Антенна комнатная телевизионная
INDOOR TELEVISION ANTENNA

Изобретение относится к области радиотехники, а именно, к антеннам для приема эфирного телевизионного сигнала.
Известна антенна, которая содержит плоский несущий элемент, по обе стороны которого размещены три дипольных вибратора, состоящие из двух плеч, длина большей стороны плеча составляет 0.2…0.3*λ (λ - средняя рабочая длина волны), запитанных с обеих сторон несущего элемента посредством трех непосредственно подсоединенных четвертьволновых двухпроводных трансформаторов, соединяющихся в центре несущего элемента по обе стороны, и образующих, тем самым, две параллельно расположенные контактные площадки для подключения коаксиальной линии передачи сигнала к приемнику. Причем каждая пара плеч дипольных вибраторов расположена по обе стороны от несущего элемента, а сами плечи расходятся в сторону от питающих точек таким образом, что каждый дипольный вибратор занимает сектор несущего элемента в 120 градусов (патент RU 186322, МПК H01Q 23/00, опубл. 16.01.2019 г.).
Известна комнатная антенна, корпус которой выполнен в виде декоративного футбольного мяча, имеющего внутри конструкции: два приемных элемента, выполненные в виде спирали, расположенные на каркасе корпуса, антенный усилитель, расположенный в основании комнатной антенны, и коаксиальный кабель, по которому подается сигнал от усилителя к телевизору (CN 102790265 (А), МПК H01Q 1/12, H01Q 1/38, опубл. 17. 05. 2011 г.).
Недостатки известных антенн заключаются в низкой эффективности приема телевизионного сигнала и неудобстве настройки антенны ввиду того, что в данных антеннах отсутствуют индикаторы уровня принимаемого сигнала, и без телевизионного приемника или приставки нет возможности определить, настроена антенна на прием, установлена она в зоне максимального телевизионного сигнала или нет.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение эффективности приема телевизионного сигнала при удобстве настройки антенны.
Технический результат - усиление телевизионного сигнала. Проблема решается, а технический результат достигается антенной телевизионной, включающей корпус из двух соединенных между собой с образованием шара полусферических частей, внутри которого размещены полый металлический конусообразный приемный элемент, антенный усилитель и блок светодиодной индикации уровня принимаемого сигнала, при этом приемный элемент расположен в корпусе вертикально и вершиной конуса механически и электрически соединен с платой антенного усилителя, причем диаметр поперечного сечения основания приемного элемента составляет 1/2-1/4 λ, где λ - средняя рабочая длина волны телевизионного дециметрового диапазона, при этом антенный усилитель включает LC-полосовой частотный фильтр, выполнен на одном транзисторе с автоматической регулировкой усиления сигнала и с возможностью поступления выходного сигнала с усилителя на выход антенны и на блок светодиодной индикации уровня принимаемого сигнала, причем последний состоит из детектора уровня сигнала, выполненного на высокочастотных чувствительных полупроводниках, и индикатора уровня сигнала, выполненного на светодиодах.
Согласно изобретению, в частных случаях:
- антенна имеет на блоке светодиодной индикации уровня принимаемого сигнала семь светодиодов;
- все элементы конструкции расположены внутри пластикового корпуса.
Технический результат достигается следующим.
За счет геометрической формы приемный элемент (конусообразный) позволяет в равной степени принимать телевизионный сигнал с любой стороны антенны (круговая диаграмма направленности). Диаметр поперечного сечения основания приемного элемента (конуса) рассчитан с учетом 1/2-1/4 λ принимаемых длин волн (λ - средняя рабочая длина волны телевизионного дециметрового (ДМВ) диапазона), это позволяет получить высокий коэффициент собственного усиления приемным элементом. Вертикально расположенный приемный элемент (перевернутый конус) своей вершиной напрямую соединен механически и электрически с платой антенного усилителя. Такой тип соединения позволяет минимизировать электрические потери сигнала и уменьшить уровень наводящих шумов, так как дополнительные разъемные и неразъемные соединения приводят к вносимым потерям и наводят дополнительные шумы в приемный сигнал.
Приемный элемент концентрирует сигнал с нескольких направлений и передает его через LC-полосовой частотный фильтр (460-860МГц), состоящий из LC-цепочек (например, на сайте
http://m.knowledgr.com/00373954/%D0%9A%D1%80%D1%83%D0%B3%D0% BE%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%82LC) на антенный усилитель. Антенный усилитель выполнен на одном транзисторе с низким уровнем шума (так как использован один транзистор) и с автоматической регулировкой усиления сигнала. Данное решение на одном транзисторе намного эффективнее многокаскадных схем усилителей, где помимо усиления амплитуды полезного сигнала появляются и усиливаются электрические шумы. Такие шумы приводят к цифровым ошибкам и негативно влияют на качество цифрового телевизионного сигнала. Применение решения на одном транзисторе с низким уровнем шума позволяет максимально усилить амплитуду выходного сигнала. Обратная связь (ОС), построенная на RC-цепочке (например, на https://ru.wikipedia.org/wiki/RC-%D1%86%D0%B5%D0%BF%D1%8C, позволяет получить равномерную выходную амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), то есть коэффициент усиления не изменяется в зависимости от частоты входного сигнала. В усилителях с отсутствием ОС, с увеличением частоты сигнала происходит фазовый сдвиг между входным и выходным сигналом, вследствие этого на некоторых частотах усиливаемого сигнала происходит самовозбуждение схемы, то есть усилитель превращается в генератор, что является недостатком.
Блок светодиодной индикации уровня принимаемого сигнала определяет уровень сигнала на выходе усилителя. Блок светодиодной индикации уровня принимаемого сигнала позволяет по количеству загорающихся на нем светодиодов визуально определить оптимальное место установки антенны.
Сущность изобретения поясняется рисунками, где показано:
На фиг. 1 - общий вид антенны комнатной телевизионной в разрезе;
На фиг. 2 - структурная схема заявляемой антенны комнатной телевизионной.
На фигурах обозначено:
1 - верхняя часть корпуса
2 - нижняя часть корпуса
3 - приемный элемент
4 - антенный усилитель
5 - блок светодиодной индикации уровня принимаемого сигнала
6 - основание корпуса
7 - полосовой фильтр
8 - транзистор
9 - детектор уровня сигнала
10 - индикатор уровня сигнала на светодиодах. Заявляемая антенна работает следующим образом.
Антенна соединяется с телевизионным приемником или с телевизионной приставкой коаксиальным кабелем (на чертеже не показан), кабель имеет инжектор питания для разделения питающего напряжения и высокочастотного (ВЧ) телевизионного сигнала.
С приемного элемента (3) через полосовой фильтр (7), пропускающий только телевизионные частоты 460-860 МГц, сигнал поступает на вход усилителя, выполненного на транзисторе (8). Обратная связь (ОС) по усилению, выполненная на RC-цепочке, позволяет получить равномерную АЧХ на выходе транзистора (8). Вертикально расположенный приемный элемент 3 (перевернутый конус) своей вершиной соединен механически и электрически с платой антенного усилителя (4). Такое соединение позволяет минимизировать электрические потери сигнала и уменьшить уровень наводящих шумов.
Блок светодиодной индикации уровня принимаемого сигнала (5) состоит из детектора уровня сигнала (9), выполненного на высокочастотных, чувствительных полупроводниках и индикатора (10), выполненного на светодиодах. Детектор (9) определяет уровень сигнала на выходе антенного усилителя (4) и при низком уровне, менее 60 дБ/мкВ, загорается только один светодиод, сигнализирующий о недостаточности сигнала. При перемещении антенны комнатной телевизионной в зону уверенного приема детектор (9) определяет высокий уровень, порядка 80 дБ/мкВ, на выходе антенного усилителя (4), при этом загораются все светодиоды индикатора уровня. При наличии семи светодиодов индикация уровня принимаемого сигнала имеет следующие четыре ступени: отсутствие сигнала - горит один светодиод; низкий уровень - горят три светодиода, средний уровень - горят пять светодиодов и высокий уровень - горят все семь светодиодов.
Блок (5) светодиодной индикации уровня принимаемого сигнала позволяет по количеству загорающихся на нем светодиодов визуально определить оптимальное место установки антенны комнатной телевизионной.
Все элементы конструкции расположены внутри корпуса, который может быть выполнен пластиковым.