В Воронежском государственном техническом университете (ВГТУ) разработали антенну со встроенной солнечной панелью, которая может работать автономно без внешних источников питания. Не существует такой антенны, как «HD» антенна или «цифровая» антенна — формат принимаемых сигналов не важен. Антенна (латинское antenna — рея) — устройство, предназначенное для излучения или приёма радиоволн.
Выбор антенны для эфирной цифры. Часть 1
ТВ антенна – это устройство для улучшения качества приема волн телевизионных каналов. Чтобы лучше уяснить различия между активной и пассивной антеннами, определим основные особенности пассивного приемника. Разбираемся, как правильно настроить ТВ-антенну, если вы собрались провести всё лето на даче.
Что такое антенна?
| Эфир, спутник, кабель, интернет. Чем различаются варианты цифрового ТВ | Анте́нна — преобразователь (обычно линейный) волновых полей; в традиционном понимании — устройство, предназначенное для излучения или приёма радиоволн. |
| Выбор антенны для эфирной цифры. Часть 1 | Антенна представляет собой электромагнитный излучатель, создающий электромагнитное поле, которое выходит из передающей антенны на антенну приемника и затем преобразует электромагнитную волну в электрические сигналы. |
| Какую антенну выбрать для цифрового тв — комнатную или наружную, активную или пассивную? | устройство, преобразующее электроэнергию в излучаемые ею радиоволны и наоборот, принимаемые электромагнитные волны в ток. |
Выбор антенны для эфирной цифры. Часть 1
Анте́нна — преобразователь (обычно линейный) волновых полей; в традиционном понимании — устройство, предназначенное для излучения или приёма радиоволн. Приобрести антенну можно в гипермаркетах бытовой техники, а также в любом магазине, который занимается продажей эфирного оборудования, на радиорынке. Антенна представляет собой электромагнитный излучатель, создающий электромагнитное поле, которое выходит из передающей антенны на антенну приемника и затем преобразует электромагнитную волну в электрические сигналы. Космическая Tinkoff Black c бесплатным обслуживанием — : LjN8KMWqrСегодня мы с вами наконец-то поговорим про антенны!
Принцип работы антенны
Большинство вещательных радиоприемников выпускаются со встроенной рамочной или ферритовой антенной. Такое устройство представляет собой электрически небольшой магнитный диполь. Прежде чем начать разговор о выборе телевизионной антенны для цифрового телевидения стандарта DVB-T2, поговорим немного о самом эфирном телевидении. Ученые создали маленькую плоскую антенну для приема и передачи терагерцевых волн, которые подходят для беспроводной связи, досмотра пассажиров, онкоскрининга, новейших медицинских устройств. Антенна Yagi — это направленная антенна, которая улучшает излучение в одном направлении, и такое излучение может быть либо передачей, либо приемом энергии, например сигнала соты. Антенна Антенна — устройство, предназначенное для излучения или приёма радиоволн. В цикле статей «Ликбез по антеннам» планируется рассмотрение различного типа антенн, которые широко используются в беспроводной передачи данных.
Эфирные антенны
О коллективной радиостанции, о рискованном ремонте поворотного устройства антенны и даже немного об истории поведано в этом фильме. Любительская радиосвязь немыслима без антенн: двойной квадрат, яги, широкополосные антенны и многие другие. А между делом веселые дурацкие лирические отступления из жизни не очень умных людей, то есть дураков.
Даже самых простых вещей человек не узнает, пока ему не покажут. Багаж практических знаний постепенно накапливается человечеством и передаётся от поколения в поколение, а какие-то знания могут безвозвратно потеряться в пути.
Конечно, есть Википедия, где если пойти по ссылкам, то через пару часов вы узнаете не только о вещах, о существовании которых не знали, но также о вещах, о существовании которых не хотели знать. На Slashdot и Reddit рассказывают забавные истории о подростках, которые не знают самых простых вещей — типа, как опустить стекло в машине с помощью рукоятки они никогда не были в машине без электрических стеклоподъёмников. Ну что ж делать, жизнь идёт, прогресс цивилизации налицо. Как ни странно, но сейчас обычные портативные телеантенны получают новую жизнь в Америке. Например, компания Antennas Direct только в июне продала 75 тыс.
Похоже, американцы открывают для себя что-то «новое». Может быть, смотреть ТВ по «телерожкам» станет даже модно, как слушать виниловые пластинки. Мол, такая антенна даёт более мягкое и душевное изображение, чем бездушная «цифра».
Вторая антенна также отличается от своего предшественника. Это означает, что новая антенна не только займёт меньше места, но и предложит пользователям более скоростную связь. Обе новинки способны работать с первым и вторым поколениями спутников Starlink. К сожалению, заявка в FCC не раскрывает всех деталей, в том числе стоимость новых антенн и возможное улучшение скорости интернета. Однако отмечается, что новое поколение терминалов принесёт дополнительные преимущества американским потребителям. Изучение пылевых сгустков вокруг звезды V960 Mon, расположенной в 5000 световых лет от Солнца, в созвездии Единорога, покажет, как рождаются газовые планеты-гиганты, подобные Юпитеру. Исследования показали, что газопылевое облако вокруг V960 Mon, образует серию сложных спиральных рукавов, которые простираются на расстояния, превышающие размер Солнечной системы. Это открытие было подтверждено с помощью ALMA. Астрономы называют два способа формирования газовых планет-гигантов. Первый — аккреция, процесс приращения массы небесного тела путём гравитационного притяжения материи из окружающего пространства. Второй — гравитационная неустойчивость, при которой сверхплотные участки протопланетного диска из газа и пыли вокруг звезды коллапсируют. Их можно использовать для обеспечения стабильного сигнала мобильной связи и скоростного интернет-доступа в отдалённых населённых пунктах. Источник изображений: Sheffield. Технология 3D-печати радиоантенн может ускорить разработку инфраструктуры сетей 5G и 6G, а также предоставить людям, живущим в удалённых районах Великобритании, а также в других уголках мира, доступ к передовым и скоростным технологиям беспроводной связи, считают специалисты. Применяемые сегодня различными телекоммуникационными сетями радиоантенны дорого и долго производить. Это замедляет процесс разработки и внедрения инновационных решений и затрудняет задачи по созданию новой инфраструктуры. Антенны, разработанные специалистами Шеффилдского университета, предлагают гораздо более дешёвый способ производства с использованием технологии 3D-печати и при этом без ущерба производительности конечного продукта. Их можно изготовить всего за несколько часов, при этом затраты на их производство составят всего несколько британских фунтов, а уровень их производительности будет аналогичен радиоантеннам, которые изготавливаются традиционными способами. Разработчики поясняют, что при изготовлении антенн с помощью технологии 3D-печати применяются наночастицы серебра, обладающие нужными свойствами для передачи радиосигнала. Антенны прошли успешные испытания в сетях 5G и 6G в частотном диапазоне до 48 ГГц. Их коэффициент усиления и характеристика во временной области, влияющие на направление и силу сигнала, который они могут принимать и передавать, почти неотличимы от тех, которые производятся традиционным способом.
Характеристика направленности антенны — векторная комплексная величина, параметрами которой также являются частота f и расположение антенны относительно системы координат координаты фазового центра и ориентация антенны. Таким образом, следует различать характеристику направленности и диаграмму направленности антенны. Наводимые в антенне переменные токи, в свою очередь, сами создают электромагнитное поле. Иными словами, энергия зондирующей волны не только поглощается в антенне и подключенной к ней нагрузке и переходит в тепло, но и частично переизлучается обратно в пространство, то есть антенна обладает способностью отражать электромагнитные волны и характеризуется ЭПР. Действующая высота антенны — электрический параметр, применяемый для проволочных антенн и аналогичный эффективной площади антенны, применяемой для апертурных антенн. Действующая высота антенны не тождественна ни длине антенны, ни высоте расположения антенны над поверхностью грунта, название обусловлено размерностью м. Vector Effective Height — векторная эффективная высота — обобщение параметра действующая высота антенны на случай нестационарного электромагнитного поля и произвольной ориентации антенны относительно вектора напряженности электрического поля. ВИХ позволяет рассчитать отклик антенны на электромагнитный импульс с произвольной пространственно-временной зависимостью. Шунтовое питание позволяет увеличить входное сопротивление вибратора, выполнить вибратор в виде единого проводника например, металлической трубки и тем самым повысить его механическую прочность, а также заземлить точку нулевого потенциала вибратора и тем самым исключить необходимость в разделительном изоляторе в точке питания и обеспечить молниезащиту. Входное сопротивление петлевого вибратора, состоящего из разрезного вибратора и подключённого к его дальним концам шунта такой же длины и диаметра, в 4 раза больше, чем собственно у разрезного вибратора в таких же условиях; если используется два шунта — то сопротивление будет больше в 9 раз. Вариант исполнения шунтового вибратора в виде вибратора Надененко — антенна ВГДШ вибраторная горизонтальная диапазонная шунтовая. Плечи выполнены из набора параллельных проводников, разделённых металлическими обручами и имитирующих цилиндрический проводник большого диаметра. На концах плеч проводники образуют конус — сходятся в одну точку и соединяются концевым изолятором и изолятором точки питания. Возбуждение — двухпроводной линией.
Об антеннах нового поколения
| Основные виды антенн | В Викиданных есть лексема антенна (L86794). |
| Эфир, спутник, кабель, интернет. Чем различаются варианты цифрового ТВ | Чтобы лучше уяснить различия между активной и пассивной антеннами, определим основные особенности пассивного приемника. |
| Что такое эфирная антенна для приятного просмотра телевидения 🚩 Квартира и дача 🚩 Другое | Коэффициент усиления антенны измеряет насколько эффективно антенна посылает и принимает сигнал в определенном направлении. |
Разработанная в рамках проекта ФПИ антенна вошла в Топ-10 изобретений 2020 года
Есть также некоторые физические ограничения для всенаправленных антенн, о которых следует помнить. Все это говорит о том, что всенаправленные антенны очень хорошо работают в зонах с сильным и средним уровнем сигнала, и в сочетании с достаточно мощным усилителем они более чем оснащены для отличной работы. Антенна сотовой логопериодической дипольной решетки LPDA : максимальная мощность Логопериодические антенны известны под многими названиями: LPDA сокращение от логопериодической дипольной решетки , логопериодическая дипольная антенна, логопериодическая антенна или просто логопериодическая решетка. У них простая задача: работать в широком диапазоне радиочастот. Полоса пропускания этих частот зависит от типа приобретаемой вами логопериодической антенны.
Они встречаются чаще, чем вы думаете. Вы, наверное, замечали периодические бревенчатые антенны, которые проезжают всю свою жизнь, сидят на крышах пригородных и сельских районов, торчат на балконах квартир. Традиционно логопериодические антенны использовались для аналогового телевидения, которое было доминирующим стилем, пока цифровое не затмило и не заменило его в недавнем прошлом. Тем не менее, они по-прежнему используются во многих областях, и, как покажет вам быстрый поиск телевизионной антенны, они продолжают доминировать на этом рынке.
Читать IPv4 против IPv6. Разница между двумя самыми популярными версиями IP. Часть 2 Причина этого проста: они имеют отличный диапазон и могут покрывать широкий диапазон широкополосных частот. Их направленность позволяет им иметь более узкий фокус, чем их кузены — антенна Яги, что дает им большую власть над своими собратьями.
Правильно установленные, они будут работать в тех местах, где Яги просто не может. Как работают антенны с логопериодической дипольной решеткой LDPA? Логопериодические антенны далее именуемые «LPDA» или «LPDA» обычно состоят из полуволновых дипольных элементов, каждый из которых состоит из пары металлических стержней, расположенных вдоль опорной балки, расположенной вдоль оси антенны. Расстояние между этими элементами — это то, что позволяет настраивать частотный диапазон LPDA — это означает, что сотовые LPDA точно настраиваются таким образом, чтобы улавливать сотовые частоты между частотами 698—2700 МГц.
Антенны LPDA контрастируют с антеннами EMC , которые работают с электромагнитным управлением, и антенными решетками , которые представляют собой большие сложные массивы из множества антенн, которые могут как передавать, так и принимать. LPDA значительно более разнообразны в использовании — они могут работать от стандартного источника питания и могут быть установлены практически в любом месте при не слишком больших затратах. В то время как Yagi или всенаправленная антенна ориентирована на передачу сигнала в относительно близком окружении, LPDA может адекватно работать в периферийных условиях. Это достигается с помощью относительно сфокусированной диаграммы направленности с шириной луча примерно 30 градусов.
К этой же пластине крепятся концы вибраторной рамки винтами с гайками, ддя чего концы рамки можно расплющить. Стрелы могут быть выполнены металлическими или из изоляционного материала — текстолита или винипласта. В этом случае специально соединять рамки между собой нет необходимости. Мачта должна быть деревянной, по крайней мере ее верхняя часть. Металлическая часть мачты должна заканчиваться на 1,5 м ниже антенны. Рамки антенны располагают одна относительно другой так, чтобы их воображаемые центры точки пересечения диагоналей квадратов находились на горизонтальной прямой, направленной на передатчик. Крепление антенны к мачте производится в центре тяжести.
Фидер подключается к концам вибраторной рамки с помощью четвертьволнового короткозамкнутого симметрирующего шлейфа из того же кабеля, что и фидер. Шлейф и фидер должны подходить к антенне вертикально снизу, расстояние между ними должно быть постоянным по всей длине шлейфа, для чего можно предусмотреть распорки из гетинакса. Можно также закрепить фидер и шлейф на изоляционной пластине, к которой крепятся нижняя стрела и концы вибраторной рамки, изготовив ее в виде буквы Т. При этом в пластине сверлят небольшие отверстия, а фидер и шлейф привязывают к ней капроновой леской. Использовать металлические элементы для их крепления нежелательно. Для обеспечения жесткости можно выполнить шлейф из двух металлических трубок, соединенных верхними концами с концами вибраторной рамки. В этом случае фидер пропускают внутри правой трубки снизу вверх, оплетку кабеля припаивают к правому, а центральную жилу — к левому концам вибраторной рамки.
Трубки шлейфа в нижней части замыкаются перемычкой, перемещением которой можно подстроить антенну на максимум принимаемого сигнала. По данным С. Сотникова, коэффициент усиления двухэлементной рамочной антенны, выполненной по рекомендованным им размерам, составляет 8—9 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала в 2,5—2,8 раза по сравнению с напряжением сигнала на выходе полуволнового вибратора. Входное сопротивление этой антенны находится в пределах 70—80 Ом. Исходя из приведенных значений коэффициента усиления, можно сделать вывод о том, что по усилению двухэлементная рамочная антенна эквивалентна пятиэлементной антенне типа «волновой канал» или немного эффективнее ее, но имеет меньшие габариты и лишена ее недостатков, так как не нуждается в настройке, хорошо согласуется с фидером и обладает хорошей повторяемостью параметров. Это объясняется тем, что активной приемной частью каждой рамки являются ее верхняя и нижняя горизонтальные части. Получается, что двухэлементная рамочная антенна содержит четыре элемента и эквивалентна двухэтажной синфазной решетке, собранной из двухэлементных антенн типа «волновой канал».
Влияние дополнительных двух элементов второго этажа оказывается сильнее, чем добавление двух директоров к двухэлементной антенне типа «волновой канал», за счет сужения диаграммы направленности в вертикальной плоскости, а это очень важно в условиях дальнего приема, когда сигнал приходит с линии горизонта под малым углом места. Наличие же всего двух элементов, взаимодействующих в каждом этаже, обеспечивает стабильность параметров антенны и их независимость от естественных разбросов в размерах. Благодаря этому отпадает необходимость в индивидуальной настройке каждой антенны и обеспечивается хорошее согласование ее с фидером. В качестве наружной антенны можно также использовать трехэлементную рамочную антенну. Отличие наружной антенны от комнатной лишь в том, что ее рамки для большей прочности должны быть выполнены из металлической трубки или прутка диаметром 6-10 мм, а стрелы и пластина изолятора — более толстыми. Трехэлементную рамочную антенну можно использовать в диапазонах метровых и дециметровых волн. Если же принимается сигнал от передатчика малой мощности и даже в ближней части зоны прямой видимости, полуволновый вибратор или трехэлементная антенна типа «волновой канал» не обеспечивает хорошего приема, двухэлементная рамочная антенна а тем более трехэлементная рамочная антенна позволяет достичь увеличения уровня сигнала на входе телевизора.
Иногда либо из-за удаленности от передатчика, либо из-за недостаточной мощности этого передатчика контрастность изображения на экране телевизора оказывается недостаточной, а на экран цветного телевизора выводится только чернобелое изображение и получить цветное изображение не удается. В этих случаях использование рамочных антенн также позволяет получить хороший эффект. Антенны типа «волновой канал» и рамочные относятся к узкополосным и способны принимать сигнал только по одному каналу, которому соответствуют размеры элементов антенны. При развитии многопрограммного телевещания возникла необходимость приема нескольких программ, передаваемых по разным каналам. Для этого разработаны широкополосные антенны, способные примерно одинаково принимать группу каналов. К таким антеннам относятся зигзагообразные, логопериодические и антенны бегущей волны. Там, где возможен прием нескольких программ, устанавливается широкополосная коллективная антенна или несколько антенн, рассчитанных на соответствующие частотные каналы, а также один широкополосный антенный усилитель или несколько для разных каналов.
Типы антенн и усилителей подбирают так, чтобы гарантировать уверенный прием всех программ, принимаемых в данном населенном пункте всеми абонентами, подключенными к этой коллективной антенне. Необходимо лишь отметить, что коэффициент усиления широкополосных антенн, как правило, значительно меньше, чем узкополосных, а соединить несколько широкополосных антенн в синфазную систему не удается из-за невозможности согласования такой системы во всем диапазоне частот. Это ограничивает возможности использования широкополосных антенн, допуская их применение только там, где напряженность поля сигналов по всем принимаемым каналам достаточно велика. Зигзагообразные антенны. Как уже упоминалось выше, зигзагообразные антенны являются широкополосными и могут работать в широком диапазоне частот. В пределах того диапазона частот, на который рассчитана зигзагообразная антенна, она обладает сравнительно постоянными параметрами, удовлетворительно согласуется с фидером, а ее коэффициент усиления изменяется в небольшой степени. Еще одно из достоинств этих антенн — возможность легкого изготовления в домашних условиях, так как зигзагообразные антенны могут быть выполнены из подручных материалов.
Впервые зигзагообразная антенна описана в радиолюбительской литературе К. Харченко в журнале «Радио», 1961 г. Одна из простейших зигзагообразных антенн — проволочная — показана на рис. Рейки необходимо врезать в мачту заподлицо, а затем скрепить с ней болтами с гайками. В верхней и нижней частях мачты к ней крепятся гвоздями или шурупами две планки 3 из листовой меди, латуни или белой жести размерами 20x300 мм. Еще четыре такие же планки устанавливаются на концах реек, но эти планки изолируют от реек прокладками из гетинакса. К мачте посредине между рейками крепится пластина 4 из гетинакса размерами 80x300 мм, а к ней — две металлические пластинки 5 в форме сегментов радиусом 340 мм, хордой 300 мм и стрелой 35 мм.
Ширина просвета между пластинками в наиболее узкой части должна получиться равной 10 мм. Полотно антенны выполняется обмоточным монтажным проводом или антенным канатиком произвольного диаметра, который в точках изгиба припаивается к планкам 3 и пластинкам 5. Полотно образовано тремя параллельными проводами с точками питания на пластинках 5. Верхняя и нижняя планки при работе антенны оказываются в точках нулевого потенциала во всем диапазоне принимаемых волн, что позволяет не изолировать их от мачты. Кабель проходит по мачте вверх до нижней планки, затем прокладывается между проводами левой части зигзага к точкам питания. Здесь оплетка кабеля припаивается к левой пластинке, а центральная жила — к правой. Размеры, показанные на рис.
Коэффициент усиления антенны по диапазону изменяется в пределах 4,3—7,9 дБ с максимумом вблизи 3-го частотного канала. Такая же антенна может быть выполнена для приема сигнала в диапазоне III 6-12-й каналы. Длина планок берется равной 150 мм, изоляционная пластина 4 — размерами 80x150 мм, а металлические пластины 5 — в форме сегментов радиусом 97 мм, хордой 150 мм и стрелой 35 мм. Коэффициент усиления антенны изменяется по диапазону в пределах 4,8—6,9 дБ. Еще одна конструкция зигзагообразной антенны — кольцевая, приведена на рис. Эти конструкции зигзагообразных антенн имеют два одинаковых лепестка диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, максимумы которых направлены перпендикулярно плоскости полотна антенны. Таким образом, эти антенны принимают сигнал как спереди, так и сзади, подобно одиночному полуволновому вибратору, что создает опасность приема помех с заднего направления.
Значительно улучшить работу зигзагообразной антенны можно за счет ее усложнения добавлением рефлектора рис. Рефлектор образован горизонтальными металлическими трубками, прикрепленными к мачте, а полотно антенны отодвинуто от плоскости рефлектора на некоторое расстояние А. В точках нулевого потенциала в верхней и нижней частях полотно антенны крепят металлическими стойками к мачте, которая также может быть металлической. В средней части такими же двумя стойками крепят к мачте изоляционную пластину, на которой закреплены углы полотна антенны в точках питания. Диаметр трубок рефлектора можно выбирать произвольно, а их длина Р для антенны 1-5-го каналов должна составлять 3100 мм, для антенны 6-12-го каналов 890 мм, расстояние между полотном антенны и плоскостью рефлектора А для 1-5-го каналов — 600 мм, для 6-12-го каналов — 340 мм, расстояние между трубками рефлектора Б для антенны 1-5-го каналов должно быть 290 мм, для антенны 6-12-го каналов — 193 мм. Размеры полотна антенны те же, что указаны на рис. Таким образом, рефлектор содержит 14 трубок.
Размеры изоляционной пластины выбирают произвольно. Кабель к этой антенне прокладывают следующим образом: по мачте вверх, по нижней стойке, затем по левой части антенного полотна до точек питания. Здесь оплетку припаивают к углу левой части полотна, а центральную жилу — к углу правой части. Диаграмма направленности этой антенны имеет только один главный лепесток, а задний практически отсутствует. Согласование антенны 1-5-го каналов с фидером получается не очень хорошим, так как для его улучшения следовало бы увеличить расстояние А, но это конструктивно сложно. У антенны 6-12-го каналов согласование значительно лучше. Коэффициент усиления антенны l-5-го каналов плавно нарастает от 7,8 дБ на 1-м канале до 14 дБ на 5-м, а антенны 6-12-го каналов изменяются в меньших пределах — от 7,8 до 10 дБ.
Сравнение зигзагообразных антенн с рамочными позволяет сделать следующие выводы. Конструктивно зигзагообразные антенны проще, легко могут быть изготовлены в домашних условиях из подручных материалов и не нуждаются в согласующем устройстве. Основное достоинство зигзагообразных антенн заключается в том, что они могут быть выполнены широкополосными для использования там, где возможен прием нескольких телевизионных программ. Однако рамочные антенны имеют значительно меньшие габариты и при сравнимых размерах более эффективны. Антенны бегущей волны. Антеннами бегущей волны принято называть направленные антенны, вдоль геометрической оси которых распространяется бегущая волна принимаемого сигнала. Обычно антенна бегущей волны состоит из собирательной линии, к которой подключено несколько вибраторов, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга.
Наведенные электромагнитным полем ЭДС в вибраторах складываются в собирательной линии в фазе и поступают в фидер. Коэффициент усиления антенны бегущей волны определяется длиной собирательной линии и пропорционален отношению этой длины к длине волны принимаемого сигнала. Кроме того, коэффициент усиления антенны зависит от направленных свойств вибраторов, подключенных к собирательной линии. Хотя по определению к антеннам бегущей волны должны относиться и такие антенны, как антенны типа «волновой канал», однако обычно их выделяют в отдельную группу. У антенны типа «волновой канал» один вибратор активный, остальные — пассивные, лишь переизлучающие принятую ими энергию сигнала, которая частично аккумулируется активным вибратором. У антенны бегущей волны все вибраторы активные, принятая ими энергия сигнала передается в собирательную линию. Если антенны типа «волновой канал» являются узкополосными и способны эффективно принимать сигнал только по одному определенному частотному каналу, которому соответствуют их размеры, то антенны бегущей волны широкополосные и совершенно не нуждаются в настройке.
Одна из возможных конструкций телевизионных антенн бегущей волны, предложенная В. Кузнецовым, показана на рис. Собирательная линия образована двумя металлическими трубками диаметром 22—30 мм и представляет собой двухпроводную линию переменного волнового сопротивления. Для этого она выполнена расходящейся под небольшим углом, что обеспечивается установкой небольших изоляционных пластинок из оргстекла между трубками собирательной линии у ее концов и в середине. Такие вибраторы обеспечивают значительное уменьшение заднего лепестка диаграммы направленности антенны, благодаря чему в большей части рабочего диапазона КЗД антенны оказывается не менее 14 дБ. Трубки собирательной линии скреплены между собой расположенными сверху и снизу пластинами из изоляционного материала, средняя из которых используется для укрепления антенны на мачте. Фидер подключают к антенне с помощью короткозамкнутого шлейфа, образованного двумя металлическими трубками с перемычкой в нижней части.
Фидер в виде 75-омного кабеля входит внутрь левой трубки шлейфа снизу. К его концу подключен отрезок 50-омного кабеля, который служит трансформатором. Другой конец этого отрезка кабеля выходит через верхний конец левой трубки шлейфа. Здесь оплетка кабеля припаивается к левой трубке шлейфа, а центральная жила — к правой. Это обеспечивает приемлемое согласование антенны с фидером. Диаметр трубок, из которых выполнен короткозамкнутый шлейф, может быть произвольным. Антенна является 12-канальной с коэффициентом усиления на 1-2-м каналах 3,5 дБ, на 3-5-м каналах 4,6 дБ и на 6-12-м каналах 8 дБ.
Логопериодическая антенна ЛПА. Направленные свойства большинства антенн изменяются при изменении длины волны принимаемого сигнала. У узкополосных антенн резко падает коэффициент усиления, а у широкополосных его изменение носит монотонный характер. Один из типов антенн с неизменной формой диаграммы направленности в широком диапазоне частот — антенны с логарифмической периодичностью структуры ЛПА. Эти антенны отличаются широким диапазоном: отношение максимальной длины волны принимаемого сигнала к минимальной превосходит 10. Во всем диапазоне обеспечивается хорошее согласование антенны с фидером, а коэффициент усиления практически остается постоянным. Внешний вид ЛПА показан на рис.
Она образована собирательной линией в виде двух трубок, расположенных одна над другой, к которым крепятся плечи вибраторов поочередно через один. Схематически такая антенна показана на рис. Сплошными линиями изображены плечи вибраторов, соединенные с верхней трубой собирательной линии, а штриховой линией — соединенные с нижней трубой. Рабочая полоса частот антенны со стороны наибольших длин волн зависит от размеров наиболее длинного вибратора В1, а со стороны наименьших длин волн — от размера, наиболее короткого вибратора. Вибраторы вписаны в равнобедренный треугольник с углом при вершине X и основанием, равным наибольшему вибратору. Для логарифмической структуры полотна антенны должно быть выполнено определенное соотношение между длинами соседних вибраторов, а также между расстояниями от них до вершины структуры. Таким образом, размеры вибраторов и расстояния до них от вершины треугольника уменьшаются в геометрической прогрессии.
Характеристики антенны определяются периодом структуры и углом при вершине описанного треугольника. Чем меньше угол а и чем больше период структуры т который всегда остается меньше единицы , тем больше коэффициент усиления антенны и меньше уровень заднего и боковых лепестков диаграммы направленности. Однако при этом увеличивается число вибраторов структуры, растут габариты и масса антенны. Поэтому при выборе угла и периода структуры приходится принимать компромиссное решение. Подключение фидера к ЛПА, показанной на рис. Кабель с волновым сопротивлением 75 Ом вводится внутрь нижней трубки с конца А и выходит у конца Б. Здесь оплетка кабеля припаивается к концу нижней трубки, а центральная жила — к концу верхней трубки.
В зависимости от длины волны принимаемого сигнала в структуре антенны возбуждаются несколько вибраторов, размеры которых наиболее близки к половине длины волны сигнала. Поэтому ЛПА по принципу действия напоминает несколько антенн типа «волновой канал», соединенных вместе, каждая из которых содержит вибратор, рефлектор и директор. На данной длине волны сигнала возбуждается только одна тройка вибраторов, а остальные настолько расстроены, что не оказывают влияния на работу антенны. Это приводит к тому, что коэффициент усиления ЛПА оказывается меньше, чем коэффициент усиления антенны типа «волновой канал» с таким же числом элементов, но зато полоса пропускания получается значительно шире. Как видно из приведенных конструкций антенн бегущей волны и логопериодических, для достижения широкополосности используется принцип взаимной расстройки элементов антенны подобно тому, как в широкополосных усилителях расширение полосы пропускания достигается взаимной расстройкой контуров. Как для усилителей, так и для антенн можно считать общим принципом постоянство для данной конструкции произведения коэффициента усиления на полосу пропускания. Чем шире полоса пропускания, тем меньше коэффициент усиления при данных габаритах антенны.
Антенну можно выполнить комнатной или наружной. В комнатном варианте вместо мачты применяется вертикальная стойка на тяжелой подставке. Антенну в комнате необходимо тщательно ориентировать, подбирая место установки, так как часто, сдвигая антенну, удается значительно улучшить изображение. На равнинной местности такая наружная антенна обеспечивает уверенный прием телепередач на расстоянии до 30 км от телецентра, хотя имеются сообщения телезрителей, принимающих этой антенной дециметровые программы Останкинского телецентра на расстоянии 80 км при хорошем качестве изображения. Антенны вертикальной поляризации. Большинство телецентров и ретрансляторов ведут телевизионные передачи при горизонтальной поляризации сигнала. Описанные здесь эскизы различных антенн рассчитаны именно на горизонтальную поляризацию.
Поляризация излучаемой волны определяется положением передающей антенны, так как направление электрических силовых линий электромагнитного поля вектор Е совпадает с направлением тока в передающей антенне. В свободном пространстве один вид поляризации не имеет каких-либо преимуществ перед другим, они равноценны. Реальные же условия распространения электромагнитных волн горизонтальной или вертикальной поляризации оказываются не одинаковыми. При горизонтальной поляризации радиоволны легче преодолевают препятствия и проникают за линию горизонта за счет дифракции. Это приводит к увеличению радиуса уверенного приема сигнала. В условиях городской застройки, изобилующей вертикальными отражающими объектами в виде стен зданий, металлических и железобетонных столбов, водосточных труб, пожарных лестниц, деревьев, сигналы горизонтальной поляризации претерпевают меньше отражений, вызывающих повторы на экранах телевизоров. Системы зажигания двигателей внутреннего сгорания автомототранспорта создают помехи с преобладанием вертикально поляризованной составляющей.
Да и конструкции антенн для приема сигнала с горизонтальной поляризацией оказываются проще. Тем не менее в последние годы все чаще вводят в строй телевизионные ретрансляторы, излучающие сигнал с вертикальной поляризацией. Это связано с тем, что для многопрограммного телевизионного вещания выделенных диапазонов частот уже не хватает, так как во избежание взаимных помех передатчики, работающие на одинаковых частотных каналах, должны располагаться на значительном расстоянии друг от друга — около 500 км. Тогда, находясь в зоне уверенного приема одного передатчика, окажется невозможным прием помехи, создаваемой другим. Если же второй передатчик будет излучать сигнал другого вида поляризации, это расстояние можно значительно сократить. Ведь антенна горизонтальной поляризации принимает сигнал с вертикальной поляризацией во много раз слабее. Так, вибраторы антенн типа «волновой канал» для горизонтальной поляризации сигнала должны располагаться горизонтально.
Для приема же сигнала с вертикальной поляризацией достаточно повернуть антенну так, чтобы ее вибраторы заняли вертикальное положение рис. Трудности при приеме сигнала с вертикальной поляризацией состоят в том, что вблизи антенны в этом случае не должно находиться вертикально расположенных проводящих предметов. Поэтому, например, мачта, которая может быть металлической для антенны горизонтальной поляризации, в случае установки антенны вертикальной поляризации должна быть выполнена из хорошего диэлектрика, по крайней мере, если не вся мачта, то ее верхняя часть размером не менее длины волны принимаемого канала. Другой способ — установка антенны вертикальной поляризации на Г-образной опоре, что обеспечивает удаление антенны от вертикальной мачты. Фидер, симметрирующее и согласующее устройство поблизости от антенны также не должны быть расположены вертикально. Наружные антенны для дальнего приема. Основная особенность дальнего приема телевизионных передач состоит в низком уровне напряженности поля принимаемого сигнала из-за большого расстояния между передающей и приемной антеннами в дальней части зоны прямой видимости и из-за затенения поверхностью земли за границей зоны прямой видимости — в зоне полутени.
По мере удаления от передатчика напряженность поля монотонно уменьшается, но в зоне полутени это уменьшение становится более резким. В зоне прямой видимости увеличение расстояния от передатчика сопровождается уменьшением плотности потока мощности сигнала уменьшается густота силовых линий поля просто хотя бы потому, что с увеличением радиуса окружности увеличивается ее длина. За границей зоны прямой видимости напряженность поля определяется почти исключительно дифракцией и нормальной рефракцией радиоволн. Другая особенность дальнего приема заключается в наличии помех от других телевизионных передатчиков, работающих на том же или на соседнем частотном канале. Для ослабления таких помех действующими нормами установлены минимальные расстояния между передатчиками: около 500 км между передатчиками, работающими на одинаковых каналах, и около 300 км между передатчиками, работающими на соседних по частоте каналах. Тем не менее, в условиях дальнего приема такие помехи имеют место, и приходится использовать специальные меры для их ослабления. В условиях дальнего приема сильное влияние на уровень напряженности поля оказывает погода.
В случае тумана, дождя или снега резко увеличивается поглощение энергии сигнала в пространстве, особенно в диапазоне дециметровых волн, и прием иногда становится вообще невозможен. Важное значение имеет поверхность на трассе, над которой распространяется сигнал. Сплошные и протяженные леса ухудшают условия распространения, над равниной, болотами и особенно над морем сигнал распространяется лучше. Очень плохими оказываются условия приема телевизионных передач в горных условиях, где границы зоны прямой видимости не зависят от расстояния до передатчика, а целиком определяются местным рельефом. Естественно, что и на равнинной местности встречаются холмы и долины. При этом даже на сравнительно близком расстоянии от передатчика, когда пункт приема расположен в долине, напряженность поля может оказаться достаточно низкой. Поэтому нельзя ориентироваться исключительно на расстояние до телецентра или ретранслятора, а следует учитывать рельеф местности.
Одна из особенностей дальнего приема — наличие замираний сигнала, то есть регулярных изменений напряженности поля. В зоне полутени, где уровень напряженности поля сильно зависит от нормальной рефракции, наблюдаются суточные и сезонные изменения напряженности поля. При ясной погоде в дневное время рефракция радиоволн возрастает и напряженность поля увеличивается. Как правило, напряженность поля увеличивается также летом.
В городских многоквартирных домах, в условиях плотной городской застройки коллективная антенна на крыше дома зачастую — единственная возможность устойчивого приема бесплатных цифровых эфирных каналов. Так как на нижних этажах зданий возможен неустойчивый прием. Коллективная антенна это та же антенна дециметрового диапазона, но общая для всего подъезда или многоквартирного жилого дома.
Коллективная антенна обеспечивает необходимую высоту установки антенны — не менее десяти метров, позволяет избежать нагромождения оборудования на фасаде здания и не портит внешнего облика домов.
Плечи выполнены из набора параллельных проводников, разделённых металлическими обручами и имитирующих цилиндрический проводник большого диаметра. На концах плеч проводники образуют конус — сходятся в одну точку и соединяются концевым изолятором и изолятором точки питания.
Возбуждение — двухпроводной линией. Применяются варианты в виде петлевого вибратора Пистолькорса антенна ВГДШ — вибраторная горизонтальная диапазонная шунтовая и несимметричного вибратора штырь. Широко используются на передающих радиоцентрах.
Антенна обеспечивает близкую к равномерной диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. Inverted «V» — перевернутая «V», симметричный вибратор с наклоненными к плоскости симметрии плечами. Это плечо выполняет функцию симметрирующего устройства типа четвертьволновый стакан.
По принципу действия эта антенна близка к антенне CFR. Controlled Fider Radiation, антенна с управляемым излучением фидера — вибраторная горизонтальная антенна диапазона ВЧ, в которой одним из плеч четвертьволновым противовесом служит внешняя поверхность экрана коаксиального кабеля фидера. Электрическую длину этого плеча ограничивают, создавая в требуемом месте большое реактивное сопротивление индуктивная катушка из фидера, феррит, фильтр-пробка.
По принципу действия эта антенна близка к «коаксиальной» антенне. Под несимметричным вибратором понимают вибраторную антенну с разной длиной или формой плеч, с различным числом проводников, образующих плечи, с другой асимметрией. К несимметричным вибраторам относят штыревые антенны, в которых одним из плеч служит реальный прямолинейный проводник, расположенный перпендикулярно проводящей поверхности металлическому диску, поверхности грунта и др.
Передающие антенны: типы, устройство и характеристики
Разработанная в рамках проекта Фонда перспективных исследований антенна малой высоты профиля, способная работать с широкой полосой частот, вошла в Топ-10 лучших изобретений 2020 года по версии Роспатента. Коэффициент усиления антенны измеряет насколько эффективно антенна посылает и принимает сигнал в определенном направлении. Для этой системы нужно 4 компонента: наземная передающая станция, спутник над орбитой Земли, принимающая антенна и ресивер. Примером прямофокусных антенн могут служить всем известные гигантские антенны астрофизических радиотелескопов.
Объясняю разницу между активной и пассивной антенной
ТВ антенна – это устройство для улучшения качества приема волн телевизионных каналов. Практические антенны, такие как секторные антенны, нацелены на то, чтобы направить «луч» энергии в определенном направлении, при этом другие направления получают значительно меньше энергии. От качества и типа эфирной антенны, правильности ее монтажа зависит, насколько уверенно телевизор будет принимать телевизионный сигнал.
Как правильно выбрать телевизионную антенну?
Расширенный рабочий диапазон частот достигается за счёт оригинальной геометрии новой антенны. Отсутствие цепей согласования упрощает электрическую схему и повышает надёжность антенны, а также позволяет использовать её в диапазонах МВ и ДМВ путём масштабирования. На телескопической мачте антенна устанавливается в сложенном виде.
Для установки на улице лучше всего выбирать устройства с надежной конструкцией, которые имеют защитные элементы, они будут давать сигнал высокого качества и прослужат своим владельцам достаточно долго. Внутри помещений можно использовать небольшие антенны. Типы конструкций антенн: Синфазная — решетка состоит из четырех вибраторов, которые смонтированы друг на друге и включены синфазно; Логопериодическая антенна — конструкция широкополосного типа, которая состоит из набора полуволновых вибраторов; Волновой канал включает в себя активный вибратор, несколько полуволновых вибраторов и рефлектор; Полуволновой вибратор — самый простой вид антенны, состоит из двух трубок, которые нужно разносить на расстояние, равное половине длины волны; Петлевой вибратор — улучшенная версия полуволнового вибратора, содержит точку нулевого потенциала. Также антенны могут быть активными или неактивными, широкоугольные и направленного типа. Выбирать наиболее подходящий вариант стоит, исходя из характеристик самого устройства и отдаленности телевизора от телевышки. Каждая антенна принимает сразу несколько сигналов, потому простые устройства с минимальным набором дополнительных элементов обеспечивают высокое качество изображения и звука только в том случае, если они расположены недалеко от телецентра и нет помех. Характеристики эфирных антенн На большой отдаленности от вышки хороший прием обеспечат универсальные устройства с большим количеством элементов и дополнительными усилителями, они гарантировано будут ловить сигнал с 01 по 69 канал. Характеристики антенн, на которые стоит обращать внимание при выборе: Полоса пропускания диапазон частот — спектр частот, на границах которого принятый сигнал уменьшается максимум в два раза; Диаграмма направленности указывает ширину главного лепестка в вертикальной и горизонтальной плоскости на уровне 0.
Антенны для цифрового телевидения В 21 веке большинство граждан нашей страны перешли на цифровое телевидение, которое отличается от аналогового формой транслируемого сигнала. В традиционных системах напряженность поля меняется без разрывов, а в цифровых каждое значение пикселя отдельно закодировано единичками и нулями. Одним из самых высоких достоинств цифрового вещания является высокая устойчивость сигнала, что позволяет понизить мощность передатчиков. Цифровое телевидение отличается также от аналогового и качеством картинки, цвета всех пикселей передаются настолько четко, что изображение кажется максимально реалистичным. По сигналу, который принимают цифровые антенны, можно распознать миллиарды цветов.
Для начала, давайте разберемся что это такое "аналоговый" сигнал. Аналоговый сигнал Разъяснять как всегда, я буду на простом примере. За пример, возьмем передачу голосовой информации от одного человека к другому.
Во время разговора, наши голосовые связки излучают определенную вибрацию различной тональности частоты , и громкости уровня звукового сигнала. Эта вибрация, пройдя некоторое расстояние, попадает в человеческое ухо, воздействуя там, на так называемую слуховую мембрану. Эта мембрана, начинает вибрировать с такой же частотой и силой вибрации какую излучали наши звуковые связки, с одним лишь отличием, что сила вибрации за счет преодоления расстояния, несколько ослабевает. Так вот, передачу голосовой речи от одного человека к другому, можно смело назвать аналоговой передачей сигнала , и вот почему. Здесь дело в том, что наши голосовые связки, излучают такую же звуковую вибрацию, какую и воспринимает само человеческое ухо что говорим, то и слышим , то есть, передаваемый и принимаемый звуковой сигнал, имеет схожую форму импульса, и такой же частотный спектр звуковых вибраций, или по другому сказать, "аналогичной" звуковой вибрации. Здесь, думаю понятно. Теперь, рассмотрим более сложный пример. И за этот пример, возьмем упрощенную схему телефонного аппарата, то есть того телефона, которым люди пользовались задолго до появления сотовой связи.
Во время разговора, речевые звуковые вибрации передаются на чувствительную мембрану телефонной трубки микрофона. Затем, в микрофоне, звуковой сигнал преобразуется в электрические импульсы, и далее поступает по проводам ко второй телефонной трубке, в которой, с помощью электромагнитного преобразователя динамика или наушника электрический сигнал преобразуется обратно в звуковой сигнал. В приведенном выше примере, используется, опять же, "аналоговое" преобразование сигнала. То есть, звуковая вибрация имеет такую же частоту, как и частота электрического импульса в линии связи, а так же, звуковой и электрический импульсы, имеют схожую форму то есть, аналогичную. В передаче телевизионного сигнала, сам аналоговый радиотелевизионный сигнал имеет достаточно сложную форму импульса, а так же, достаточно высокую частоту этого импульса, ведь в нем передается на большие расстояния, как звуковая информация, так и видео.
Так что же такое - спутниковое телевидение и как оно устроено?
Рассказ о нем придется начать почти "от динозавров". Такая орбита получила название "геостационарная". Ныне большинство спутников, применяемых для ретрансляции ТВ-сигнала, являются именно геостационарными. Они находятся в специально определенных международными соглашениями орбитальных позициях, которые обозначаются градусами долготы того меридиана, над которым данная позиция находится. Например, спутник вернее, несколько спутников группировки Hot Bird находится в позиции 13 град восточной долготы. Ныне на геостационарной орбите существует несколько десятков спутниковых позиций, самих же спутников, естественно, больше.
Бывает, что на одной позиции на расстоянии около 100 км друг от друга в космосе находятся 5-6 спутников. В таком случае позиция называется группировкой спутников. На каждом из них размещено несколько передающих антенн, охватывающих своими лучами различные географические зоны на поверхности Земли. Обычно название зоны определяется странами, расположенными в регионах, на которые ведется вещание того или иного спутника. Например, западноевропейский луч охватывает страны Западной Европы, ближневосточный луч - азиатские страны Ближнего Востока и т. Установленные на спутниках передатчики арендуют телевизионные компании многих стран, осуществляя с их помощью глобальную трансляциюсвоих программ.
Основное оборудование спутника - приемно-передающий ретранслятор. Он принимает сигнал, передаваемый с наземных станций, усиливает его и посылает обратно на Землю рис. Первоначально спутниковое телевидение, так же как и эфирное, было аналоговым. Аналоговый сигнал, многие годы используемый в телевидении, снимается с телевизионной камеры, где он формируется на светочувствительной матрице, становясь электрическим аналогом изображения. В процессе формирования и записи телевизионных программ, а также при передаче их по линиям связи в том числе и спутниковым методами и средствами аналогового телевидения сигнал подвергается искажениям. С увеличением числа этапов обработки, передачи и приема искажения накапливаются и качество изображения, естественно, падает.
Дальнейшее же развитие аналоговых методов обработки и передачи сигнала уже не могло обеспечить сколь-нибудь серьезного улучшения качества телевизионного сигнала. Между тем требования к качеству "картинки" постоянно росли и стимулировали поиск новых эффективных методов создания, записи и передачи сигналов телевизионных программ. Ответом на этот запрос стал цифровой метод обработки и передачи сигнала. Сущность цифрового метода заключается в том, что на одном из начальных этапов обработки аналоговый сигнал преобразуется в цифровой поток - последовательность нулей и единиц. Алгоритмы его преобразования таковы, что при искажении или даже потере части цифрового потока на приемной стороне существует возможность восстановить исходную форму сигнала. Преимущества этого метода для спутникового телевидения многообразны.
Прежде всего, существенно повышается качество передачи телевизионного изображения и сопровождающего его звука. Появляется возможность передачи стереофонического звукового сопровождения на нескольких языках и с субтитрами. Многократно увеличивается количество телевизионных каналов, транслируемых через один спутник. Кроме того, помимо основного сигнала телевизионного изображения и звука становится возможным транслировать дополнительную информацию, например программу передач на неделю вперед. Рассмотрим теперь, что нужно для приема программ с того или иного спутника. Это излучение по всей трассе "спутник - земля" подвергается сильному ослаблению из-за водяных паров атмосферы и других препятствий.
На месте приема, чтобы уловить такой ослабленный сигнал, устанавливается антенна с большим коэффициентом усиления. Внешне она представляет собой параболический отражатель зеркало , который собирает сигнал в фокусе, где установлен конвертор, усиливающий и преобразующий частоту сигнала в приемлемую для передачи далее по кабелю в приемник спутниковый ресивер. Назначение ресивера - выбор канала для просмотра и преобразования поступившего сигнала в форму, приемлемую для подачи на вход домашнего телевизора. Таким образом, комплект аппаратуры для приема программ с любого спутника состоит минимум из трех главных элементов: антенны, конвертора и ресивера. Основными и наиболее используемыми являются антенны с зеркалом в виде параболоида вращения. Они делятся на два основных класса: прямофокусные фото 1 и офсетные.
Примером прямофокусных антенн могут служить всем известные гигантские антенны астрофизических радиотелескопов. В самом центре такой антенны, на ее оси в фокусе, находится конвертор, который вместе с крепежными приспособлениями слегка затеняет полезную поверхность зеркала антенны. Правда, с увеличением общей площади антенны этот эффект становится менее значительным. За счет того, что ось прямофокусной антенны всегда нацелена на спутник, она как бы "смотрит в небо".