Зміст:
- Характеристики домашньої антени з точки зору радіоаматорів
- Чому домашні антени настільки різні
Ніколи не замислювалися, чому в телебаченні використовується кабель 75 Ом, а в радіо – 50? А між тим, як ми вважаємо, це питання тісно пов’язане саме з антенами. Справді, чому б не уніфікувати процес? Чому телевізійний кабель коштує 5 рублів за метр, а щоб протягнути WiFi, доводиться неабияк витратитися. Ми обговорювали в свій час це питання і знайшли дешеве рішення, але проблема обговорювалася кількісно, просто був підібраний кабель з хорошими характеристиками за прийнятну ціну, які не так складно було б дістати у продажу. Інакше кажучи, будь-який наш читач, осиливши огляд, був би готовий простягнути мережа WiFi своїми руками. Це такі очевидні факти, що ніхто вже й не замислюється, для чого, власне, почали городити весь город. А починалося-то все з Герца, давненько вже це було… Яка вона, домашня антена, своїми руками зібрана з підручного матеріалу? Спробуємо відповісти на це та деякі інші питання.
Характеристики домашньої антени з точки зору радіоаматорів
Саморобна домашня антена була не рідкість в часи СРСР. Дістати в магазині було складно, а голота на вигадки хитра. І зробити домашню антену самостійно під силу майже кожному. Сьогодні ми обговорюємо теоретичні основи. Досі читачі сліпо слідували вказівкам, настала черга пояснити, з яких передумов вирішується, яка саме домашня антена своїми руками буде зроблена з підручних матеріалів. Важливий не сам процес плавання, а курс, який слід обрати. Якби Колумб пам’ятав це правило, то він точно ніколи б не відкрив Америки…
Ви ніколи не замислювалися, чому так багато на світі конструкцій антен? А адже перші з них були нічим іншим, як вертикальних (горизонтальних) шматком дроту, який випромінював. Про довжині навіть ніхто не думав, поки на горизонті не з’явилася наука, яка зачепила електродинаміку поширення радіохвиль. Ми б навіть сказали, не наука, а цілий комплекс наук. І незабаром стало ясно, що антена не випромінює в ефір хвилі тому, що на її поверхні є деякий розподіл струмів і напруг, які повторюють закони передачі. (Див. також: Домашня антена для телевізора)
В ідеалі довжина проводу повинна бути кратна чверті довжини хвилі (хоча є й інші випадки). У цьому випадку розподіл виходить найбільш вигідним, і інформація починає передаватися в ефір.
Розумієте? Не тільки важливі розміри, так ще і конструкцій з’являється кілька. Насамперед, півхвильовий диполь, відомий, як вібратор Герца. Його опір приблизно дорівнює на резонансної хвилі 75 Ом. Нічого не нагадує? Правильно, це як раз стандарт телевізійного кабелю. Чому це так важливо? Коаксіальний кабель не є симетричною лінією, та до всього іншого має власне хвильовий опір. Якщо параметри антени не підлаштувати під фідер, частина потужності почне позначатися, що згубно вплине на ККД всієї системи. В результаті голий провід без антени може приймати краще, ніж не та антена.
Ось тому кожна купити антена для телевізора має опір випромінювання 75 Ом. Зрозуміло, що на кожній довжині хвилі цього виконати не можна, тому реальний КСВ (коефіцієнт стоячої хвилі) за діапазоном коливається. Вимірюється параметр спеціальним приладом, і вважається хорошими показниками, якщо КСВ по всіх довжинах хвиль не перевищує 2.
Але тим, хто хоче зробити все своїми руками, слід знати, що симетрична саморобна антена з’єднується з несиметричним коаксіальним кабелем через симметрирующее пристрій. Нагадаємо, що є два стандарту, з-за чого так складно зробити універсальне обладнання:
Чому домашні антени настільки різні
Отже, ми показали, що існує багато життєздатних конструкцій, а також і розмірів антен. Але чому в радіомовленні використовуються пристрої з хвильовим опором 50 Ом, а на телебаченні – 75 Ом? Це залежить від традицій. В той час, як дід Абрамовича охороняв інтереси своєї батьківщини, а Аркадій Гайдар писав про Тимура і його команду, ніхто подумати не міг, що в лімузинах їх нащадків будуть телевізори. Тоді і телебачення самого толком не було. А Інформбюро повідомляло про перемоги по радіо. Зате радіозв’язок сама по собі повинна була служити військовим цілям, отже, мати мобільністю. Ми стверджуємо, що цим викликана не тільки причина вибору кабелів з опором 50 Ом, але також і вертикальна лінійна поляризація. Що все це означає на практиці?
- Якщо поляризація горизонтальна, то для її прийому потрібно точно націлити антену на точку мовлення. В іншому випадку до нуля падає прийнятий сигнал. Зрозуміло, що якщо сапер вилізе на мінне поле тягнути дріт, то йому ніколи розбиратися, де стоїть передавач. А значить, він і сам не зможе повідомити, що територія знешкоджено. Інша справа, якщо поляризація вертикальна. У цьому випадку антена не буде приймати (майже) якщо розташувати її паралельно землі. Але в здоровому глузді навіть контуженый людина приблизно усвідомлює, де небо, отже, може розмістити обладнання правильно. Крім того мобільні системи стають відносно вільними завдяки тому, що в азимутальній площині діаграма спрямованості антени ідентична по всіх кутках. Що стосується телебачення, то його розгортають не поспішаючи, на дачі, вдома, тому направлення на вишку приблизно відомо.
- А опір також відіграє чималу роль. Мовлення, у тому числі військово початку йшло на відносно низьких частотах. Давайте порахуємо довжину хвилі для верхньої межі КВ: 299792458 / 30000000 = 9,993 метра. А ну як половину знайдемо? Виходить близько п’яти метрів. Висока антена? Спробуй таку в поле розгорни. А рації працюють і зараз у далекобійників на цих частотах. Що робити? Використовуються чвертьхвильові вібратори, які вдвічі коротше півхвильових, а властивості їх трохи гірше. Розмір відіграє ключову роль. Штир висотою 2,5 метра під силу поставити за лічені секунди кожному. Пам’ятайте ці фото зі зв’язківцями, за якими бовтається хлист? Тепер читачі знають, чому радист іноді схожий на коника. А навіщо взагалі потрібні ці хвилі? Справа в тому, що на хвилях КВ і нижче сигнал може огинати перешкоди, заходити за обрій, поширюватися дуже далеко. Хвилі FM рухаються майже по прямій, тому під Волгоградом, за якусь сотню кілометрів від міста є зони повного радіомовчання. Зрозуміло, що у військовій обстановці це неприйнятно.
Ось з цих двох причин та обрані згадані стандарти. Ми повинні сказати, що вся ця фількіна грамота вже трохи застаріла, тому що навіть для діапазону КВ використовують феритові антени з намотуванням, однак є й третя причина, по якій не хочуть змішувати телебачення і радіо – перешкоди. Мовлення б заважало приймати правильний сигнал. У світлі появи мультиплексів ця причина виглядає просто сміховинною, тому майбутнє явно за уніфікацією, що і демонструє уряд, присмачивши телевізійні програми радіо (на одній хвилі, з поділом часу). А стало бути, пора вже починати і стандарт створювати єдиний з єдиними вимогами. Далі більше, не факт, що елементарні лінійні антени стануть лідерами в гонці, а тоді вже є сенс замислитися над хвильовим опором саме переможців, а не класичних прикладів для Вузів.
Тобто читачі повинні розуміти, що геометричні розміри домашньої антени, це ще не все. Якщо ми хочемо приймати телебачення, то виготовляємо несиметричний четвертьволновый вібратор з відрізка кабелю опором 75 Ом, здираючи оплетку на потрібну відстань. Ми показували, як зробити домашню антену під мультиплекс подібним чином. Не забудьте повернути її горизонтально, щоб прийом був максимальний. Чи буде вона брати за виставці сторч? Так! Завжди частина сигналу переотражается, змінюючи свою поляризацію. Потрібно розуміти, що такі ефекти є, але вони скоріше паразитні. Ми докладно розписали проблему в темі про саморобні антени для рацій, де китайці спеціально створюють відхилення від лінійної поляризації, щоб зробити прилади сприйнятливими до сигналу, що йде зверху. (Див. також: ДМВ антена своїми руками)
Отже, домашні телевізійні антени завжди розраховуються на горизонтальну поляризацію. Причому конструкція тепер вже не завжди відповідає полуволновому вібратора. Отже, при бажанні прокласти РК – 75, потрібно узгодити свій виріб. Тому що опір четвертьволнового вібратора складає приблизно 50 Ом, як могли вже здогадатися найуважніші читачі. На практиці саморобні конструкції не дотягують до цього значення, тому навіть у радіомовленні вироби потребують узгодження. І, нарешті, домашня антена для телевізори з супутниковими каналами завжди параболічна. Справа в тому, що рівень сигналу відносно малий, а напрямок на космічний апарат пряме і незмінне. Саме це дає можливість використовувати домашні антени з високим коефіцієнтом посилення.
Саме в нашій країні радиолюбительству надавалося велике значення. Досі юнаки знають, що совкові деталі найкращі. Антена, в домашніх умовах зібрана була в будинку майже у кожного.