Принцип работы антенны тв – Как усилить плохой сигнал цифрового телевидения своими руками: пошаговое руководство

Типы телевизионных приёмных антенн

 

 

Содержание статьи
  • Разрезной вибратор (диполь).

  • Петлевой вибратор — одноканальная антенна.

  • Антенны типа «волновой канал».

  • Логопериодические антенны.  

  • Рамочные антенны.

  • Синфазные антенные решётки.  

  • «Польские» антенны.

  • «Антенны бегущей волны.

 

Разрезной вибратор (диполь)

 

Диполи бывают: волновые, полуволновые, четвертьволновые.

Волновые имеют длину вибраторов, равную длине волны принимаемого сигнала, полуволновые — половине, четвертьволновые — четверти. Волновое сопротивление диполя составляет 300 Ом, поэтому для согласования с телевизионным кабелем и телевизором в любительских условиях используется согласующая полуволновая петля, изготовленная из отрезка телевизионного кабеля. Кабель снижения (для всех телеантенн) должен иметь волновое сопротивление 75 Ом. Диполь является аналогом комнатной антенны, прилагающейся к телевизорам.
Общеизвестные антенны: Локус, Дельта и им подобные, в метровом диапазоне являются разрезным диполем, который согласуется с кабелем с помощью специального трансформатора.
Свойства антенны — широкополосная. Коэффициент усиления — 1 дБ. Диаграмма направленности имеет одинаковые по размерам передние и задние лепестки, поэтому она с равным успехом «ловит» радиоволны в рабочей полосе со всех направлений, полезный сигнал и помехи. Наклон вибраторов незначительно сказывается на коэффициенте усиления и диаграмме направленности антенны.

 

 

Комбинированная антенна: метровая — разрезной диполь, дециметровая — логопериодическая

 

 

Петлевой вибратор — одноканальная антенна

 

Коэффициент усиления — 1 дБ. Диаграмма направленности с одинаковыми передним и задним лепестками. Используется в качестве эталонной антенны.

 

 

Антенны типа «волновой канал»

 

Петлевой вибратор индивидуально не используется и является активной частью для антенн типа «волновой канал». Антенна «волновой канал» представляет собой набор из активного элемента — вибратора (как правило, петлевой вибратор) и пассивных — рефлектора и нескольких директоров, установленных на одной общей стреле. Пассивные вибраторы, расположенные перед активным вибратором (по направлению на телецентр), называют директорами. Вибраторы, расположенные за активным вибратором, называют рефлекторами. Рефлектор служит для ослабления приема сигналов с тыла антенны, что улучшают помехозащищенность эфирной антенны. При увеличении числа директоров сужается ширина диаграммы антенны и увеличивается её коэффициент усиления. Для длинных (более 15 элементов) антенн можно считать, что усиление увеличивается примерно на 2.2 dB на каждое удвоение длины антенны. Следует отметить одну неприятность, связанную с использованием многоэлементных антенн типа «волновой канал»: при добавлении к петлевому вибратору пассивных элементов входное сопротивление антенны уменьшается. Для потребителей это не имеет никакого значения, так как все антенны снабжены согласующим трансформатором. Равномерность частотной характеристики антенны сильно зависит от качества её согласования с кабелем и телевизором, при незначительном рассогласовании неравномерность увеличивается и отдельные телевизионные каналы будут «ловиться» с ослаблением. В некоторых случаях лучший результат даёт логопериодическая антенна, которая обладает меньшим коэффициентом усиления (при равном числе элементов), но более равномерной АЧХ.

 

Антенны типа «волновой канал»

Двухэлементные антенны Трёхэлементные антенны Пятиэлементные антенны

применяются редко, так как их характеристики не намного лучше характеристик одиночного вибратора.

Коэффициент усиления — 5,1-5,6 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего, угол раствора — 70 градусов. Коэффициент усиления — 8,6-8,9 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего, угол раствора — 50 градусов.
Семиэлементные антенны типа Одиннадцатиэлементные антенны Шестнадцатиэлементные антенны
Коэффициент усиления — приблизительно 10 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего.
Коэффициент усиления — приблизительно 12 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего. Коэффициент усиления — приблизительно 13,5 дБ. Передний лепесток диаграммы направленности больше заднего

 

 

Антенна Lumax «Волновой канал», 6-12 телеканал

 

Антенны типа «Волновой канал» получили широкое распространение в различных профессиональных устройствах радиосвязи и радиолокации. Большинство телевизионных коллективных и индивидуальных антенн промышленного изготовления также являются антеннами типа «Волновой канал». Это связано с тем, что такие антенны достаточно компактны и обеспечивают получение большого коэффициента усиления при сравнительно небольших габаритах.

 

 

Логопериодические антенны

 

Логопериодические антенны — широкополосные антенны, обеспечивающие приём телеканалов в широком диапазоне частот: метровых и дециметровых волн. Рабочая полоса частот логопериодической антенны на низких частотах ограничена размерами наибольшего и наименьшего вибраторов антенны. В рабочем диапазоне обеспечивается хорошее согласование антенны с фидером, а коэффициент усиления практически остается постоянным. Логопериодическая антенна с числом вибраторов, равным 10-11, эквивалентна по коэффициенту усиления трёх — четырёхэлементной антенне типа «Волновой канал». В то же время логопериодическая антенна работает в значительно более широкой полосе частот, чем антенна типа «Волновой канал», что позволяет на одну антенну принимать телеканалы метровых и дециметровых волн.

Подключение фидера к ЛПА производится без специального симметрирующего и согласующего устройства. Кабель с волновым сопротивлением 75 Ом вводится внутрь нижней трубы с конца и выходит у конца, который направлен на телецентр, здесь оплетка кабеля соединяется с концом нижней трубы, а центральная жила — с концом верхней трубы.
Принцип работы: в зависимости от длины волны принимаемого сигнала в структуре антенны возбуждаются несколько вибраторов, размеры которых наиболее близки к половине длины волны сигнала, что по принципу действия напоминает несколько антенн «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 «Волновой канал» с таким же числом элементов, но зато полоса пропускания получается значительно шире. По аналогии с усилителями, «площадь усиления антенны»: произведение (КУ) на ширину (ПП) величина постоянная, поэтому, чем шире полоса пропускания, тем меньше коэффициент усиления при данных габаритах антенны.

 

 

Логопериодическая антенна РЭМО, 6-69 телеканал

 

Логопериодическую антенну используют в зоне уверенного приёма телеканалов, для приёма большого числа телеканалов в благоприятных условиях приёма (отсутствия помех и отражённых телесигналов).

 

 

Рамочные антенны

 

Рамочные антенны предназначены для условий приёма телеканалов, когда простейшие антенны или антенны типа «волновой канал» не могут обеспечить получение на экране телевизора удовлетворительного качества изображения. Применяются двух- или трёх элементные рамочные антенну, которые иначе именуется как «двойной квадрат» или «тройной квадрат» соответственно. Рамочные антенны сочетают повышенный коэффициент усиления с простотой конструкции при сравнительно узкой полосе пропускания и не требуют настройки. Практическое применение в качестве телевизионных приёмных антенн находят редко. Широко были распространены (самодельные варианты) в «советское время», когда в продаже наблюдался дефицит телевизионных антенн.

«Двойной квадрат» Одноканальная. Коэффициент усиления — 9-11 дБ. Волновое сопротивление около 70 Ом. Передний лепесток диаграммы направленности значительно больше заднего.
«Тройной квадрат» Одноканальная. Коэффициент усиления — 14-15 дБ. Волновое сопротивление около 70 Ом. Передний лепесток диаграммы направленности значительно больше заднего.

 

 

Синфазные антенные решётки

 

Синфазная антенная решётка представляет собой сложную направленную антенную систему, состоящую из отдельных слабонаправленных антенн, разнесённых в пространстве и расположенных таким образом, что фазы наведенных в них сигналов оказываются одинаковыми. Как правило, синфазная решётка собирается из одинаковых антенн, расположенных в несколько рядов и несколько этажей. Использование вместо одной антенны нескольких антенн, соединённых в синфазную решётку приводит к сужению диаграммы направленности и увеличению коэффициента усиления по сравнению с коэффициентом усиления одиночной антенны, входящей в состав решётки.
Одноканальная. Коэффициент усиления — увеличивается в пределах от 4 до 5 дБ при увеличении количества антенн в решётке в два раза. Волновое сопротивление примерно 70 Ом. Передний лепесток диаграммы направленности в несколько раз больше заднего.

 

 

Синфазная решётка фирмы Channel Master, USA

 

«Польские» антенны

 

Представляют собой четырёхэтажную синфазную решётку, снабжённую встроенным усилителем. Имеют рефлектор в виде решётки, расположенный сзади антенны. Польские антенны получили широкое распространение в начале 90-х годов, когда рынок антенн большим разнообразием не отличался. Собственно это была не польская идея, разработки были у Philips и других известных фирм, поляки сделали дешёвый, доступный вариант. Решетка комплектуется встроенным антенным усилителем и показывает неплохие результаты приёма удалённых телесигналов с 6 по 69 телеканал. В силу своей дешевизны, конструкция антенны очень хрупкая и недолговечная, а длинные усы метрового диапазона моментально загибаются под весом птичек или воздействием ветра и теряют свои приёмные свойства. Усилители не защищены от электростатического электричества и часто «вылетают» во время грозы. Антенна плохо защищена от помех, а часто «возбуждающийся» усилитель сам является источником помех. Антенна не пригодна к использованию в городских условиях.
Всеволновая. Коэффициент усиления — собственный на ДМВ 13-14 дБ, с усилителем до 40 дБ. Волновое сопротивление — 75 Ом с согласующим трансформатором.

 

 

Антенны бегущей волны

 

Антеннами бегущей волны принято называть направленные антенны, вдоль геометрической оси которых распространяется бегущая волна принимаемого сигнала, это апериодические антенны. Обычно антенна бегущей волны состоит из собирательной линии, к которой подключено несколько вибраторов, расположенных на одинаковом расстоянии один от другого. 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. У антенны бегущей волны все вибраторы активные, принятая ими энергия сигнала передается в собирательную линию. Если антенны «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.

 

 

Комбинированная антенна: метровая, бегущей волны, дециметровая, «волновой» канал фирмы Channel Master, USA. Радиус приёма до 60 миль

 

 

Комбинированная антенна: метровая, бегущей волны, дециметровая, «волновой» канал фирмы Channel Master, USA. Радиус приёма до 100 миль

 

Как видно на картинках: в первом случае рабочая полоса антенны формируется наклонными вибраторами различной длины, во втором случае рабочая полоса формируется с помощью вибраторов двух видов и разных размеров. Данные антенны не получили широкого распространения на территории России, однако эти антенны, без преувеличения — мечта монтажника. Условия работы монтажников на крыше — не подарок: снег и ветер, мороз и гололёд, дождь и палящее солнце. Собирать антенны в таких условиях не просто, а Channel Master достаёшь из коробки, расправляешь вибраторы до фиксации их в специальных зажимах и антенна готова к установке. По цене эти антенны соизмеримы с трёхдиапазонными антеннами, механически прочны и обладают неплохими приёмными характеристиками. Выпускается два вида антенн с разным количеством вибраторов.

Что такое эфирная антенна для приятного просмотра телевидения

Несмотря на то, что количество каналов, принимаемых эфирными антеннами, ограничено, популярность этих конструкций находится на высоком уровне. Это связано с тем, что устройства сочетают в себе такие привлекательные качества, как невысокая стоимость, отсутствие абонентской платы за пользование, простота монтажа.

Для нормального приема телеканалов на антенном входе телевизора должно быть напряжение в пределах 320-500 мкВ. Чтобы этого достичь, антенна должна иметь определенную конструкцию. В основе каждой эфирной антенны лежит главный элемент – полуволновый вибратор, который может быть петлевым, линейным разрезным и линейным неразрезным. Вне зависимости от конструкции вибратор имеет диаграмму направленности в виде восьмерки, расположенной в плоскости антенны, поэтому наивысший уровень сигнала находится по направлению к главному лепестку эфирной антенны. Еще один элемент антенны – чаще всего это стержень, расположенный перед полуволновым вибратором. Сзади него располагается рефлектор, — чаще всего тоже стержень, но больших размеров. Также на общей штанге закрепляется несколько пассивных вибраторов. Материалом изготовления антенны обычно служит алюминий или антикоррозийные сплавы.

Самый простой вариант – рамочные антенны. Это устройства, не требующие каких-либо настроек. Иногда, для повышения коэффициента усиления антенну делают в виде нескольких рамок, соединенных между собой. Не менее распространена конструкция типа «диполь», который может быть волновым, полуволновым или четвертьволновым. Здесь длина вибраторов соответствует длине волны или составляет от нее ½, ¼. Более сложны по устройству решетчатые (или синфазные) устройства, которые представляют собой систему, состоящую из нескольких малых антенн. Конструкция представляет собой несколько решеток, расположенных на одном стержне. К таким устройствам относятся и «польские» антенны, популярность которых обусловлена возможностью принимать самые слабые сигналы благодаря наличию встроенного усилителя.

Несколько «особняком» стоят логопериодические антенны, относящиеся к категории широкополосных спутниковых устройств. Эти устройства способны принимать сигналы сразу по нескольким каналам в широком диапазоне частот: за низкие частоты «отвечает» наибольший вибратор, за высокие – наименьший. Еще один тип антенны, типа «бегущая волна», отличается высоким уровнем направленности, т.к. волна входящего сигнала проходит вдоль геометрической оси. Это устройство считается идеальным для принятия спутникового интернета.

В двух словах о принципе работы антенн

В двух словах о принципе работы антенн

Антенна — специальное устройство, созданное для преобразования колебания частиц электрического тока в волну магнитного поля (радиоволну) и обратно.

На чем же основан принцип работы антенн? Во-первых, переменному току свойственно менять свою полярность с определенной частотой. Если частота от 27Мгц, то это значит, что 27 млн. раз за секунду изменяется полярность с плюса на минус и обратно. То есть, электроны в кабеле переходят с одного полюса к другому 27 млн. раз в секунду. Считая, что электроны двигаются со скоростью света, что составляет 300 миллионов метров в секунду, то при частоте 27 мегагерц до перемены полярности тока частицы успевают пробежать лишь 10 метров, а потом возвращаются. Длина волны — то расстояние, которое проходят электроны до тех пор, пока не изменят направление движения.

Подобным образом работают и антенны для мобильных устройств. На сайте bezlimi.com можно узнать о сотовой связи.

Если к радиостанции подключить провод, один конец которого будет просто висеть в воздухе, то по нему и будут перемещаться электроны. Бегающие электроны создают магнитное поле вокруг проводника, а на его конце электростатический потенциал. Он будет меняться с частотой работы радиостанции, и провод создаст радиоволну.

Эффективная антенна, как правило, состоит из двух частей провода длиной по 1/4 длины волны, один из кусок провода подключен к одному из выводов источника (выходу радиостанции), другой — к другому выводу.

Излучающий проводник подключают к центральной жиле кабеля, проводник же, называемый противовесом, подключают к оплётке кабеля.В случае расположения двух кусков провода по 1/4 длины волны каждый, один над другим, сопротивление антенны составит примерно 75 Ом, она будет симметрична, и напрямую коаксиальным кабелем её подключать не стоит.

Как же функционируют укороченные антенны и антенны, представляющие из себя только штырь на автомобиле? Для машины, штырь — это первая часть провода (излучатель), а кузов машины – вторая часть (противовес). В укороченных же антеннах провод скручен в катушку, поэтому для частиц тока длина устройства равна ровно 1/4 длины волны, а для обладателя антенны — всего 2 метра. Остаток скручен в катушку, которая укрыта от непогоды в основании устройства.

★★★Как работает спутниковое ТВ? От чего зависит качество его сигнала?

Без спутникового телевидения трудно представить себе жизнь современного человека. Оно давно перестало быть роскошью и дорогим удовольствием. Сегодня многочисленные спутниковые «тарелки» всех видов и размеров, которые украшают фасады домов не только в больших городах, но и в сельской местности, доступны семьям с практически любым достатком, а более технически продвинутая аудитория давно освоила такую полезную вещь, как кардшаринг, позволяющий значительно сэкономить на оплате спутниковых каналов. Однако далеко не все задумываются о принципах, на которых основана работа спутникового телевидения.

Как это работает?

Услуги спутникового телевидения приобретаются у специальных провайдеров в виде пакетов выбранных абонентом каналов, после чего он получает возможность декодировать их и смотреть на своём экране – ровно в том объёме, который оплатил. Процесс передачи сигнала, конечным пунктом назначения которого является телевизор абонента, происходит следующим образом:

  • наземная станция отправляет сигнал на спутник;
  • спутник перенаправляет его на конвертор стационарной параболической антенны («тарелки»), установленной на доме абонента;
  • преобразованный конвертором сигнал антенна направляет на ресивер, расположенный внутри помещения;
  • ресивер его декодирует и уже после этого передаёт на экран телевизора.

Следует отметить, что сигнал, получаемый со спутника, отличается высоким качеством, что делает данный вид телевидения более конкурентоспособным, чем аналоговые. Ещё одним преимуществом его является практически неограниченное количество передаваемых каналов с отличным качеством изображения, а для тех, кто использует tv sharing, всё это многообразие ещё и весьма доступно по цене. За счёт чего достигается высокое качество и разнообразие спутникового вещания?

Существует такое понятие: спутниковое покрытие, в которое должна попадать ваша антенна. Говоря простым языком, антенна должна быть расположена так, чтобы сигнал со спутника достигал её максимально коротким путём, избегая препятствий в виде гор, лесов, высоких зданий и заборов. Понятно, что чем выше располагается источник сигнала, тем большую площадь покрытия он имеет. Когда-то именно для этой цели в городах строили высокие телевизионные вышки, сигнал с которых мог ловиться в любом конце города.

Перемещение источника сигнала на спутник, вынесенный в космос и способный транслировать в эфир сотни радио- и телевизионных каналов, открыло перед телевидением принципиально новые возможности. Теперь в зону спутникового покрытия попадает почти целое полушарие. Чтобы поймать с него качественный сигнал, достаточно повернуть антенну под нужным углом. При этом, чем больше площадь поверхности антенны, тем больше возможностей у всей системы. Иногда для получения большего количества сигналов достаточно вместо установки дополнительной антенны просто увеличить количество конверторов на ней.

От чего зависит качество сигнала?

Как ни странно, качество работы такой высокотехнологичной системы сильно зависит от погодных условий. Дождь и снег почти не влияли на изображение, передаваемое по аналоговым каналам на телевизоры предыдущего поколения. Но в случае со спутниковым ТВ всё обстоит иначе. Из-за высокой частоты спутникового сигнала, любые препятствия на его пути становятся серьёзной проблемой, в том числе выпадающие в момент передачи осадки.

В целях сохранения мощности сигнала, необходимой для получения качественного изображения, снижается его частота. Данная операция осуществляется при его проходе через конвертор. Если на этом этапе работа последнего даёт сбой, качественного изображения на экране телевизора тоже не получить. Полное же отсутствие изображения на экране свидетельствует о том, что у вас проблемы с ресивером, который не произвёл необходимого декодирования сигнала.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о