понедельник, 27 марта 2017 г.

Телевизионный приём на даче: "форсаж" антенны

Доставив на дачу старый телевизор, задумался об антенне. Зайдя к соседям с целью набраться опыта, увидел, как их маленький 14-дюймовый телевизор прекрасно показывает "НТВ". А в качестве антенны - две пустые 0,5 литровые пивные банки, прикреплённые к рейке донышками одна к другой на расстоянии примерно 7 см; в донышках отверстия для винтов, которыми крепятся с одной стороны жила, а с другой - "земля". И эта конструкция действует, хотя до Останкинской телебашни примерно 85 км по прямой. Впрочем, мне этот опыт не пригодился, так как у моего телевизора оказалась очень капризная система автонастройки и пришлось ставить подаренную другим соседом простейшую заводскую антенну, а чтобы она работала, пришлось дополнить её конструкцией, описанной в заметке "Подшипник для дачной антенны" (см. http://2004tkt.blogspot.ru/2016/10/blog-post_4.html ). Зато после подобного рационализаторства удалось принять до 10 телевизионных каналов. Кстати, подобный метод применяют и зарубежные производители антенн - см. ниже заметку, написанную мной для журнала по материалам одной из выставок.

Экспозиция высокоточных приводов, среди которых интерес для наших читателей могут представить изделия совместного китайско-канадского предприятия Hua Xiang Electronics Co. Ltd., - производителя поворотных широкополосных эфирных ТВ-антенн наружной установки с дистанционным управлением. Эти антенны являют собой полностью законченное решение и имеют в комплектации все необходимые для установки элементы.
Необходимость создания подобных антенн вызвана тем, что качество приёма ТВ-сигнала различно в зависимости от расположения приёмника, рельефа местности, наличия препятствий в виде зданий и сооружений, либо наличия нескольких ретрансляторов, когда для более верного приёма сигналов, а также для более точной настройки на определённый канал или ретранслятор служит поворотный механизм настройки. Устройство крепления, снабженное струбциной с прижимным винтом, позволяет закрепить конструкцию на балконе, либо возможно крепление на вертикальной трубе диаметром 30 мм с помощью прижимных скоб. На рисунке показаны две такие антенны с поворотным механизмом и системой дистанционного управления с пультом; обе антенны работают в диапазоне частот 45-910 МГц, усиление антенн - от 28 дБ. А. Барсуков, журнал "ТКТ", № 9, 2002 г. 

В дополнение к теме - несколько фрагментов из профессиональных изданий.

Диапазонные антенны
▪ Антенна ИТА-12 — широкополосная антенна, обеспечивающая прием сигналов многопрограммных телецентров при любом сочетании каналов с 1-го по 12-й. Состоит из двух активных вибраторов, один из которых служит рефлектором. Питание вибраторов осуществляется через делитель мощности (направленный ответвитель). Плечи вибраторов расположены под углом 120°. Коэффициент усиления — около 2 дБ, уровень побочных лепестков — от -10 до -14 дБ, КБВ — от 0,5 до 0,7. Благодаря направленным свойствам обеспечивается снижение уровня помех и повторных сигналов на входе приемника.
▪ Зигзагообразная проволочная антенна — простая по конструкции широкополосная антенна. Работает в двукратной полосе частот и обеспечивает прием сигналов многопрограммных телецентров в зоне их действия при любых сочетаниях каналов с 1-го по 5-й или с 6-го по 12-й.
Конструкция и размеры антенны на каналы с 1-го по 5-й показаны на рисунке. К деревянной стойке 1 крепят две поперечные рейки 2. В верхней и нижней частях стойки устанавливают металлические планки 3. Такие же планки 4, но через изоляционные прокладки 5 крепят на концах реек. На стойке между рейками размещают изоляционную пластину б, на которой укреплены две металлические планки 7. Провода Ø2-3 мм либо антенный канатик припаивают к металлическим планкам 3, 4 и 7. Кабель снижения с волновым сопротивлением 75 Ом крепят к нижней планке 3, являющейся точкой нулевого потенциала. Кабель укладывают вдоль двух сторон внутреннего провода нижней рамки и припаивают к планкам 7 (оплетку — к левой планке, центральный проводник — к правой). Размеры антенны на каналы 6-12 можно рассчитать, разделив все размеры, указанные на рисунке, на коэффициент 2,8, равный отношению средних частот каналов с 6-го по 12-й (fср = 202 МГц» и с 1-го по 5-й (fср = 72 МГц).
Коэффициент усиления антенны — около 5 дБ, КБВ 0,5—0,8. Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости — симметричная типа «восьмерка». При ориентировании плоскость рамок устанавливается перпендикулярно направлению на телецентр. Поляризация — горизонтальная.
▪ Логопериодическая антенна — широкополосная направленная антенна, работающая в десятикратном и более широком диапазоне волн. По коэффициенту усиления антенна эквивалентна трех-четырехэлементной антенне "волновой канал". Может быть использовала для приема сигналов многопрограммных телецентров при любых сочетаниях каналов метровых и дециметровых волн (каналы 1-41).
Один из простых вариантов антенны состоит из ряда параллельных вибраторов, подключенных к двухпроводной линии с последовательной переполюсовкой точек питания вибраторов. Длины вибраторов и расстояния между ними убывают в геометрической прогрессии в направлении к точкам подключения фидера. Позади самого длинного вибратора устанавливают короткозамыкающую перемычку, улучшающую согласование антенны с фидером и обеспечивающую симметрирование. Справочник радиолюбителя-конструктора, 1983 г.

ВЫБОР МЕСТА УСТАНОВКИ АНТЕННЫ. Во многих случаях неудовлетворительный прием телепередач объясняется неудачной установкой приемной антенны. Для того чтобы правильно установить телевизионную антенну, нужно хороню знать условия распространении радиоволн в месте приема.
Рассмотрим сначала случай расположения антенны на ровной местности. Под ней не обязательно подразумевается степь или море. Если перед антенной находится да,же сравнительно небольшая гладкая поверхность, например. поле или озеро, то это — тоже случай ровной местности. Так как радиоволны отражаются от такой поверхности, то к антенне приходят две волны: одна — непосредственно, а другая — после отражения (рис. 1,а)...
Известно, что волны, отраженные от посторонних предметов, вызывают на экране телевизора повторные изображения. Однако волны, отраженные от земной поверхности, не могут быть причиной повторов, так как время распространения таких отраженных волн мало отличается от времени распространения прямых волн. Поэтому для достижения наилучшего качества изображения приемную антенну целесообразно устанавливать, если это возможно. в точку максимума напряженности поля. Если он располагается очень высоко, нужно стараться поднять антенну повыше. Например, подъем антенны с высоты 3...4 м на 10 м дает увеличение напряжения сигнала примерно в 2 раза...
Установка антенны в точку максимума на дециметровых волнах часто возможна и бывает просто необходима. Так, иногда телевизор и антенна
исправны, передающая антенна видна невооруженным глазом, а прием очень плохой. Оказывается, антенна установлена в точке минимума напряженности поля. Достаточно изменить ее высоту на 0,5...I м, чтобы увидеть явное улучшение качества изображения.
Более просты условия приема на холмистой местности. Такая местность, покрытая кустарником с редкими деревьями, также отражает радиоволны, но, естественно, в меньшей степени, чем гладкая земная поверхность. Поскольку интенсивность отраженной волны оказывается меньше интенсивности прямой волны, максимумы и минимумы напряженности выражены слабо. В этом случае напряженность поля возрастает до точки, где должен быть первый максимум, и остается почти неизменной до. высот, где приемная антенна выходит из главного лепестка диаграммы направленности передающей антенны.
Если недалеко от приемной антенны (рис. 4,а) находится какое-либо препятствие (холм, здание), то для получения наибольшего сигнала антенну необходимо поднять выше этого препятствия на высоту h1, которую определяют следующим образом: h1 = √ rλ/3, где: r — расстояние от антенны до препятствия, λ — средняя длина волны канала. Например, при r = 100 м и λ.= 3 м (5-й канал), получаем h1 =10 м...
Если нет возможности изменить высоту расположения антенны, то можно попробовать перенести ее от одного края крыши к другому по направлению приема сигнала. Уровень сигнала при таком переносе изменяется скачком. Дело в том, что, когда антенна находится у края крыши, расположенного ближе к передающей станции, на антенну воздействует волна, отраженная от поверхности улицы или площади. При перестановке антенны на другой край крыши начинает влиять волна, отраженная от крыши. Благоприятные условия часто получаются при установке антенны на краю крыши, который ближе к телецентру, и на небольшой (0,5...1λ) высоте относительно крыши. Иногда бывает достаточно поднять антенну на высоту 1...2 м, чтобы улучшилось качество изображения...
Полезный сигнал может быть также мал и из-за того, что расстояние между соседними антеннами, укрепленными на одной мачте, мало. Оно должно быть не менее 1,2 м. Расстояние от антенны до проводов электросети, линий радиофикации и т. п. должно быть не менее 1 м... По статье А. ШУР, журнал "Радио" № 8, 1980 г.

Выбор места
Все рекомендации по выбору места для антенны с фиксированным положением справедливы и для антенны с позиционированием. Более того, они становятся еще более жесткими. Чем больше Вы хотите увидеть спутников, тем более открытым должен быть горизонт .перед антенной. Кроме того, ничто не должно препятствовать вращению самой антенны в процессе позиционирования.
2. Монтаж и установка антенны
Все рекомендации по сборке антенны также справедливы - за исключением замечания об угле поворота конвертора. Дело в том, что в случае позиционирования антенны на несколько спутников для каждого из них плоскости поляризации развернуты под своим углом. Поэтому в данном случае используется магнитный поляризатор с токовой регулировкой плоскости поляризации. Такой поляризатор вставляется в волноводный тракт между облучателем и самим поляризатором.
К полярной подвеске подстыковывается актюатортак, чтобы при его движении антенна поворачивалась в диапазоне, захватывающем необходимые Вам спутники. Например, в редакции журнала сейчас используется прямофокусная антенна диаметром 180 см, которая разворачивается 18-дюймовым актюатором от 27.5° з.д. (Intelsat 601) до 57° в.д (Intelsat 703).
Есть вариант использования позиционирующего устройства "супермаунт", которое не имеет ограничений по повороту антенны вокруг своей оси. Однако обычно эти устройства не рассчитаны на большие ветровые нагрузки, и их используют в комплекте с антеннами размером не более 130 см.
3. Предварительная установка углов
О том, как предварительно должны быть выставлены углы подъема полярной оси, угол места и угол деклинации, мы написали выше. Очень важно установить строго вертикально ось, вокруг которой поворачивается антенна, чтобы траектория движения вращающейся антенны была как можно ближе к дуге, на которой расположены спутники над горизонтом.
4. Подключение аппаратуры
Рекомендации по подключению аппаратуры в общем повторяют рекомендации по подключению аппаратуры при установке на фиксированный спутник. Возникает только одно дополнение. Для управления актюатором или супермаунтом прокладывается четыре электрических провода и для управления поляризатором еще два или три в зависимости от типа поляризатора. На антенне они подключаются к клеммам актюатора и поляризатора, а на ресивере - к соответствующим клеммам по инструкции к ресиверу. Эти провода проводятся параллельно сигнальному коаксиальному кабелю. Есть специальные кабели, где в единой изолирующей оболочке проложены сигнальный коаксиальный кабель и семь одиночных электрических проводов.
5. Окончательная настройка антенны
Если после монтажа, установки углов и подключения аппаратуры вы сразу же не увидели сигнала ни с одного из спутников хотя бы в очень плохом качестве, то это означает, что Вы где-то промахнулись с углами. В этом случае Вам, скорее всего, не удастся с приемлемой точностью совместить траекторию движения антенны с дугой, на которой расположены геостационарные спутники. Следовательно, нужно внимательно проверить начальные установки.
Если же Вы все-таки что-то видите, то переходите к точной настройке антенны. По сравнению с фиксированной антенной Ваша задача существенно усложняется. Вместо двух степеней свободы - азимута и угла места - Вы имеете три - азимут, угол места и поправка (угол деклинации).
Возможные отклонения от правильной настройки приведены на рисунке 13. Какое из отклонений имеет место в вашем случае, обычно определяется по трем спутникам - центральному и крайним западному и восточному. Опытные установщики для определения направления, в котором нужно сдвинуть антенну для улучшения сигнала, просто отгибают соответствующий край зеркала антенны на несколько сантиметров (но так, чтобы после снятия нагрузки зеркало антенны приняло первоначальную форму за счет своих упругих свойств) и следят за изменениями сигнала.
Отдельной серьезной задачей является программирование позиционера на все необходимые Вам спутники и программирование ресивера на телевизионные каналы, соответствующие этим спутникам. Заметим, что число каналов для такой системы может превышать 100... Журнал ТЕЛЕ-Спутник. Сентябрь 1997 

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.