АКТИВНАЯ АНТЕННА СО СХЕМОЙ ОБХОДА СИГНАЛА

Полезная модель относится к антеннам приема цифрового телевизионного сигнала.
В настоящее время в быту для приема цифрового телевизионного сигнала в зависимости от условий используются активные (с усилителем) и пассивные антенны. Пассивные антенны целесообразно применять для приема цифрового телевизионного сигнала в зонах уверенного приема и прямой видимости вышки передающего телецентра. Достоинством пассивных антенн при приеме цифрового телевизионного сигнала является минимальный уровень шумов, вносимых в принимаемый сигнал от антенны, что значительно повышает уровень показателей качества принимаемого цифрового сигнала. В случаях, когда точка приема находится на значительном удалении от передающего телецентра, а присутствующие дополнительные помехи в виде элементов рельефа местности и погоды приводят к различными потерям сигнала и делают неэффективным применение пассивной антенны, рекомендуется использовать активную антенну (с усилителем). Активная антенна представляет собой пассивную антенну, к которой непосредственно подключен антенный усилитель, при подаче питания на который увеличивается усиление всей антенной системы в целом, в результате чего дальность приема цифрового телевизионного сигнала увеличивается, а также компенсируются потери в высокочастотных трактах, соединяющих антенну и приемник цифрового телевизионного сигнала. Однако активные антенны нельзя считать универсальным решением, как может показаться на первый взгляд. Стоит отметить, что использование активных антенн в зонах уверенного приема вблизи от передающего телецентра в большинстве случаев только ухудшит уровень качества принимаемого телевизионного цифрового сигнала в сравнении с пассивной антенной из-за излишнего усиления системы в целом, что приведет к перегрузке антенного усилителя и последующему возникновению искажений цифрового телевизионного сигнала, препятствующих просмотру телевизионных программ.
Таким образом, в зависимости от условий приема, включающих в себя множество факторов, для качественного приема цифрового телевизионного сигнала необходимо использовать либо пассивные, либо активные антенны. Зачастую потребитель затрудняется правильно подобрать под свою ситуацию нужную антенну и нуждается в решении, позволяющем добиться наилучшего уровня приема цифрового телевизионного сигнала с минимальными потерями и искажениями. В случае использования активной антенны без подачи питания на усилитель потери сигнала в схеме усилителя будут велики, в результате чего принятый антенной телевизионный сигнал попадет на вход телевизионного цифрового приемника с ослаблением в сотни раз, в результате чего уровень принимаемого сигнала будет крайне низок, т.е. активная антенна не будет работать, если не подать на нее питающее напряжение. В виду использования в быту антенн приема цифрового телевизионного сигнала, одним из главных требований к ним является минимизация помех и потерь сигнала. Ключевые характеристики таких антенн - усиление и уровень вносимых в цифровой сигнал искажений.
Из существующего уровня техники известны:
Антенна телевизионная, дециметровых волн «REMО BAS-1131 Диапазон UHF DX»
1.  (http://remo-zavod.ru/katalog/tv-antennas/for-digital-tv/antenna-tv-diapazon-uhf-dx, опубликованная в каталоге на сайте www.remo-zavod.ru)
Данная антенна является активной и используется для приема ТВ сигнала в зонах неуверенного приема на большом удалении от передающего телецентра. Антенна состоит из антенной структуры, корпуса, антенного усилителя, коаксиального кабеля для подачи питания на антенный усилитель посредством цифровых телевизионных приемников. Достоинством антенны является высокий уровень усиления, позволяющий принимать цифровой телевизионный сигнал на большом удалении от передающего телецентра, а также компенсировать потери сигнала в коаксиальном кабеле, соединяющем антенну и цифровой телевизионный приемник. Недостатком антенны является избыточное усиление в случае использования в местах с высоким уровнем принимаемого сигнала, что может привести к перегрузке усилителя и появлению искажений сигнала, снижающих уровень качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала.
Антенна телевизионная, дециметровых волн «REMO BAS-1131 Диапазон UHF П»
2.  (http://remo-zavod.ru/katalog/tv-anteimas/aluminum antennas/antenna-tv-diapazon-uhf-p-691, опубликованная в каталоге на сайте www.remo-zavod.ru)
Данная антенна является пассивной и используется для приема ТВ сигнала в городских условиях и пригороде. Антенна состоит из антенной структуры, корпуса, антенного усилителя, коаксиального кабеля. Достоинством такой антенны являются минимальные потери и искажения принимаемого антенной цифрового телевизионного сигнала. Недостатком данной антенны является недостаточное усиление сигнала в случае, если место приема расположено на большом удалении от передающего телецентра, в результате чего уровень принимаемого цифрового телевизионного сигнала будет низким, а антенна будет малоэффективна.
Указанные недостатки препятствуют получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание активной антенны, поддерживающей два режима работы: активный режим при поданном питании на антенный усилитель, характеризуемый высоким усилением и, как следствие, высокой дальностью приема цифрового телевизионного сигнала, и пассивный режим при отключенном питании с усилителя, причем при работе антенны в пассивном режиме, она не должна отличаться от эквивалентной пассивной антенны по приемным характеристикам, а потери и искажения сигнала должны быть минимальными, что повысит качество принимаемого цифрового телевизионного сигнала. Благодаря поддержке двух режимов полезная модель должна предоставлять пользователю больше возможностей по настройке антенны по уровню качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала под свои условия приема, тем самым упрощая для него процесс выбора антенны на этапе ее покупки.
Данная задача решается за счет того, что заявленное устройство выполнено в виде антенной конструкции, содержащей антенную структуру, печатную плату, схему антенного усилителя, схему обхода сигнала, корпус антенны, и характеризуется тем, что в корпусе антенны к антенной структуре непосредственно подключена печатная плата, на которой размещены схема антенного усилителя и непосредственно подключенная к ней схема обхода сигнала, таким образом, что антенная конструкция совмещает в себе и активную, и пассивную антенну, в зависимости от подачи на нее напряжения, так что при подаче питающего напряжения на печатную плату устройство переходит в активный режим работы, при котором принятый антенной структурой телевизионный сигнал поступает в схему усилителя, а при отключении питающего напряжения с печатной платы, устройство переходит в пассивный режим, при котором принимаемый антенной структурой телевизионный сигнал поступает в схему обхода сигнала.
Вышеописанная конструкция упрощает для пользователя процесс настройки антенны по уровню качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала для конкретного места приема и позволяет использовать одну антенну независимо от условий приема сигнала для получения качественного цифрового телевизионного сигнала с минимальными искажениями и потерями за счет переключения режимов работы такой антенны, причем для подачи питания на усилитель от цифрового телевизионного приемника достаточно лишь включить/выключить соответствующую функцию в меню цифрового телевизионного приемника, что делает антенну удобной для потребителя. Схема обхода сигнала, используемая в антенне, не должна оказывать негативного влияния на работу схемы антенного усилителя, а также не должна работать по принципу обратной связи по отношению к схеме антенного усилителя. Схема антенного усилителя и схема обхода сигнала должны иметь достаточную развязку между собой, исключающую негативное влияние на работу каждой во время пассивного или активного режима работы антенны. В качестве антенной структуры может быть использована антенна типа «волновой канал», патч-антенна, система из патч-антенн, дипольная антенна, логопериодическая антенна, штыревая антенна и т.п..
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность использования антенны в пассивном режиме (без подачи на схему антенного усилителя питающего напряжения), при котором повышается стабильность и уровень качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала, поступающего на вход цифрового телевизионного приемника, и в активном режиме (с подачей питания на схему антенного усилителя), при котором увеличивается усиление принимаемого антенной цифрового телевизионного сигнала, повышается дальность приема и компенсируются потери в высокочастотных трактах передачи принимаемого цифрового телевизионного сигнала от антенны к цифровому телевизионному приемнику, в результате чего такая антенна благодаря поддержке двух режимов работы может улучшать те или иные параметры качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала в зависимости от условий приема, что в целом позволяет добиться приемлемого для конкретной ситуации уровня приема сигнала.
В заявляемом техническом решении одним из неотъемлемых конструктивных элементов является схема обхода сигнала, размещенная на печатной плате и подключенная к схеме антенного усилителя, обеспечивающая минимальные потери и искажения проходящего через нее сигнала при работе антенны в пассивном режиме, при отсутствии которой исчезнет возможность использования антенны в двух режимах, в результате чего в случае использования антенны в условиях, когда активный режим оказывает негативное воздействие на принимаемый сигнал в виде потерь и искажений, в пассивном режиме уровень качества принимаемого антенной сигнала будет недостаточным, а само устройство не достигнет заявленного технического результата.
Заявляемое техническое решение является новым, характеризуется совокупностью признаков, отсутствующих во всех известных объектах техники аналогичного назначения.
Сущность технического решения поясняется блок-схемой конструкции, представленной на чертеже:
1 - антенная структура;
2 - печатная плата;
3 - схема антенного усилителя;
4 - схема обхода сигнала;
5 - корпус антенны.
Работает устройство следующим образом.
Пользователь устанавливает антенну и направляет в сторону передающего телецентра, после чего подключает ее при помощи коаксиального кабеля к цифровому телевизионному приемнику и подает от него питание на схему антенного усилителя (3), в результате чего принимаемый антенной структурой (1) сигнал поступает в схему антенного усилителя (3), усиливается и по коаксиальному кабелю поступает на вход цифрового телевизионного приемника. Пользователь оценивает уровень качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала и при необходимости корректирует направление антенны, а затем выключает питание от телевизионного приемника, в результате чего принимаемый антенной структурой (1) сигнал поступает в схему обхода сигнала (4), проходит через нее с минимальными потерями и искажениями и посредством коаксиального кабеля поступает на вход цифрового телевизионного приемника. Пользователь сравнивает полученный уровень качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала с предыдущим результатом и выбирает для себя оптимальный режим работы антенны.
Преимуществом полезной модели является возможность переключения активной антенны в пассивный режим в условиях приема высокого уровня сигнала, в результате чего цифровой телевизионный сигнал с минимальными потерями и искажениями поступит на вход цифрового телевизионного приемника в отличие от обычной активной антенны, которая в условиях приема высокого уровня сигнала будет создавать избыточное усиление, приводящее к перегрузке усилителя и появлению искажений сигнала, снижающих уровень качества приема цифрового телевизионного сигнала, а в условиях приема слабого уровня сигнала, на большом удалении от передающего телецентра, при переключении антенны в активный режим повышается усиление принимаемого цифрового телевизионного сигнала и увеличивается дальность приема, что улучшит уровень принимаемого сигнала в отличие от обычной пассивной антенны, усиления которой в таких условиях будет недостаточно для стабильного приема высокого уровня цифрового телевизионного сигнала.
Заявляемое техническое решение соответствует критерию «Промышленная применимость», поскольку может быть изготовлено известными техническими средствами, что подтверждено успешным результатом опытного использования заявляемого устройства.
Техническое решение может быть использовано как в быту, так и на производстве.