∆елезо / 110507

∆елезо / јнтенны / јнтенны спутниковые, ¬,” ¬,—и-Ѕи,“¬,–¬ / Ќаружные антенны дл€ дальнего приема. / ѕј——»¬Ќџ≈ –≈“–јЌ—Ћя“ќ–џ

ѕј——»¬Ќџ≈ –≈“–јЌ—Ћя“ќ–џ

¬стречаютс€ такие услови€, когда уверенный прием телевизионных передач оказываетс€ невозможен из-за чрезмерно низкого уровн€ напр€женности пол€ в точке приема. Ёто может быть св€зано с большим рассто€нием до телевизионного передатчика, но иногда причина состоит в том, что неблагопри€тен рельеф местности и точка приема расположена в ложбине. ѕри этом пр€мому прохождению сигнала преп€тствует наличие холма или горной преграды. ¬ таких услови€х прибегают к использованию активного или пассивного ретрансл€тора.

јктивный ретрансл€тор представл€ет собой совокупность приемной антенны, радиоприемника полного телевизионного сигнала, преобразовател€ частотного спектра, радиопередатчика преобразованного сигнала и передающей антенны. ѕреобразователь частотного спектра необходим дл€ того, чтобы передача сигнала ретрансл€тором производилась на другом частотном канале относительно того канала, по которому сигнал был прин€т. Ёто требуетс€ дл€ устранени€ помех дл€ тех телевизоров, которые могут попасть в зону, где возможен прием и основного сигнала, и ретранслируемого. ¬ первые годы развити€ массового телевидени€, когда число телевизионных центров было невелико, некоторые радиолюбительские коллективы создавали активные ретрансл€торы дл€ обеспечени€ возможности уверенного приема телевизионных передач в своем населенном пункте. ¬ насто€щее врем€ сеть действующих

телевизионных центров и государственных активных ретрансл€торов стала настолько густой, что выбрать свободный номер канала, не создающий помех сигналам окружающих передатчиков, порой оказываетс€ невозможно. ѕоэтому органами министерства св€зи категорически запрещена постройка любительских активных ретрансл€торов. ”становка же государственных активных ретрансл€торов производитс€ по плану, с учетом уже действующих передатчиков в каждом регионе и их частотных полос. ѕри этом зачастую дл€ установки нового ретрансл€тора приходитс€ измен€ть номера каналов действующих телецентров и ретрансл€торов.

ѕассивный ретрансл€тор отличаетс€ тем, что не содержит приемопередающей или усилительной аппаратуры, а прием и передача осуществл€ютс€ исключительно антенными системами.

–азличают пассивные ретрансл€торы трех типов: преломл€ющего, отражающего и преп€тстви€.

–етрансл€тор преломл€ющего типа в простейшем случае представл€ет собой комбинацию двух остронаправленных антенн, одна из которых ориентирована па антенну передатчика, а втора€ направлена в точку приема. “аким образом, производитс€ переизлучение сигнала в нужном направлении.

–етрансл€тор отражающего типа выполн€етс€ в виде одного или двух плоских антенных зеркал, которые обеспечивают изменение направлени€ распространени€ сигнала. јнтенны ретрансл€торов преломл€ющего и отражающего типов должны быть выполнены с высокой точностью рабочих поверхностей при больших размерах полотен этих антенн, доход€щих до сотен квадратных метров в телевизионном диапазоне частот.  роме того, должна быть обеспечена жестка€ фиксаци€ рабочих поверхностей антенн в пространстве, что требует использовани€ сверхжестких опор. ѕоэтому ретрансл€торы преломл€ющего и отражающего типов в последнее врем€ редко наход€т применение на государственных лини€х св€зи и совершенно неприемлемы в радиолюбительских услови€х дл€ приема телевизионных передач.

ѕассивный ретрансл€тор типа преп€тстви€ был предложен в 1954 г. √. 3. јйзенбергом и ј. ћ. ћоделем. “акой ретрансл€тор представл€ет собой металлическую поверхность, расположенную между передатчиком и приемником, наход€щимс€ относительно передатчика в зоне тени (рис. 5. 13). ¬ отсутствие ретрансл€тора антенна передатчика, установленна€ в точке ј, практически не создает в точке приема Ѕ электромагнитного пол€, так как точка приема затенена. ѕри установке на пути распространени€ сигнала в точке ¬ преп€тстви€, в точке Ѕ возникает поле. Ёто св€зано с тем, что

ѕј——»¬Ќџ≈ –≈“–јЌ—Ћя“ќ–џ 5-71.jpg
–ис. 5.13.   по€снению установки пассивного ретрансл€тора

преп€тствие в соответствии с принципом √юйгенса возбуждаетс€ падающей на него волной и становитс€ источником вторичного излучени€. ѕри соответствующем выборе формы и размеров преп€тстви€ напр€женность пол€ в точке Ѕ может оказатьс€ значительной и достаточной дл€ уверенного приема телевизионного сигнала. –оль преп€тстви€ в том, что на трассе распространени€ сигнала образуютс€ поверхность с нулевой напр€женностью пол€ на той стороне, котора€ обращена к пункту приема.

ƒеформации рабочей поверхности ретрансл€тора типа преп€тстви€, вызванные ветром, или отклонени€ ее из-за неточности изготовлени€ не вли€ют на интенсивность излучени€ и на уровень напр€женности пол€ в точке приема. Ёто - основное преимущество ретрансл€торов типа преп€тстви€ перед ретрансл€торами преломл€ющего и отражающего типов. ѕоэтому полотно ретрансл€тора типа преп€тстви€ может быть выполнено не в виде жесткой металлической конструкции, а в виде проволочной сетки, жесткость же конструкции рамы такой сетки определ€етс€ исключительно необходимой механической прочностью. ќтпадает также необходимость выполнени€ юстировки рабочей поверхности ретрансл€тора после его установки, об€зательной дл€ ретрансл€торов преломл€ющего и отражающего типов. ¬се это указывает на то, что пассивные ретрансл€торы типа преп€тстви€ могут найти широкое применение дл€ уверенного приема телевизионных передач в сложных рельефных услови€х при их установке радиолюбител€ми.

ќптимальна€ форма полотна ретрансл€тора типа преп€тстви€ - дугообразна€. ќднако практически из-за того, что горизонтальные размеры полотна значительно меньше рассто€ни€ до ретранслируемого передатчика, дуга вырождаетс€ в пр€мую, и такие же результаты дает полотно пр€моугольной формы. ѕолотно ретрансл€тора устанавливают в вертикальной плоскости, перпендикул€рной линии, соедин€ющей точки ј и Ѕ. ”становка полотна ретрансл€тора на опорах показана на рис. 5. 14. Ќаибольша€ высота полотна равна высоте зоны ‘ренел€ и может быть определена по формуле

ѕј——»¬Ќџ≈ –≈“–јЌ—Ћя“ќ–џ 5-72.jpg

Ќаибольша€ ширина полотна определ€етс€ допустимой расфазировкой полей, излученных серединой и кра€ми полотна:

ѕј——»¬Ќџ≈ –≈“–јЌ—Ћя“ќ–џ 5-73.jpg
ѕј——»¬Ќџ≈ –≈“–јЌ—Ћя“ќ–џ 5-74.jpg
–ис. 5.14. ѕолотно ѕассивного ретрансл€тора

¬ этих формулах L - длина волны принимаемого телевизионного канала, а -угол между направлени€ми падающего на полотно пол€ и излученного пол€ на пункт приема, R2 - наклонное рассто€ние между полотном ретрансл€тора и приемной антенной. ‘ормулы справедливы, когда рассто€ние между передающей антенной и ретрансл€тором значительно больше рассто€ни€ между ретрансл€тором и приемной антенной. ¬ противном случае вместо R2 следует подставл€ть в формулу значение R1R2/(R1 + R2). –азмеры полотна получаютс€ в метрах, если также в метрах выражены рассто€ни€.

ѕри расчете размеров пассивного ретрансл€тора следует учесть, что полученные размеры €вл€ютс€ максимально допустимыми: увеличение этих размеров приводит к снижению эффективности ретрансл€тора. ‘актически в диапазонах I и II метровых волн эти размеры могут оказатьс€ реально невыполнимыми. ѕриведем следующий пример. ƒопустим, рассто€ние от передатчика до ретрансл€тора R1 =30 км, рассто€ние от ретрансл€тора до приемной антенны R2 = 1 км, а угол между этими направлени€ми а = 10∞. “огда дл€ первого телевизионного канала с длиной волны L = 6 м наибольша€ высота полотна получитс€ равной 17, 3 м, а наибольша€ ширина полотна 132 м. ¬ таких услови€х полотно может быть выполнено меньших размеров, хот€ эффективность ретрансл€тора, котора€ пропорциональна площади поверхности полотна, уменьшитс€. ƒл€ тех же условий, если ведетс€ прием передач по 12-му каналу с длиной волны 1, 32 м, размеры полотна оказываютс€ уже ближе к реальности: высота -3, 7 м, ширина - 61, 3 м. Ќаконец, дл€ 33-го канала дециметрового диапазона волн при длине волны 0, 53 м размеры полотна получаютс€ еще меньше: высота - 1, 5 м, и ширина - 39, 1 м.

Ёффективность пассивного ретрансл€тора типа преп€тстви€ можно характеризовать отношением напр€женности пол€ в точке размещени€ ретрансл€тора к напр€женности пол€ в точке приема:

ѕј——»¬Ќџ≈ –≈“–јЌ—Ћя“ќ–џ 5-75.jpg

напр€женность пол€ в точке приема окажетс€ в 5, 3; 11, 2 и 18 раз меньше напр€женности пол€ в точке установки ретрансл€тора соответственно дл€ 1, 12 и 33-го каналов.

»з преобразованной формулы видно, что при малых углах а напр€женность пол€ в точке приема обратно пропорциональна этому углу, а ее зависимость от рассто€ни€ до ретрансл€тора и от длины волны слабее,

поскольку их значени€ вход€т в формулу под знаком радикала, если размеры полотна выбраны максимально допустимыми. ¬ то же врем€ максимальные размеры полотна завис€т от длины волны, с уменьшением длины волны они также уменьшаютс€, особенно высота полотна, котора€ зависит от длины волны в первой степени. “аким образом, эффективность ретрансл€тора при уменьшении длины волны можно было бы увеличить, если бы можно было увеличить размеры полотна сверх максимально допустимых. Ёто оказываетс€ возможно, если полотно сделать не сплошным, а состо€щим из нескольких горизонтальных полос, перекрывающих зоны ‘ренел€ через одну, т. е. одного знака. ¬ св€зи с тем, что в дециметровых диапазонах волн максимально допустима€ высота полотна оказываетс€ небольшой, можно выполнить полотно из двух или трех полос, причем высота каждой полосы и рассто€ние между ними по высоте берутс€ равными найденному значению максимальной высоты полотна. “акие ретрансл€торы называютс€ многоэлементными.

Ёффективность многоэлементного ретрансл€тора типа преп€тстви€ возрастает пропорционально квадрату числа полос. “аким образом, если в приведенном примере выполнить полотно ретрансл€тора дл€ 33-го канала из трех полос высотой 1, 5 м кажда€ с рассто€нием между ними по высоте также 1, 5 м, эффективность ретрансл€тора увеличитс€ в 9 раз. ѕри этом напр€женность пол€ в точке приема окажетс€ уже не в 18 раз меньше напр€женности пол€ в точке установки ретрансл€тора, а всего в два раза.

Ќа равнинной местности при большой прот€женности трассы использование радиолюбительских пассивных ретрансл€торов типа преп€тстви€ становитс€ нереальным по следующим причинам. ”становка ретрансл€тора должна производитьс€ в такой точке трассы, где напр€женность пол€ достаточно велика, а эта точка обычно находитс€ за дес€тки километров от точки приема. — увеличением этого рассто€ни€ падает эффективность ретрансл€тора при равной эффективной поверхности полотна. ”гол между направлени€ми падающего на ретрансл€тор пол€ и излученного на пункт приема уменьшаетс€ до долей градуса, что приводит к увеличению максимально допустимой высоты полотна. ѕри этом установка многоэлементного ретрансл€тора даже дл€ дециметрового диапазона становитс€ нереальной в св€зи с тем, что у ретрансл€торов в таких услови€х высота каждой полосы и рассто€ний между ними по высоте оказываютс€ недопустимо большими.

ѕассивные ретрансл€торы типа преп€тстви€ целесообразно устанавливать в услови€х, когда точка приема закрыта в направлении на передатчик близкорасположенной высокой преградой, а на вершине этой преграды, на которой будет установлен ретрансл€тор, напр€женность пол€ сигнала достаточно велика. “огда полотно ретрансл€тора удаетс€ выполнить максимально допустимых размеров даже дл€ первого телевизионного канала, а дл€ 12-го канала ретрансл€тор может быть выполнен многоэлементным.

–ассмотрим теперь практическое исполнение полотна ретрансл€тора. “еори€ пассивных ретрансл€торов основана на предположении, что преп€тствие представл€ет собой сплошной металлический лист. ќднако на практике полотно выполн€ют в виде проволочной сетки. “акие сетки хорошо отражают электромагнитные волны, если пол€ризаци€ падающего пол€ параллельна проводам сетки. “огда при горизонтальной пол€ризации сигнала полотно должно быть выполнено в виде горизонтальных проводов, а при вертикальной

пол€ризации - вертикальных. –ассто€ние между проводами должно быть значительно меньше рабочей длины волны. ћожно считать достаточным, если их отношение будет не менее 20. ƒиаметр проводов также имеет значение: чем больше диаметр проводов, тем меньше просачиваема€ мощность и тем лучше работает полотно. ’орошие результаты при изготовлении полотна ретрансл€тора дает антенный канатик. ƒл€ обеспечени€ прочности провода полотна можно скрепить поперечными проводами любого диаметра, пропо€в все точки пересечений. –ассто€ни€ между поперечными проводами выбираетс€ произвольно из соображений механической прочности. ѕолотно ретрансл€тора устанавливают на двух или нескольких опорах. ≈сли используютс€ промежуточные опоры, все части полотна должны находитьс€ в одной плоскости. ѕр€моугольна€ форма полотна обеспечиваетс€ его подвеской к капроновому шнуру. »золировать полотно от опор нет необходимости. ¬ысота нижней кромки полотна над поверхностью земли должна быть не менее нескольких длин волны принимаемого канала.

ѕри использовании пассивного ретрансл€тора приемна€ антенна должна быть ориентирована в направлении на его полотно не только по азимуту, но также и по углу места. ѕоэтому геометрическа€ ось антенны оказываетс€ не горизонтальной, как обычно, а должна располагатьс€ под соответствующим углом к горизонту.

∆елезо / јнтенны / јнтенны спутниковые, ¬,” ¬,—и-Ѕи,“¬,–¬ / Ќаружные антенны дл€ дальнего приема. / ѕј——»¬Ќџ≈ –≈“–јЌ—Ћя“ќ–џ