Двухполосная телевизионная антенна ДМВ своими руками
Предлагаемое антенное устройство, прототипом которого послужила антенна тройной квадрат, предназначено для работы в помещениях. Оно обеспечивает прием телевизионных программ в диапазоне рабочих частот 470… 790 МГц (21—60 каналы) с коэффициентом усиления б…8 дБ. Его габариты — не более 170Х150Х105 мм, масса — 0.25 кг.
Антенна, один из вариантов которой показан на рисунке состоит из двух петлевых вибраторов 1 и 3 (активного и пассивного) с элементами жесткости 2 и 4, диапазонного симметрирующего устройства (ДСУ) 2 и 5, траверсы 6, опоры 7 и соединительного кабеля с штекером на конце 8. Каждый из вибраторов содержит две съемные полупетли из материала с высокой электропроводностью. Элементы жесткости в каждом из них расположены по линиям, проходящим через точки нулевых потенциалов, и поэтому не оказывают влияния на работу вибраторов. Элементом жесткости пассивного вибратора служит перемычка 4, а активного — четвертьволновая короткозамкиутая симметричная линия 2 ДСУ.
ДСУ выполнено на основе диапазонного симметрирующего трансформатора на элементах с распределенными параметрами путем исключения одной четвертьволновой несимметричной линии-трансформатора сопротивлений. ДСУ содержит четвертьволновую короткозамкнутую симметричную линию 2, четвертьволновую разомкнутую несимметричную линию 5, служащую компенсатором реактивной проводимости, расположенную на одной из ветвей симметричной линии и включенную последовательно с соединительным кабелем, а также часть соединительного кабеля, размещенного на противоположной ветви симметричной линии.
Четвертьволновая коротко замкнутая симметричная линия 2 эквивалентна параллельному колебательному контуру на элементах с сосредоточенными параметрами, а четвертьволновая разомкнутая несимметричная линия 5 — последовательному колебательному контуру. На резонансной частоте симметричная короткозамкнутая четвертьволновая линия имеет минимальную активную проводимость, препятствуя перетеканию высокочастотного тока на наружную часть экрана соединительного кабеля и возникновению в связи с этим антенного эффекта кабеля. Несимметричная разомкнутая четвертьволновая линия, обладаюшая при этом максимальной активной проводимостью, не оказывает влияния на работу ДСУ на резонансной частоте.
При отклонении частоты от резонансной обе четвертьволновые линии приобретают комплексный характер проводимости, т. е. кроме активной присутствует и реактивная проводимость, причем характер последней у этих двух линий противоположный. Следовательно, если одна из линий имеет емкостный характер проводимости, а другая — индуктивный, то они компенсируют друг друга, устраняя резонансные явления в ДСУ в широкой полосе частот. В результате диапазонность ДСУ отношение максимальной рабочей частоты к минимальной — превышав диапазонность антенны.
С целью расширения интервала рабочих частот диапазон антенны разбит на дне полосы. Изменение полосы принимаемых частот обеспечивается механической перестановкой местами полупетель активного и пассивного вибраторов. В низкочастотной полосе полупетли с большим периметром устанавливают на траверсе со стороны ДСУ, а с меньшим периметром — со стороны перемычки 4, как на рисунке. При этом пассивный петлевой вибратор служит директором (прием сигнала — с его стороны). В высокочастотной полосе полупетли с большим периметром размешают со стороны перемычки, а с меньшим — на ДСУ. Здесь пассивный вибратор служит уже рефлектором (прием со стороны активного вибратора). В обоих случаях главный лепесток диаграммы направленности (ДН) расположен со стороны петлевого вибратора с меньшим периметром. Такая перестановка вполне приемлема при использовании антенны в помещениях. Применение указанной перестановки позволяет без усложнения антенны дополнительными элементами довести ее диапазонность до 1,8 при работе в двух полосах частот.
Основные размеры двунолосной антенны по средним линиям или осям проводников для низкочастотной полосы определяют из соотношений: В=1.04f. Д= 0.88f. ВД=0.11f, где f- средняя длина волны в низкочастотной полосе; В и Д — периметр активного вибратора и директора соответственно, а ВД — расстояние между активным вибратором и директором. Для достижения электрической симметрии, влияющей на форму ДН антенны, необходимо, чтобы форма петлевых вибраторов были центрально симметричной, а центры симметрии двух вибраторов находились на линии, перпендикулярной плоскостям их расположения.
Место расположения антенны в помещении выбирают по наилучшему качеству приема, и оно может быть удалено от телевизора. В связи с этим полезно предусмотреть запас длины соединительного кабеля. Антенна, собранная для работы в низкочастотной полосе (на 21 — 40 каналах), изображена на рисунке.
Полупетли вибраторов изготовлены из алюминиевой кабельной жилы сечением 25 или 16 мм (диаметр — соответственно 5,65 или 4,5 мм). Периметр петлевых вибраторов — 536 и 448 мм. Концы полупетель опрессованы. Форма вибраторов обусловлена совпадением координат крепежных отверстий.
Четвертьволновая симметричная линия ДСУ и перемычка пассивного вибратора — дюралюминиевые с одинаковыми наружными размерами и координатами крепежных отверстий. Толщина листового материала — 3…5 мм. Траверса — дюралюминиевый параллелепипед с резьбовыми гнездами для сборки. Опора сделана из ударопрочного полистирола диаметром 105 мм.
Компенсатор реактинности ДСУ и соединительный кабель (РК-75-2-11) представляют собой единый отрезок, у которого разделывают оболочку и оплетку так, как видно на фото. Компенсатор и часть соединительного кабеля закреплены на ветвях симметричной линии ДСУ скобами из алюминиевой или медной луженой проволоки диаметром 1,4…1,6 мм. Оплетки соединительного кабеля и компенсатора распаяны на лепестках из медной луженой проволоки, размещенных в креплениях концов полупетель активного вибратора. Соединительный коаксиальный кабель имеет длину 2…3 м и снабжен штекером САТ-Ш.
Полупетли вибраторов могут быть изготовлены из листового дюралюминия толщиной 3…5 мм. При этом прочность и жесткость петлевых вибраторов значительно возрастает. При изменении порядка сборки получается антенна для высокочастотной полосы (на 41 — 60 каналах).
Для реализации элемента подстройки необходимо в верхней части перемычки пассивного петлевого вибратора сделать паз и установить в нем переметаемый вдоль при подстройке замыкатель, изготовленный, например, из двух дюралюминиевых пластин с прижимным винтом. С целью увеличения пределов подстройки периметр пассивного петлевого вибратора следует уменьшить. Один из вариантов антенны для высокочастотной полосы, представленный на рисунке, собран с использованием в пассивном вибраторе симметричной линии, аналогичной примененной в ДСУ, но дополненной замыкателем.
Для транспортировки и хранения описанных антенн вывинчивают четыре винта, соединяющих петлевые вибраторы с траверсой, и разбирают на три узла: активный петлевой вибратор с ДСУ и соединительным кабелем, пассивный петлевой вибратор с перемычкой и траверсу с опорой.
Телевизионная антенна ДМВ (21-39 каналы) своими руками
Антенна представляет собой синфазную решетку (см. рисунок), состоящую из четырех одинаковых структур, расположенных по вертикали. Вибратор выполнен из металлической тонкостенной трубки диаметром 6…12 мм или из ленты шириной 12…24 мм. Для повышения жесткости конструкции в точках нулевого потенциала и в узлах питания применены тетинаксовые опоры.
Позади каждого активного вибратора расположен рефлектор, который состоит из размещенных в одной плоскости нескольких вибраторов. Они могут быть выполнены из трубок диаметром 3…12 мм, ленты шириной 6…24 мм или монтажного провода сечением 0,5…1,5 мм2. Размеры элементов антенны приведены в таблице. Где: f- длинна волны; A;C;D;n;s — согласно рисунка.
Для изготовления элементов активного вибратора и рефлектора желательно выбрать некорродирующий материал — трубки, пластины или проводники из алюминия. Бели такого материала не окажется, то необходимо предусмотреть меры против влияния атмосферных воздействий — металлические поверхности необходимо аннодировать, цинковать или в изготовленной конструкции все металлические поверхности покрыть водостойким лаком или краской.
Все четыре структуры закреплены на несущей мачте из деревянного бруса. Согласование антенны выполнено двухпроводной линией с воздушным диэлектриком. Для его изготовления можно применить трубки небольшого диаметра или провода диаметром от 3 до 10 мм. Обратите внимание, две средние структуры соединены параллельной линией, а подключение крайних структур осуществлено изменением фазировкн подключения. В точке перекрестия проводники согласующей линии должны быть изолированы друг от друга. Ширина между элементами линии и расстояние в точках подключения к активным вибраторам зависят от диаметра используемого проводника и должны отвечать соотношению: В/d=4.
В точках питания антенны X — X подключен симметричный телевизионный кабель с сопротивлением 240—300 Ом. Если необходимо включить несимметричный коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, то дополнительно в точку питания потребуется подключить полуволновое согласующее колено (как и в антеннах с линейными вибраторами). Его размеры для каналов 21 — 25 — 196 мм, 26 — 30 -182 мм, 31 — 35 — 169 мм, 36 — 39 —156 мм.
Если вам потребуется выполнить антенну на другие ДМВ каналы, то геометрические размеры элементов можно определить из соотношений: А = 1,2D; С = 0,5f; D = 1,03f/пи; n = 0,05/f.
Изготовленная конструкция антенны должна быть расположена на расстоянии не менее 1,5 м от металлических элементов и каких-либо других антенн.
Комнатная телевизионная антенна ДМВ своими руками
Антенну для приема сигналов в диапазоне ДМВ можно легко и быстро сделать из медного или алюминиевого прутка диаметром 5-10 мм и длиной 1700 — 1800 мм. Ее можно использовать не только как комнатную, но и в качестве наружной антенны
На рисунке изображена ромбовидная антенна, снабженная для улучшении направленных своиств рефлектором такой же конфигурации. Последовательно с ним включена короткозамкнутая линия — шлейф.
Цифрами на рисунке обозначен порядок выполнения изгибов при изготовлении. Размеры сторон ромба активного вибратора и рефлектора и расстояние между ними зависят от частот телевизионных каналов, которые предполагают принимать. Для 21 -25 каналов сторона ромба должна быть 140 мм и расстояние между ромбами — 100 мм. 26-30 — 130 и 90 мм, 31—35 — 120 и 85 мм, 36 — 110 и 80 мм.
После изготовления рамки для придания конструкции жесткости мезду точками 15—16 следует установить пластину из диэлектрического материала (текстолит, эбонит, оргстекло) произвольной формы и размеров Расстояние между точками 15—16 должна быть 20 мм. Отрезки конструкции антенны 9—11 и 10—12 соединяют между собой.
Короткозамыкатель шлейфа лучше всего выполнить из стальной полоски шириной 10 мм. Он состоит из двухчастей, скрепленных между собой винтом с гайкой.
Фидер, изготвленный из телевизионного кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом, подключают к лепесткам из латуни или меди, предварительно прикрепленными в точках 15 и 16.
Если уровень сигнала окажется недостаточным для качественного приема (большое удаление от телецентра, радиозатенение в точке приема и др.) — антенну можно снабдить антенным усилителем.
Многоэтажная телевизионная антенна ДМВ своими руками
Предлагаемая антенна при сравнительно небольших размерах, малой массе и парусности имеет большой коэффициент усиления — в пределах 16…20 дБ (40… 100 раз). Коэффициент бегущей волны (КБВ) в фидере с волновым сопротивлением 75 Ом равен не менее 0,7. Антенна обеспечивает прием в 28-м телевизионном канале, но ее легко изготовить и на любой другой канал ДМВ.
Антенна представляет собой синфазную решетку, показанную на рисунке, и состоит из пятиэлементных полотен «волновой канал», расположенных в несколько (4, 5, 7—9) этажей с относительно простым способом питания.
Основные параметры антенны и размеры, изменяющиеся в зависимости от числа этажей, указаны в таблице 1.
Каждый «волновой канал» настроен на максимум усиления. Расстояние между этажами выбрано равным 0,5 к. При этом расстоянии усиление, которое приходится на единицу объема, занимаемого антенной в пространстве, близко к максимальному и невелик уровень бокового излучения.
Для получения большого усиления, малых массы и парусности пассивные вибраторы А, В, С, F изготовлены из медного голого или обмоточного провода (ПЭВ-1, ПЭВ-2, ПЭТ-155, ПЭТ-200) диаметром 2…3 мм. Их длина зависит от диаметра примененного провода и указана в табл. 2. Активные вибраторы Е сделаны из медного голого провода диаметром З…3,2 мм и длиной 264 мм.
В диапазоне ДМВ сильно выражен поверхностный эффект: глубина проникновения тока равна всего 2,5 мкм. При шероховатости поверхности вибраторов, соизмеримой с глубиной проникновения тока, существенно увеличивается сопротивление потерь и электрическая длина вибраторов. Поэтому при необходимости вибраторы, изготовленные из голого провода, полируют пастой ГОИ (вдоль провода).
Электрическая длина вибраторов зависит от диаметра металлической траверсы, на которой они закреплены, способа крепления вибраторов и качества контактов между ними и траверсой, что требует индивидуальной настройки полотен «волновой канал». Поэтому для обеспечения хорошей повторяемости антенны траверсы изготовлены из изоляционного материала (стеклотекстолита, текстолита, органического стекла или пропитанного влагоустойчивым составом дерева) сечением от 8X8 до 12Х Х12 мм. Это также позволяет отказаться от сложных симметрирующих устройств и упрощает питание антенны.
Активные вибраторы всех этажей соединены параллельно двухпроводной воздушной линией,как показано на рис. 3, а, через согласующие элементы, изготавливаемые из скоб по рис. 3, б, выполненных из обмоточного провода диаметром 1,9…2 мм. Длина согласующих элементов дана в табл. 1. Расстояние между проводами воздушной линии находят из отношения D/d, приведенного в табл. 1, где D — расстояние между проводами воздушной линии, d — диаметр провода. Диаметр провода выбирают таким, чтобы размер D находился в пределах 10… 18 мм. Для правильной фазировки полотен «волновой канал» воздушную линию плавно поворачивают в пространстве между этажами на 180°, строго выдерживая размер D по всей длине двумя — четырьмя диэлектрическими распорками. Распорки изготавливают из полистирола или полиэтилена толщиной 2…3 мм, например, из полиэтиленовых крышек для стеклянных банок.
Места соединения согласующих элементов с двухпроводной линией и активными вибраторами пропаивают припоем ПОС с содержанием олова не менее 60 % паяльником мощностью 90… 150 Вт, не залу жива я провода за зонами пайки. С проводов в эмалевой изоляции эмаль удаляют только в местах пайки. Необходимо применять флюс, обеспечивающий зеркальную поверхность пайки. Наиболее простой состав флюса: шесть частей глицерина на одну часть соляной кислоты. Его остатки после пайки удаляют водой.
Входные сопротивления полотен «волновой канал» и волновые сопротивления воздушных линий приняты равными и выбраны такими, чтобы суммарное входное сопротивление антенны было равно 75 или 33,3 Ом. Фидер из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом к четырех- или пятиэтажной антенне подключают непосредственно по рис. 3, а, а к семи-, восьми- или девятиэтажной — через четвертьволновый трансформатор сопротивлений из 50-омного кабеля по рис. 3, в точках соединения воздушной линии и ближайшего к середине антенны согласующего элемента. Разделанные концы кабелей должны быть минимальной длины.
Следует иметь в виду, что потери в фидере из распространенных кабелей РК75-4-11, РК75-4-12, РК75-4-15, имеющих в диапазоне ДМ В погонное затухание 0,32…0,35 дБ/м, длиной 10 м будут достигать 50…55 %, а длиной 30 м — 87…90 %. У кабелей, в конце обозначения которых добавлены буквы АИ или АК, погонное затухание на 20… 25 % больше, чем у однотипных без этих букв. Паспортный срок службы коаксиальных кабелей в поливинилхлоридной защитной оболочке равен 5…8 лет, в полиэтиленовой— 12 лет. К концу срока службы погонное затухание кабеля увеличивается на 20…75 %. Кабель с негерметизированными местами разделки или поврежденной оболочкой «стареет» значительно быстрее. В диапазоне ДМВ нельзя применять кабели с редкой оплеткой.
Антенну просто пересчитать на любой другой канал ДМВ. Для этого все ее геометрические размеры, кроме диаметров проводов и ширины воздушной линии О, умножают на коэффициент пересчета Kn=530/fср, где fср — средняя частота канала ДМВ в мегагерцах. К полученной при пересчете длине вибраторов А, В, С, Е, добавляют поправку на укорочение в зависимости от номера канала по группам 21—24, 25—33, 34—42, 43— 48, 49—55, 56—60: +1; 0; —1; —1,5; —2 и —2,5 мм соответственно. Длина вибраторов должна быть выдержана с точностью до 0,5 мм, другие размеры — до 1 мм, отклонение концов траверс от направления приема — до 15 мм. Диаметры проводов могут отличаться от расчетных на 0,1 мм. Пассивные вибраторы, при незначительном ухудшении параметров, можно изготовить из полированного дюралюминиевого провода, остальные токоведущие элементы антенны — только из медного.
При сборке антенны сначала крепят к мачте траверсы с предварительно просверленными под вибраторы отверстиями. Все вибраторы слегка расплющивают в средней части для их фиксации в траверсах. Первыми устанавливают активные вибраторы, затем монтируют согласующие элементы и воздушную линию. Далее выкусывают перемычки согласующих элементов между проводами воздушной линии и устанавливают остальные вибраторы. Концы траверс фиксируют синтетическим шнуром, придающим жесткость конструкции и защищающим верхнюю траверсу от птиц. На другие траверсы и вибраторы диаметром менее 4 мм птицы не садятся. После монтажа фидера места разделки кабелей, пайки, элементы, изготовленные из голого провода, и места крепления вибраторов покрывают полистирольным лаком, клеем БФ-4 или эпоксидным клеем, разведенным техническим спиртом или ацетоном. На вибраторы наносят слой, по возможности очень тонкий.
При наличии генератора ДМВ и рефлектометра можно добиться более высокого значения КБВ. Подгибая к активным вибраторам или отгибая от них согласующие элементы вместе с линией, добиваются максимального КБВ. Если согласующий элемент пришлось подогнуть более чем на 6 мм, то размер ее увеличивают, а если отогнуть — уменьшают на 2…3 мм и повторяют настройку.
Антенна имеет очень узкую диаграмму направленности в вертикальной плоскости. Поэтому мачту устанавливают строго вертикально. Иногда при установке антенны на краю крыши со стороны телецентра лучшие результаты получаются при незначительном (до 3°) наклоне мачты к земле в этом направлении. В результате складываются прямая и отраженная от земли волны.
Расстояние до другой антенны ДМВ, принимающей с того же направления, должно быть не менее 1,2 м, а до всех прочих антенн — не менее 0,7 м. Расстояние от нижней траверсы до крыши — не менее 1,5 м.
Понравилась статья? Поделись с друзьями:
[html]<div class="share42init"></div>
<script type="text/javascript" src="
http://satray.ru/share42/share42.js"></script>[/html]
