил»е «15 dB. Фиг. 35 Триелементна антена Тези основнн параметрн не са фиксирани точно, тъй като мо- гат да се изменят за всеки телевизионен канал. Например коефн- циентът на усилване за първн телевизионен канал е G=5,0, а за пеги канал G=5,2. От диаграмата-на насоченост се вижда, че то- зи тип антена има сравинтелно добра защитеност спрямо смуще- ния. Размерите иа антената са посоченн в табл. 14. Таблица 14 Телевнэнонни канали 1 2 3 4 5 Размерн, mm 3350 2840 2200 2000 1830 S 2760 2340 1790 1620 1510 D 2340 2000 1550 1400 1290 Ar 900 760 590 535 490 ad 600 510 395 355 "330 Трите съставни елемента се закрепват на една носеща стрел 33 в хоризонтална равнина без изолатори в средата на елементите. Този монтаж е възможен, тън като в точките на закрепване на- прежението е нула. Редът на разположението на елементите НЭ1 56
носещата стрела е следният: в центъра се закрепва активният вибратор, пред него по посока на предавателя — първнят пасн- вен елемент (директорът), а зад активния вибратор — вторият пасивен елемент — рефлекторът. Всички елементи на антената се правят от метални тръби с днаметър 10—20 mm. За нзработване на носещата стрела може да се използува метална тръба с диа- метър 25—30 mm или някаква друга носеща релса с достатъчна механическа якост. Четириелементна антена Принципната схема н днаграмата на насоченост на тази анте- на са показани на фнг. 36. От диаграмата се вижда, че четнриеле- Фнг 36 Четириелементна антена ментната антена е с по-добри технически показатели от трнеле- меитната. Електрнческите параметри на антената са: коефициент на усилване G=6 dB; ъгъл на разтвора на диаграмата на насоче- ност в хоризонтална посока и„=63с; ъгъл на разтвора във вер- тикална посока а„=95°; коефициент на обратно приемане ЛфР/Тнл — = 18 dB. Размерите на отделните елементи на антената са дадени в табл. 15. Размерите на елементите за 1-вн и 2-ри телевизионен канал са подбранн така, че антенн Л са с разшнрена честотна лента. Например антената за 1-вн канал е пригодена за приемаие на програма и за вторн и трети телевизионен канал. 57
Таблица 15 Телевизионен канал 1(1. 2. 3) 2(2. 3) 3 4 5 Размери, mm R 3045 2486 1950 1770 1620 S 2540 2080 1705 1550 1420 Dt 1760 1664 1605 1460 1440 Dt 1540 1580 1570 1425 1310 Ar 940 950 844 767 704 Aqi 215 257 389 355 325 Adi 580 252 [ 862 | 785 720 Фиг 37 Петелементна антена Петелементна антена Петелементната антена е най-раз- пространената антена в радиолю- бителската практика. Тя има добри електрически показатели. Коефи- циентът и на усилването е G==8 dB. Диаграмата на насоченост в хори- зонтална посока има ъгъл на раз- твора аи==54°, а във вертикал на по- сока — «„=83°. Коефициентът на Таблица 16 Телевизионен канал i 2 3 4 5 1 Размери, mm U R 3130 2650 2060 1870 1710 S 2760 2340 1790 1620 1510 Di 2510 2130 1650 1500 1370 Dt 2490 2100 1630 1485 1360 2430 2060 1600 1450 1330 Ar 1200 1030 790 720 660 Adi 730 620 480 435 400 ADi 700 590 460 420 380 Adz 740 625 I 485 440 400 -58
обратного приемане е £фР/тил= 16 dB. Принципното устройство на антената е показано на фиг. 37, а размерите й са дадени в табл. 16. 6.3. ТЕЛЕВИЗИОИНИ АНТЕНН ТИП ВЪЛНОВ КАНАЛ ЗА III ТЕЛЕВИЗИОНЕН ОБХВАТ Антените тип вълнов канал са особеио подходящи за телеви- зиониите канал и от 6 до 12 в III телевизионен обхват. Те са се наложили поради това, че размерите им са сравнителио по-мал- ки. Намаляването на размерите дава възможност да се строят антенн с повече елементи, което води до получаваие иа по-голям коефициент иа усилване и по-добра иасочеиост. Прииципът. на .действие и конструктивните особености са сыците както иа анте- ните за I и II телевизионен обхват. Поради сравнителио малките им размерн на практика почти не се строят едно- и двуелементни антенн. Триелементиа антена Триелементната антена за III телевизионен обхват, кактосе спомеиа вече, не се различава по устройство от тази, използува- на за I и II телевизионен обхват (фиг. 35). Единствената особе- ност е, че тя е със сравнителио по-малки размери. Размерите на тази антена за всички канали на III телевизионен обхват (от 6 ло 12) са дадени в табл. 17. Таблица 17 Телевизионен канал 6 7 8 9 10 и 12 Размери, mm R 990 950- 905 870 840 | 805 780 S 815 780 745 720 690 665 640 D 690 660 630 610 585 560 545 Ar 270 255 240 230 225 220 . 215 ad 180 170 160 155 150 145 140 Коефициентът на усилване на триелементиите антенн за III телевизионен обхват е малко по-голям, откол кото при I и II те- левизионен обхват — G=»6,5 dB. Ъгълът иа разтвора в хоризон- 59
тална посока на диаграмата иа насоченост е ан = 60°, а ъгьлът на разтвора във вертикална посока ос=110°. Коефициентът на обратна приемане е Лфр/тнл = 17 dB. Монтирането на антената се осъществява по същня начин както на разгледаните дотук антенн. Петелементна антена Принципната схема на та- кава антена е показана на фиг. 37. Размерите са дадени в табл. 18. Както се спомена, това е най-разпространената антена за почти всички телевизионни канали. Електрическите пара- метри на антената са коефи- циент на усилване G~9 dB, ъгъл на разтвора на диаграма- Фиг. 38. Петелемеитиа антена с два та на насоченост В хоризонтал- рефлектора на посока ан=48°, а във вер- тикална посока av=79°, коефи- циент иа обратно приемане Лфр/Тнл = 18 dB. Петейементната антена може да бъде изпълнена и в друг ва- риант. При тази конструкция се използуват два рефлектора, кои- Таблица 18 Телевизионни канали 6 7 в 9 10 11 12 Размери, mm R 840 840- 800 760 700 710 680 S 730 690 680 660 605 580 550 720 630 660 640 610 580 560 D, 720 680 660 610 610 580 560 700 660 650 610 610 570 530 Ar 325 310 300 290 260 260 240 Adi 210 210 210 160 190 190 250 A Di 500 530 490 450 445 390 385 Adj 420 365 370 380 315 350 340 60
Таблица 19 Телевизионни канали 6 7 8 9 10 11 12 6—12 Размери, mm R 915 880 840 ( 810 780 750 720 830 S 810 780 740 715 690 660 635 630 Pi 730 705 670 650 625 600 575 620 О. 725 700 665 645 620 595 570 580 D3 710 6S0 650 625 600 585 550 550 Arr 550 550 550 550 550 550 556 550 Ar 350 340 325 310 295 285 270 275 AD1 215 205 195 190 180 175 170 lie A Ln 205 195 190 180 175 170 160 220 ADi 215 205 195 1.90 180 175 170 ,4si то се разпояагат; както е показано на фиг. 38. Размерите на ан" тената са дадени в табл. 19. При такова изпълнение на антената се подобряват нейните юсновни параметри. ' Размерите, посочени в последната графа, са за конструиране- то на широколентова антена, която може да се използува за прие- мането на всички телевизионни канали в III телевизионен об- хват. Такава антена обаче има сравнително по-малък коефициент на усилване и по-малка насоченост. 6.4. МНОГОЕЛ ЕМЕНТН И АНТЕНН ТИП ВЪЛНОВ КАНАЛ ЗА ill, IV И V ТЕЛЕВИЗИОНЕН ОБХВАТ Седемелементиа аитена за III телевизионен обхват Седемелементната антена се използува в места, където се на- лага да се приема сигнал с ниско ниво. Тази аитена има доста добри електрически параметри. Коефициентът иа усилване е <?я=10,5 dB, ъгьлът на разтвора на диаграмата на насоченост в хоризонтална посока — ан=44°, а във вертикална посока а„— =56°, коефициентът на обратно приемане е 6фр/Тил=20 dB. Размерите на антената са дадени в табл. 20, а конструкцията е показана на фиг. 39. 61
Таблица 20 Телевизионен канал 6 7 8 9 10 11 >2 Размери, гиги R 840 800 770 740 710 685 660 S 700 670 645 620 595 575 555 Dt 695 . 660 640 615 585 570 550 Dt ’ 710 670 650 620 595 580 560 D3 695 660 640 615 585 570 550 D< 685 650 625 600 575 560 540 D„ ' 670 640 615 590 565 550 530 500 475 455 435 420 405 390 adi 295 280 270 260 250 240 230 AD2 420 400 385 370 355 345 335 AD3 400 380 370 355 340 330 315 AD4 265 250 245 235 225 220 210 I ads 280 270 260 250 240 230 225 За подобряване на електрическите параметр» на антената както при петелементната антена се поставят два рефлектора, Такава антена е показана на фиг. 40, а размерите й са дадени в табл. 21. Фиг. 39 Седемелементна антена 62
Таблица 21 Телевизионен каивл 6 1 ’ 1 8 1 9 | 10 11 12 | 6-12 Размери, mm R 925 885 850 815 785 755 730 830 S 710 680 650 625 600 580 650 665 Di 700 670 640 620 595 570 555 630 Di 655 625 600 575 555 535 515 590 К. 620 595 570 545 525 505 485 555 о. 565 540 520 500 480 460 445 515 Dt 520 500 480 460 440 425 410 470 А#я 550 550 550 550 550 550 550 550 Ar. 310 295 285 275 265 255 245 260 Adi 125 120 115 110 105 100 95 110 Ads 245 235 225 215 205 200 190 220 Ads 385 370 355 340 325 315 305 345 Ads 400 385 370 350 330 325 320 365 Ads 425 405 390 375 360 345 335 355 ! Фиг. 40. Седемелементна антена с два рефлектора 63
Седемелементна антена за IV и V телевизионен обхват Конструкцията на такава антена е също с два рефлектора. Юбикновено размерите на антената се дават за групи канали, на- прийер от 21 до 25; от 26 до 30 и т. н. Размерите на такава антена са дадени в табл. 22. Разстояиието между елементите на вибратора (диаметърът на огъването му) е 40 mm. Таблица 22 Размери " 1 51 Ч ».| о.| °-| al AMt\ -м ЛО11 Л£>2 лоз AD4 D5 21—25| 377 308 293 290 |287 283 279 240 140 71 92 104 121 132 26—30 348 384 270 267 264 260 257 240 129 67 85 96 112 122 13ЛИ 31—35 324 364 252 249 264 243 240 240 120 62 79 89 104 114 Kat 36-40 303 247 235 232 229 226 223 240 112 58 74 83 97 105 21—40 336 274 261 258 255 252 249 240 125 64 82 92 104 117 Едииадесетелементна антена за ill, 1V и V телевизионен обхват Това е една от антените, конто се използуват за приемане на твърде слаб телевизионен сигнал и се прилагат в повечето слу- чаи, когато се иалага далечно приемане на телевизионна прог- рама. Тази антена се състои от два рефлектора и в някои случаи се означава като дванадесетелементна антена. Конструкцията й е показана на фиг. 41 а. Тя може да се нзползува както в честотния обхват 174—230 MHz, така и в обхвата на дециметровите вълни. За първия обхват коефициентът на усилване по напрежение е G=d2,0 dB. а за втория G~ 11,5 dB. Когато единадесетелемент- ната антена е изработена като широколентова антена за всички телевизиоини канали от 6-и до 12-и, коефициентът на усилване по напрежение се намалява и има стойност G~9 dB. Хоризон- талният ъгъл на разтвора на диаграмата на насоченост за кана- лите от 6-и до 12-и е ан=38°, а за каналит? от 21-ви до 40-и — ан=40°. Размерите на една едииадесетелементна антена са по- сочени б табл. 23. 64
Фиг. 41. Единадесетелементна антена а — без шунтово захранване; б — с шуитово захранване Единадесетелементна антена с Т-образна схема за съгласуване с кабела (шунтово захранване на вибратора) При разглеждане на различните видове антенн от тип вълнов канал се установи, че с увеличаване броя иа елемеитите значи- телно се подобряват качествените показатели на антената, но значително се намалява входното съпротивление на антената. То може да получи стойкости, значително по-малки от характерис- тичния импеданс на кабела. Това причинява лошо съгласуване 5 Любятелскя приемки. . . 65
Таблица 23 Капал 6 7 8 9 10 11 12 6— 12 21- 25 26- 30 31- 36 36— 40 Размери, mm R 1 85( 8 It 78C 750 720 695 67C 830 377 348 324 303 S I 74C 710 680 655 630 605 680 665 308 284 264 247 Dt 730 700 670 645 620 595 570 630 293 270 252 235 Рг 700 670 640 615 590 570 550 590 290 267 249 232 D3 690 660 635 610 585 575 565 565 645 555 287 264 246 229 680 650 625 600 555 535 515 283 260 243 226 Dt 670 640 615 590 545 525 470 279 257 240 223 D, 645 620 590 570 550 530 510 445 276 254 237 220 D- 645 620 590 570 570 550 550 530 510 420 272 251 234 231 217 D. 645 620 590 530 510 405 269 248 2)4 Dt 645 620 590 570 550 550 530 550 510 395 265 245 228 210 Arr 550 550 550 550 550 550 240 240 240 240 Ar 420 400 385 370 355 170 340 325 260 1)0 140 125 120 112 A Di 210 195 185 180 165 160 72 67 62 58 385 370 355 340 3125 315 305 220 92 85 79 74 ADt 510 490 470 450 430 4)5 400 345 104 ~96 89 83 AD4 315 305 290 280 270 260 345 250 365 121 112 104 97 ADS 425 405 390 375 360 330 385 132 122 113 "105 Adi 360 345 335 320 305 295 285 405 133 123 114 106 ADi 505 480 460 445 426 410 395 425 134 124 115 107 415 395 380 565 350 335 320 450 1361 126 117 105 A Dt 435 420 400 385 370 355 340 480 137| 127 118 110 иа антената с кабела, с което се намалява големината на сигнала и се влошава качеството на изображението. Прпнцииът на изме- нение на входного съпротивление на антената чрез Т-образна схема за съгласуване е разгледан в т. 5.1. Прпннипната схема на единадесетелементна антена с шунтово захранване е показана на фиг. 41 б. Антената е подходяща за приемане на много слаби сиг- 66
Таблица 24 Канал 6 7 8 I 9 | 10 | 11 | 12 / . MHz ср 178 | 186 194 202 | 210 218 | 228 Размерн, mm R 860 820 785 750 725 700 680 S 810 770 730 700 675 655 630 Oi 745 710 675 650 630 610 595 Da 730 700 665 640 620 600 585 D3 720 690 655 630 610 590 575 Di 710 680 645 620 600 580 565 Dt “I 700 670 635 610 590 570 555 D, 690 660 625 600 580 550 535 D, 680 650 615 590 570j 555 540 Arr 650 620 600 585 565 550 535 Ля, 300 385 275 270 250 235 220 Ad 170 160 155 145 140 135 130 ARt 130 130 120 110 110 105 100 В 525 510 485 455 440 420 410 нали и добре се съгласува към симетричен кабел с характерис- тичен импеданс 240 Q. Размерите иа антената са посочени в табл. 24. 6.5. МНОГОЕТАЖНИ АНТЕНН Приемането на телевизионна програма иа големи разстояния може да се осыцестви чрез приемки антенн с голям коефициент на усилване. При разглеждането на антените тип вълнов канал се установи, че с увеличаване броя на елементите се увеличава коефициентът на усилване. Обаче многоелемеитните антенн имаг сравнително малка широчина на пропусканата лента и, от дру- га страна, сравнително мал ко входно съпротивление. За зачреп- ване на елементите на такива антенн при телевизионните канали в I и 11 обхват е необходимо да се използуват дълги носещи стре- ли. Например за 1-ви телевизионен канал при деветелементна ан- 67
тена се получава дължина на носещата стрела 7 ш. Конструк- тивно такава антена трудно би се осъществила. Затова за далеч- до прнемане на телевизионна програма е изгодно да се използу- ват т. нар. синфазни антенн — многоетажии антенн. Фиг. 42. Намаляване на ъгъла на разтвора на диаграмата на насоченост при двуетажна сграда Такава антена лредставлява система от няколко отделяй ан- тенн тип вълнов канал, свързани електрически помежду си. Най- често срещаният начин на свързване при тези антенн е паралел- иото Многоетажните антенн имат голям коефициент на усилва- не, сравнително устойчива механична конструкция и малък вер- тикален ъгъл на разтвора на диаграмата на насоченост. Малка стойиост на ъгъла е необходима в случайте, когато се налага аи- 68
тената да бъде с повншена шумоустойчивост спрямо местни сму- щения. Експериментално е установеио, че шумовете от местни смутители се приемат от антената и се изразяват като светли точ- ки и чертички върху екрана. Смутители могат да бъдат искрооб- разуващи двигатели, преминаващи моторни превозни средства и др. Те винаги са разположени по-ииёко от приемната антена и за да няма смущения от тях, се налага да се използуват антеии, приемащи слабо електромагнитните вълни, конто се разпростра- ияват върху земната повърхност. От тази гледна точка най-важг ният показател за диаграмата на насоченост за приемните анте- нн при такива условия е ъгълът на разтвора във вертикалне по- сока. Колкото този ъгъл е по-малък, толкова смущеиията се прие- мат по слабо. Нагледно това е показано-на фиг. 42. Ако анте- ните са разположени една над друга, получава се намаляване иа ъгъла на разтвора във вертикална посока. Ъгълът на разтвора в хорйзонтална посока не се измени зиачително. Но при условие, че антеннте са разположени едиа до друга, се намалява ъгълът на разтвора в хоризонтална посока. По принцип свързаните по- между си антенн тип вълнов канал могат да бъдат с неограничен брой елементи. При многоетажните антенн за I и II телевизио- иен обхват не е подходяще евързването в етажите на антенн с по- вече от 5 елемента. Колкото повече елементи има в етажите на антената, толкова по-голямо е взаимното им влияние и по-трудна е иастройката. За III телевизионен обхват броят на елементите може да се увеличи например на 7, 9 и повече. Въпреки че оптималното раз- стояние между етажите трябва да бъде равно на дължината иа вълната X, на практика от конструктивни съображения то се из- бира При такова разположение на елементите коефициентът на усилване се намалява с около 20%. На фиг. 43 е показана конструкцията на една двуетажна ан- тена, състояща се от две петелементни антенн тип вълнов канал. Антеннте са разположени една над друга и имат намален ъгъл на разтвора във вертикално направление. Всеки етаж иа тази двуетажна антена е изпълнен като петелемеитна антена. Актив- ните вибратори на отделните антеии могат да се съединят чрез симетричен или коаксиален кабел. Свързването с коаксиален ка- бел е показано на фиг. 44. За да се получи пълно симетриране и съгласуване на отделни- те кабели, те трябва да имат размерите^ дадени в табл. 25. Кабе- лнте, от конто се правят отрязъците llt /2 и /3, са с характеристи- чен импеданс Z=75 й, а кабелът за отрязък /4 — със Z=50 Й. 69
Дадената дължина на отрязъка /2 отговаря на двуетажна антена при разстояние между етажите Но ако това разстояние е X, дължината иа отрязъка /2 се удвоява. Дължините на останалите отрязъци от кабела остават без изменение. Фнг 43. Двуетажна петеле- Фнг. 44. Схема иа свързване ментна антена на елементите на антената чрез отрязъци от коаксиален кабел с различии характернс- тични импеданси Таблица 25 Канал Размери. mm Канал I Размери. mm б 1. С 1,. 1. 1 11 1, 1,. К Is. 1 1900 1900 950 950 7 535 535 270 270 2 1600 1600 800 800 8 515 515 260 260 3 1240 1240 620 620 9 495 495 250 250 4 1120 1120 560 560 10 475 475 240 24 5 1030 1030 515 515 11 455 455 230 230 6 560 560 280 280 12 440 440 220 220 £—— Таблица 26_______________________________ Канал Размери, mm Канал Размери. mm '* 1 1, 1 Л '* ' 1 1900 1900 950 950 7 535 535 270 270 2 1600 1600 800 800 8 515 515 260 260 3 1240 1200 620 620 9 495 495 250 250 4 1120 1120 560 560 10 475 475 240 240 5 1030 1030 515 515 11 455 455 230 230 6 560 560 280 280 12 440 440 220 220 70
При моитиране на антената трябва да се внимава свързването на активните вибратори в отделните етажи да става синфазно. На практика това се осъществява, като отрязъцнте на кабела се свързват към съответните рамена иа вибраторите. Ако не се раз- лолага с коаксиалеи ка- бел с характеристичен им- педанс Z—50 Q (РК-6)/ от който се изработва съ- гласуващото устройство, съедииителният кабел мо- же да се свърже по схе- мата от фиг. 45. Тя е по-сложна от предната, но при нея се нзползува само един тип кабел с характеристичен импеданс 75 Й. Многоетажците- антенн могат да имат и по-слож-' на конструкция, напри- мер двуетажната двуредна петелементна антена, по- фиг. 46. Двуетажна двуредна петеле- ментна антена: а — «инструкция; б — схема на свързване на кабела Фиг. 45. Схема на свързване на елемеитнте на антената чрез от- рязъцн от коаксиален кабел с един и същи импеданс 71
казана на фиг. 46 а. Схемата на съединяването на кабелите е да- деиа на фиг. 46 б. Разстоянието между етажите на антената във вертикал ца посока може да се избере в границнте от-у- до 1, а з , разстоянието между редовете в хоризонтална посока от-^- X до X. Дължината на отрязъците иа кабела, чрез който става съеди- ияваието, е показана в табл. 26. Многоетажните антенн са удобни за колективно приемане. Най-подходящи от конструктивна гледиа точка са антеннте за телевизионните канали от 6 до 12. Те имат сравнително малки размери и могат стабилно да се закрепват върху обща мачта. При колективните антенн порадн обстоятелството, че кабелът се полага в тръби, както се спомеиа вече, е необходимо да се изпол- зуват коаксиал ни кабели. 7. МНОГОКАНАЛНИ АНТЕНИ Описаиите досега миогоелементни антенн имат сравнително добри електрически свойства. По точно, с увеличаване броя на еле- ментите се увеличава коефициентът на усилване и се намалява об- ратного приемане. Но с увеличаване на елементите се стеснява приемаиата честотна лента на антената. Това означава, че анте- ната става непригодна за използуване за ияколко телевизионни канала. Обикновеио тези антенн имат сравнително малък коефи- циеит иа припокриване Лш в честотния обхват на приемане, а именно: Лш = -г-^2. (38> /и където и /а са съответно най-високата и най-ниската честота на приемане от антената. В никои случаи е,необходимо да се приемат не само ияколко телевизионни канала от един обхват, а телевизионни канали от различии обхвати едновремеино. Например, ако едиа антена прие* ма всички каиали от I, II и III телевизиоиен.обхват, коефициен- тът Ли==_^1Д_ >6. 4 (I) 72
Съществуват различии типове многоканални антеии. От тях най-голямо -приложение в радиолюбителската практика са на- мерили антеннте с логаритмична периодичност, антеннте тип двойно V, ромбичните антенн и др. 7.1. АНТЕНИ С ЛОГАРИТМИЧНА ПЕРИОДИЧНОСТ (ЛОГОПЕРИОДИЧНИ) Фиг 47 Любителска конструкция на лого- периодична антена Тези антенн се наложиха в последните 10—15 години. Те имат коефициент &ш>10 и едни и същи електрически свойства както при честота /0, така и при честота т/п. Оттук и първото основно преднмство на логопериодичната антена — използуването на една единствена антена и един фидер за два, а в никои случаи и за три телевизионни канала в различии обхвати. Второто основно предимство на логопериодичните антенн е, че в текните диаграми на насоченост липсват задни и странични листа. На практика, по-добро приемане се получава в големи градове, където има отра- зен сигнал. При използуването им с подходяще насочваие прие- мането е без допълии- телии контури върху образа. Логопер иоди ч н и т е антенн са подходящи за многопрограмно теле- визионно -приемане. Те се използуват и за ме- ста, където се приемат два сигнала от телеви- зионни предаватели, работещи на един и съ- щи канал, или отразе- ни вълни, конто затруд- няват приемането. Съществуват различ- ии конструкции на ло- гопериодичии антенн, но поради голямата им сложност те не се при- лагат широко от радио- любителите. Най-подходяща за любителско изпълнение е оп- ростеиата конструкция на многоканалната логопериодична ан- тена, чийто общ вид е показан на фиг. 47. За направата на айте- 73
лата са необходнми дърцеии летвн, коаксиаАн кабел РК-1 и плоски ленти с медиа или неръждаема ламарина. Тази антена може да приема 5 телевизиоини канала (от i-ви до 5-и). Ако се налага да приема вснчки телевизиоини канали (от 1-ви до 12-и), броят на елемеитнте се увеличава. За да се конструира антената, предвйрително трябва да се направи дървената конструкция за закрепване на кабела. Той се закрепва от двете страни иа антената и по този начин се създава пе- риодичната й структура. Вътрешиият проводник на кабела, положен в долна- та част на антената, се свързва (чрез запояваие) с въишиата оплетка на Фиг 48 Схема на логопериодична антена кабела, КОЙТО се полага аа 12 телевизионин канала ' ПО гориата част на КОН- струкцията. Свързва нето на двата кабела в единия край на антената е показано на фиг. 47 (1). Закрепването на кабела към носещите дървени летви на антената се осъществява със скоби — фиг. 47 (2). Отдолу и отго- ре на носещата греда трябва да се закрепят ленти от мед или неръждаема ламарина. Ако не се разполага с такива ленти, мо- гат да се използуват калайдисани медни проводници. В местата на пресичане на кабела с леитите (лроводннците) трябва да се ссъществи електрически контакт. За тази цел се снема поли- хлорвинилната обвивка на коаксиалния кабел, поставя се скоба и лентата се запоява към оплетката на кабела. При запояваието не трябва да се позволява разтопяване на изолацията на коак- -сиалния кабел, тъй като кабелът се свързва накъсо. Конструкцията на дървените опори на една дваиадесетканална антена, към която се закрепва кабелът, схематично е дадена на •фиг. 48. С плътни линии са локазани горните носещи летви, а с прекъсвани — долиите. Ориентировъчно изчисляване на антената се извършва по -следния начин. Основата ВС на равнобедрения триъгълник АВС се определи от израза о, ^гаах „„ g » mm, (39) 74
където п е номерът на канала с най-ниска честота; Х,тах — дължината на вълната на телевизиониия канал с най-ниска честота. За 1-ви телевизионен канал дължината на вълната е най-го- ляма или Х=6 т. Тогава за този канал се получава 2/1==--2—=3000 mm. По конструктивни съображения се избира параметърът т= '"+ —0,74 1П откъдето се определи ъгълът на разтвора а=50°. Размерите на антената, работеща в обхват от честоти от 1-ви до 12-и телеви- зионен канал, са дадени в табл. 27. Размерът Ln е разстоянието между осиовния елемент 1 и останалите елементи. Таблица 27 Канали Поредев номер на летвата 1п L п 1 1-5 1 1500 — 2 1290 450 3 1110 840 4 954 1170 5 820 1460 6 706 1700 7 607 1910 8 522 2090 6—12 9 450 2250 10 387 2386 11 333 2503 12 286 2604 13 246 2690 За да работи антената на всичките 12 телевизиоини канала, необходимо е носещата летва да има дължина 2700 mm. Сечение- 75
то й за по-голяма якост се взема с размера 120/60 mm. При така- ва конструкция се използуват 26 напречйи летви, конто трябва да имат дължините, посочени в таблицата, и иапречио сечение 50/30 mm. Ясно е, че антенната конструкция за всички телеви- зиоини канали ще бъде доста тежка и груба. В радиолюбител- ската практика такива антенн обикновено се правят за по-малък брой канали. Например, ако антената се конструира само за пър- вите пет телевизионни канала (от 1-ви до 5-и), дължината на но- сещата летва ще се намали на 2100 mm, а броят на елементите ще стане 16. При конструнране на този тип антенн носещата мачта може да бъде шарнирно закрепена, за да се насочва антената в различии посоки. При експериментиране на радиолюбителски логопериодични антенн много добри резултати са получени от конструктора инж.. В. Белков, публикувани във в. „Направи си сам", бр. 7 и 8 от 1982 г. На фиг. 49 са показани конфигурацията и размерите на този тип антена. Тя може да се изработва за произволен брой кана- ли. На фигурата са посочени и възможните случаи за кояструи- ране на антена за честотния обхват 400—530 MHz (от 21-ви до 27-и телевизионен канал); за честотния обхват 170—240 MHz. (от 7-и до 12-и телевизионен канал). При използуваие на цялата дължина на антената (1893 mm) се създава възможност за прие- 76
мане на телевизионна програма в обхвата, от 170 до 530 MHz (от 7-и до 27-и телевизионен канал). Конструкцията на антената е показана на фиг. 50. Тя се съ- стои от две самостоятелни еднакви платиа, монтирани едно вър- Фиг. 50. Закрепване на елементите ху друго и завъртяни па 180° спрямо носещата мачта. Прн монти- рането трябва да се спазва правилото еднаквнте четвъртвълнови вибратори да се поставят един срещу друг. Платната могат да се нзработват от всякакъв вид метални тръ- би или пръчки с диаметър 12—18 mm за носещйте елементи и Фиг. 51. Закрепване на Фиг 52. Свързване на коаксналнии кабел двете платна €—10 mm за вибраторите. Тъй като антената е с доста големи раз- мери (особено това се отнася при приемане на две програми в раз- личии обхвати), препоръчва се тя да бъде изработена от алуми- ниевп тръби. Това олекотява конструкцията и опростява монта- 77
жа на антената. За носещи елементи могат да се използуват и корнизи, изработени от декапираиа ламарина. При изработката на платната трябва да се спазват точно раз- мерите на вибраторите и разстоянието между тях. Известна труд- ност представлява закрепвансто на вибраторите към носещия елемент. За разлика от антените тип вълнов канал тук е необхо- димо да има много добра галванична връзка между елементите и носещата мачта. Нарушаването на тази връзка се отразява върху параметрите на антената. Трябва да се отбележи, че последи и яг вибратор е с най-малка дължина. Свързването на двете платна се извършва по начините, пока- зани на фиг. 51. Разстоянието между носещите тръби на двете платна трябва да бъде 32 mm. Това разстояние се осигурява от три изолиращи пластмасови или дървени трупчета. При монти- 78
рането им се внимава двете платна да не се свържат галванично. Входният импеданс на описаната антена е около 70 й, което дава възможност тя да се свърже с входа на приемника с коаксиа- лен кабел с характеристичен импеданс от 60 до 80 й. Използуват се симетриращи и съгласуващи устройства, описани в т. 5. Свър- зването на антената с коаксиалния кабел по начина, показан на фиг. 52, не се препоръчва. Свързването на кабела към активния елемент става чрез винтче и гайка. От механични съобряжения кабелът се превързва към един от носещите елементи. След монтирането и закрепването на антената се пристъпва към ориентирането й. Обикновено се търси посоката на директна- та вълна, конто не винаги съвпада с посоката към предавателя. Често се оказва, че с по-голяма мощност е някой отразен сигнал» който сключва произволен ъгъл с посоката към предавателя. На фиг. 53 са показани размерите на едно платно на логопе- риодична антена от описания тип. Всички размери са дадени в mm. Монтирането на антената става по начина, показан на фиг- 51. За най-разпространените каиали(от 6 до31) антената имадъл- жина около 2 т. 7.2. АНТЕНИ ТИП ДВОЙНО V Тази антена е изключително подходяща там, където се нала- га смяна на телевизионни канали в дадено населено място. На- пример преди години, когато в гр. Варна и Варненски окръг те- левизионного разпръскване беше поставено на радиолюбителска 79
основа и каналите чёсто се сменяха, беше подходяще нейното из- ползуване. Основного й предимство е, че при зиачително проста конструк- ция се постига широколентност. Тя намира приложение при прие- мане на няколко телевизионни канала. В никои случаи може да се използува за приемане дори на ияколко канала от различии телевизионни обхват»: от метровите вълни. Тези свойства се дъл- жат на факта, че антената резонира в първи обхват като полувъл- нов дипол, във II обхват — като дипол с дължина X, в III — ка- то дипол с дължииа 2 X и т. н. Конструкцията и размерите иа такава антена са дадени на фиг. 54. За разлика от антените тип вълнов канал закрепването на та- зи антена към мачтата се осъществява чрез изолациониа подлож- ка. Двете половиии на антената са съединени също чрез изола- ционни подложки, изработени обикновено от гетинакс. Основии- ят недостатък на антената е, че няма еднакви електрически па- раметри за всички телевизионни канали. От друга страна, пара- метрите й са силно зависими и от атмосферните условия. ---------зов- Фиг. 55. V-образна антеиа с бягаща вълна 7.3. V-ОБРАЗНА АНТЕНА С БЯГАЩА ВЪЛНА ЗА 12 КАНАЛА Посока. телевизионен Конструкцията на тази антена е показана на фиг. 55. Основният й елемент е двупроводна линия с про- менливо характеристичен импеданс и 6 сгънати под ъгъл 120° линейни вибрато- ра. Всички елементи са раз- положени в една плоскост. Коефициентът на усилване по напрежение на антената за каналите от 1 до 5 се из- мени от 1,5 до 1,7 dB, а за останалите канали 6—12 — до 2,5 dB. Тръбите, от конто е съставена събирателната линия, се зак- репват непосредствен© на конструкцията на антената чрез изола- ционни материала (гетинакс, текстолит и др.), а в никои случаи на дървена подложка с помощта на порцеланови изолатори. Еле- ментите иа вибраторите могат да се закрепват към тръбите на съ- бирателната линия със гпрпияпни скоби или чрез заваряване. «0
7.4. РОМБНЧНА АНТЕНА Този тип антена е много подходяща за места, където друга на- сочена аитена не може да осигури достатъчно усилване и широ- колентност и където е възможно изграждането на обемиста ан- тенна система. Входният импеданс в точката на свързване на ром- бичната антена е около 800 й. Поради това е необходимо да се поставят две системи, разположени една над друга. По този на- чин се увеличава усилването, като сыцевременно входният импе- данс намалява наполовина. Това е благоприятно при свързваие на този вид антена със симетричен фидер. За да се получи режим на бягаща вълна, ромбичната антена се натоварва на отсрещния край (краят, към конто не е свързан фидерът) с резистор със съ- противление около 800 й. Практическото етажно-изпълнение на ромбичната антена е показано на фиг. 56. Геометричните размери на ромба се определят със г-щдните изрази: d—nkcp', £=Хср(2п—1); —1, (40) където п е число, с което условно се означава усилването на ан тената съгласно с табл. 28. Обикновено п приема стойности в границите от 4 до 8. Поради голямата площ, която заемат тези антенн, използуването им в ра- диолюбителската практика е по-рядко. Освен голямата площ при ромбичната антена съществува и 6 Любителскн пршмнн 31
Таблица 28 п 1 2 3 4 | 5 6 7 8 Ku. 4В 1,75 2.3 3.1 1 3,7 | 4,2 4,6 | 4,9 5,1 допълнителна трудност — нейното насочване. То може да се из- бегне, като се нзползува само един укрепващ стълб, на който се поставя челото на антенната система, т. е. краят с товара. Оста- налите 3 стълба се поддържат с обтяжки или се укрепват с вре- мении опори. След насочване на антената стълбовете се закреп- ват в земята.' Тази антена не е дйректно заземена, затова към фи- дера трябва да се запои предпазител против гръм. Подходящ свързващ фидер за тази антена е показания? на фиг. 8. Необхо- димо е при проектирайМо на такъв фидер характеристичният му импеданс да бъде 400 Я. Размерите му се определят от уравн. (21). При съпротивление 400 Я и -проводник с диаметър 2 mm разстоянието между проводниците е 28 mm. Въпреки своите добри електрически свойства поради големи- -те размери тези антенн намират приложение само при условия, където има доста голяма площ за по- строяването им. Например за I теле- визионен обхват рамото на ромбичната антена има дължина около 27 т, а об- щата й дължина е 50 т. За III телеви- зионен обхват размерите са сравнител- но по-малки — при усилване 16 dB рамото на ромбичната антена има дъл- жина около 11 П1. Тези размери позво- ляват монтирането на ромбичната ан- тена да стане иа покрива на жилищен блок. Фиг 57. Рамкови антенн 7.5. РАМКОВИ АНТЕНН Рамковите аитени са широколенто- ви насочени антенн, конто могат да приемат телевизиоини сигнали от 1-ви до 5-и нли от 6-и до 12-и канал. Те се строят обикновено с рефлектор, който се поставя зад активния елемент. Активиият елемент се изработва от метални тръби във вид на правоъгълна рамка, а рефлекто- рът — от няколко хоризонтални тръби, свързани в краищата си с две вертикални тръби (фиг. 57). 82
Размерите на антената, показани на фигурата, са за телсвп- зионните канали в III обхват (6-и — 12-и канал). Основните еле- менти на антената са: 1 — активен елемент (рамка); 2 — рефлек- тор; 3— носеща мачта; 4— носещи напречни планки; 5— изо- лационна плочка, и 6 — метално мостче. Антената е със симетричен вход с входно съпротивление 300Q. Съединяването й с приемника трябва да става със симетричен кабел. Когато се налага да се съединява с коаксиален кабел, необходимо е да се нзползува симетриращо U-коляно. Включва- нето на кабела става в т. А и В така, че по възможност той да ле- жи в хоризонтална равнина, перпендикулярна на равнината на антената. За препоръчване е кабелът да се привърже към мачта- та на антената, но само в една точка, ако се нзползува симетричен кабел. Привързването се прави с изолационна лента. Рамката на антената се свързва към носещата мачта с три фвързващи планки без изолатори. Това е възможно, тъй като средннте точки на хоризонталните страни на рамката са с нулев потенциал. Единственото място, в което се нзползува изолатор, са точките на изводите на антената. Рефлекторът се закрепва нап- раво към мачтата. За получаване на по-голям коефициент на усилване и по-добра насоченост рамковите антенн могат да се монтират и на етажи. 1.6. АНТЕНА С ЪГЛОВ РЕФЛЕКТОР Както показва и самото наименование, при тази антенна фор- ма (фиг. 58) рефлекторната стена (2) е свита йод ъгъл. Всяка по- ловина на вибратора (1) има формата на сгънат триъгълник. Двете половини на рефлектора се разполагат под ъгъл 90° един спрямо друг и се закрепват чрез обща планка (3) към носещата мачта (4). В никои конструкции този ъгъл се намалява на 60° и дор и на 45°. Антената с ъглов рефлектор е широколентсва и меже да се из- ползува както в честотния обхват от 174 до 230 MHz (канали.от 6-и до 12-и), така и в обхвата от 470 до 630 MHz (канали от 20-и до 40-и). За телевизионните канали от 1-ви до 5-и размерите са доста големи и този тип антенн е нецелесъобразен. Рефлекторът може да се направи от перфорирана ламарина или от решетка, изработена от метални ленти и тръби. Разстоя- нието между тръбите или лентите не трябва да бъде по-голямо от 150 шт за антените, работещи в честотния обхват 174—230 MHz, и не повече от 30 mm за антените, предказначени за честотния 83
обхват 470—630 MHz. Диаметърът на тр*Аи*е и размерите на лентите ие са от значение. Вибраторът се закрепва към средната хоризоита/ на тръба на рефлектора с помощта на свързващ мост. Всяка половина на вибратора може да се изработи от неръждае- ма ламарина или дуралуми- ний. Свързването на антената с ъгловия рефлектор и те- левизионния приемник става със симетричен кабел, който се включва по начина, пока- зан на фиг. 59. Когато се налага да се използува ко- fat тсдсйихра Фиг. 58 Антена с ъглов рефлектор / — вибратор; 2 — рефлектор; 3 — иосещ* мачта Фиг. 59. Свързване на вибра- тора на антената с ъглов ре- флектор със симетрнчен кабел да стане чрез симетрнращо аксиален кабел, включването трябва устройство. Размерите на лентата за честотния обхват 174—230 MHz (от 6-и до 12-и телевизионен канал) са показани в табл. 29. Антената йма сравнително добро насочено действие. Коефи- циентът на усилване по напрежение за всичките канали е около Таблица 29 Телевизионен канал /». nun a, mm И, mm L. mm /ст, mm s, mm 6—12 525 100 1500 1770 I 375 480 84
8. СТАЙНИ АНТЕНИ В места, близки до телевизионния предавател, могат да се из- ползуват антеии, поставени до телевизора или монтирани вътре в него. Монтираиите вътре в телевизора антеии в повечето слу- чаи са предназначени за приемане на телевизионни канали от III, IV и V обхват. Основното предимство на всички видове стайни антенн е тях- ната простота, лесно мОнтиране, както и ниската им цена. Не- удобството им е, че вътре в зданието е силно изразена интерфе- ренцйята на електромагнитното поле, поради което полете в зат- ворен» помещения е поле на стоящи вълни. За да се получи изо- бражение без „снеговалеж** и появяване на ореоли в изображе- нието. трябва много добре да бъде подбрано мястото на антената и тя правнлно да бъде насочена. Ако тези условия не са спазени, върху качеството на изображението ще окайва влияние движе- нието На хората близко до антената или пък разположението на отделяйте предмета в стаята. За да може антената да се постави на подходящо място и да не загрозява помещението, трябва да е създадена възможност за изменяче на размерите й. Но е нужно веднага да се отбележи, че антена, която има по-малки размери от половината дължина на вълната, е с малка ефективност. Така че при конструирането и изработваието на стайни антенн се пос- тавят противоречиви изисквания. Свързването на антената с входа на телевизионния приемник става с кабел, чиято дължина не превишава 1,5—2,5 гп. Поради това не се изисква съгласуване на антената с кабела, зашото, ако се получат отразени вълни, изместването на второто изображе- ние спрямо първото ще бъде много малко и няма да се забелязва на екрана на телевизионния приемник. Използуването на стайни антенн като правило трябва да ста- ва при наличието на силен сигнал. При слаб сигнал винаги се прави компромис между хубава картина и качествен звук. 8.L СТАЙНИ АНТЕНН, ИЗПЪЛНЕНИ КАТО ПОЛУВЪЛНОВ ИЛИ СГЬНАТ ДИПОЛ Най-простите стайни антенн се получават, като се използу- ват основните елементи на антеннте — полувълновият или сгъна- тият дипол. Две прости конструкции на този тип антенн са пока- зан» на фиг. 60. А жената от фиг. 60 а може да се изработи от 85
всякакъв вид проводник (антенен, монтажей, шнур за електро- домакински уреди и др.). Свързването на антената с приемника става също с произво- лен проводник. Този тип антена се изработва много бързо от си- Фиг. 60 Стайна аитена, направеиа от кабел 42 — полувълнов дипол; б — сгънат дипол метричен лентов кабел. Елементите на антената се получават от разединяването (разцепването) на една част от кабела с опреде- лена дължина, а останалата част се използува за свързващ фи- дер. Изолаторите могат да бъдат от гетинакс, текстолит или плек- сиглас, а в никои случаи и готови изолатори от антените на ра- диоприемнините. Когато се използува лентов кабел, антената мо- же да има вида на сгънат дипол, както е показано на фиг. 60 б. Двата края на кабела се запояват. Дължините и на двете антенн са равни приблизително на по- ловината дължина на вълната. За отделните канали те могат да се вземат от табл. 8. Основен недостатък на описаните антени е, че трудно се ори- ентират. Много по-добри резултати се получават при антените с телескопична конструкция. 8.2. ТЕЛЕСКОПИЧНИ АНТЕНИ Тези антени могат да се изработват за всички телевизионни канали. Обикновено те се състоят от две симетрични пеловини с телескопична конструкция. За целта се използуват от 3 до 4 ме- тални тръбички с различии диаметрн, поставени една в друга, 86
така че всяко рамо на антената може да се регулира по дължина. Това регулиране е в границите 300—1350 mm. Двете половини на антената се монтират на обща изолацион- на подложка, изработена от пластмаса или дърво. Монтирането Фиг. 61. Телескопична антена се прави шарнирно, за да може ъгьлът между двете части на ан- тената да се регулира (фиг. 61). Точното подбиране на ъгъла, както и раз положен ието на антената в стаята, става опитно. 8.3. АНТЕНИ, МОНТИРАНИ ВЪТРЕ В ТЕЛЕВИЗИОННИЯ ПРИЕМНИК Тези антени работят без пренастройка за всичките 12 телеви- зионни канала. Използуват се при приемане на силен сигнал на разстояние не повече от 5—6 km от телевизионния предавател. Обикновено те се състоят от два скъсени симетрични вибратора. Графичният оригинал на такава антена, изработена от фолиран гетинакс, е показан на фиг. 62. Размерите на антената са посо- чени на фигурата. Единият от вибраторите се състои от два сек- тора на окръжност, а другият — от 2 ивици с широчина 25 mm. Настройката на вибраторите в резонанс се осъществява от две бобини с индуктивност и Ьг, всяка от конто се състои от по 13 навивки с проводник ПЕЛ— 1,0 mm. Диаметърът на бо- бините е 9 mm, а стъпката, с която се навива проводникът — 1,5 mm. Кабелът, свързан с входа на приемника, се включва к’ьм точките а и б на бобините. Изводът се прави от третата навивка. Антената се монтира вътре в кутията на телевизионния прием- ник непосредствено под горния капак? Ако размерът на прием- ника не позволява да се постави вътре антената, монтирането мо- же да стане отвън, при условие че не се загрозява помещението. 87
Ако може да се направи прорез в капака на телевизионния при- емник, излязлата навън част от диска на антената ще позволи тя да се завърти до получаване на най-добро изображение. Закрепването на диска към приемника трябва да стаие с щифт Фиг. 62. Телевизионна ан- тена за моитиране вътре в приемника от изолационен материал. Тази антена може да бъде напра- вена и от алуминиево или медно фо- лио, закрепено на гетинаксова или текстолитова подложка. При използуцане на станните анте- нн трябва да се знаят следните особе- ности: 1. Станните антенн дават добри ре- зултати при приемане на сигнал н< разстояние не повече ст 10 km от пре давателя с ниско ниво на смущенията 2. Качеството на изображението • звуковия съпровод при използуване hi стайни антенн зависи силно от полс- жението на антената в стаята. В мноы случаи при многократни отражения н • сигнала се образуват стоящи вълни получаването одновременно на качест вен звук и качествено изображение не винаги е възможно. 3. Качеството на приемане силно зависи от предметите в по- мещението. Движението на хората също оказва влияние. 9. КОЛЕКТИВНИ ТЕЛЕВИЗИОИНИ АНТЕНН 9.1. ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП НА ДЕЙСТВИЕ За системите за колективно телевизнонно приемане ДИ „Тех- ника" издаде през 1985 г. книга [4]. Проявеният интерес от ни- кои радиолюбители към отделни елементи и възли на тези систе- ми налага тук да бъдат разгледани само никои въпроси, конто- ще спомогнат за по-бързото и масово внедряване на системите в нашата страна. Колективните телевизиоини антенн намират широко приложе- ние в големите градове, където една антена обслужва от 50 до> 100 абоната. На покрива на зданието вместо много индивидуални антенн се поставя само една с голям коефициент на усилване н -88
гол яма насоченост. Тази антена се свързва с кабелни линии, по конто сигналът, приет от антената, се подава към отделните теле- внзионни приемници. Такива антенни системи осигуряват високо качество на телевизионного изображение. Освен това те подобряват външния вид на сградите, тъй като множеството антенн се за- мени с една. Обикновено системата за колективно телевизнонно приемане се състои от следниге елементи: една или няколко антенн, кон- то се монтират на покрива на сградата; антенен усилвател; ма- гистрални линии, положени в специално предвидени изолацион- ни канали; разпределителни кутни, разположени на всеки етаж; абонатни отводи, свързващи разпределителните кутии с телеви- зионните приемници.* Освен тези основни елементи необходимо е да се предвидяг разделителни филтри за приемане на две или повече програми.. Чрез тях се свързват две или повече антенн към общия вход на антенния усилвател. При проектиране на телевизионна система за колективно при- емане от голямо значение е правилният избор на вида на кабел- ната мрежа. От това зависи до голяма степей предаването на те- левизионните сигнали от приемната антена до входа на телеви- зионния приемник да става без затихване и изкривяване. Пра- вилният избор на кабелната мрежа определи сигурността на сис- темата, от която зависи главно нейната стойност. В практиката са намерили приложение две основни структурни схеми на раз- предел ителна кабелна мрежа: а) схема с паралелно включване на няколко вертикални (хо- ризонтални) кабелни линии; б) схема с последователно включване на магистрални линии. В някои случаи тези две основни структурни схеми могат да имат и разновидности, определящи се от конкретните условия — брой и раз положение на етажи, помещения и др. 9.2. СИСТЕМА ЗА КОЛЕКТИВНО ТЕЛЕВИЗНОННО ПРИЕМАНЕ: С ПАРАЛЕЛНО ВКЛЮЧВАНЕ НА НЯКОЛКО ВЕРТИКАЛНИ РАЗПРЕДЕЛИТЕЛНИ ЛИНИИ Тази система е проста и сигурна (фиг. 63). На места, където- се приема сигнал с високо ниво, тя може да се приложи без ан- тенен усилвател, като всяка магистрална линия се захранва от отделка антена. Удобна е за висок и сгради с много етажи и с мал ко отклонения на абонатни линии на етаж. Системата може 89
да се използува за приемане на един или ияколко телевизионни канала в честотните обхвати от 48,5 до 100 MHz и от 174 до 230 MHz. Приемането може да стане чрез отделен усилвател за опре- делен канал или чрез преобразуване на честотите на канала в Фиг. 63. Система за колективно телевизиоино при- емане с паралелно съединяване на магистралннте линии 1 — антена за III телевизионен обхват; 2 — антена за I и II телевизионен обхват; 3 — антенни кабели; 4 — фнлтър; 5 — уснлвателн; 6 — разпределителиа кутни; 7 — магист- рална линия; 8 — абонатин кутин; 9 — абонатни отводи; 10 — товарнл резнстори честотните обхвати на I, II или III телевизионен обхват. Системата работи по следния начин. Телевизионните сигнали, приети от телевизионната антена 1 за III телевизионен обхват (174—230 MHz), и антена 2 за I и II телевизионен обхват (48,5— 100 MHz) чрез кабелите 3 се подават към съгласуващото устрой- ство 4. Това е филтър, след който сигналът се подава към входа на антенния усилвател 5. От изхода на усилвателя чрез специал- ни разпределителни кутии 6 сигналът се подава към магистрал- 90
ните линии 7. За магистрални линии се използуват коаксиални кабели. На отделните етажи се поставят разпределителни кутии Чрез тях към магистралните линии се свързват абонатните от- води 9. Всяка магистрална линия е натоварена в края с резистор 10 със съпротивление, равно на характеристнчния импеданс на кабела. При повечето използувани коаксиални кабели той е 75 й. Този начин на свързване съ’здава пълно съгласуване на кабела, с което се осигурява качествено изображение (без контури) без загуби на енергия. 9.3. СИСТЕМА ЗА КОЛЕКТИВНО ТЕЛЕВИЗИОННО ПРИЕМАНЕ С ПОСЛЕДОВАТЕЛНО ВКЛЮЧВАНЕ НА НЯКОЛКО . ВЕРТИКАЛНИ МАГИСТРАЛНИ РАЗПРЕДЕЛИТЕЛНИ ЛИНИИ Тази система може да се приложи с успех в случайте, когато сградата е с малко етажи. Предварително трябва да се каже, че тя дава по-добри резултати при канали с по-ниски честоти, дока- то при каналите с по-високи честоти се получава значително за- тихване на сигнала. Принципната схема на такава система е по- казана на фиг. 64. Фиг. 64 Система за колекхивно телевизионио приемане с последователи о включваие на маги- стралните линии 1 — антена за I н II телевизионен обхват; 2 — антенен кабел; 3 — антенен усилвател; v —магистрални линии; 5 — абонатни кутни; 6 — абонатнн отводи; 7 — товарни ре- зистор и Приетият от антената 1 сигнал се подава чрез съедннителния кабел 2 към антенния усилвател 3. Усиленият сигнал от изхода на усилвателя се подава към магистралните линии 4, конто са 91
свързанн последователно. Свързването на абонатните отводи 6 с магистралната линия се-осъществява с разпределителните кутин 5. Краят на послецната магистрали а линия е натоварен с резисто- ра 7, конто има съпротивление, равно на характеристичния импе- данс на кабела. Както се спомена. описаните две системи не са единствените- Например първата система може да има разновидност при пара- лелно включване на хоризонтални магистрали.! линии. Такава система е.удобна за хотели с дълги коридсри, където могат да се монтират магисгралните линии. Съществуват и други видове системи. 9.4. СЪСТАВНИ ЕЛЕМЕНТИ НА КОЛЕКТИВНИТЕ ТЕЛЕВИЗИОННИ АНТЕНИ Антенн За построяване на колективни антенни системи най-подходя- щи са многоелементннте антени тип вълнов канал. В случайте, когато се налага да се приемат две програми в различии телеви- зионни обхвати, е необходимо да се монтират две отделни антени на една обща мачта. Тези антени се насочват индивидуално към съответния предавател. Свързването на антените става с отделни кабели към разпределитечння филтър на системата. Използува- нето на широколентови антени не се препоръчва. Едноканалните антени в сравнение с антените за няколко канала имат по-добро усилване, по-голяма защитеност от смущения и по-добри възмож- ности за насочване. Тези качества се постигат, особено когато се използуват многоетажни антени. При две отделни антени в раз- личии телевизионни обхвати антената за честотен обхват 174— 230 MHz се разполага винаги по-високо от тази, работеща в об- хвата 48,5—100 MHz. Това правило важи, когато антените са за канали в III, IV и V телевизионен обхват. Мачтата, на която се закрепват антените, трябва да има достатъчна дължина. Разпределителни кутни и филтри Свързването на отделните абонати към магистралните кабели става чрез разпределителни кутии. В нашата страна те се произ- веждат и са стандартизирани. Такива разпределителни кутин за- едно с всички елементи на колективните антенни системи се мон- тират в сервизните телевизионни бази в цялата страна. Те са опи- 02
•сани в различии литературнп източници. Поради това тук са разгледани конструкции, конто се произвеждат в СССР, а също .и ,такива, конто могат да се изработят от радиолюбители. Най-голямо разпространение има разпределителната кутия КРТ-6, работеща на всичките 12 телевизионни канала в метровия о нагл ни отводи Фиг. 65- Распределители а кутия тип КРТ-6 обхват. Чрез нея се дава възможност да се включат 6 абоната към магистралния кабел. Монтажната схема на тази кутия е показа- на на фиг. 65. За изработването й се използува Специален много- жилен кабел КПТА с дължина 250 ст. Той се закрепва на мои- тажна плоча, като основният проводник (вътрешният) се свързва към магистралната линия, а останалите проводници се свързват към абонатните линии и се натоварват с резистори със съпротив- ление 75 Й. Тази разпределителна кутия внася много малко затихване в магистралната линия и осигурява добра защитеност (голямо пре- ходно затихване) между отделимте абонати. Стойностите на за- тгихването на разпределителната кутия и на коефициента на пре- даване в абонатните изводи за всички телевизионни канали са посочени в табл. 30. Въпреки че описаната разпределителна кутия дава много доб- ри резултати, тя не се използува много от радиолюбители. При- чнната е. че трудно може да се достави специалният кабел КПТА, |.ойто не се пронзвежда у нас. Много по-лесно е изработзането на разпределителна кутия по метода па печатайте платки. Принципната схема на такова уст- ройство е показана на фиг. 66 а, а точните размери са посочени ла фиг. 65 б. Печатната платка с направена от плочка от двойно фолиран 93
Таблица 30 Телевизионен канал 2 3 4 5 Затихване лииия-абоиат, dB Затихване в магнст- р ал пата линия, dB 25 23 22 21 0,1 0,1 0,15 0,25 20 0,3 0,55 0,55 0,55 0,55 0,5 0,5 Лбснатни огпВсди Фиг. 66 Разпределителна кутия, изработеиа на печатиа платка а — принципна схема; гетинакс с размери 120x60x1,5 mm. Ако не се разполага със заводски фолиран гетинакс, той може да се приготви по извест- ните радиолюбителей» методи. Печатната схема е нанесена само от едната страна на плочката. Изводите А и Б на печатната плат- ка се евързват към магистралния кабел. Проводникът между из- водите А и Б от фолиото заедно с фолиото на обратната страна на плочката образуват високочестотна линия, чрез която се преда- ват телевизионните сигналя. Широчината на печатайте проводни- ки се подбира така, че тази линия да има характеристичен импе- данс 75 Q. Входът и изходът на схемата са евързани към клеми.. Оплетката на магистралния кабел се запоява към фолиото на противоположната страна (неразяденото фолио) — земя. Пара- 94
zg- towни размери 95
лелно на централния проводник са разположени 6 плоски про- водника, представляващи линиите, чрез конто се отнема енергия- та на всеки отвод. Към единия край на тези линии се запоява ка- белът иа абонатиите отводи, а към другия се свързва по един ре- зистор със съпротивление 75 Q (МЛТ). За удобство при монтажа на всеки извод може да се отпресова монтажно ухо. Преди занит- ваието срещуположната страна на фолиото може да се изреже с необходим ия диаметър. Електрическите параметри на разпределителната кутия от описания тип са дадени в табл. 31. Таблица 31 Телевизионен канал Затихване ли- иня-абонат, dB 24,5 23,5 21 Затихване в ма- гистралиата линия, dB 0,3 0,35 0,45 0,55 Фнг 67. Разпределителен филтър за две програми В случайте на многопрограмио телевизионно приемане е не обходимо да се свързват две или повече антенн към общ вход иг антеиен усилвател. Такова свързване може да се осъществи чрез разпределителни филтри. Съществуват много схеми на филтрн в » зависимост от броя на програмите и номера га на телевизионните 96
канали. Обикповено филтрите се правят за включване на антенн •от I, II и JII телевизионен обхват. По подобен начин се разделят телевизионните канали в III обхват от каналите в IV и V обхват. Принципната схема на филтър за разделяне на честотния обхват 48,5—100 MHz от честотния обхват 174—230 MHz е показана на фиг. 67. Бобините се изработват, като на цилиндрично тяло от полистирол или друг изолационен материал с диаметър d=5 mm се навива проводник ПЕЛ с диаметър 0,59 mm. Основните данни за бобините са посочени в табл. 32. Таблица 32 Елементи 1 1 с. с. Проводник Данин 0,05 pH 0,39 pH 0,08 pH 12 pF 20 pF J ПЕЛ-1 0,59 Навивкн | W 11 3 - — . Антеннн усилватели Антенният усилвател трябва да ус ил и приетия от антената те- левизионен сигнал така, че да компенсира загубите в разпредели- телната мрежа при колективните антенн или загубите във фидер- ната линия при индивидуалните антенн. Съществуват извънредно много схеми на усилватели, конто се изработват трудно от радио- любителите. Трудностите произтичат от това, че при високи чес- тоти възникват някои допълнителни изисквания. Настройването на усилвателите става с апаратура, с която в повечето случаи ра- Диолюбителите не разполагат. Поради по-простото захранване на транзисторните антенни усилватели те са по-подходящи при колективни антенни системи. В последните години в нашата страна се разработи и се про- извежда серия от антенни усилватели с много добри технически показатели. Те мйгат да се използуват от радиолюбителите при разработване и монтиране на колективни антенни системи. Стан- дартизирани са и отговарят на БДС 12351—74, БДС 12352—74, БДС 12353—74, БДС 12354—74 и БДС 5500—72. На фиг. 68 е показана схемата на усилвател за'III телевизио- нен обхват. Това е широколентов канален усилвател с лента на пропускане 8 MHz в обхвата 174—230 MHz. Коефициентът на усилване по мощност е 30 dB. На фигурата всички елементи имат означенията, дадени в сервизните схеми на този усилвател. Това ще улесни откриването на някои елементи при експлоатация и 7 Лаобителски приемки. . . 97
98
ремонт на усилвателя, тъй като същите елементи са означени на печатната платка. Усилвателят съдържа три транзистора, от конто първите два — Т 250 и Т 251, са предусилвателни, а третият — Т 252, е мощен. За осигуряване на необходимата лента на пропускане и стръмност на честотната характеристика на входа иа усилвателя има два трептящи кръга. Те са свързани помежду си с капаци- тивна връзка (С 253). Първият кръг се състои от бобината L 251 и кондензатора С 252, а вторият — от £ 252 и С 254. Двата кръга ср настройват на средната честота от приемания канал. Резисто- рите 250, R 251 и R 252 определят работната точка и темпера- турната стабилност на транзистора Т 250. Аналогична функция имат резисторите R 253, R 254 и R 255 за втория транзистор. За третия мощен транзистор тази функция се изпълнява от резисто- рите R 256, R 257 и R 258. Товар в колекторната верига на пърт вия транзистор са двата трептящи кръга. Първият е съставен от настройващата бобина £ 253 и кондензатора С 258. Вторият кръг се състои от елементите £ 254 и С 259. Връзката между тях е външ- нокапацитнвна и регулируема и се осъществява с тример-кон- дензатора С 270. С тези елементи се осъществява необходимата форма на амплитудно-честотната характеристика и лентата на пропускане. За товар в колекторната верига на втория транзистор се използува единичен трептящ кръг. Той се състои от елементите L 255 и С 263. На изхода на усилвателя има лентов филтър, със- тоящ се от бобииата £ 256, монтажния капацитет, бобината L 2&7 и кондензатора С 267. При настройката на усилвателя първите два кръга и послед- имте три се настройват за оптимално съгласуване на входа и из- хода на усилвателя по КСВ. Стойностите на елементите са посочени на принципиата схе- ма, а данните на бобините — в табл. 33. Таблица 33 Бобина | Брой навивки Проводник [ст-ьпка на извиваиг L 251; £ 253; L 254 2 ПК-50; 0,8 mm 1 mm L 252 3,5 ПК-50; 0,8 mm 1 mm £ 255 1,25 ПК-50; 0,8 mm 1 mm £ 256 1+2.5 ПК-50; 0,8 mm 1 mm £ 257 4,5 ПК-50; 0,8 mm 1 mm 99
9.5. ПРОЕКТИРАНЕ НА АНТЕННА СИСТЕМА ЗА КОЛЕКТИВНО ПРИЕМАНЕ Магистрали^ линия Z-75-п. ' //а6ел вт антената. Фиг. 69. Разпределителна кутия тип КРТ-3 Магистрална линия z-75а. | Магистрална __| линия z-75sl Изходни данни. Нека се приеме, че антенната система об- служва 10-етажна страда с три отделии входа (три стълбищни по- мещения). На всеки етаж във всеки вход има по четири апар- тамента. При проек- тирането е известно, че системата ще приема програма по 9-и телевизионен ка- нал. Сградата е раз- положена в зоната на сравнителио доб- ро приемане на те- левизионната прог- рама. Измереният интензитет на елект- ромагнитното поле за 9-и телевизионен канал е 16,5 mV/m. Общият брой на теле- визионните абонати е 3x10x4—120. Проектиране. Проектирането се извършва в следния ред. Тъй като броят на абонатите е значително голям и дължините на раз- предел ител ните линии са големи, необходим е антенен усилвател. Подходящ за целта е усилвател с усилване под 18 dB. За прие- мането на телевизионння сигнал се нзползува 7-елементна антена тип вълнов канал. Свързването на антената с антенния усилвател се осъществява чрез кабел РК-1. В случайте, когато се разполага с кабел РК-3, неговото използуване е за предпочитане заради по- дсбрите му електрически параметри. Коаксиалният кабел РК-1 се нзползува и в другите участъци на кабелната мрежа. Сигналът от изхода на усилвателя се подава към отделяйте магистрални линии чрез развързващи групи КРТ-3. Принципна- та схема и стойностите на елементите на такава трупа са показани на фиг. 69. Всяка магистрална линия захранва 40 абоната. От- деляйте абонатни линии се евързват с магистралната линия чрез разпределителните кутии КРТ-6. Броят иа разпределителните ку- тии за една магистрална линия се определи, като се раздели бро- ят на абонатите, конто се евързват към тази линия, с брея на из- водите на една кутия. За посочения пример той е 100
Раз предел ител ните кутии трябва да се разположат по следния начин. На X етаж се поставя една кутия с 6 отвода, от конто 4 се вземат за абонатите на етажа, а другите се отвеждат на IX етаж. На IX етаж кутия не се поставя, а захранването на остана- лите двама абонати става от излишните отводи на монтираната на VIII етаж кутия. На VII етаж се поставя една разклонителна кутия. от която се вземат 4 отвода за етажа и 2 за VI етаж. Мон- тирането на кутните за останалите етажи става в същия ред, като се спазва правилото — всички изводи на разпределителните ку- тии да се използуват рационално. Ако се направи правилно из- числяване, на I етаж ще се монтира последната кутия, като само 2 края от нея ще останат свободни. Изчисляване на електрнческнте параметри. Извършва се в следния ред: а. Напрежението на входа на антенная усилвател се изчисля- ва, като се нзползува примерът, даден в т. 4.5. При интензитет на електромагнитното поле 16,5. mV/m, дъл- жина на кабела 8 m и седемелементна антена се получава приб- лизително 11 mV напрежение на входа на антенния усилвател, т. е. (Jy = 11 mV. б. Кабелните дължини на отделяйте участъци се определят, като се знаят съставните елементи на кабелната мрежа и точните места на тяхното монтнране. Дължината на съединителната ли- ния между антената и усилвателя е 1у~ 8 т, на линията между усилвателя и разпределителната кутия за магистралните линии — /2—5 т, на най-дългата магистрална линия — 13 40 т. Приема се, че средната дължина на абонатния отвод е /4~ 6 т. в. Свързването на трите магистрална линии към извода на антенния усилвател става чрез разпределителна кутия КРТ-ЗМ. Затихването, което внася тази кутия за всяка магистрална ли- ния, е акрт =10,5 dB. Абонатните отводи се свързват към магист- ралните линии чрез разпределителни кутии, изработенн по мето- да на печатните платки. г. Коефициентът на усилване К на избрания усилвател в честотния обхват 174 - 230 MHz, в който се намира 9-и телеви- зионен канал, е 18 dB. д. Обшрто затихване от входа на антенния усилвател за да- дената схема за колективно приемане до входа на телевизионния приемник на последний абонат се определи с израза Ь — |—ky +/2Р_Ьакрт4'/зР4_1,г—1 )О]-Ьа2+/4р], dB, където /2, G са кабелните дължини на отделяйте участъци, т; 101
Р е константата на затихване на кабела за 1 ш (в случая Р=0,18 dB); . ky — коефициентът на усилване на усилватели; йКрТ — внесеното затихване от разпределителната ку» тия (за КРТ-ЗМ акрт =10,5 dB); п — броят на разпределителните кутии (в примера п=7); at — затихването, което се внася от разпределител- ните кутии на всеки етаж в магистралната ли- ния (за КРТ-ЗМ а1=1,65 dB); аг — затихването, внесено от кутията, която свързва магистралната -линия с абонатния отвод (за КРТ-ЗМ e2=14 dB). Тогава Ь=[—18+5.0,18+10,5+40.0,18+6.1,65+14+6.0,18] = 25,58dB. е. Преизчисляваме тази стойност на общото затихване и оп- ределяме напрежението, което се получава на входа на телеви- зионния приемник, включен в края на магистралната линия: Ь=25,58 dB=19 t/,:p=-^- = -}g- =0,57 mV =570 pV. , Получената стойност удовлетворява нормите за качествено приемане на телевизионна програма. 10. ПРЕНАСЯНЕ НА ТЕЛЕВИЗИОННИ СИГНАЛИ НА РАЗСТОЯНИЕ ПО ПРОВОДНИЦИ Както се спомена в т. 1, пренасянето на телевизионните сиг- нали на разстояние по проводникови системи може да се осъщест- ви чрез кабели и еднопроводни линии. Кабелните системи са доста скъпи и са почти неизползуваеми от радиолюбителите. Пренасянето на телевизионни сигнали чрез еднопроводни линии е значително по-лесно за изпълнение. Та- кава система е показана на фиг. 70. Приетият от антената сигнал се усилва и чрез коаксиален кабел се подава на възбуждащото устройство (рупора). Еднопроводната линия пренася телевизион- 102
ните сигнали до отделяйте абонати. В единия си край тя е свър- лана с рупора, а в другия е осъществено подходяще съгласуване. Основните елементи, от конто се състои системата, могат да се групират по следния начин. Фиг. 70. Еднопроводна система за пренасяие на телевизионни снгнали на разстояние 10.1. АНТЕНА И АНТЕНЕН УСИЛВАТЕЛ Антената обикновено е тип вълнов канал, която заедно с ан- тенния усилвател се монтира на един общ стълб (фиг. 71). Насоч- ването на антената става по посока на максималното приемане. Антенният усилвател може да бъде от произволен тип. За препо- ръчване е да се използува транзисторен, тъй като захранването се «съществява по-лесно^ Когато сигналът е много силен, за разстоя- ние до 1 km може да се използува система без антенен усилвател. Понеже няма преобразуване на честотата в антенния усилва- тел, за да не се получи самовъзбуждане (връщане на енергия от еднопроводната линия към антената), усилвателят и възбужда- щият рупор трябва да се монтират на известно разстояние. Обик- новено те се поставят на два отделни стълба, както е показано на фигурата. 10$
Фиг. 71. Монтиране иа антената и усилвателя за едиопровод- иа линия 10.2. СЪГЛАСУВАЩ И ВЪЗБУЖДАЩ РУПОР Свързването на коаксиалния кабел от антената към еднопро- водната линия става чрез специален рупор. Той представлява ме- Фиг. 72. Конструкция на рупор за еднопро- водна линия тален конус с ъгъл ^на образуващата около 30°. Конструкцията на рупора е показана на фиг. 72. Твърде важен размер на рупора е диаметърът на отвора. Той трябва да бъде по- голям от граничния радиус, за да се внася малко затихване от това устройство. Обикновено дължина- та на рупора в II1 обхват е около 1,2 гл.. Външният проводник на коаксиалния кабел се свързва с рупора, а вътрешният заедно с изолацията — с еднопроводната линия. 104
10.3. МОНТИРАНЕ НА ЕДНОПРОВОДНАТА ЛИНИЯ Еднопроводната линия се монтира на дървени стълбове с дър- вени напречници. За да не се получат големи загуби, проводникът трябва да бъде спрямо околните съоръжения на разстояние, по- голямо от граничния радиус, в чиято зона е съсредоточена елек- тромагнитната енергия. Определянето на граничния радиус за всеки проводник става от спениални графики (вж. фиг. 11). В практиката грубо определяне на граничния радиус става по фор- мул ата (4|) където X е дължината на вълната на пренасяната енергия. Проводниците, както вече се посочи, се окачват на дървени стълбове чрез перлонови въженца. За да не се получат големи за- губи, провесването на проводника трябва да бъде минимално. По същата причина, когато се налага да се промени посоката на еднопроводната линия (например при завой), ъгълът на откло- нение не трябва да бъде по-голям от 40°. Когато пък се налага по-голямо отклонение от 40', използува се коаксиален кабел, включен със съгласуващн рупори. Параметрите на два проводника за еднопроводни линии, про- извеждани в ГДР, бяха дадени в табл. 6. За съжаление в нашата страна са направени само началнй опити за производство на проводииии за тази цел. Експеримен- тите показаха, че добри резултати от радиолюбители могат да се получат, като се използува вътрешният проводник с изолацията (външната обвивка се премахва) на малогабаритните коаксиални кабели, произвеждани у нас. Затихването на такива линии при добро съгласуване е 7—8 пъти по-малко от това на коаксиалните кабели. В някои случаи може да се използува дебел меден про- водник с лакова изолация. Задоволителни резултати се получа- ват при проводници за електрически инсталации (над 10 mm’). 10.4. ВКЛЮЧВАНЕ НА ТЕЛЕВИЗИОННИ ПРИЕМНИЦИ КЪМ ЛИНИЯТА Включването на телевизионните приемнини към линията се осъществява от свързващ дипол. Той се поставя в близост и пер- пендикулярно на еднопроводната линия в зоната на граничния радиус. Закрепва се чрез изолационни перлонови въженца към 105-
стълба или линията. Свързва се с приемника със симетричен ка- <5ел. Това се налага, за да се избягнат симетриращите устройства при използуване на коаксиалните кабели, конто внасят допъл- нително затихване в еднопроводната линия, ако се намират в зо- ната на граничния радиус. Свързващият дипол се доближава до еднопроводната линия дотолкова, че да може да се получи ка- чествено изображение и същеврейеино количеството енергия, която се отклонява, да не превишава определена стойност (за да не се наруши правилната работа на следващите абонати). Ако техният брод .е значителен, предвиждат се междйнни усилватели за компенсиране на затихването. Ако не всички абонати са в близост до линията, правят се отклонения от основната магистрала. Най-често те се осъществя- ват, като отклоняващият проводник се поставя в близост до ос- новния в зоната на граничния радиус по дължина, не по-малка -от ияколко метра, след което под възможния иай-малък ъгъл спрямо основния проводник отклоняващият се. отвежда в жела- ната посока. Ако се налага да се отведе по-голяма енергия в дадена посо- ка, в мястото на отклонение се монтира разпределителен усил- вател. Както всички високочестотни линии, така и еднопроводната трябва да бъде натоварена в края с товар със съпротивление, равно на характеристичния импеданс. Поради самого естество на линията (краят на линията е само с един проводник — липсва обратен проводник) трудно става съгласуването — не както при коаксиалните кабели чрез включване на резистор. На практика, за да не се получи отразяване на енергия, се прави постепенно приближаване на проводника на еднопроводната линия към зем- ната повърхност на участъка, по който се поместват най-малко 20 дължини на вълната. Земната повърхност поглъща в края на линията електромагнитната енергия, с което се избягва полу- чаването на отразена енергия и се осъществява правилка работа на линията. Въздушнитё линии се строят по всички правила и норми за строеж на въздушни телефонии мрежи. Тук важат същите норми, според конто се определят размерите на линията, приближава- нето й до линии с високо напрежение и т. н. 106
10.5. ТОКОЗАХРАНВАНЕ Захранването на антенния усилвател и междинните усилва- тели може да се осъществи чрез отделен кабел, положен в земята в близост до еднопровод- ната линия, или чрез по- даване на захранващо на- прежение по високочестот- ния проводник и земя. Вторият начин е много по-евтин и е за предпочи- тане. За да се отдели зах- ранващото напрежение от напрежението на полез- ния сигнал, използуват се специални филтри. Включването на такива филтри бе показано на фиг 73. От гледна точка на безопасност мрежовото напрежение — 220 V, се трансформира в по-ниско Фиг 73. Токозахранване иа еднопроводна линия напрежение, което се пренася по еднопроводната линия до ан- тенния усилвател. За да не се получи възбуждане на междинни- те усилватели,те трябва да бъдат добре заземени. За целта в някои случаи се изтегля допълнителен нулев проводник, който трябва да .се монтира на достатъчно голямо разстояние от едно- проводната линия, за да не се внесат допълнителни загуби. През последните години се правят опити еднопроводните ли- нии да се монтират по съществуващите въздушни силнотокови линии. При такова монтиране се увеличава затихването. 11. ПРАКТИЧЕСКО ИЗПЪЛНЕНИЕ, МОНТИРАНЕ И ИЗМЕРВАНЕ НА ТЕЛЕВИЗИОННИ АНТЕНИ 11.1. ОСНОВНИ ЕЛЕМЕНТИ В повечето случаи за направата на антенн и особено на анте- ните тип вълнов канал се употребяват тръби. За целта също може да послужи какъвто и да е профилиран лек материал с достатъчна механична якост. От гледна точка на широколентовост на анте- 107
Фиг. 74 Закрепване на ак- тивни елементи, изработе- ни от арматурно желязо към носещата стрела ните винаги се използуват тръби с външен диаметър около ^-10* о U mm. За първн телевизионен канал тогава диаметърът се получа- ва 6/30.102, т. е. 20 mm. На практика, за да могат да се получат леки конструкции, се използуват тънкостенни тръби с достатъч- на механична якост, така че да не се събират и изкривяват от вятъра. За антенн от III телевизионен обхват се избират тръби с диаметър 8—12 mm от алуминий или дуралуминий, а за IV и V обхват — с диаметър 5—8 mm. Когато е невъзможно да се поста- вят алуминиеви или дуралуминиеви тръби, могат да се употребяват тън- костенни тръби и дори плътни пръч- ки. В лякои случаи в радиолюбителе- ката практика се нзползува и арматур- но желязо, което обаче има по-лоши електрнчески свойства. В случайте при използуване на арматурно желязо и особено за антените за IV и V теле- визионен обхват, където дебелинага на активните елементи е 5—6 mm, се препоръчва закренването, показано на фиг. 74. Върху носещата стрела, из- работенаот арматурно желязо с дебели- на 8—10 mm, се навиват (с една навивка) пръчките за активните елементи с по-голяма дължина. След заваряване на тези елементи към носещия елемент (стрелата) се определи точната необходима дължина L. Чрез отрязване на излишння материал с ножовка се оформя окончателният размер на антената. Активногосъпротивле- ние на материала, от който се изготвят елемеитнте на антената, не е от голямо значение, при положение че се осигури голяма прово- димост на цялата система. Затова, доколкото е възможно, трябва да се избягнат разглобяеми антенн, при конто в местата. където е необходима съвършена електрическа проводимост, се използу- ват винтове. Трябва да се знае, че монтираната антена е подло- жена на енлни атмосферни влияния, конто с времето изменят па- раметрите й, ако предварително не са взети необходимите мерки. За носеща стрела обикновено се употребява тръба с диаметър <7=2O-s-25 mm за антените за III телевизионен обхват и 8—12 mm за антените за IV7 и V телевизионен обхват. Всичко казано по отношение на материала за елементите важи и за носещата 108
Фиг 75. Приспособление за огъване на вибратор на антена тип вълнов канал 109
стрела. При използуване на метални тръби, винкели и дървени летви трябва да се знае, че освен на атмосферни условия, конто- влияят на ко^озията, те са изложени и на влиянието на вятъра. Налягането, което оказва вятърът върху мачтата и върху самата Фиг. 76. Елементи на устройство™ за огъване иа вибратори антена, е доста голямо и се увеличава многократно при силни бури. Може да се полу- чи натоварване от 50—60 kg. При многоетажните антени се увеличава площта, върху която действува вятърът, а оттам и натоварването. 11.2. ИЗГОТВЯНЕ НА ПОЛУВЪЛНОВИЯ ВИБРАТОР ЗА АНТЕНИ ТИП ВЪЛНОВ КАНАЛ Прн изготвяне на полувъл- новия вибратор радиолюбите- лите срещат трудности, когато използуват алуминиеви тръби. Тези трудности са свързани с огъването на тръбата. Тук е мястото да напомним, че огъ- ването на алуминиева (а това важи и за всякакъв вид тръби) се извършва с помощта на на- пълнена с пясък тръба. За по- лучаване на точния размер на полувълновия вибратор е не- обходимо предварително точно да се оразмери тръбата, от която се изработва вибраторът. За да се получи равномерно огъване, в много случаи радио- любителите използуват приспособлението, показано на фиг. 75- То се състои от носеща плоча /, на която са закрепени неподвиж- но ролките 2 и 3. Около ролката 2 чрез плочката 5 се завърта подвижната ролка 4. По този начин се получава необходимого огъване на полувълновия вибратор (6). Закрепването на непод- вижните ролки 2 и 3 към носещата плоча 1 става чрез обикновени винтове (М8) с гайки. За да не се завърта ролката 2, при огъва- нето използува се застопоряващият винт 7 (М4). Планката се из- 110
работва от'стомана, а носещата плоча — от гетинакс или метал. Точните размери на ролките и лагеруващата шпилка 8 са по'ка- зани на фиг. 76. Ролките 3 и 4 са с еднакви размери. Ролките мо- гат да се изготвят от сломана или месинг. 11.3. ЗАКРЕПВАНЕ. НА ЕЛЕМЕНТИТЕ ВЪРХУ НОСЕЩАТА СТРЕЛА И МАЧТАТА При закрепване на елементите върху стрелата, както и на стрелата върху мачтата, трябва да се спазват следните изисква- ния: 1. Елементите да бъдат раз- положени в една равнина и стабилно закрепени в средата при антените тип вълнов ка- нал. При другите типове анте- ни трябва да се спазват пред- писаните размери, като закреп- ването се прави с необходима- та механична якост. 2. При монтирането да се внимава да не се създадЗт ус- ловия за задържане на вода, която ще с помог не за корозия- та на материала. 3. Да се осигури прост и бърз монтаж при тежки усло- вия на покрива, доколкото е възможнобез специални инстру- Фиг 77 Закрепване на елементите върху носещата стрела чрез сгъ- нати ш пил к и менти, и да не се увеличава масата на конструкцията. Съществуват много начини за закрепване на елементите вър- ху носещата стрела. На фиг. 77 е показан подходящ начин, при конто елементите се закрепват към носещата стрела и към основ- ната планка чрез притягащи гайки и сгънати шпилки. Колкото по-плътно са монтирани шпилките, толкова по-голяма е якостта на конструкцията. При закрепването от фиг. 78 се използуват притягащи скоби, изработени от дебела ламарина. На фиг. 78 а е показано закреп- ване с една скоба, а на фиг. 78 б — с две скоби. При втория слу- чай е необходимо да се пробие носещата стрела. Закрепването на елементите към нея може да стане с пробиване на стрелата и пос- тавяне на винт с гайка и шайби (фиг. 79 a). 3aKpenBa1ieTO с винт 111
за дърво, показано на фиг. 79 б, не се препоръчва. Когато за ан- тена тип вълнов канал се използуват няколко рефлектора, зак- репването им към носеща стрела, изготвена от дървена летва, може да стане съгласно с фиг. 80. За целта се изработват планки Фиг 78. Закрепване на елемеитнте върху носещата стрела чрез скоби Фиг. 79. Закрепване на елемеитнте върху носещата стрела чрез внитове от винкел, конто предварително се заваряватс електрожен. Зак- репването на носещата стрела към мачтата може да стане по раз- 112
Фиг 80. Закрепване на рефлектора иа антената Фиг. 81. Закрепване иа носещата стре- ла на фабрично изработена антена към мачтата Фиг. 82. Монтнране иа две анте- нн върху една мачта В Лябятелскя прием ни. . . ИЗ
личнн начини. Много подходящ начин е показан на фиг. 81. Та- кова свързване не се използува при произвежданите в нажата страна телевизионни антенн АТ-5. Носещата стрела се закрепва към мачтата чрез странични подпори. Фиг. 83 Монтиране иа две антенн върху една иосеща стрела В някои случаи при приемане на сигнал от два или повече предавателя се налага върху една мачта да бъдат закрепени две, а в някои случаи и три антени (фиг. 82). Тогава правилото е, че антената за приемане на „по-нисък“ канал се монтира на по-малка височина. За да се получи по-голяма механична стабилност, раз- стоянието между антеннте е —х. В случая X е дължината на вълната на „най-ниския“ канал. Обикновено когато Tfa една" мачта се монтират едновременно антени за III и за IV и V обхват, раз- стоянието между тях е от 0,6 до 1 т. Закрепването на две антени на обща носеща стрела е показа- но на фиг. 83. При този начин на монтиране винаги се наружа- ват електрическите характеристики на отделяйте антени. В магазините в нажата страна се пуснаха в продажба антени тип вълнов канал за две программ. Тяхното използуване обикно- вено е свързано с някои особености — необходимост от силен сигнал, предавателите да са разположени в една посока и др. При изработване на тези антени от радиолюбители се появяват някои трудности. Конструкциите на такива антени и начинът на монтиране са даден и в (2, 9, 12]. Тук е необходимо да отбележим и друга особеност при изпол- зуването на няколко антени с отделни свързващи фидери към един общ антенен вход на телевизионен приемник — необходи- йостта от разделителен филтър. Изработването, монтирането и 114
настройването на такива филтри подробно е описано в Ц, 2, 4 и 9]. При приемане на силен сигнал от два близки предавателя, разположени в една посока, в радиолюбителската практика в някои случаи се използува една антена и един общ свързващ кабел за двата сигнала. Обикновено антената се оразмерява за телевизионния канал, на който сигналът се приема малко по- слабо от сигнала на другия канал. 11.4. МОНТИРАНЕ НА АНТЕНАТА ВЪРХУ ПОКРИВА След като е огледано мястото за монтиране и е получена ин- формация от околните притежатели на телевизори, започва мон- тирането на антената върху покрива За препоръчване е първо да се монтира телевизорът и фидерът, а след това да се пзбере точното място на антената чрез насочване. Насочването на анте- ната се постига най-добре при приемане на изпитвателна таблица. Фиг 84 Монтиране на антена върху наклонен покрнв I - пранилно; 2 - нслранплно Фнг 85 Монтиране на антена върху наклонен покрав от двете странн на покрива / — праймлно; 2 — неправнлио При монтиране върху плоски покриви обикновено се нзбират места, където антеннте могат здраво да се закрепят (комини, из- датини, греди и др.). При това се получава недопустимо натруп- ване в дадено място на няколко антеии, конто, ако са на много близко разстояние помежду си, могат да си пречат. В някои стран::, за да се избегне този недостатък. за зекреп- ване се използуват специални стойки, излети върху бетонни те- 115
жести. При монтирането на антените върху стръмни покриви чес- то се допуска грешка, като антената се поставя на страната на Фиг. 86. Закрепване на анте- телевизора и се избира най-лесният монтаж. Получава се така, че анте- ната е близко до телевизора, но се намира г място със слабо електро- магнитно поле. При монтиране на антената върху наклонен покрив трябва да се вземат под внимание някои особености. На фиг. 84 са по- ,казьни два начина за монтиране. За предночитане е монтирането, оз- начено условно с 1 спрямо това, означено с 2. При първия случай, както е показано, отразената енер- гия от покрива увеличава нивото на сигнала, получен от антената. При монтирането, означено с 2, се получава н по-голяма нестабилност на антената. На фиг. 85 е показано как покривът „засенчва" сигнала, подаден към антейата 2. Закрепването на антената върху наклонен покрив става към комина вата върху наклонен покрыв на сградата или чрер специална мач- Фиг. 87. Закрепване иа мачтата с обтяжка 116
та, монтирана към греди от покрива На фиг. 86 а е показано за* крепване на ма чтата на антената със скоби, а на фиг. 86 б—закреп* ващата скоба. При такова закрепване е важно да се получи доста* тъчна механична якост и същевременно да не се позволи проник- Фиг 88 Монтнране иа аитена върху жи- лище» блок Фиг 89 Монтиране на антена с възможност за завъртане ване на вода под покрива. На фиг. 87 е показан начинът за за- крепване на мачта с обтяжка, с която се опъва мачтата. На съ- щата фигура приспособленията за закрепване са означени с 3, а мачтата — с 2. За да не проникне вода под покрива, след зак- репване на мачтата и обтяжката е показано как трябва да става застъпване на керемидите със защитна ла.марина. На фиг. 88 се посочва как трябва да се разполагат антени върху жилищем блок, където има монтирани няколко аитени. Правилно са поставени антените 1 и 2. В местата 3 и 4 антените ще имат добро приемане само когато са монтирани по-високо от антените 1 и 2. На фиг. 89 е показано монтиране на антена с възможност за завъртане на определен ъгъл. На фиг. 90 се дава монтиране на антена странично на сграда- та. Такова монтиране се препоръчва при засенчване на антената от по-висока сграда. Закрепването на антената може да стане чрез специални скоби или към балкона. Един от важните въпроси при монтиране на антените е нама- ляване на смущаващите сигнали. На фиг. 91 е показано, че сму- щаващият сигнал, получен от тролейбусна линия, може да се из- 117
Фнг. 90. Монтнране на антена странично от сградать Фиг 91 Намаляване на смущаващня сигнал I — неправилно; 2 — лравилно 118
бегне, като се постави антената на обратната страна на покрива. При жилищни сгради с по-голяма височина (фнг. 92), за да се избягнат смущенията, получаващи се от движещи се моторни превозни средства, е необходимо антената да се монтира към сре- Фиг. 92. Монтнране на антенн иа средата на покрива на жилищ- на страда Фиг. 93. Получаване на допълнителен отразен сигнал от покрива в антената дата на покрива (терасата). При такова моитиране (фиг. 93) ос- вен директен се приема и отразен сигнал, с което се подобрява лриемането. Жилищ на та сграда действува като екран на смуща-
ващите сигнали, получени от превозните средства, движещи се по улицата. В иякой" случаи, когато освен директеи сигнал телевизион- ната антена приема и сигнали, отразени от околии предмети (фиг. Фиг., 94. Получаване на отразен сигнал 94), се получават ореоли на екрана на приемника. Типично за тези отражения е, че със завъртането на антената броят и яркост- та на ореолите се изменят. Най-просто средство за ртстраняване на ореолите е изборът на подходяща'насочена антена. Монтира- нето на антената е също от голямо значение. В много случаи се търси компромисно решение между посоката с максимално прие- мане на сигнала и посоката, при която се получават минимални смущения. 120
11.5. МОНТИРАНЕ НА ФИДЕРНАТА ЛИНИЯ След като телевизионният приемник и антената са приготвени за монтиране, те трябва да се свържат с фидерната линия. От Фнг. 95. Монтиране на симетричен Фиг. 96. Монтиране на коаксиален антенен кабел кабел правилния избор на кабела и неговото монтиране, както се спо- мена вече, завися до голяма степей качеството на телевизионного изображение. Всеки фидер има своите добри и лоши качества. От антената до телевизора в жилището (в повечето случаи през прозореца) се прокарва симетричен кабел „въздушно**, за да има много малки загуби. Такова монтиране е показано на фиг. 95. Кабелът трябва да бъде положен далече от метални предмети, за да не се внася допълнително затихване. Често се допуска грешка, като прн наличие на достатъчно си- лен сигнал неширмованият симетричен кабел се привързва за метални предмети, водосточни тръби и др. Те стават източници 121
на вторично приемане и образът се получава с контури и нека- чествен. Дали приемането се извършва само от антената или и от фи- лера, това може лесно да се установи, като се извади единият край на симетричиия кабел от телевизора. Ако изображен ието е добро само при един включен край иа фи- дера, приемането се извършва не само от антената, но и от фи- дерната линия, която преминава през ме- ста с различно отра- зени и преки сигна- ля. Монтирането на коаксиалните кабели може да стане в бли- зост до всякакви предмети. Прикреп- ването на кабела към тръби и пола га него му в канали е много практикуван начни от любители те (фиг. 96). При такова мон- тиране трябва да се внимава да не се оставят да висятдъл- ги отрязъци от кабе- ла, за да не се пре- товарват от собстве- ната си маса. На практика това се по- стига, като ^сабелът -се укрепва със скоби на повече места. При монтиране на коаксиален кабел с малък радиус на закръглението в студено време се получава напукване на пластмасовата обвивка и през пукнатините прониква влага. Когато водата замръзне, пукнати ните се разширяват и увеличават, а по този начин се увеличават и загубите. 122
Свързването на антената с приемника чрез коаксиален кабел се препоръчва да се извършва с цяла кабелна дължина. При не- -обходимост обаче да се свържат два отделни кабела трябва да се направи старателна подготовка, както е показано на фиг. 97. Подготовката на кабелите и свързването на отделните кабелнн дължини се виждат от иомерацията им на фигурата и не се нужда- ят от допълнително обяснение. 11.6. НАСОЧВАНЕ НА АНТЕНИТЕ ЧРЕЗ ИЗМЕРВАНЕ НА ЕЛЕКТРОМАГНИТНОТО ПОЛЕ Фиг. 98. Сх«ма за на- сочване иа антената чрез използуване иа телевн- знонен приемник Насочването на антената може да се осъществи, като се нз- ползуват сложни уреди за измерване на интеизитета на електро- магнитното поле. Насочването на антената може да стане и чрез използуване на самия телевизионен приемник. При това измерване е необхо- дима по-голяма опитност и подготовка от страна иа абоиата. Схе- мата, по която се извършва измерването, е показана на фиг. 98. Размахът на ви- деосигнала и по-точно размахът на син- хроимпулсите, от конто се съди за големи- ната на приемния сигнал, се измерва с върхов детектор след видеодетектора или видеоусилвателя. Неудобството е, че включването на допълнителни елементи и лроводници към телевизВонния приемник може да промени режима на отделните стъпала и оттам да се получат по-неза- доволителни резултати. От друга страна, въпрекн че при измерването се използува върхов детектор, за да се получат по- точнн резултати, то трябва да се осъще- ствява при приемане на изпит&ателните таблици, когато комплексният телевизио- нен сигнал с постоянен. Интересна схема за включване на из- мервателния уред е показана на фиг. 99. Схемата е използувана при монтиране на телевизионен приемник „Пирин**, но тя може да се приложи и при всички телевизионни приемници. Системата за автоматично регулиране на контраста (АРК) се прекъсва в т. А и към тази точка от едната страна на шината за 123
АРК се подава напрежение от една плоска батерия (4,5 V) чрез потенциометър (10 кН). Напрежението се регулира до момента,, докато на екрана при приемане на телевнзиоНна нрограма се по- лучи качествено изображение. Към другия край на шината се Фнг. 99 Приннипна х хема за насочване на антената чрез изиолзуване на схемата «а АРУ включва измервателннят уред на обхват „постоянно напрежение 1—3 V. Точното регулиране на начатното показание на уреда може да стане чрез въртене на копчето за контраста на телеви- зионная приемник. При това измерване показаннята на треда зависят само от раз- маха на синхроимпулсите. т. е. от големината на приеманпя сиг- нал. Самого измерване не завися от големината на сигнала на изображението, поради което то може та се проведе при всяко телевизнонно приемане. Чрез завъртане на антената се следи за максималното показание на уреда. По посочення начин може да се снеме и диаграмата на насоченост на антената 124
ЛИТЕРАТУРА 1. Антенные системы коллективного приема телевидения. Сборник. М., Связь. 1965. 2. 3 а г и к, С. Е-. Л. М. К а п ч и й с к и. Приемные телевизионные антены. М-, Госэнергоиздат, 1962. •3. Кузнец, Л. М. и др. Приемная телевизионная техника. М.. Связь, 1968. 4. Македонски, Д. Системи за колективно телевизнонно приемане. С., Техника, 1985. 5. Ник о л о в, М. УКВ телевизиоини антенн за далечно приемане. С., Техника, 1969. 6. С а м о й л о в, Г. П. Приемные телевизионные антены, их устройство и радиолюбительские конструкции. М-, Энергия, 1967. 7. С о т н и к о в, С. К. Сверхдальний прием телевидения. М-, Энергия, 1967 8. Т е р з и е в, В. и др. УКВ техника за радиолюбители. С., Техника, 1967. 9. Ц а н е в, В. Приемнн телевизиоини аитеии. С., Техника, 1982. 10. Чески, М. Телевизиоини приемнн антенн. С., Техника, 1968. 11. Ш и и е в, X. Антенн, С., Техника, 1968. 12. Т a eg е г, A. UHF und Fernsehempfar.gsantenen. VEB Verlag Technik, Berlin, 1961. 125
СЪДЪРЖАНИЕ Предговор...................................... . ... S' 1. Телевизионни сигналя и тяхното разпространение...... , - 5 1.1. Честотна лента на телевизионните сигнали......... .... 5 1.2. Телевизионни канали и тяхиото разпределение .... .... 6 1.3. Особеиости при разпространение на метровите н децнметровнте ра- диовълнн.......................................................... 8 1.4. Системи за ретранслиране на телевизионни сигнали ... .9 Активна ретранслация 9 Паснвна ретранслация чрез антеннн системи 'О' Ретранслиране с кабелии и еднопроводни линни " 2. Основии параметра иа приемните телевизионни антени .... И 2.1. Логаритмнчни единица, нзползувани при определяне параметрите на приемните телевизионни кабели, кабелите и антениите съоръ- же ния........................ ..... .... " 2.2. Основни параметр и и характеристики на телевизионните приемии антенн ... Днаграма на насоченост Входен импеданс.................................................. 'ь Шнрочнна на пропускаиата честотна лента . . 17 Коефициент на усилване на антената .... '8 Коефициент на приемане фронт/тнл на антената .... 18 3. Фидерии линии . . 18 3.1. Основни параметри на внсокочестотните линии .... 19 Характеристичен импеданс..................................... 19 Константа на затихването . , 21 Фазова константа ............................................ 22 Коефициент на скъсяване дължината на вълната 23 3.2. Конструкция иа фндерин линии . 24 Коаксиални кабелн . 24 Снметричнн кабели ... 27 Симетрични фндерц, нзработени в радиолюбителе к и условия 28 Еднопроводни линни (линии на Губо) ... 29 4. Елементи на телевизионните антеии и тяхното съгласуване . 32 4.1. Снметрнчен полувълнов вибратор Диполj 32 4.2. Сгънат дипол................................................ 35 4.3. Двусъставен дипол 36 4.4. Трисъставен дипол........................................... 37 4.5. Определяне напрежението на входа на телевизионния приемник . 39 126
5. Съгласуващи и симетриращи устройства за приемните телевизионни антени........................................................ 41 5.1, Съгласуващи устройства......................................41 Режим на бягаща н стояща вълиа.............................. 41 „ Т-образна схема за съгласуване..............................42 Схема за съгласуване на коаксиален кабел към енметрнчен виб- ратор ................................................... 43 Делта-свързване за съгласуване......... . . ... 4+ Четвъртвълнов трансформатор................................. 44 5.2. Симетриращи устройства..................................... 45 Симетриране чрез метален цилиндър с дължина .... 46 Симетрнращо устройство тип Базука...............•............46 Симетриране чрез U-коляно.................................. 47 Симетриране на фидера с входа на приемника.................. 49 Затихвателн............................ . . 50 6. Насочени телевизионни антеии................................ 51 6.1. Антенн тнп вълнов канал — принцип на действие.............. 52 6.2. Антени тип вълнов канал sa I и II телевизионен обхват ... 54 Едноелементна антена (сгънат -дипол).........................54 Двуелементна антена...........................................55 Трнелементна антена........................................ 55 Четириелементна антеиа...................................... 57 Петелементиа антена . 58 6.3. Телевизионни антени тип вълнов канал за III телевизионен обхват 59 Трнелементна антеиа...........................................59 Петелементиа антена...........................................60 6.4. Многоелементни антенн тип вълнов канал за III, IV и V телевизио- нен обхват....................................................... 61 Седемелементна антена за III телевизионен обхват..............64 Седемелементна антена за IV и V телевизионен обхват..........64 Единадесетелементна антена за III, IV н V телевизионен обхват . 64 Единадесетелемеитна антена с Т-образна схема за съгласуване с ка- бела (шуитово захранване на вибратора)......................-.65 6.5. Многоетажнн антеии....................................... '67 7. Миогоканални антенн.........................................72 7.1. Антенн с логаритмична перноднчност (логоперноднчни).........73 7.2. Антенн тип двойно V '.......................................79 7.3. V-образиа антена с бягаща вълна за 12 канала ' . ....... 80 7.4. Ромбнчна антена........ 81 7.5. Рамковн антени.......................................... 82 7 6 Антеиа с ъглов рефлектор..............................."83 8. Стайни антени............................................ 85 Стайни антенн, изпълненн като полувълнов нлн сгънат днпол . 85 •2. Телескопнчнн антенн.........................................86 8-3. Антенн, мо.(тиранн вътре в телевизисниня приемник ..........87 127