ТВ антена своїми руками

Обивателі вважають, що вистачить купити дорогу ТВ антену, щоб насолоджуватися улюбленими програмами. Із супутниковим ТБ твердження вірне, але на Землі йдуть справи інакше. Чи включаються в роботу перешкоди, погодні умови, особливості рельєфу місцевості. Важливо розуміти, як вести прийом. Інакше навіть найкраща ТВ антена, власноруч зроблена за кресленнями, нічого ловити не стане. Обговоримо нюанси зв'язку, розберемося, чому хочуть цифрове радіо (навіть телебачення) перенести на частоти КВ і СВ, в чому плюси і мінуси. Без розуміння очевидних речей самостійно зробити антену для ТВ складно: не можна правильно поставити для себе технічне завдання.

Особливості прийому сигналу на ТВ антену

Принцип дії ТВ антени заснований на перетворенні ефірних хвиль в електричний струм провідниками конструкції. Форма і розміри чітко вивірені. Для прийому однакового каналу є безліч конструкцій ТВ антен. Перші дешеві, другі наділені великим коефіцієнтом посилення, але вузькою діаграмою спрямованості.

При проведенні Олімпійських ігор 1980-го року з'ясувалося, що телевізори не ловлять сигнал … біля підніжжя Останкінської вежі. Прийом в окружності 2-3 км невпевнений. Діаграма спрямованості по вертикалі при телевізійному мовленні залежить від діапазону, ширина пелюстки не перевищує 10 градусів. Це означає, поверхні землі сигнал не досягне, отже, від будь-якої ТВ антени, сконструйованої самостійно, толк вийде. В окрузі вежі телевізори бачать лише бічні пелюстки, що не відрізняються великою потужністю, малою шириною.

Виходить, зона впевненого прийому нагадує концентричні кільце.

Вкрай погано ловить телевізор біля підніжжя, в міру віддалення від епіцентру рівень сигналу зростає, досягає піку, падає, пропадає, потім починається, власне, так звана зона прямої видимості. Це площа, де прийом упевнений, якщо джерело телерадіомовлення не загороджений перешкодами.

Відомо чимало формул визначення зазначеного радіусу, наведемо одну з невеликими застереженнями:

1. Існує в природі дифракція, здатність електромагнітних хвиль огинати перешкоди. Причому з ростом частоти якість слабшає. Сонячні промені проходять по прямій незалежно від перешкод, хвилі СВ і КВ діапазону заходять за обрій на чимала відстань. Область мовлення збільшується на сотні квадратних кілометрів. Формула, наведена нижче, дана для нормальних умов, справедлива для діапазону мовлення телебачення. Це дециметровий і метровий діапазони. Довгі хвилі відбиваються від іоносфери. Ця здатність втрачається на частоті 30 МГц. За вказаними двох причин використання КВ і СВ для мовлення є вигідним з точки зору забезпечення аудиторії якісним сигналом без зайвих витрат. Недолік – не можна закласти в мовлення багато інформації. Справа в теоремі Котельникова, не вдаючись у подробиці, згадаємо, що несуча передбачається мінімум в 6 разів вище максимальної гармоніки спектра передачі. У перекладі на російську це означає наявність кордону за обсягом інформації, вище якої не можна стрибнути. Зрозуміло, складність вирішувана інтелектуально, закодований мовлення, однак розмова до сьогоднішньої теми не відноситься. На даний момент бажання Уряду віщати в цифрі на КВ втілюється в життя.
2. Рефракція обумовлює факт: в залежності від стану атмосфери хвилі починають переломлюватися химерним чином. Морякам відомо явище зеленого променя, що виникає після заходу Сонця. Спектр світила розщеплюється згідно частотам на складові, колір листя проходить в сторону спостерігача. Явище збільшує дальність прийому ТВ антени, але приріст сильно залежить від погоди. Є область півтіні, де мовлення то ловиться, то пропадає. Це потрібно чітко розуміти жителям віддалених місцевостей.Якщо пристрій ТВ антени велося в ясну погоду, не факт, що вдасться подивитися улюблені передачі в дощ. Навпаки, в похмуру погоду ловиться сигнал краще. Вже говорили, що біля підніжжя Останкінської телевежі спостерігали невпевнений прийом на ТБ антену, справа тут і в пелюстках діаграми спрямованості станції мовлення. Згадали про дифракції та рефракції, про запас залишилася інтерференція. Сенс терміна: дві хвилі приходять в загальну точку, якщо частота однакова (як в нашому випадку), відбувається підсумовування. Результат на ТБ антени залежить від різниці фаз доданків. Якщо два сильних сигналу прийдуть з різницею 180 градусів, вийде віднімання. Значить, на ТВ антени виникне просто нуль, що не дає зображення. Чим далі від башти, тим явище слабкіше, відображених променів стає менше. А зона мовлення, навпаки, являє собою помережане поле світла і тіні (якби люди могли бачити випромінювання).

Отже, існує коло навколо віщає вишки, де ТВ антена ловить сигнал, причому з урахуванням явищ, описаних вище, радіус становить:

де h1 і h2 – висоти передавальної і приймаючої антени. Область, знайдена по формулі, дає можливість будь-якому описати станцію мовлення зазначеними зонами:

• Зона прямої видимості в радіусі 0,8 R. Область, де прийом упевнений, за умови, що напрямок на станцію мовлення від ТБ антени не загороджений сторонніми предметами. Аудиторія помітить, що при висоті Останкінської вежі 400 метрів корінь квадратний – 20 метрів. При будь-якій висоті установки приймальні ТВ антени, максимум вийде збільшити радіус дії на 20%. Для лову сигналу з землі потрібна пряма видимість на вежу, не допоможе підсилювач ТВ антени. При неможливості знайти по азимуту чисте небо в напрямку мовлення пошукайте відбитий промінь, який надходить з неймовірних напрямків.
• Велика зона півтіні, де антена ТВ стане приймати, із застереженням на погоду. У права вступає рефракція. Умови заломлення сильно залежать від температури і вологості. Отже, антену ТБ не сваріть, якщо прийому немає. Марно вертіти, а підсилювач здатний допомогти. Змінюється амплітуда сигналу. Область півтіні пролягає в межах 0,8 R – 1,2 R згідно з формулою, наведеною вище. Уважний читач помітить, що різниця складе ті 20%, обіцяні фахівцями за рахунок рефракції. В силу зміни умов часом приріст дальності впевненого прийому ТВ антени досягає 40%.
• Що тягнеться довше 1,2 R, відноситься до зони тіні, де без переотражения від іоносфери прийому на ТБ антену не вийде. Вже говорили, що сигнал, що випромінюється вишками мовлення, на подібне не здатний. Робіть висновки.

Висновки по конструюванню ТВ антен

Зі сказаного зрозуміло, що ТБ антену слід розташовувати з розумом. За містом панує над довколишніми перешкодами в напрямку вишки. А ліс, що розкинувся віддалік, здатний не заважати. Це обумовлено описаними явищами дифракції та рефракції, до того ж лінія видимості поступово йде вгору по простій причині, що випромінює ТВ антена стоїть вище приймальні. Кут нескладно розрахувати, якщо відома відстань до точки мовлення, координати розташування випромінювача. Виходячи з набутих відомостей, просто розрахувати висоту установки власної ТВ антени.

Існує думка, що чим вище, тим краще, але звести 400-метрову вишку під силу не кожному дачникові. Отже, на місцевості беремо компас, карту, визначаємо місце установки майбутньому ТВ антени і починаємо оцінювати перешкоди. У випадку з лісом слідуємо виміряти висоту дерев по узліссі. Це просто робиться за допомогою транспортира і лінійки. Від стовбура відраховуємо метри, поки напрямок на верхівку не складе 45 градусів від землі. Зазначене відстань і вважається шуканої заввишки. Для просунутих повідомимо, що відношення висоти до дальності до основи стовбура дорівнює тангенсу кута, виміряного транспортиром в напрямку погляду на верхівку.Міряти потрібно від землі, або додавати до отриманої кінцевої величиною (в метрах) відстань від землі до очей. Порахувати тангенс можна на персональному комп'ютері і на будь-якому калькуляторі.

Не варто забувати про поляризацію. У телебаченні застосовується горизонтальна. Якщо нахилити ТВ антену, рівень сигналу почне падати. Логічно вести установку за рівнем, щоб директори хвильового каналу або вісімка рамкової конструкції правильно орієнтовані не щодо пагорба з будинком, а в реальному полі тяжіння Землі. В цьому випадку ТВ антена, зібрана з підручних засобів, дасть максимальне посилення.