1. Определение и понятия. Несимметричными (штыревыми) называют антенны, расположенные непосредственно у земли (или металлического экрана) перпендикулярно (реже наклонно) к ее поверхности. Если считать землю идеально проводящей и учитывать зеркальное отображение, то несимметричный вибратор можно считать половиной эквивалентного ему симметричного вибратора (рис. 1).
Сопротивление излучения несимметричного вибратора в два раза меньше, чем у эквивалентного симметричного вибратора, поскольку при одинаковых токах первый излучает в два раза меньшую мощность (нет излучения в нижнее полупространство) [1]. Входное сопротивление несимметричного вибратора в два раза меньше, чем у эквивалентного симметричного вибратора, поскольку при одинаковах токах питания у первого напряжение питания в два раза меньше (рис.
1). Коэффициент направленного действия несимметричного вибратора в два раза больше, чем у эквивалентного симметричного вибратора, поскольку при однаковой мощности излучения первый обеспечивает в два раза большую угловую плотность мощности, так как вся его мощность излучается в одно полупространство (рис.2).
Как сделать антенну для ТВ — простая и мощная петлевая антенна для аналогового и цифрового ТВ dvb tv
Все сказанное справедливо для идеального несимметричного вибратора, то есть когда земля представляет собой идеальный проводник. Если же земля обладает плохими проводящими свойствами, поле излучения вибратора меняется. Кроме того, это приводит к уменьшению амплитуды тока в вибраторе и, следовательно, к повышению его сопротивления и уменьшению излучаемой мощности.
Почва является диэлектриком с большой диэлектрической проницаемостью (равной почти 80), что приводит к изменению электрической длины мнимого диполя, а также длины пути токов смещения. Результат — полное искажение диаграммы направленности (поднятие лепестков вверх и исчезновение излучения под малыми углами к горизонту) и увеличение сопротивления штыря.
По этой причине практически не используют почву в качестве «земли», а используют искусственную землю. 2. Земля штыревой антенны Теоретические расчеты показывают, что наибольшие потери имеют место в зоне с радиусом 0,35 длины волны, поэтому в этой зоне желательно провести «металлизацию» земли: соединить радиальные провода между собой перемычками (рис.3). Очень хорошо, если эта металлизация будет проведена на всем расстоянии противовесов.
Рис.3 Противовесы следует изолировать от земли. Если они будут лежать на земле, то от влаги их электрическая длина не будет резонансной для антенны. Так же должны быть изолированы от земли и их концы. Только в одном случае можно не изолировать концы противовесов от земли: если они надежно соединены кольцом-перемычкой (рис.3).
Никогда не следует забывать о том, что идеальная штыревая антенна имеет КПД 47%, а КПД антенны с 3 противовесами — менее 5%. Значит, работая со штыревой антенной с тремя противовесами, из ваших 200 ватт, подводимых к штырю, 180 ватт (. ) напрасно теряются, попутно создавая TVI.
Многие процессы в ионосфере нелинейны, т.е. отражение радиоволн начинается, скажем, при подводимой мощности к вашей антенне в 7 ватт, и уже полностью не происходит при 5 ваттах. Значит, вы теряете уникальные возможности DX QSO, сэкономив на проводе для противовесов. Следует еще учесть искажения диаграммы направленности при малом количестве противовесов.
Из шарообразной она становится лепестковой, имеющей направление вдоль противовесов. Задача о нахождении оптимального количества противовесов была решена мною с помощью ЭВМ. Решение представлено на рис.4. Из него видно, что минимально необходимое число противовесов равно 12. При большем их количестве КПД растет медленно.
Противовесы должны быть расположены на одинаковом расстоянии относительно друг друге.
Рис.4 Угол их расположения относительно штыря должен быть от 90° до 1350. При больших и меньших углах падает КПД и д.н. искажается. Противовесы должны быть длиной не менее основного штыря. Это’можно объяснить тем, что протекающие между штырем и противовесами токи смещения занимают определенный объем пространства, который участвует в формировании диаграммы направленности.
Уменьшая длину противовесов, а, следовательно, уменьшая объем пространства, служащий формированию д.н., мы существенно ухудшаем характеристики антенны. С большим приближением можно сказать, что каждой точке на штыре соответствует своя точка на противовесе. Однако нет необходимости использовать противовесы длиннее чем основной штырь.
Противовесы и сам штырь должны быть покрыты защитной краской. Это необходимо для того, чтобы материал, из которого выполнена антенна, не окислялся.
Окисление вибраторов приводит в негодность антенну из-за того, что тонкая пленка окисла имеет значительное сопротивление, а так как на ВЧ сильно выражен поверхностный эффект, то энергия передатчика поглощается и рассеивается в тепло этой пленкой. Крайне желательно использовать для этого радиокраску (ту, которой красят локаторы).
Обычная краска содержит частички красителя, поглощающие ВЧ энергию. Но, в крайнем случае, можно использовать и обычную краску. 3. Размеры вибраторов штыревой антенны Как известно, сопротивление излучения антенны Ризл пропорционально отношению L/d, где L — длина и d — диаметр антенны. Чем меньше отношение L/d, тем широкополоснее антенна и больше КПД.
Следует учесть, что при использовании толстых вибраторов сказывается «торцевой эффект». Он обуславливается емкостью между торцами вибратора и землей. Физически это выражается в том, что антенна получается «длиннее» расчетной. Для его уменьшения обычно широкополосные штыри имеют конусообразную форму.
Расчеты показывают, что минимально необходимая толщина противовесов должна составлять d=D/2,4n, где d — диаметр противовесов, D — диаметр штыря, n — количество противовесов. Часто радиолюбители не могут установить четвертьволновый штырь и используют штырь, имеющий меньшие размеры. В принципе можно согласовать штырь любой длины с помощью согласующих устройств.
Однако короткие штыри имеют малое активное и большое реактивное сопротивление [3] и будут согласованы весьма неоптимально (на самих согласующих устройствах может рассеяться до 90% энергии). А если еще при этом используются и суррогатные короткие противовесы, то эффективность такой антенной системы будет весьма низка.
Однако в средствах подвижной связи часто такие суррогатные антенны применяются. Но это только потому, что другие виды укороченных антенн будут работать еще хуже! 4. Диаграммы направленности штыревых антенн Многих интересует, как влияет высота подъема штыря на его диаграмму направленности в горизонтальной плоскости и зависит ли его сопротивление от высоты подвеса.
Важнейший результат [4] заключается в том, что распределение токов в штыре не зависит от высоты его подвеса при наличии идеальной «земли». Практически это означает, что на какой бы высоте штырь ни находился, его сопротивление будет постоянным. Общий результат решения показывает, что если штырь настроен в резонанс, то его нижний конец можно заземлить.
При этом его можно питать в любой точке. На результатах этого важного вывода и созданы штыревые антенны (флаг-антенны, мачта-антенны), нижний конец которых соединен с «землей» и которые питаются через гамма-согласование. Диаграммы направленностей вертикальной плоскости полуволнового штыря приведены на рис.5.
Из этого рисунка видно, что чем выше поднимается антенна, тем положе угол излучения к горизонту. Это объясняется тем, что происходит сложение излученной штырем волны и волны, отраженной от земли. Если почва обладает плохими проводящими свойствами, то диаграмма направленности будет близка к диаграмме направленности штыря над землей. Поднимать антенну на высоту более длины волны не имеет смысла, т.к. при этом уже не происходит уменьшения угла излучения, а только начинают дробиться верхние боковые лепестки.
Рис.5 Следует запомнить еще одну интересную особенность штырей, высота которых равна длине волны и более. Такие антенны в профессиональной связи используются как антифединговые [5]. Это означает, что такая антенна будет принимать без проблем сигнал, приходящий с замираниями на четвертьволновый штырь или диполь. 5.
Согласование штыревых антенн Для успешной работы штыревая антенна должна быть согласована. Несмотря на все кажущееся многообразие согласующих устройств и штырей, их можно разбить на 3 группы.
1. Штырь согласованный, электрическая длина равна четверти длины волны; 2. Штырь с электрической длиной больше требуемой, эту длину «убирают» с помощью емкости; 3. Штырь длиной меньше четверти длины волны. Недостающую длину »добавляют» катушкой индуктивности.
Необходимо помнить, что конденсатор и катушка должны иметь максимально возможную добротность, а также желательно, чтобы ТКЕ и ТКИ были как можно лучше. Обычно емкость укорачивающего конденсатора может быть в пределах 100 пф на 28 — 18 МГц, параметры удлиняющей катушки — единицы мкГн до 21 МГц, десятки — до 3,5 МГц.
В заключение следует отметить, что подобная практика согласования применима к штырям длиной, кратной четверти длины волны. 6. Типы штыревых антенн Несимметричный вибратор с экраном конечных размеров (рис.3). Эту антенну и’применяют в основном радиолюбители. В качестве экрана обычно применяют противовесы длиной не менее четверти длины волны.
Несимметричный петлевой вибратор (рис.6). Его д.н. совпадает с д.н. классического штыря. Однако он обладает преимуществом, выражающемся в том, что один его конец заземлен. Подбором толщины dl и d2 можно изменять его входное сопротивление в больших пределах. При d1=d2 сопротивление вибратора будет равно 146 Ом.
Рис.6 Сопротивление несимметричного вибратора, имеющего разные толщины, рассчитывается по формуле /1 /: Ra=(1+n2).36n, где n=ln(d/d1)/ln(d/d2). Широкодиапазонные вибраторы, изготавливаются из толстых труб, штырей, пластин. Могут быть как коническими, так и ромбическими, цилиндрическими, сплошными и решетчатыми (рис.7). Перекрытие диапазона рабочих частот зависит от отношения I/O. Чем оно меньше, тем широкополосиее вибратор. Всем хорошо известная антенна UW4HW является широкополосным несимметричным вибратором, а вертикальный излучатель UA1DZ — широкополосным симметричным вибратором .
Рис.7 Конические антенны — частный случай широкополосных вибраторов (рис.8).
Рис.8 Поле излучения создается токами, обтекающими конус, а диск играет роль экрана и почти не излучает. При угле раскрыва 600 достигается наибольший коэффициент перекрытия диапазона, равный пяти, при КБВ > 0,5 в фидере с волновым сопротивлением 50 Ом.
При этом максимальная длина волны равна 3,6 . Диаграмма направленности дискоконусной антенны KB и УКВ примерно такая же, как и обыкновенного штыря. На KB применяют проволочный вариант конусной антенны (рис.8б), в которой вместо конуса используется плоский проволочный веер, а вместо диска — система заземления из радиальных проводов. Отдельно хочу обратить внимание на антенны-мачты. Особенно-стью таких антенн является то, что нижний их конец заземлен.
Рис.9 Антенна верхнего питания (рис.9) возбуждается с помощью фидера, проложенного внутри мачты. Это принципиально. Д.н. его такая же, как и у обычного штыря, но потери при излучении и приеме больше, так как радиоволна отражается от земли при излучении.
Антенна среднего питания (рис.10) представляет собой мачту из двух частей, возбуждаемую последовательно в точках 1 и 2 напряжением, которое подается с помощью фидера, проложенного внутри нижней части. Сопротивление антенны в точках питания Ra=Rb/cos2kll, где к — коэффициент укорочения, Rb — сопротивление «чистого» вибратора в точке 3. Подбирая соотношение между 11 и 12, можно согласовать антенну с фидером питания. Принципиальное значение имеет то, что фидер должен проходить внутри нижней части антенны. Недостаток — трудности с изолятором для верхней ее части.
Рис.10-11 Антенна шунтового питания (рис.11) возбуждается параллельно при помощи шунта, подсоединяемого к мачте на некоторой высоте 11. Обычно входные реактивные сопротивления нижней и верхней частей антенны имеют индуктивный и соответственно емкостной характер, и по входному сопротивлению в точке 1 антенна эквивалентна параллельному контуру.
Подбором величины 11 обеспечивается наилучшее согласование с фидером питания. Распределение токов таково, что частично ослабляет излучение антенны, поэтому шунт следует делать минимальных размеров. Классическая реализация шунтового питания — гамма-согласование.
Часто, особенно при построении антенн для низкочастотных диапазонов, нет возможности расположить вибратор вертикально относительно земли. При расположении штыря наклонно относительно земли диаграмма направленности, конечно, исказится. Следует располагать по возможности больше противовесов под той частью антенны, которая наклонена. Надо, также по возможности, поднимать противовесы так, чтобы они образовывали с антенной угол не более 135°. Следует помнить, что такая антенна более тяжела в согласовании из-за наличия значительной реактивной составляющей. Литература:
1. Н.Т.Бова, Г.Б.Резинков. Антенны и устройства СВЧ; Киев, Высшая школа, 1982.
2. Н.Н.Федоров. Основы электродинамики; М., Высшая школа, 1980.
3. З.Беньковский, Э.Липинский. Любительские антенны коротких и ультракоротких волн; М.,Радио и связь, 1983.
4. Г.З.Айзенберг. Коротковолновые антенны; М., Радио и связь 1985.
5. Г.Б.Белоцерковский. Основы радиотехники и антенн; М., Радио и связь, 1983. РЛ 7/92
Теги:
Григоров И. 
Опубликована: 2005 г. 
0 
0
Вознаградить Я собрал 0 0
Источник: cxem.net
Выбор антенны для эфирной цифры. Часть 2
В предыдущей публикации мы начали рассказывать о том, какими критериями нужно руководствоваться, выбирая антенну для приема эфирных цифровых телеканалов. Во второй части материала мы рассмотрим плюсы и минусы применения антенн разных конструкций. Эта статья рассчитана на подготовленных читателей, которые интересуются телевизионными антеннами.
Анна Бителева
Анна Бителева
В предыдущей публикации мы начали рассказывать о том, какими критериями нужно руководствоваться, выбирая антенну для приема эфирных цифровых телеканалов. Во второй части материала мы рассмотрим плюсы и минусы применения антенн разных конструкций. Эта статья рассчитана на подготовленных читателей, которые интересуются телевизионными антеннами.
Два лидера
«Волновой канал»
Переход на цифру немного расширил разнообразие применяемых антенных конструкций, но лидерами все равно остаются те же конструкции, которые использовались для приема аналога. Одна из них — антенна типа «волновой канал» (ВК), которую иногда называют Яги-Уда по фамилиям ее разработчиков.
Такие антенны появились в 1926 году и широко использовались во время Второй мировой войны в качестве радаров систем ПВО. Классическая антенна ВК (рис 1) оптимизируется для приема узкого диапазона частот, ширина которого составляет около 10% от величины его центральной частоты. То есть ВК, рассчитанный для частоты 500 МГц, будет оптимально работать и в диапазоне 475—525 МГц.
Антенна «Волновой канал»
В прошлом веке было разработано несколько конструкций ВК с различными формами вибраторов, призванных расширить рабочий диапазон. Так появились антенны с директорами в форме зигзагов, петель и треугольников. Подобные модификации позволяют немного улучшить характеристики антенн, но это не всегда оправдано. Директоры в виде бабочки позволяют расширить рабочую полосу антенны, но одновременно удорожают ее производство, транспортировку, а иногда и монтаж, рассказал «Телеспутнику» Виллем-Жан Богарт, менеджер по продажам компании Funke.
Разработчики ВК экспериментировали также с размерами вибраторов и расстоянием между ними. Как правило, расширения полосы удавалось добиться за счет снижений коэффициента усиления. Самой удачной в этом плане оказалась антенна с х-образными вибраторами, предложенная немецким инженером Эберхардом Шпиндлером в 80-х годах прошлого века.
Расчет данной антенны изложен в его книге «Практические конструкции антенн». Этот вариант ВК позволил расширить рабочий диапазон без существенного уменьшения коэффициента усиления. С развитием компьютерного моделирования появились и другие варианты расчета антенн такого типа, позволяющие добиться схожих характеристик.
Логопериодические антенны
В 50-х годах прошлого века в США началось массовое распространение эфирного телевидения. Передающие вышки росли как грибы, число каналов увеличивалось, был принят американский стандарт цветного телевидения NTSC. В результате назрела необходимость в широкополосных антеннах. Ответом на требования рынка стало появление логопериодической антенны (ЛПА), разработанной инженерами Иллинойского университета Дуайтом Исбеллом и Раймондом Духамеле. Они запатентовали принцип ее работы в 1958 году — позже он стал основой множества модификаций ЛПА.
По внешнему виду ЛПА похожи на антенны «волновой канал» (рис 2), однако они рассчитаны на прием сигналов в самом широком диапазоне частот, в пределах которого коэффициент усиления антенны практически одинаков. Границы рабочего диапазона определяются размерами и количеством вибраторов.
Но платой за широкополосность логопериодической конструкции стало понижение коэффициента усиления по сравнению с антеннами типа «волновой канал».
ВК или ЛПА?
В том, что эти два типа антенн сохраняют лидерство, никто из опрошенных «Телеспутником» экспертов не сомневается, но они немного разошлись во мнениях по поводу того, который из них оптимален для приема цифровых мультиплексов.
Начальник отдела оптовых продаж и маркетинга компании «Ланс» Игорь Лукашев признает, что оба типа антенн оптимальны в плане цены и качества, то есть коэффициентом усиления. При этом «волновой канал» имеет максимальные параметры относительно своих геометрических размеров. Логопериодическая антенна при той же длине траверсы дает на 15% более низкое усиление — ее преимущество в том, что она обеспечивает абсолютно одинаковое усиление во всем рабочем диапазоне, напоминает Лукашев. Но так как телевидение уходит в ДМВ-диапазон и во многих регионах мультиплексы передаются на близких частотах, актуальность широкодиапазоного приема уменьшается.
Участник форума «Телеспутника» Vramor привел численные ориентиры для выбора между ВК и ЛПА. По его оценкам, антенна «волновой канал» хороша, если номера каналов передачи 1-го и 2-го мультиплексов в частотной сетке отличаются не более чем на 10—15 единиц. Что же касается логопериодической антенны, то она незаменима для приема мультиплексов, передаваемых на сильно разнесенных частотах. Например, если один транслируется на 24 ТВК, а другой — на 58 ТВК.
Директор по продажам «РЭМО» Виталий Фенев отмечает, что логопериодические антенны обладают более стабильными характеристиками во всем рабочем диапазоне по сравнению с другими типами антенн, причем это касается не только коэффициента усиления. Пользователь форума «Теле-Спутника» под ником Valeri 4024 добавил, что ему нравится логопериодика из-за простого согласования с кабелем, не требующего дополнительных устройств.
Альтернативные конструкции антенн
Существуют и другие варианты антенн для приема мультиплексов. Мы рассмотрим конструкции, которые продвинутые пользователи могут сделать самостоятельно: «штыри», «бабочка», «усы» и «три квадрата».
«Бабочки»
Свое название такие антенны получили из-за сходства с крыльями этих насекомых. Ведущий инженер НПП ОСТ Игорь Некрасов характеризует их как аналог петлевого вибратора. Они отличаются невысоким коэффициентом усиления (Ку=2,15дБи (0 дБд) и высоким волновым сопротивлением (300 Ом). Эти показатели говорят о том, что «бабочки» требуют согласующего устройства 300/75 Ом для соединения с кабелем.
По словам Игоря Лукашева, сленговый термин «бабочки» объединяет очень много конструкций, некоторые из которых даже сложно назвать антеннами. Самая удачная конструкция такого типа — антенна Харченко с рефлектором (рис 3). При небольшой длине она имеет неплохие параметры и позволяет принимать сигнал вблизи телебашни. А на большом удалении может работать в составе антенного поля из 4 или 8 штук, но этот вариант подходит, скорее, для военных, которым нужно быстро развернуть приемную систему. Для индивидуального приема такое поле использовать нерационально из-за большой парусности конструкции.
«Три квадрата»
По поводу эффективности антенны типа «три квадрата» (рис 4) мнения разделились. Виталий Фенев рассматривает ее как разновидность направленной антенны, стоящей в одном ряду с ВК и ЛПА. По его словам, у нее тоже есть ярко выраженная направленная диаграмма, позволяющая получать усиление в одном направлении и подавление боковых и задних лепестков.
А вот Игорь Лукашев считает, что «три квадрата» оправдывали себя для любительского радиоприема на коротких волнах, но совершенно не интересны для телевидения. По усилению «три квадрата» практически равны трехэлементному «волновому каналу», но их конструкция при этом очень хрупкая, из-за чего они не подходят даже для комнатного применения.
Игорь Некрасов полагает, что модификации антенн этого типа с круговым расположением квадратов можно использовать для приема ТВ на подвижный объект, например автомобиль или речной теплоход.
Форумчанин Vramor все варианты «бабочек» и «трех квадратов» считает уделом оригиналов и «самоделкиных», так как никаких преимуществ с точки зрения качества приема перед ЛПА и ВК у них нет. Их отличия от классических моделей сводятся в основном к тому, что они могут размещаться немного по-другому, особенно если речь идет о комнатных антеннах. Например, антенну Харченко, зигзагообразную и без рефлектора, можно повесить на оконную штору или ручку окна.
«Штыри»
«Штыревые» антенны в основном применяются для приема радиостанций в FM-диапазоне, рассказали опрошенные «Телеспутником» эксперты. С появлением трансляций в DVB-T/T2, иначе чем аналог реагирующих на отраженные сигналы, «штыри» начали использоваться и для приема цифрового телевидения в автомобиле. Правда, в этом случае при движении в городе сигнал может периодически пропадать.
Игорь Некрасов (НПП «ОСТ») обращает внимание еще на один важный фактор: «штырь» имеет вертикальную поляризацию, а ТВ, как правило, вещает в горизонтальной поляризации. Поэтому такая конструкция позволяет принимать только сигналы, поляризация которых изменилась при отражении от поверхности или в результате другого искажения. Поэтому неудивительно, что антенны для автомобилей чаще имеют Г-образную форму.
«Усы»
Этот тип антенн для приема ДМВ-сигналов наши эксперты единодушно забраковали. Виталий Фенев утверждает, что «усы» как в комнатных ТВ-антеннах, так и в наружных уже можно списывать в архив, потому что они предназначались для приема сигналов в метровом ТВ-диапазоне, который в России с переходом на цифровое телевидение прекращает свое существование. Игорь Лукашев добавляет, что «усы» не только бесполезны для приема ДМВ-диапазона, но при наличии усилителя в приемной тракте даже вредны, так как усилитель генерирует гармоники метровых сигналов, принимаемых «усами». Гармоники попадают в ДМВ-диапазон и могут поразить частоты, на которых передаются мультиплексы.
Оценка корректности параметров
Следующий вопрос, который мы попытались прояснить, — как по внешнему виду антенны можно оценить корректность параметров, приведенных в ее паспорте, в первую очередь коэффициент усиления (КУ).
Виталий Фенев из «РЭМО» привел данные, согласно которым комнатные ТВ-антенны типа «кольцо» и плоские антенны обычно дают усиление около 3 дБи. Типичный коэффициент усиления комнатной антенны логопериодического типа — 5-6 дБи, а комнатный вариант «волнового канала», как правило, усиливает сигнала на 4—6 дБи. Коэффициент усиления наружных антенн может сильно разниться в зависимости от их размеров, но обычно не превышает 18 дБи. Приведенные выше цифры относятся к пассивным антеннам, не имеющим встроенного усилителя.
«Изотропный децибел»
Единицей изотропный децибел (дБи, в латинской транскрипции — dBi) обозначают уровень выходного сигнала антенны, относительно сигнала, снятого с антенны с шарообразной диаграммой направленности. Традиционным для российской школы является измерение усиления антенны относительно полуволнового диполя, и если усиление указано в обычных децибелах (дБ), то по умолчанию предполагается, что оно приведено относительно полуволнового диполя. Заметим, что усиление относительно изотопной антенны всегда на 2,15 дБ больше усиления относительно полуволнового диполя. Поэтому последние годы многие производители стали указывать не традиционную метрику, а усиление в дБи. Более того, некоторые производители в спецификациях антенн сокращают «дБи» до просто «дБ», приписывая своим моделям дополнительные 2,15 дБ усиления.
Игорь Лукашев из «ЛАНС» дал ориентиры для оценки усиления антенны «волновой канал» по длине несущей траверсы. Он рассчитан для антенн, оптимизированных для приема частоты 600 МГц (длина волны -50 см). При длине траверсы равной длине волны усиление антенны составит 6—8 дБ; если длина траверсы будет вдвое больше, то усиление антенны окажется в районе 10—12 дБ, а при траверсе 240 см — 14—16 дБ. Эти оценки приведены в честных дБ. Для логопериодической антенны величина усиления в каждом случае будет на 15% ниже.
По данным Игоря Некрасова из НПП «ОСТ» коэффициент усиления антенн типа «польские сетки» для ДМВ-диапазона равняется 7,5—11,5 дБи. Показатели ЛПА в зависимости от длины и количества элементов составляют от 6 до 11 дБи, а ВК — от 9 до 16 дБи. При использовании в ВК директоров сложной формы (петли, х-образные) можно получить максимальный КУ до 18 дБ. Антенна Харченко (двойной квадрат с рефлектором) обеспечивает показатели в 8—12 дБи.
Чаще всего этот показатель завышается, когда производитель в качестве коэффициента усиления заявляет суммарное усиление антенны и встроенного усилителя, вместо того, чтобы указать эти два коэффициента раздельно. В результате на коробке с антенной скромных размеров и реальным КУ в 3—5 дБ нередко можно увидеть космический параметр 25—30 дБ.
Существует также практика завышения КУ пассивных антенн. Например, для «волнового канала» с траверсой в 40—50 см вполне может быть указан КУ в 16 дБ.
Антенные усилители
Важнейшим параметром, определяющим возможность приема ТВ-сигнала антенной, является отношение полезного сигнала к шуму (Signal to Noise Ratio, SNR). Шум присутствует в любом телевизионном сигнале, но пассивная антенна ничего к нему не добавляет — на ее выходе формируется усиленный сигнал, но с тем же уровнем SNR, что и на входе.
Если используется усилитель, то он не только дополнительно усиливает сигнал с выхода антенны, но также добавляет к нему собственный шум, понижая результирующий SNR. Если сигнал усиливается непосредственно на выходе антенны, где его уровень максимален, то шум, добавляемый усилителем, повлияет на SNR незначительно. С выхода активной или пассивной антенны сигнал попадает в коаксиальный кабель, где он неизбежно затухает, но отношение уровня полезного сигнала к шуму сохраняется. Если же сигнал усилить после затухания в коаксиальном кабеле, перед подачей на вход телевизора, то шум усилителя при том же абсолютном значении снизит SNR больше.
Несмотря на это, Игорь Лукашев считает предпочтительным использовать не встроенный, а внешний малошумящий усилитель, по крайней мере с внешними антеннами, установленными на мачте. Он отмечает, что усилитель — самая уязвимая часть антенны. Особенно часто он выходит из строя во время грозы. Если встроенный в антенну усилитель поломался, то придется менять всю конструкцию.
Или как минимум демонтировать антенну, менять усилитель и монтировать ее повторно. Это сложно и дорого. В таких случаях лучше установить в удобном месте под кровлей внешний усилитель. Даже на 5 метрах кабеля сигнал с антенны ослабится меньше, чем на 1 дБ, что в большинстве случаев совсем некритично.
Точно определить, в каких случаях достаточно пассивной антенны, а когда потребуется усилитель, можно только путем экспериментов или замеров, однако есть общие закономерности. В НПП «ОСТ» рекомендуют в загородных домохозяйствах устанавливать наружные антенны с усилителем. Причем чем дальше от ретранслятора находится дом, тем выше должен быть коэффициент усиления.
Например, КУ встроенного усилителя достаточно на уровне 18—22 дБи, главное, чтобы он был хорошо согласован с антенной и имел небольшой коэффициент шума, не более 2—2,5дБ. Чем ближе к городу, тем выше требования к нагрузочной способности встроенного усилителя, которую косвенно можно оценить по заявленному потреблению. У мощного усилителя потребление должно быть в районе 30—45 мА, а не 10—20 мА.
В городе активные антенны актуальны только в условиях непрямой видимости телебашни — это касается и наружных, и комнатных антенн.
Виталий Фенев предостерегает от применения активных антенн вблизи телевизионной вышки, так как чересчур мощный сигнал вредит качеству приема. По его словам, в городе усилитель будет полезен, только если длина коаксиального кабеля от антенны к телевизору превышает 20 метров, а также при построении внутриквартирной сети из нескольких телевизоров.
Генеральный директор «Телевес Рус» Валерий Варданян обращает внимание, что если сигнал слабый и зашумленный, то пользы от усилителя, скорее всего, не будет, так как на выходе сигнал может оказаться еще более зашумленным. Заранее определить степень зашумленности в месте приема без приборов сложно, поэтому многие антенны, в том числе и от Televes, сейчас оснащаются отключаемыми усилителями.
Фильтрация входных сигналов
Если в диапазоне приема много посторонних электромагнитных сигналов, то они могут перегружать усилитель антенны, искажая сигналы на его входе. Для отстройки от таких паразитных сигналов может помочь предварительная фильтрация.
В реальном мире основную проблему при приеме телесигнала в ДМВ-диапазоне могут создавать сигналы, передаваемые в сотовых сетях четвертого поколения. С развитием 4G многие производители, в частности Televes и Funke, встраивают в свои антенны режекторные фильтры, отсекающие LTE-диапазоны.
При этом в разных странах под LTE выделены разные диапазоны. Поэтому, выбирая такую модель антенны, нужно как минимум убедиться, что встроенный режекторный фильтр настроен на диапазон, занимаемый LTE в вашей стране. К тому же битва между разными ведомствами за частотный ресурс идет постоянно, и нельзя гарантировать, что сегодняшние частотные назначения через несколько лет не поменяются. Чтобы подстраховаться от таких случаев, Игорь Лукашев рекомендует приобрести внешний фильтр входных сигналов.
Надеемся, что советы наших экспертов помогут вам сориентироваться при выборе антенны и учесть возможные подводные камни выбора подходящей модели.
И подписывайтесь на канал «Телеспутника» в «Яндекс.Дзен» .
Источник: telesputnik.ru