Телевизионная двухканальная антенна

Телевизионная двухканальная антенна
Полезная модель относится к области антенной техники, а именно к антеннам, предназначенным для индивидуального или коллективного приема телевизионных сигналов в метровом диапазоне волн.
В практике приема телевидения широко используются приемные двухканальные антенны, обеспечивающие прием на одну антенну двух каналов в первом и втором телевизионных диапазонах на частотах от 48,5 МГц до 100 МГц. Известна антенна, состоящая из двух петлевых вибраторов, расположенных на общей стреле, сигналы от которых складываются в фильтре сложения ( см. описание четырехэлементной антенны ТАКП-2-59 на стр.14 в книге: «Антенные системы коллективного приема телевидения КукаевА.А., Сулавко Г.Е. под рук. Кузнецова В.Д., М.: «Связь, 1965 г., - 134 с.). Эта антенна нашла ограниченное применение из-за малого усиления, низкой помехозащищенности и сложности в реализации суммирующего устройства, которое собрано из отрезков кабеля.
Известна двухчастотная антенна, другого типа, нашедшая широкое применение как антенна для коллективного и индивидуального приема, которая обеспечивает работу на двух телевизионных каналах в первом (48.566 МГц) и втором (74-100 МГц) телевизионных диапазонах. Например, анОбъект-устройство
МПК: Н 01 Q 5/00-02 H01Q 19/04-30
тенна ТВК-5/1,3 для 1-го и 3-го каналов, описанная в статье Кузнецова В., Парамонова В. и Кукаева А. «Коллективные телевизионные антенны, «Радио, № 3, 1969 г., стр. 26-29. В этой двухканальной антенне имеется один нетлевой вибратор, который на рабочих частотах каждого из двух каналов является активным. Длина петлевого вибратора близка к половине длины волны низкочастотного канала, а все его трубчатые элементы располагаются в плоскости перпендикулярной к несущей стреле антенны. В антенне имеется пассивный линейный рефлектор и три директора (или два - в антенне ТВК-4/1,3). Первый директор, ближайший к петлевому вибратору двойной, выполнен из двух линейных элементов (труб), расположенных сверху и снизу несущей стрелы антенны. Этот двойной директор обеспечивает согласование антенны на высокочастотном канале. Для этого длина его элементов выбирается около половины длины волны высокочастотного канала. Элементы двойного директора располагаются так, что плоскость их установки перпендикулярна несущей стреле антенны. Размеры последующих директоров выбираются исходя из условия улучшения направленных свойств антенны на высокочастотном канале, эти элементы оказывают слабое влияние на свойства антенны в низкочастотном канале.
Указанная антенна имеет объемную конструкцию, при которой её элементы располагаются в различных плоскостях. Это является недостатком антенны и создает конструктивные сложности при её практической реализации. Так, например, в антенне ТВК-5/1,3 двойной рефлектор состоит из двух металлических труб длиной 1670 мм, разнесенных в вертикальной плоскости
o(
на 140 мм, И если узлы крепления рефлектора, петлевого вибратора и одиночных директоров (2-го и остальных) могут быть унифицированы и достаточно простыми, то узел крепления первого двойного директора конструктивно более сложен.
Анализ электрических характеристик антенны-прототипа на примере пятиэлементной антенны для 1 и 3 телевизионных каналов типа ТВК-5/1,3, проведенный методами машинного моделирования показывает, что антенна имеет недостаточно хорошее согласование в нижней части 1-го канала и в верхней части 3-го канала - см. графики КСВ на фиг. 2 и фиг. 3 - пунктир. Такие характеристики по КСВ не в полной мере соответствуют требованиям, к коллективным приемным антеннам по ГОСТ Р 51269-99 «Антенны приемные телевизионного и звукового радиовещания в диапазонах ОВЧ и УВЧ.
Целью создания новой антенны является улучшение согласования и упрош;ение конструкции антенны.
Схема новой антенны изображена на фиг.1. Антенна состоит из несущей стрелы 1 , в конце которой размещается рефлектор 2 , активный петлевой вибратор 3 с антенной коробкой 4 , первый двойной директор, состоящий из первого 5 и второго 6 элементов, второй 7 и третий 8 директора. В антенной коробке размещается стандартный трансформатор сопротивлений 1:4 на ферритовых кольцах, обеспечивающий согласование выходного сопротивления петлевого вибратора (около 300 Ом) с волновым сопротивлением 75 Ом кабеля снижения.
.V-. 3
Упрощение конструкции антенны обеспечивается за счет размещения труб первого двойного директора в горизонтальной плоскости, в которой располагаются рефлектор, второй и последующие директоры, и верхняя труба петлевого вибратора. При этом элементы крепления указанных деталей могут быть одинаковыми, что и обеспечивает существенное упрощение конструкции.
Улучшение согласования на 1 канале в предлагаемой антенне достигается за счет некоторого удлинения петлевого вибратора. Улучшение согласования на 3 канале, или что то же самое, расширение полосы рабочих частот может быть получено, если в двойном рефлекторе использовать трубы разной длины. При этом расширение полосы рабочих частот достигается за счет резонанса на двух близких частотах. Учитывая, что относительная ширина полосы рабочих частот на 3 канале составляет 10% ( 8 МГц/80 МГц х 100%) разница в длине труб двойного директора должна быть не более 10%. Методами машинного моделирования и экспериментальными измерениями определено, что более широкая полоса рабочих частот получается, когда более длинный элемент двойного директора размещается вблизи петлевого вибратора.
Для подтверждения эффективности предложенного решения на фиг.2-3 сплошной линией приведены зависимости КСВ в диапазоне частот 1-го канала (48.5-56.5 МГц) и 3-го канала (76-84 МГц) для новой антенны, у которой двойной директор состоит из труб длинной 1720 мм и 1660 мм. Пунктирной линией приведены характеристики антенны прототипа - ТВК-5/1,3.
с:
На фиг.4 приведена зависимость коэффициента усиления ( КУ) антенн в диапазоне частот 3-го канала (в диапазоне частот 1-го канала значения КУ новой антенны и антенны-прототипа практически одинаковы и поэтому не приводятся). Из графиков следует, что предложенная антенна имеет лучшее согласование в рабочих полосах частот 1-го и 3-го каналов и большую величину КУ на 3 канале, чем антенна-прототип.
Таким образом, новая телевизионная двухканальная антенна имеет более простую конструкцию за счет размещения элементов первого двойного директора в горизонтальной плоскости, более широкую полосу рабочих частот на высокочастотном канале, за счет применения труб разной длины в первом двойном директоре и большее усиление за счет горизонтального расположения труб первого двойного директора.
Заявляемая антенна может быть использована для коллективного или индивидуального приема телевидения в метровом диапазоне волн.
.