Rambler's Top100



     
  Rambler's Top100  

Эфирное телевидение

Телевизионные приемные антенны фирм Triax и Hinke

Г. Алешин Теле-Спутник №6(56) Июнь 2000

Качество приема телевизионного изображения программ непосредственного (эфирного) телевещания во многом зависит от характеристик приемной антенны (антенной системы), места ее установки, пассивных и активных элементов и устройств антенно-фидерного тракта (элементов симметрирования и согласования, усилителей, фильтров, сумматоров, коаксиального кабеля). От технических параметров каждого из этих узлов зависит как сама возможность приема, так и эксплуатационная надежность всей приемной системы. Датские фирмы Triax и Hinke предлагают телевизионные антенны, адаптированные для работы в российских условиях.

Приемная антенна – устройство, предназначенное для преобразования энергии колебаний электромагнитного поля, создаваемого в точке приема удаленным передатчиком, в напряжение на выходных зажимах антенны. Технические параметры антенны характеризуют ее с точки зрения пространственных избирательных свойств (поляризация электромагнитной волны и направление на передатчик или переизлучатели), частотных избирательных свойств (диапазон рабочих частот), выигрыша от ее применения (по сравнению с известной антенной), согласования с фидером (кабелем, антенным или мачтовым усилителем). Не менее важны эксплуатационные параметры – устойчивость к ветровым нагрузкам, стойкость к коррозии, воздействию солнечной радиации, высоких и низких температур.

Хотя конструктивное решение антенны, подбор материалов для изготовления ее элементов, в принципе определяют диапазон эксплуатационных характеристик, указанных выше, практическая оценка этих параметров затруднительна. Как правило, довольствуются экспертными оценками, основанными на опыте применения антенн подобных конструкций и материалов, использованных для их изготовления. В том случае, если изготовитель не регламентирует прочностные характеристики, они могут быть рассчитаны (см., например, "Теле-Спутник" № 12 за 1998 г.).

телевизионная антенна A2015 телевизионная антенна 100023
Hinke A2015 Triax TR 100023
телевизионная антенна A2010 телевизионная антенна 108683
Hinke A2010 Triax TR 108683
телевизионная антенна 108679 телевизионная антенна
Triax TR 108679 Triax TR 108680

Технические характеристики телевизионных антенн

Диаграмма направленности
Зависимость ЭДС на зажимах антенны от направления прихода сигнала определяет характеристику направленности антенны. Достаточно полное представление о диаграмме направленности дает ее сечение в вертикальной и горизонтальной плоскостях. По диаграмме направленности определяются следующие параметры:
  1. ширина диаграммы направленности по уровню половинной мощности;
  2. уровень задних и боковых лепестков.
Антенна, предназначенная для телевизионного приема с фиксированного направления, должна по возможности обладать минимальным уровнем боковых и заднего лепестка ДН для обеспечения большей помехозащищенности от сигналов, приходящих с других направлений.
Коэффициент усиления
Усиление антенны характеризует выигрыш по мощности (напряжению), выделяемой в согласованной нагрузке, подключенной к выходным зажимам антенны, по сравнению с "изотропной" (то есть имеющей круговую ДН) антенной или, например, полуволновым вибратором, с учетом направленных свойств антенны и потерь в ней. Коэффициент усиления антенн, применяемых для телевизионного приема, может считаться приблизительно равным коэффициенту направленного действия (КНД) антенны, учитывая, что коэффициент полезного действия антенны в данном случае равен 0,93…0,96. Коэффициент усиления антенны зависит от частоты. Для широкополосных антенн часто указывают максимальное значение КУ.
Входное сопротивление
Величина входного сопротивления и характер его изменения в полосе частот телеканала определяет мощность, отдаваемую в фидер, и неравномерность частотной характеристики антенно-фидерного тракта. Величина входного сопротивления приемных телевизионных антенн должна обеспечивать согласование со стандартным кабелем с волновым сопротивлением 75 Ом.
Часто указывают КБВ или КСВ антенны при работе с фидерным трактом с волновым сопротивлением 75 Ом. При рассо-гласовании генератора (антенны) и передающей линии (фидера), в линии возникают отраженные волны, снижая КПД антенно-фидерной системы. Снижение КПД может быть значительным (изменение КСВ от 1,5 до 3,5 приводит к изменению КПД от 0,92 до 0,7).
Диапазон рабочих частот
Телевизионное вещание в России ведется в диапазонах МВ (48,5-100 МГц, 174-230 МГц ) и ДМВ (470-790 МГц) в стандарте D/K. Рабочим параметром антенн является ширина полосы пропускания – полоса частот, в пределах которой неравномерность частотной характеристики не превышает заданной. Ширина полосы пропускания тем больше, чем меньше зависят от частоты коэффициент усиления и входное сопротивление антенны. По этому параметру антенны подразделяются на канальные (предназначенные для приема одного телевизионного канала) и широкополосные (с их помощью можно принимать группу каналов). В зависимости от полосы частот, в которой работает антенна, телевизионные антенны разделяются на диапазонные и комбинированные.
телевизионная антенна 108755 телевизионная антенна 108752
Triax TR 108755 Triax TR 108752
телевизионная антенна 108687 телевизионная антенна 108363
Triax TR 108687 Triax TR 108363
телевизионная антенна 100279 телевизионная антенна
Triax TR 100279 Triax TR 100842

На фотографиях показан внешний вид антенн фирм Triax и Hinke МВ и ДМВ диапазонов. Вибраторы антенн и несущие траверсы выполнены из алюминиево-магниевого сплава. Крепление вибраторов к траверсе осуществляется винтами с барашковыми гайками, а у ДМВ антенн Х-типа пластмассовыми замками. Крепление антенн к мачте осуществляется с помощью зубчатых хомутов (максимальный диаметр мачты 50 мм). Несущие траверсы выполнены из профиля квадратного сечения (18, 20 и 25 мм).

Измерение параметров антенн

Телевизионная антенна, как и любое техническое устройство, обеспечивает свои характеристики в определенных условиях. Расчетные параметры антенны могут сильно отличаться от реальных, вследствие влияния окружающих предметов и Земли. Диаграмма направленности вибраторных антенн (особенно ДН в вертикальной плоскости) существенно зависят от высоты подъема антенны над Землей. Число лепестков ДН в вертикальной плоскости полуволнового вибратора, расположенного над идеально проводящей поверхностью Земли, увеличивается на 1 при изменении высоты подъема на ј длины волны принимаемого излучения. Наибольшие сложности в измерении абсолютных параметров возникают при работе с антеннами МВ диапазона, особенно 1-5 телевизионных каналов. В отсутствие специальных условий, которые могут быть созданы на специальном полигоне или в измерительной камере, могут быть проведены лишь сравнительные измерения параметров антенн МВ – коэффициента усиления и диаграммы направленности в горизонтальной плоскости.

Для сравнительной оценки характеристик телевизионных антенн МВ диапазона фирм Triax и Hinke были проведены измерения по сигналам телевизионных каналов, транслируемых с башни телецентра (г. Санкт-Петербург). Номограмма уровней сигналов телеканалов в точке приема приведена на рис.1. Тестируемая антенна располагалась на мачте (5 м) в прямой видимости телецентра в зоне уверенного приема с использованием рельефа местности (возвышенность 30 м). Так же определялись параметры комбинированных МВ-ДМВ антенн в МВ диапазоне и оценочные характеристики некоторых ДМВ антенн. В таблице 1 приведены результаты измерений, выполненных по упрощенной методике, для антенн МВ диапазона.

Для измерения параметров антенн ДМВ применялась следующая методика: в качестве излучателя использовалась измерительная широкополосная ДМВ антенна (логопериодического типа), которая возбуждалась ВЧ-генератором (генераторный блок измерителя Х1-42). Уровень сигнала, развиваемого на выходе испытуемой антенны, измерялся измерителем уровня Sefram 7830. Для измерения КСВ использовался прибор Р4-11. Излучатель и приемная антенна располагались на расстоянии 20 м на высоте 2 м от земли. Влияние сигналов ТВ трансляции телецентра было незначительным, что обеспечивалось выбором измерительной площадки. Уровень сигналов ДМВ ТВ каналов (уровень помех) не превышал 40 дБмкВ. Отношение сигнал/помеха не хуже 28-30 дБ. Для калибровки использовались данные, полученные по первой методике измерений для полуволнового вибратора на частоту 191 МГц (8 канал) и измерительной логопериодической антенны ДМВ (Ку=9,5 дБ). В таблице 2 приведены результаты измерений характеристик антенн Triax ДМВ-диапазона. В таблице 3 приведены характеристики комбинированных МВ-ДМВ антенн фирмы Triax.

На рис. 2 приведены ДН (горизонтальная плоскость) в полярных координатах антенны Hinke A2015 на частотaх f=49,75 МГц и f=77,25 МГц (каналы 1и 3 OIRT). На рис. 3 приведены ДН антенны Triax TR 104842 на частотах f=175,25 МГц, f=191,25 МГц и f=215,25 МГц (каналы 6, 8, 11).

Автор признателен Корпорации Дженерал Сателайт, предоставившей для тестирования антенны Triax и Hinke. Автор благодарен заведующему лабораторией Санкт-Петербургского Технического Университета Шокало В.И. за помощь в подготовке и проведении измерений.

Таблица 1. Характеристики антенн МВ диапазона
Таблица 2. Характеристики антенн ДМВ диапазона
 Характеристики антенн ДМВ диапазона
Таблица 3. Характеристики комбинированных МВ-ДМВ антенн