Радиолюбители, проводящие эксперименты с приемными телевизионными антеннами, смогут легче реализовать свои замыслы, если будут иметь постоянный набор типовых элементов антенны - единый конструктивный базис. Такой набор здесь и предложен. Автор также рассматривает несколько вариантов конструкций антенн.
Применив единый конструктивный базис, т. е. одинаковые материалы и основные элементы конструкции, можно изготовить антенные устройства разного типа, назначения и рабочей полосы частот. Это позволит быстро их собирать, изменять конструктивно, измерять и сравнивать различные электрические параметры.
Элементы (заготовки-материалы) предлагаемого единого конструктивного базиса антенн, работающих в основном в диапазоне ДМВ, изображены на рис. 1. Он содержит колодку 1 с размерами 44x22x14 мм из дюралюминия, изолятор 2 с размерами 30x24 мм и толщиной 1...4 мм из стеклотекстолита, трубу 3 с наружным диаметром 14... 18 мм из дюралюминия (например, лыжная палка), полосу 4 из дюралюминия шириной 22 и толщиной 2.. 6 мм. пруток 5 диаметром 3,57...8 мм из алюминиевой жилы электротехнического кабеля (1) и узел крепления 6. Последний состоит из дюралюминиевой втулки, стального уголка, крепежных деталей и обеспечивает установку антенны на мачте или вертикальном кронштейне диаметром 12...50 мм. Элементы можно доработать в зависимости от требований к конкретной конструкции: сделать резьбовые или нерезьбовые отверстия в колодке или изоляторе, спрессовать (расплющить) концы прутка и сделать отверстия для винтов и т. п.
Рассмотрим особенности различных типов антенн, собранных с использованием элементов конструктивного базиса, на примере приемных телевизионных устройств.
На рис. 2 показана двойная зигзагообразная антенна (ДЗА) ДМВ. Ее силовыми элементами служат верхняя 1 и нижняя 9 траверсы из трубы и перемычка 2 из полосы толщиной 6 мм. Перемычка расположена по линии нулевых потенциалов и не влияет на электрические параметры ДЗА. Активный вибратор 4. широкополосный петлевой рефлектор 5 с шунтом 6 (2] из прутка и перемычка 2 соединены с траверсами 1 и 9 четырьмя крепежными колодками 8. Для этой цели в колодках перед сборкой сделаны резьбовые отверстия М4 (можно МЗ-М6) Активный вибратор 4 предохраняется от деформаций изолятором 7.
Верхняя траверса 1 закреплена винтом 11 в узле крепления. Следовательно, исключены как деформация стенки траверсы при зажиме, так и выпадение траверсы при ослаблении винта. Для электрического монтажа ДЗА использован кабель РК75-2-13. лепестки из медной луженой проволоки диаметром 1,4... 1.7 мм и скобки из медной луженой или алюминиевой проволоки того же диаметра. Кабель подведен к контактам на изоляторе 3. К этим же контактам подключают "под винт" кабель снижения. Неподвижность кабеля снижения у места подключения обеспечивает колодка 10. Размер вибраторов 4 и 5 по вертикали между осями крепежных отверстий равен 322 мм. Расстояние между вибраторами - около 100 мм. Масса ДЗА без узла крепления -0,5 кг. Масса узла крепления - 0.3 кг.
На рис. 3 изображена антенна "волновой канал" (АВК) для ДМВ. Вибраторы АВК изготовлены из прутка и формой напоминают петлевой вибратор, однако таковым служит только активный вибратор 1. поскольку в разрыве нижнего проводника имеется изолятор 2. Каждый из пассивных вибраторов замкнут проставкой 3 из полосы. Материал вибраторов работает на растяжение и сжатие, что позволяет выдерживать значительные нагрузки в вертикальной плоскости, причиной которых могут быть птицы. При такой конструкции вибраторов полоса пропускания и КПД антенны возрастают за счет большей поверхности проводников.
В АВК использовано диапазонное симметрирующее устройство (ДСУ) [3]. состоящее из четвертьволновой короткозамкнутой симметричной линии 5. четвертьволновой разомкнутой несимметричной линии 4 и части кабеля снижения, расположенной на противоположной ветви симметричной линии.
Кабель РК75-4-11 разделан и закреплен проволочными скобками на четвертьволновой линии 5. Свитые концы оплетки кабеля подключены "под винт" к контактам на изоляторе 2. Медные концы зажаты между стальными шайбами для исключения образования электрогальванической пары медь-алюминий. Длины вибраторов - такие (слева направо на рис. 3): 240.250.254.264,286 и 348 мм. Расстояние между ними - 73. 90. 90. 78. 151 мм.
Многоэлементная рамочная антенна (МРА) для ДМВ показана на рис. 4. В каждом из петлевых вибраторов МРА имеется элемент жесткости из прорезанной с одной стороны полосы, расположенный по линии нулевых потенциалов и выполняющий еще одну функцию. В активном вибраторе 1 он (2) служит четвертьволновой линией диапазонного симметрирующего трансформатора (ДСТ) (4). в рефлекторе 3 элемент жесткости 4 выполняет функции электрического удлинителя рефлектора и регулятора его собственной частоты путем перемещения при подстройке замыкателя 5. В директоре 7 элемент жесткости 8 служит для изменения собственной частоты директора замыкателем 9. Требующееся уменьшение периметра директоров обеспечено восьмиугольной формой проводников. Все элементы жесткости имеют длину 145 мм. Электрический монтаж сделан кабелем РК75-2-13. Выходное сопротивление МРА равно 15...20 Ом. поэтому в качестве четвертьволнового трансформатора сопротивлений 6 в ДСТ использованы два параллельных отрезка кабеля для получения волнового сопротивления четвертьволнового трансформатора 37.5 Ом. Периметр рефлектора и активного вибратора - 536 мм. периметр директоров - 448 мм. Расстояние между элементами - 73, 67. 67, 62,101 мм. Масса МРА без узла крепления - 0,8 кг.
ДЗА, АВК и МРА допускают изменение числа вибраторов и расстояний между ними без разборки антенн и без отключения кабеля снижения.
Рассмотренные примеры не исчерпываю г возможностей применения предложенного конструктивного базиса. На рис. 5 изображена слабонаправленная антенна на основе разрезного вибратора. Она работает в интервалах 6-12 и 21-40 телевизионных каналов.
Угол в горизонтальной плоскости между половинами вибратора равен 120°. Длина каждой половины вибратора - 360 мм. Длина четвертьволновой симметричной линии, образуемой двумя трубами диаметром 16 мм. равна 390 мм. Расстояние между осями труб - 60 мм.
Кабель РК75-4-11, проложенный внутри труб, совместно с симметричной линией образуют ДСУ (3]. Длина отрезка кабеля в левой трубе - 240 мм.
Сборка каждой из описанных антенн многовариантна. Так, например, в рефлекторе ДЗА (рис. 2) применен шунтированный петлевой вибратор, хотя возможно как удаление рефлектора, так и использование его плоской конструкции с линейными горизонтальными вибраторами из прутка или полосы.
Другой пример, относящийся к той же ДЗА. Вертикальная перемычка 2 на рис. 2. служащая частью силового "скелета" конструкции, изготовлена из полосы толщиной 6 мм. Если ее изготовить из материала толщиной 2 мм, то жесткость можно повысить, а массу снизить по сравнению с первоначальным вариантом, применив две одинаковые перемычки. Одну из них устанавливают, как и перемычку 2. а вторую крепят к противоположным плоскостям колодок параллельно первой перемычке. При этом образуется объемный элемент жесткости взамен плоского.
Установка на вибраторах МРА (рис. 4) шунтов, аналогичных шунту 6 в рефлекторе ДЗА (рис. 2). расширяет рабочий диапазон МРА в сторону низких частот, а уменьшение периметра петлевых вибраторов за счет изменения формы при неизменных координатах крепежных отверстий сдвигает рабочий диапазон в область высоких частот.
Описанные выше конструкции предназначены для наружной установки. Расширив конструктивный базис пластмассовой или деревянной опорой и применив полуфабрикат, используемый для колодки, можно собрать одну из модификаций двуполосной антенны ДМВ [3. 5], предназначенной для помещений.
Выбор типа антенны при отсутствии измерительных приборов сводится к оценке по телевизионной испытательной таблице качества приема, обеспечиваемого антенной. Для сравнительной количественной оценки результатов применяют ступенчатый аттенюатор 1 [6]. показанный на рис. 6. Нормированное сопротивление аттенюатора -75 Ом. предельное затухание - 63 дБ. дискретность -1 дБ. число ступеней - 6. Каждая ступень размещена в отдельном экранирующем отсеке корпуса. Электрические параметры собранных антенн сравнивают с параметрами вспомогательной антенны 2 на рис. 6. При измерениях со ступенчатым аттенюатором телевизор используют как пороговое устройство. В связи с этим отпадает необходимость вскрывать телевизор и вмешиваться в его цепи. Объективным показателем достижения порогового уровня сигнала служит изменение синхронизации разверток.
Литература
Автор: А.Трифонов, г.Санкт-Петербург