Конструкции простых комнатных телевизионных антенн

Наиболее простая комнатная антенна - полуволновый разрезной вибратор - показана на рис. 1. Полуволновым он называется потому, что общая длина его двух плеч. В примерно равна половине длины волны принимаемого телевизионного канала. Разрезным же он назван в связи стем, что вибратор разрезан на два плеча пополам.

Плечи вибратора выполняют из провода. Можно использовать голый или изолированный провод, одножильный или многожильный, а также антенный канатик.

Рис. 1. Проволочный разрезной вибратор.

Плечи вибратора изолированы одно от другого в середине орешковым изолятором 1. Такие же изоляторы установлены на концах вибратора, при помощи которых антенна двумя проводами или кусками шпагата крепится к стенам комнаты. В отсутствие Орешковых изоляторов можно использовать обычные фарфоровые ролики, как показано на рис. 2.

Выводы а-а' делают только у среднего изолятора, по краям их делать нет необходимости. Все четыре скрутки нужно тщательно пропаять, чтобы при натяжении антенны они не разошлись. Поэтому, если антенна выполнена из изолированного провода, его концы на соответствующую длину нужно освободить от изоляции.

Рис. 2. Роликовый изолятор.

Длина полуволнового вибратора точно равна половине длины волны только в том случае, если вибратор выполнен из провода бесконечно малого диаметра. При конечных значениях диаметра длина вибратора укорачивается тем сильнее, чем толще ви-

братор. При этом имеет значение не сам диаметр провода, а его отношение к длине волны, на которую рассчитан вибратор. Тем не менее для комнатных антенн, выполненных из провода или антенного канатика, вибратор оказывается достаточно тонким и его длина незначительно отличается от половины длины волны: в диапазоне 1-5 каналов - в пределах 0,97...0,975, половины длины волны, а в диапазоне 6-12 каналов - 0,965...0,971 половины длины волны.

В табл. 1 приведены значения длины Вг полуволнового вибратора для , любого из 12-метровых каналов при двух диаметрах провода, из которого выполнены плечи вибратора: 1,5 мм и 4 мм. Видно, что при более толстом вибраторе его длина немного, меньше чем при более тонком.

Входное сопротивление разрезного полуволнового вибратора составляет 73 Ом и хорошо согласуется с коаксиальным кабелем, имеющим волновое сопротивление. 75 Ом. Однако для подключения коаксиального кабеля к антенне симметричной конструкции , необходимо симметрирующее устройство. Чаще всего в качестве симметрирующего устройства, которое не изменяет входного сопротивления антенны, используют устройство, называемое U-коленом (рис. 3).

Рис. 3. Симметрирующее устройство в виде U-колена.

Названо оно так в связи с тем, что внешне напоминает латинскую букву U. U-колено образовано двумя отрезками 75-омного коаксиального кабеля. Длина короткого отрезка равна 1/4 длины волны в кабеле, а длина длинного -3/4 длины волны в кабеле. К точке их соединения подключается фидер, также выполненный из 75-омного кабеля. К антенне U-колено подключается в точках а и а'.

Размеры отрезков U-колена для каждого канала приведены в табл. 1.

Таблица 1. Размеры проволочного полуволнового вибратора.

Использование U-колена при изготовлении комнатной антенны часто оказывается неудобным из-за его значительной длины, особенно на первых пяти каналах. Поэтому можно предложить более компактное симметрирующее устройство, показанное на рис 4.

Оно представляет собой кольцо из феррита марки 50ВЧ или 1000НН размерами 7 x 4 x 2 мм, либо марки 100ВЧ размерами 8,4 x 3,5 x 2 мм. Кольцо сначала обматывают узкой полоской полиэтилена, а затем на него наматывают две обмотки, каждая из которых содержит восемь витков, намотанных двумя проводами ПЭЛШО диаметром 0,21 мм.

Витки обмоток необходимо распределить равномерно по кольцу, а их концы закрепить нитками. Важно соблюдать такое же направление витков, как показано на рисунке. Подключают фидер к антенне с помощью этого симметрирующего устройства в точках а-а' в соответствии со схемой, показанной на рис. 5, а. Оплетка кабеля и заземленные концы обмоток, соединяют в одной точке возможно более короткими проводниками.

Рис. 4. Симметрирующее устройство на ферритовом кольце.

Рис. 5. Схемы подключения ферритового симметрирующего устройства.

Симметрирующее устройство на ферритовом кольце хорошо работает на всех 12 каналах метрового диапазона волн. Коэффициент усиления разрезного полуволнового вибратора равен единице, что соответствует нулю децибел. Это вполне естественно, так как коэффициент усиления определяется именно по отношению к полуволновому вибратору.

Для приема телевизионного сигнала в дециметровом диапазоне, как уже было отмечено ранее, требуется антенна с повышенным коэффициентом усиления, что требует усложнения ее конструкции.

Задача упрощается благодаря тому, что все размеры дециметровой антенны оказываются существенно меньше размеров .антенн метрового диапазона. Эго позволяет создать комнатную антенну дециметрового диапазона, обладающую сравнительно большим коэффициентом усиления при небольших габаритах.

Одной из таких антенн, сравнительно несложной до конструкции, является трехэлементная рамочная антенна "Тройной квадрат", показанная на рис. 6. Коэффициент усиления этой антенны достигает 14 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала на ее выходе в 5 раз по сравнению с полуволновым вибратором.

Рис. 6. Трехэлементная рамочная антенна.

Антенна содержит три квадратные рамки, из которых директорная и рефлекторная являются замкнутыми, а вибраторная в точках а-а' (точки питания) разомкнута. Рамки расположены симметрично, так, что их центры находятся на горизонтальной прямой, совпадающей с направлением на телецентр.

Рамки выполняют из медного или латунного провода диаметром 3...5 мм, который при размерах антенны дециметрового диапазона обладает достаточной жесткостью. Размеры антенны-приведены в табл. 2.

Таблица 2. Размеры дециметровой рамочной антенны.

Рамки антенны крепят к двум стрелам в серединах горизонтальных сторон. Верхняя стрела выполнена из того же материала, что и рамки. Практика показала, что антенна лучше работает, если нижняя стрела выполнена из изоляционного материала, например, гетинаксового или текстолитового прутка.

Верхняя стрела припаивается к рамкам, а нижняя может крепить рамки с помощью заливки точек соединения эпоксидной смолой.

Мачта или стойка в комнатном варианте такой антенны, выполняется также из изоляционного материала - гетинаксового или текстолитового прутка, трубки либо деревянной рейки. Стрелы крепят к мачте или стойке в центре тяжести антенны. Изолятор представляет собой пластину и гетинакса, текстолита или оргстекла размерами 20 х 30 мм и толщиной 2-3 мм.

Концы вибраторной рамки крепятся к этой пластине хомутиками.

Входное сопротивление трехэлементной рамочной антенны примерно равно 70 Ом, и она хорошо согласуется с волновым сопротивлением 75-омного коаксиального кабеля. Для симметрирования используется четвертьволновый короткозамкнутый шлейф, выполненный из отрезка того же кабеля.

Комнатная антенна тщательно ориентируется по изображению на экране телевизора так, чтобы при достаточной контрастности и устойчивости синхронизации получить наивысшую четкость по горизонтали в отсутствие повторов. При этом может оказаться, что направление антенны не совпадает с направлением на телецентр.

Диаграмма направленности разрезного полуволнового вибратора представляет собой в горизонтальной плоскости восьмерку с нулевым приемом в направлениях, совпадающих с линией, на которой расположен вибратор. Диаграмма достаточно широка, и поворот антенны в пределах до 30° в обе стороны от главного направления мало влияет на уровень принятого сигнала. ТрехэлеМентная рамочная антенна обладает узкой диаграммой направленности и должна тщательно ориентироваться.

Комнатные телевизионные антенны также бывают в продаже. Антенны метрового диапазона представляют собой разрезной вибратор с телескопической конструкцией плеч, которая позволяет легко изменять длину вибратора. Антенны дециметрового диапазона являются широкополосными и перекрывают весь диапазон дециметровых каналов.

Никитин В.А., Соколов Б.Б., Щербаков В.Б. - 100 и одна конструкция антенн.