∆елезо / 110504

∆елезо / јнтенны / јнтенны спутниковые, ¬,” ¬,—и-Ѕи,“¬,–¬ / Ќаружные антенны дл€ дальнего приема. / —»Ќ‘ј«Ќџ≈ јЌ“≈ЌЌџ≈ –≈Ў≈“ »

—»Ќ‘ј«Ќџ≈ јЌ“≈ЌЌџ≈ –≈Ў≈“ »

—инфазна€ антенна€ решетка представл€ет собой сложную направленную антенную систему, состо€щую из отдельных слабонаправленных антенн, разнесенных в пространстве и расположенных таким образом, что фазы наведенных в них сигналов оказываютс€ одинаковыми. јнтенны в решетке соедин€ют между собой, они должны работать на общую согласованную нагрузку.  ак правило, синфазную решетку собирают из одинаковых антенн, расположенных в несколько р€дов и несколько этажей. —хема соединени€ антенн решетки должна быть составлена так, чтобы не нарушалась синфазность сигналов, поступающих от каждой антенны в нагрузку, так как только при одинаковых фазах этих сигналов они будут складыватьс€.  роме того, схема соединени€ антенн решетки одновременно должна обеспечивать их согласование с нагрузкой, так как при рассогласовании общего входного сопротивлени€ решетки с сопротивлением нагрузки часть энергии прин€того антеннами сигнала отразитс€ от нагрузки и будет излучатьс€ обратно в пространство, что приведет к уменьшению коэффициента усилени€ антенной решетки.

»спользование вместо одной антенны нескольких таких же антенн, соединенных в синфазную решетку, приводит к увеличению сигнала на выходе такой антенной системы, сужению диаграммы направленности и в результате к увеличению коэффициента усилени€ по сравнению с коэффициентом усилени€ одиночной антенны, вход€щей в состав решетки. ”величение коэффициента усилени€ синфазной антенной решетки происходит за счет двух факторов.

¬о-первых, в каждой антенне решетки электромагнитным полем принимаемого передатчика наводитс€ сигнал определенной мощности, той самой, котора€ наводилась бы в одиночной антенне данного типа, а затем мощности сигналов, прин€тых всеми антеннами, складываютс€ в нагрузке. ѕоэтому результирующа€ мощность сигнала на выходе синфазной решетки во столько же раз больше мощности сигнала на выходе одиночной антенны того же типа, сколько антенн содержитс€ в решетке. ¬ св€зи с тем, что сопротивление нагрузки остаетс€ неизменным, независимо от того, используетс€ одна антенна или несколько, напр€жение результирующего сигнала на выходе синфазной решетки увеличиваетс€ по сравнению с напр€жением сигнала на выходе одиночной антенны того же типа не во столько раз, сколько антенн содержитс€ в решетке, а в число, равное корню квадратному из числа антенн. “ак, при наличии в решетке четырех антенн мощность сигнала на выходе решетки увеличиваетс€ в 4 раза, а напр€жение - в 2 раза (на 6 дЅ), при дев€ти антеннах мощность увеличиваетс€ в 9 раз, а напр€жение сигнала - в 3 раза (на 9, 5 дЅ) и т. д. —оответственно увеличиваетс€ коэффициент усилени€ синфазной решетки по сравнению с коэффициентом усилени€ одиночной антенны.

¬о-вторых, поперечные размеры антенной решетки относительно направлени€, с которого приходит сигнал, больше поперечных размеров одиночной антенны. »наче говор€, при использовании синфазной решетки увеличиваетс€ поверхность абсорбции антенны, та поверхность, из которой антенна поглощает мощность электромагнитного пол€. Ёто приводит к сужению диаграммы направленности антенной системы, что эквивалентно дополнительному увеличению коэффициента усилени€ антенны, т. е. дополнительному увеличению напр€жени€ сигнала на выходе решетки. —ужение диаграммы направленности решетки обусловлено тем, что только те сигналы, которые принимает кажда€ антенна с главного направлени€, перпендикул€рного плоскости решетки, оказываютс€ синфазными. —игналы же, приход€щие под углом к главному направлению, поступают к антеннам решетки, разнесенным в пространстве, не одновременно, а со сдвигом во времени или по фазе. “аким образом, сигналы, приход€щие под углом, за счет разности хода навод€т в антеннах решетки напр€жени€, сдвинутые по фазе, которые складываютс€ геометрически, как векторы. »х геометрическа€ сумма оказываетс€ меньше арифметической суммы напр€жении, наведенных в антеннах решетки сигналами, приход€щими с главного направлени€. „ем больше поперечные размеры решетки, тем больше разность хода сигналов, приход€щих под тем же самым углом к главному направлению, и тем больше сдвиг фаз, т. е. меньше результирующий сигнал. —ледовательно, с увеличением поверхности абсорбции сужаетс€ диаграмма направленности и увеличиваетс€ коэффициент усилени€ синфазной решетки. ”величение вертикального размера решетки сужает диаграмму направленности в вертикальной плоскости, увеличение горизонтального размера решетки сужает диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. “еоретически увеличение поверхности абсорбции вдвое должно приводить к увеличению коэффициента усилени€ решетки на 3 дЅ.

“аким образом, можно определить коэффициент усилени€ синфазной антенной решетки. ¬ первую очередь он зависит от коэффициента усилени€ антенн, вход€щих в состав решетки, и должен быть увеличен за счет увеличени€ числа антенн решетки, а также за счет увеличени€ поверхности абсорбции решетки по сравнению с поверхностью абсорбции одиночной антенны.

„асто допускаетс€ ошибка, когда число антенн, вход€щих в состав решетки, не учитывают, а исход€т только из коэффициента усилени€ одиночной антенны и увеличени€ поверхности абсорбции. »стоки этой ошибки лежат в аналогии между приемными и передающими антеннами, исход€ из принципа взаимности. ѕри рассмотрении передающей антенны предполагаетс€, что мощность передатчика посто€нна€ и не зависит от числа антенн в решетке. ѕри увеличении числа антенн мощность, приход€ща€с€ на каждую антенну, уменьшаетс€. —оответственно уменьшаетс€ и та дол€ энергии электромагнитного пол€, котора€ обусловлена излучением каждой из антенн решетки. ѕоэтому напр€женность пол€ в точке приема не зависит от числа антенн в решетке передающей антенны. ≈сли бы к каждой антенне передающей решетки был подключен свой передатчик, увеличение числа антенн в решетке приводило бы к увеличению излученной энергии. ѕри этом напр€женность пол€ в точке приема увеличивалась бы от увеличени€ не только эффективной поверхности решетки (эквивалентной поверхности абсорбции приемной антенны), но и числа антенн в решетке. »менно в этих услови€х применима аналоги€ между передающей и приемной антеннами, так как напр€женность пол€ в точке приема считаетс€ неисчерпаемой и не уменьшаетс€ при увеличении числа антенн в решетке приемной антенной системы.

»сход€ из приведенных соображений, можно сделать вывод: при увеличении числа антенн синфазной решетки в 2 раза и таком же увеличении поверхности абсорбции коэффициент усилени€ решетки должен увеличитьс€ на 6 дЅ. Ќа практике, однако, такого увеличени€ коэффициента усилени€ по сравнению с одиночной антенной не получаетс€ в св€зи с тем, что происходит частичное перекрытие поверхностей абсорбции отдельных антенн и неизбежно некоторое рассогласование в цеп€х фазировани€ антенн и в цеп€х согласовани€ сопротивлений антенн и нагрузки. ѕоэтому в зависимости от рассто€ни€ между антеннами можно считать, что при увеличении числа антенн в решетке в 2 раза коэффициент усилени€ увеличиваетс€ в пределах 4... 5 дЅ.

‘орма диаграммы направленности синфазной антенной решетки определ€етс€ диаграммой направленности антенн, составл€ющих решетку, и конфигурацией самой решетки (число р€дов, число этажей и рассто€ни€ между ними). ѕри двух ненаправленных антеннах, размещенных р€дом на рассто€нии, равном половине длины волны (между ос€ми антенн), диаграмма направленности в горизонтальной плоскости имеет вид восьмерки, а прием с боковых направлений, перпендикул€рных главному, отсутствует. ≈сли увеличивать рассто€ние между антеннами, ширина главного лепестка диаграммы направленности уменьшаетс€, но по€вл€ютс€ боковые лепестки с максимумами в направлени€х, перпендикул€рных главному. ѕри рассто€нии между антеннами 0, 6 длины волны уровень боковых лепестков составл€ет 0, 31 уровн€ главного лепестка, а ширина диаграммы направленности по половинной мощности уменьшаетс€ в 1, 2 раза относительно решетки с рассто€нием между антеннами, равным 2/2. ѕри рассто€нии между антеннами 0, 75 длины волны уровень боковых лепестков увеличиваетс€ до 0, 71 уровн€ главного, а ширина диаграммы направленности уменьшаетс€ в 1, 5 раза. Ќаконец, при рассто€нии между антеннами, равном длине волны, уровень боковых лепестков достигает уровн€ главного лепестка, но ширина диаграммы направленности уменьшаетс€ в 2 раза по сравнению с рассто€нием между антеннами в полволны. »з этого примера видно, что целесообразнее выбирать рассто€ни€ между антеннами, равными длине волны. Ёто обеспечивает наибольшее сужение главного лепестка диаграммы направленности. Ќаличи€ боковых лепестков опасатьс€ нет нужды, так как при использовании в составе решетки направленных антенн они с направлений, перпендикул€рных главному, сигналов не принимают.

–асполагать антенны в решетке на рассто€ни€х, меньших половины длины волны (даже если конструкци€ антенн это позвол€ет), нецелесообразно, так как при этом перекрываютс€ поверхности абсорбции и эффект получаетс€ слабым. ”величивать же рассто€ни€ сверх длины волны недопустимо, так как при этом в диаграмме направленности по€вл€ютс€ дополнительные боковые лепестки, неперпендикул€рные главному направлению.

—инфазные решетки могут быть собраны из антенн самых различных типов. ќбычно в решетке используют одинаковые антенны, что упрощает их согласование с нагрузкой и фазирование. ќднако не исключено использование в решетке и разных антенн. ¬ услови€х дальнего приема телевизионных передач радиолюбители в основном примен€ют синфазные решетки, собранные из антенн типа "¬олновой канал" и рамочных. ѕри этом к тем недостаткам многоэлементных антенн "¬олновой канал", которые были рассмотрены ранее, следует добавить еще один. ƒве или несколько антенн этого типа, даже в том случае, если они изготовлены точно по чертежам и из одинаковых материалов, оказываютс€ расстроены по-разному. ѕоэтому фазы прин€тых ими сигналов на выходах антенн одинаковыми не получаютс€ и неизбежно наличие расфазировани€, что значительно уменьшает коэффициент усилени€ решетки. “аким образом, дл€ радиолюбителей можно считать допустимым использование синфазных решеток, собранных лишь из трехэлементных антенн "¬олновой канал", естественна€ расстройка которых, как отмечалось ранее, незначительна и не приводит к необходимости индивидуальной настройки каждой антенны, а также к фазированию антенн в решетке.

—»Ќ‘ј«Ќџ≈ јЌ“≈ЌЌџ≈ –≈Ў≈“ » 5-41.jpg
–ис. 5.1. ƒвухр€дна€ синфазна€ антенна

¬ качестве примера на рис. 5. 1 показана двухр€дна€ антенна€ решетка, собранна€ из двух трехэлементных антенн "¬олновой канал". јнтенна предназначена дл€ приема сигнала с вертикальной пол€ризацией на границе зон пр€мой видимости и полутени.  оэффициент усилени€ антенны составл€ет примерно 10 дЅ. Ёлементы антенны выполн€ют из металлической трубки диаметром 12... 20 мм дл€ антенн, работающих на 1-5-м каналах, или диаметром 8... 15 мм дл€ антенн, работающих на 6-12-м каналах. —трелы могут быть металлическими или дерев€нными, мачта же об€зательно должна быть выполнена из изол€ционного материала и лишь на 2 м ниже антенны мачта может быть металлической. –азмеры каждой антенны можно вз€ть из табл. 4. 3, а рассто€ние между антеннами Ќ и длина шлейфа Ў привод€тс€ в табл. 5. 1.

“аблица 5. 1 –азмеры двухр€дной трехэлементной антенны
—»Ќ‘ј«Ќџ≈ јЌ“≈ЌЌџ≈ –≈Ў≈“ » 5-42.jpg

—огласующее устройство состоит из двух соединительных линий и симметрирующего коротко замкнутого четвертьволнового шлейфа. ¬ходное сопротивление каждой антенны при указанных в табл. 4. 3 размерах составл€ет примерно 150 ќм. Ћинии, кажда€ из которых выполнена из двух отрезков 75-омного коаксиального кабел€, также имеют волновое сопротивление 150 ќм и хорошо согласуютс€ с антеннами. ƒлина линий может быть вз€та произвольной, но обе линии должны быть одинаковой длины. ¬ точках соединени€ линий два сопротивлени€ по 150 ќм соединены параллельно, образу€ 75 ќм.   этим точкам с помощью симметрирующего шлейфа подключен фидер. Ўлейф и фидер выполн€ют также из 75-омного кабел€.

—инфазность антенн в решетке достигаетс€ применением одинаковых антенн, одинаковых линий, а также благодар€ их синфазному соединению. ƒл€ этого точки "а" обеих линий должны быть подключены именно к точкам "а" (верхним концам) вибраторов обеих антенн. ≈сли данную антенную решетку повернуть на 90∞ так, чтобы элементы антенн зан€ли горизонтальное положение, получитс€ двухэтажна€ антенна€ решетка, которую можно использовать дл€ приема передач с горизонтальной пол€ризацией сигнала.

—»Ќ‘ј«Ќџ≈ јЌ“≈ЌЌџ≈ –≈Ў≈“ » 5-43.jpg

»спользование синфазных антенных решеток позвол€ет при необходимости значительно увеличить коэффициент защитного действи€ антенны дл€ ослаблени€ помехи, приход€щей со стороны, противоположной направлению на передатчик. ƒл€ этого в синфазной решетке нужно выдвинуть одну из антенн, например нижнюю, как показано на рис. 5. 2, вперед по направлению на телецентр на четверть длины волны принимаемого канала, одновременно увеличив также на четверть длины волны в кабеле соответствующую линию, в данном случае - подключенную к нижней антенне. —игнал, приход€щий спереди, поступит к нижней антенне на 1/4 периода раньше, чем сигнал, поступивший к верхней антенне. Ќо за счет более длинной линии сигнал от нижней антенны будет задержан также на 1/4 периода. “аким образом, сигналы от нижней и верхней антенн к точкам соединени€ линий поступ€т одновременно, в фазе, и будут складыватьс€. ѕомеха, приход€ща€ сзади, поступит к нижней антенне с запаздыванием на 1/4 периода по сравнению с помехой, поступившей к верхней антенне. ƒополнительно помеха, прин€та€ нижней антенной, будет задержана более длинной соединительной линией еще на 1/4 периода. “аким образом, помеха, прин€та€ нижней антенной, поступит к точке соединени€ линий на полпериода позже, чем помеха, прин€та€ верхней антенной. ѕоэтому они окажутс€ в противофазе и будут вычитатьс€. “акой способ позвол€ет увеличить  -ƒ антенной решетки примерно на 20 дЅ, если направлени€ на источники сигнала и помехи противоположны, т. е. угол между этими направлени€ми составл€ет 180∞. ќднако и при меньших углах, вплоть до 150∞, имеет смысл использовать такой способ увеличени€  Ёƒ.

Ёто может понадобитьс€, когда слабый сигнал отдаленного телевизионного передатчика не может быть прин€т с удовлетворительным качеством из-за наличи€ ближе расположенного или более мощного передатчика, работающего на том же канале. ѕри постройке антенной решетки с повышенным  -ƒ необходимо помнить, что длина волны в кабеле в 1, 52 раза меньше, чем длина волны в свободном пространстве. ѕоэтому выдвигать одну из антенн вперед нужно на 1/4 длины волны в свободном пространстве (этот размер соответствует размеру Ў в таблицах 4. 6 и 5. 1), а удлин€ть одну из соединительных линий нужно на 1/4 длины волны в кабеле (этот размер соответствует размеру “ в табл. 4. 6). –азница в размерах Ў, приведенных в указанных таблицах, объ€сн€етс€ тем, что размеры одной из таблиц рассчитаны дл€ настройки антенны на несущую частоту изображени€, а другой - на среднюю частоту канала.

—»Ќ‘ј«Ќџ≈ јЌ“≈ЌЌџ≈ –≈Ў≈“ » 5-44.jpg

Ќа рис. 5.3 показана четырехэтажна€ синфазна€ решетка, собранна€ из четырех трехэлементных антенн "¬олновой канал". –азмещение антенн в четыре этажа значительно сужает диаграмму направленности в вертикальной плоскости и позвол€ет прижать ее лепесток к земле. Ёто очень важно в услови€х дальнего приема телевизионных передач, когда сигнал приходит с линии горизонта.  оэффициент усилени€ такой антенной решетки достигает 14 дЅ. –азмеры антенн могут быть вз€ты из табл. 4. 3. —огласование антенн осуществл€етс€ следующим образом. ѕервый (нижний) этаж соедин€етс€ со вторым соединительной линией с волновым сопротивлением 150 ќм, образованной двум€ отрезками 75-омного коаксиального кабел€. ƒлина соединительных линий, которыми соединены первый со вторым и третий с четвертым этажами, должна быть равна половине длины волны в кабеле. ¬ св€зи с тем, что сигнал, проход€ по лини€м такой длины, задерживаетс€ на полпериода, т. е. его фаза мен€етс€ на обратную, дл€ компенсации отрезки кабел€ в лини€х перекрещены. ¬ точках питани€ антенн второго и третьего этажей два сопротивлени€ по 150 ќм соединены параллельно, образу€ 75 ќм.   этим точкам подключены трансформаторы, образованные отрезками 50-омного кабел€ с волновым сопротивлением 100 ќм длиной “. ѕоэтому в точках "в-в" входные сопротивлени€ двух нижних этажей и входные сопротивлени€ двух верхних этажей оказываютс€ равными 150 ќм, соединены параллельно, образу€ 75 ќм.   этим точкам и подключаетс€ фидер с помощью четвертьволнового симметрирующего шлейфа длиной Ў. –азмеры трансформаторов “ и шлейфа Ў можно вз€ть из одной из помещенных ранее таблиц. Ќа концах линий и трансформаторов оплетки кабел€ соедин€ют между собой. ÷ентральную жилу фидера, соединенную с центральной жилой и оплеткой шлейфа, подключают к левой точке "в", а оплетку фидера - к правой точке "в". — оплетками трансформаторов оплетку фидера не соедин€ют.

¬ І 4. 9 была рассмотрена семизлементна€ широкополосна€ антенна типа ј“¬ -7/6-12, рассчитанна€ на прием передач по любому из каналов в диапазоне с шестого по двенадцатый. Ўирокополосность этой антенны достигнута взаимной расстройкой ее элементов и в результате коэффициент усилени€ оказываетс€ небольшим. Ќекоторые радиолюбители пытаютс€ собирать из таких антенн синфазные решетки дл€ увеличени€ коэффициента усилени€ и использовани€ таких решеток в услови€х дальнего приема. ¬се попытки привод€т к отрицательным результатам по следующим причинам. јнтенна ј“¬ -7/6-12 рассчитана на применение в сравнительной близости от телевизионного передатчика, поэтому она не согласована с фидером, а лишь симметрируетс€ с помощью кабельной петли. ќбеспечить согласование антенн в решетке по их входным сопротивлением с волновым сопротивлением фидера во всем диапазоне невозможно, так как согласование осуществл€етс€ резонансными элементами - трансформаторами сопротивлени€, выполн€емыми из отрезков кабел€ длиной в 1/4 длины волны. “акой элемент €вл€етс€ трансформатром только на той частоте сигнала, при которой его длина равна 1/4 длины волны. Ќа другой частоте длина будет уже отличатьс€ от 1/4 длины волны и как трансформатор он работать уже не будет, следовательно, произойдет рассогласование.  роме того, антенны этого типа неидентичны по своим фазовым характеристикам. ‘азы сигналов на выходах двух внешне одинаковых антенн могут быть также неодинаковыми. Ёто относитс€ и к случаю, если из антенн собираетс€ решетка, предназначенна€ дл€ работы только на одном канале. ¬ таком случае нецелесообразно использовать антенны, €вл€ющиес€ широкополосными. ¬ыгоднее использовать в решетке либо более простые антенны с таким же усилением, но стабильной фазовой характеристикой, либо антенны такой же степени сложности, но узкополосные, обладающие более высоким коэффициентом усилени€. “е же соображени€ можно применить и к другим видам широкополосных антенн. —обирать из них синфазные решетки нецелесообразно порой из-за трудностей согласовани€, порой из-за трудностей фазировани€.

ƒвухэтажна€ синфазна€ рамочна€ антенна
–ис. 5.4. ƒвухэтажна€ синфазна€ рамочна€ антенна
—»Ќ‘ј«Ќџ≈ јЌ“≈ЌЌџ≈ –≈Ў≈“ » 5-46.jpg

’орошие результаты дают синфазные решетки, собранные из рамочных антенн. ¬ диапазонах метровых волн наибольшее распространение получили двухэтажные и двухэтажные двухр€дные синфазные решетки, собранные из двухэлементных рамочных антенн. Ќа рис. 5. 4 показаны двухэтажна€ синфазна€ решетка и схема симметрирующе-согласующего устройства к ней. ќбе антенны этой решетки выполн€ют согласно рис. 4. 5 и табл. 4. 5. —имметрирование антенн осуществл€етс€ четвертьволновыми симметрирующими короткозамкнутыми шлейфами, не измен€ющими входного сопротивлени€ антенн. ѕоэтому линии, выполненные как и шлейфы из 75-омного кабел€, хорошо согласуютс€ с антеннами. Ћинии берутс€ произвольной, но одинаковой длины. ¬ точке соединени€ линий два сопротивлени€ по 75 ќм соединены параллельно, образу€ 37, 5 ќм. ƒл€ согласовани€ такого сопротивлени€ с волновым сопротивлением фидера, которое составл€ет 75 ќм, используетс€ трансформатор в виде отрезка кабел€ длиной в 1/4 длины водны в кабеле. ¬олновое сопротивление кабел€, из которого выполн€етс€ трансформатор, определ€етс€ путем извлечени€ квадратного корн€ из произведени€ сопротивлений на входе и выходе трансформатора, что дает 53 ќма. “аким образом, трансформатор должен быть выполнен из кабел€ с волновым сопротивлением 50 ќм.

„асто возникают затруднени€ в св€зи с отсутствием отрезка 50-омного кабел€. ¬ этом случае можно выполнить согласование по другой схеме, показанной на рис. 5. 5. ¬се элементы этой схемы выполнены кабелем с волновым сопротивлением 75 ќм. ¬ схеме использованы два трансформатора, включенные последовательно. ѕервый трансформатор образован трем€ параллельными отрезками кабел€ и имеет волновое сопротивление 25 ќм. ¬торой трансформатор образован двум€ отрезками кабел€ и имеет волновое

сопротивление 37, 5 ќм. ¬ходное сопротивление решетки равно 37, 5 ќм, на выходе первого трансформатора оно уменьшаетс€ до 16, 7 ќм, а на выходе второго трансформатора увеличиваетс€ до 84, 4 ќм. ’от€ и не обеспечиваетс€ полное согласование такого сопротивлени€ с волновым сопротивлением фидера, равным 75 ќм, но рассогласование можно считать вполне допустимым. ѕри этом рассогласовании коэффициент бегущей волны составл€ет 0, 89, что соответствует передаче в фидер 98 % мощности сигнала, прин€того антенной.  оэффициент усилени€ двухэтажной синфазной решетки из двух двухэлементных рамочных антенн примерно равен 12... 13 дЅ.

≈сли необходимо увеличить  -ƒ двухэтажной рамочной антенны, верхн€€ антенна выдвигаетс€ вперед по направлению на телецентр на рассто€ние, равное Ў, а верхн€€ лини€ удлин€етс€ относительно нижней на длину “.

ƒвухэтажна€ решетка из рамочных антенн имеет узкую диаграмму направленности в вертикальной плоскости и более широкую в горизонтальной. Ёто представл€ет большое удобство, так как антенна€ решетка не нуждаетс€ в тщательном ориентировании по азимуту, а узкий лепесток диаграммы направленности в вертикальной плоскости, прижатый к линии горизонта, благопри€тствует дальнему приему телевизионных передач. »спользовать эту антенную решетку рекомендуетс€ в зоне полутени, прилегающей к зоне пр€мой видимости.

≈сли после установки двухэтажной синфазной решетки из рамочных антенн экспериментально будет установлено, что ее коэффициент усилени€ недостаточен дл€ получени€ уверенного приема с хорошим качеством изображени€, можно изготовить еще две рамочные антенны и собрать решетку из четырех антенн, расположенных в два р€да и в два этажа. “ака€ антенна€ решетка со схемой согласовани€ показана на рис. 5. 6. ¬се ее

—»Ќ‘ј«Ќџ≈ јЌ“≈ЌЌџ≈ –≈Ў≈“ » 5-47.jpg
–ис. 5.6. ƒвухэтажна€ двухр€дна€ рамочна€ антенна

размеры берутс€ из таблицы 4. 5. -а счет удвоени€ р€дов сужаетс€ диаграмма направленности решетки в горизонтальной плоскости, а коэффициент усилени€ возрастает до 16... 17 дЅ. »спользовать такую антенную решетку целесообразно в дальней части зоны полутени.

¬се элементы симметрирующе-согласующего устройства выполн€ют из отрезков 75-омного кабел€. ¬ходное сопротивление двух верхних антенн в точке соединени€ верхних линий составл€ет 37, 5 ќм. ¬ерхний трансформатор увеличивает его до 150 ќм. “акое же входное сопротивление имеют две нижние антенны. ¬ точке соединени€ трансформаторов два сопротивлени€ по 150 ќм соединены параллельно, образу€ 75 ќм. —юда и подключаетс€ фидер. —огласование получаетс€ достаточно хорошим. —инфазность обеспечиваетс€ одинаковыми антеннами и одинаковой длиной всех четырех линий, котора€ может выбиратьс€ произвольно. ƒл€ соблюдени€ синфазности нужно обратить особое внимание на правильность подключени€ линий к антеннам: центральные жилы всех четырех линий подключают к левым концам вибраторных рамок, а оплетки - к правым. »наче произойдет расфазирование.

ѕри необходимости увеличени€  -ƒ две верхние антенны выдвигают вперед на рассто€ние Ў, а обе верхние линии удлин€ют относительно нижних на длину “.

¬ этой конструкции антенной решетки перекладины об€зательно должны быть выполнены из изол€ционного материала. ћожно использовать текстолит, винипласт или дерев€нные рейки, проваренные в каком-либо противогнилостном составе и окрашенные. ћачта может быть выполнена из металла. ¬о избежание прогиба перекладин мачту можно сделать выступающей вверх за пределы антенны на высоту Ќ/2 и подв€зать все стрелы антенн к вершине мачты капроновым шнуром (использовать проволоку нельз€!). Ќа вершине мачты можно установить громоотвод в виде заостренного металлического штыр€, приваренного к мачте, если она металлическа€, или соединенного толстым проводом, проведенным по дерев€нной мачте, с надежным заземлением у основани€ мачты. ћеталлическа€ мачта также надежно заземл€етс€.

¬есьма привлекательны синфазные решетки, собранные из трехэлементных рамочных антенн. ƒвухэтажна€ синфазна€ решетка, собранна€ из двух трехэлементных рамочных антенн, должна обладать коэффициентом усилени€ примерно 19 дЅ, а двухэтажна€ двухр€дна€ синфазна€ решетка из четырех трехэлементных рамочных антенн - около 23 дЅ, что соответствует увеличению напр€жени€ сигнала на выходе антенной решетки в 14 раз по сравнению с полуволновым вибратором. –азмеры трехэлементных рамочных антенн можно вз€ть дл€ дециметрового диапазона из табл. 3. 2, а дл€ метрового диапазона - из табл. 4. 6. —огласование осуществл€етс€ в соответствии с рис. 5. 4 или 5. 5 дл€ двухэтажной решетки из двух антенн, или рис. 5. 6 - дл€ двухэтажной двухр€дной решетки из четырех антенн. —огласно тем же рисункам выполн€етс€ конструкци€ самих антенных решеток.

Ќесмотр€ на то, что конструкци€ двухэтажной двухр€дной решетки, собранной из трехэлементных рамочных антенн, дл€ метровых диапазонов оказываетс€ достаточно громоздкой (особенно дл€ 1-го и 2-го каналов), ее можно рекомендовать дл€ уверенного приема передач на дальней границе

зоны полутени или в тех случа€х, когда использование более простых антенн не дает хороших результатов.

ѕри изготовлении трехэлементных рамочных антенн дл€ дециметрового диапазона рассто€ние между концами вибраторной рамки, как показано на рис. 3. 6, беретс€ равным 15 мм. “акое небольшое рассто€ние вз€то дл€ того, чтобы оно было значительно меньше стороны квадрата рамки. ≈сли же антенну выполн€ют дл€ работы в метровом диапазоне, это рассто€ние может быть увеличено до 40 мм.

¬ табл. 4. 6 рассто€ние между трехэлементными рамочными антеннами синфазной решетки по вертикали и по горизонтали Ќ указано максимально допустимым, примерно равным длине волны дл€ получени€ наибольшего коэффициента усилени€. ≈сли такие большие рассто€ни€ окажутс€ неприемлемыми из-за громоздкости конструкции, разнос антенн по горизонтали можно уменьшить в 1, 5 раза, хот€ при этом коэффициент усилени€ решетки уменьшитс€ примерно па 1 дЅ. ћожно также уменьшить рассто€ние между этажами решетки также в 1, 5 раза, если это необходимо, что приведет к уменьшению коэффициента усилени€ решетки еще па 1 дЅ. ¬ообще вовсе не об€зательно, чтобы рассто€ни€ между этажами и р€дами решетки были равны между собой.

ƒвухэтажна€ двухр€дна€ синфазна€ решетка достаточно громоздка, особенно дл€ приема передач на 1-5 каналах. ¬ услови€х дальнего приема

“рехэтажна€ рамочна€ антенна
–ис. 5.7. “рехэтажна€ рамочна€ антенна

телевидени€ в зоне полутени, когда передающа€ антенна находитс€ за линией горизонта, особенно важно, чтобы главный лепесток диаграммы направленности приемной антенны был прижат к -емле. ¬ то же врем€, из-за низкое напр€женности пол€ ориентирование антенны по азимуту при узкой диаграмме направленности в горизонтальной плоскости представл€ет определенных трудности. ѕоэтому можно рекомендовать трехэтажную однор€дную синфазную решетку из трех двухэлементных или трехэлементных рамочных антенн показанную со схемой согласовани€ на рис. 5. 7. ¬се размеры здесь такие же как дл€ уже рассмотренных рамочных антенн и синфазных решеток из них ќсобенность же в том, что дл€ согласовани€ этой решетки с фидеров требуютс€ два соединенных последовательно трансформатора. “рансформа тор 1 образован параллельным соединением отрезков 75-омного и 50-омного кабелей, трансформатор 2 выполнен из отрезка 50-омного кабел€. Ќапомним все три линии выполн€ютс€ одинаковой длины из одной и той же марки 75 омного кабел€.

 оэффициент усилени€ такой решетки из двухэлементных рамочных антенн - 14-16 дЅ, что соответствует увеличению напр€жени€ сигнала в 5- ( раз, а из трехэлементных рамочных антенн около 21 дЅ, что соответствует увеличению напр€жени€ сигнала в 11 раз относительно полуволнового вибратора. ¬ горизонтальной плоскости диаграмма направленности сравнительно широка.

∆елезо / јнтенны / јнтенны спутниковые, ¬,” ¬,—и-Ѕи,“¬,–¬ / Ќаружные антенны дл€ дальнего приема. / —»Ќ‘ј«Ќџ≈ јЌ“≈ЌЌџ≈ –≈Ў≈“ »