Зміст:
- Про що часто замовчується в посібниках з виготовлення саморобних антен
- Узгодження і симетрування саморобних антен
- Симетрувальні пристрої для півхвильових вібраторів
Прийшла пора розповісти один важливий річ. А саме, навіщо ми здирали обмотку кабелю при конструюванні найпростішого несиметричного вібратора для прийому цифрового телебачення, коли показували, як зробити саму просту антену. Нагадаємо, що в цих цілях шматок коаксіального кабелю обраної довжини зачищался від ізоляції, забезпечувався f-роз’ємом і втыкался в приставку. Розташувати його потрібно було горизонтально і по можливості перпендикулярно напрямку приходу сигналу. Така найпростіша конструкція добре бере в містах. Але зверніть увагу, що в раціях ми рекомендували використовувати оплітку, замикаючи її на жилу біля основи при стикуванні з платою. Чому? Ми вже розповіли, як зробити антену своїми руками, напевно, для будь-якого випадку, а тепер перейдемо до тонкощів.
Про що часто замовчується в посібниках з виготовлення саморобних антен
В огляді про те, як своїми руками зробити антену Харченко, ми згадали той факт, що для кожної частоти слід використовувати строго певний діаметр проводу. Чим більше довжина хвилі, тим матеріал товщі. Зрозуміло, що при деяких умовах дістати дріт потрібного діаметру вже не виходить, тому конструюють із пластин, які створюють декілька контурів. Що ж стосується простих вібраторів, то ми згадували, що підвищення товщини мідної жили розширює смугу частот. На чому заснований принцип дії фрактальних біконусних антен, винайдених більш ніж 100 років тому.
Виходить, що товщина дроту вносить свої корективи? Так, це насправді так. Ось тому для довгохвильових антен і рекомендується застосовувати антенні канатики. Це щось на зразок одножильной полівки. Міцний і тонкий антенний канатик майже не спотворює характеристик на відміну від звичайної дроту, товщина якої, до того ж, може бути значною. Як цей момент враховувати при конструюванні? Довжина полуволнового вібратора завжди трохи менше ідеальної розрахункової. Тільки в цьому випадку забезпечується точне попадання частоти в резонанс. Чим товщий дріт, тим далі догляд. Що ж стосується канатиків і тонкого дроту, то в разі їх довжина повинна складати близько 97% від розрахункової. Тепер стає зрозуміло, чому при лові цифрового мультиплексу ми знімали оплітку. (Див. також: Як зробити антену для радіо своїми руками)
Чому ж для радіостанцій залишали екран? В основному для хороших експлуатаційних якостей. Зовнішня ізоляції кабелів дуже міцна, тому антена для рації буде довговічною. Правда в цьому випадку слід довжину брати менше розрахункової. Найпростіше визначити потрібні розміри досвідченим шляхом, відрізаючи потроху від кабелю і вимірюючи дальність прийому. А тепер наведемо таблицю, де не тільки дано довжини півхвильових вібраторів, але і товщини дроту. Дані зведені в таблицю. За стовпцями йдуть номери каналів, за рядками довжини півхвильових вібраторів у залежності від двох товщин мідного дроту, 1,5 мм і 4 мм
Видно, що різниця щоразу становить від 1 см до декількох міліметрів і падає з ростом частоти. У цьому немає нічого дивного, швидше за все поправка пов’язана з довжиною хвилі, яка також зменшується. Пояснимо, що справа стосується саме телебачення, вкажемо частоти для наведених каналів.
Це несучі зображення, близькі до лівої кордоні смуги каналу. Звук же розташовується майже симетрично зверху. Відповідно, не буде помилкою, якщо налаштувати свій півхвильовий вібратор саме це значення. Тоді для серединної частоти антена виявиться трохи короткувата, що нам і потрібно. Як би те ні було, вище наведена досить точна таблиця, нею можна керуватися для створення прийомної системи телемовлення. Що робити, якщо провід відрізняється по діаметру від вказаного? Згідно трохи змінити довжину саморобної антени. До речі, не забувайте, що для телебачення півхвильовий вібратор розташовується горизонтально, а для радіоприймачів – вертикально, цим враховується поляризація сигналу. Крім того, в першому випадку антена повинна бути перпендикулярна напрямку на станцію мовлення.
Узгодження і симетрування саморобних антен
Тим, хто звик користуватися покупними антенами, необхідно вивчити ще два питання. А саме:
Почнемо саме з другого питання, тому що він більш ніж очевидний. У кожній лінії хвиля рухається, відбиваючись від стінок. При цьому є деякий кут переотражения. Власне, і довжина хвилі в лінії змінюється, але це не так важливо в нашому випадку. Саме опір міді не грає такої великої ролі, тому що хвиля біжить в діелектрику, хоча і активна складова накладає свої обмеження. Суть в тому, що енергія відбивається екраном, тому їй нікуди подітися з лінії.
Зрозуміло, чим вище провідність металу, то втрати будуть менші. Тобто ідеальний коаксіальний кабель повинен мати золоте напилення. До речі, інший тип ліній – хвилеводи – подібним якістю як раз має. Тому і коштують вони дуже дорого.
Коли хвиля біжить усередині лінії, відбивається від будь-яких перешкод. Простіше всього це проілюструвати на прикладі обладнання для дослідження високовольтних ліній. Спеціальний фургон з апаратурою посилає в кабель електричний сигнал звукової частоти. Той відбивається від будь муфти, але оскільки зазвичай у ремонтників є карта, такі неоднорідності нікого не цікавлять. Зате обрив, як біла ворона в зграї, помітний на тлі регулярних джерел відображення. З цього прикладу зрозуміло, як важливо, щоб лінія була однорідною. Ось узгодження якраз і має на меті виключення перешкод руху сигналу. Але, як правило, мова йде про такий неоднорідності, як неоднакові хвильові опору ділянок лінії.
Так, це теж для хвилі представляється неоднорідністю. Найкращий — але все ж свіжий приклад — це уявити канал, по якому тече вода. Лише тільки русло трохи звужується, утворюється кругообіг. Ось тільки хвилі в лінії все одно «звужується» або «розширюється» канал, вона в будь-якому випадку частково повертає назад. Причому цей процес може повторюватися багато разів: хвиля, як маятник, починає бігати туди й сюди, поступово затухаючи. Такі процеси знижують якість прийому. Не так просто добитися погодження. Кожна антена має якесь хвильовий опір, яке повинне бути в точності, як у лінії. Давайте подивимося, що це за термін. (Див. також: Як зробити антену)
При випромінюванні хвиля відчуває на собі деякий опір. Відповідно, втрачається частина потужності. Саме це опір і називається хвильовим.
Відмінність його від звичайного активного в тому, що хвильовий опір залежить від довжини хвилі (частоти сигналу). Вимірюють його зазвичай за допомогою високочастотного генератора і вольтметра. Абсолютно так само, як звичайне. Ось це опір і повинен бути само для радіо 50 Ом, а для телемовлення – 75 Ом. Згідно кабелю. Зрозуміло, що на практиці це далеко не завжди виходить. Для цього збирають різні узгоджувальні пристрої, наприклад, чвертьхвильові трансформатори. Вони передають енергію майже без втрат, а точна настройка антени ведеться з КСВ метру. Зокрема, у разі півхвильових вібраторів можна вкорочувати плечі і дивитися, змінилися на краще параметри.
Не менш важливим є і симетрування антени. Це грає роль на метрових і декаметрових хвилях, з ростом частоти ефект знижується. Але всі наші 12 каналів (разом з FM-радіо) потрапляють в діапазон, а отже, питання зайвим не є. Сам диполь з двома плечима є пристроєм симетричним, а кабель – несиметрична лінія. В результаті утворюється різниця потенціалів, яка спотворює діаграму спрямованості, підсилює рівень бічних пелюсток. Крім того за рахунок струмів, наведених на оплітці самої лінії з’являється не тільки паразитне випромінювання, але і паразитний прийом. Якщо для радіо-це не так страшно, то у випадку з телебаченням є всі шанси отримати разом з корисним сигналом частина стороннього. Особливо такі ефекти заважають у великих містах з сильним рівнем перешкод.
Симетрувальні пристрої для півхвильових вібраторів
А тепер хороша новина! Все телебачення взяло за стандарт кабель 75 Ом. Друга хороша новина в тому, що хвильовий опір полуволнового вібратора також становить близько 75 Ом. Тобто узгодження у цьому випадку не вимагається. А ось симметрирующее пристрій зібрати потрібно. І ми покажемо, як це зробити. Нижче наведено малюнок найпростішого пристосування для цих цілей. Сам він взято з сайту http://lib.qrz.ru/node/1033, де з’явився, як ми вважаємо, завдяки одній із численних книг на тему конструювання антен. Наводимо, нижче таблицю, на якій вказані довжина а і б, а сам провід є відрізком того ж коаксіального кабелю.
Зрозуміло, є й інші різновиди антен, деякі годяться навіть в якості кімнатних. Півхвильовий вібратор приваблює своєю простотою. Така саморобна антена відмінно приймає цифровий мультиплекс, виготовляється з підручного матеріалу. Найбільш довгі вібратори можна ставити на розтяжки і навіть вішати між будинками (прийом телемовлення). Тепер читачі знають, як зробити антену самостійно.