Антенна

Расстановка ударений: Анте`нна

Антенна приемная - элемент радиоприёмной установки, служащий для преобразования энергии электромагнитных волн, приходящих в точку приёма от передающих радиостанций, в энергию токов высокой частоты (см. статьи Радиоприёмник, Телевизор). Формы, размеры и конструкции антенн разнообразны и зависят от требуемых параметров, длины принимаемых радиоволн и назначения антенны.

Телевизионные антенны. В городах приём телевизионных сигналов организуется в основном с помощью наружных антенн систем коллективного приёма телевидения (СКПТ), часто называемых коллективными антеннами. Установка индивидуальных наружных антенн в городах на крышах и балконах зданий запрещена в законодательном порядке. В СКПТ от общей антенной установки, состоящей из одной или нескольких наружных антенн, обеспечивается приём сигналов от всех телецентров, обслуживающих данную местность. К приёмной антенне подключается кабельная распределительная сеть СКПТ, которая состоит из коаксиального кабеля, прокладываемого сверху вниз по лестничной клетке, и подключённых к нему распределительных абонентских устройств, устанавливаемых на каждом этаже здания. К распределительным устройствам с помощью экранированных кабелей подключаются телевизоры абонентов СКПТ. При необходимости в такую систему включаются один или несколько усилителей для компенсации ослабления телевизионных сигналов в распределительной сети дома. Наибольшее распространение получили СКПТ с числом абонентов не более 100 (одна коллективная наружная антенна на подъезд многоэтажного дома). СКПТ - наиболее совершенная и удобная форма организации телевизионного приёма. Они обеспечивают своим абонентам хорошее качество приёма чёрно-белых и цветных телевизионных программ, надёжны, их внедрение даёт большую экономию по затратам материалов и труда по сравнению с установкой индивидуальных антенн. Подключение абонентов к СКПТ производится радиомехаником ближайшего телевизионного ателье по предварительно поданной заявке. Ремонт и обслуживание СКПТ производится радиотелевизионными предприятиями министерств бытового обслуживания населения.

Для приёма телевизионных сигналов в городских условиях используют также комнатные телевизионные антенны. Выпускают много конструкций комнатных антенн. Однако качество приёма на комнатную антенну не всегда бывает удовлетворительным: изображение может оказаться нечётким, много-контурным. Удовлетворительное качество приёма на комнатную антенну в ряде случаев можно получить в верхних этажах зданий, в помещениях, окна которых выходят на телецентр, а также в деревянных домах, расположенных от него не очень далеко (20 - 30 км).

В сельской местности приём телевизионных сигналов наиболее целесообразно осуществлять с помощью индивидуальных наружных антенн. На рис. 1 приведены схемы конструкций антенн для индивидуального приёма, получивших наибольшее распространение. Простейшая из них - полуволновой вибратор. Кабель снижения подключают к антенне через симметрирующий короткозамкнутый четвертьволновой шлейф. Размеры вибратора и шлейфа подбирают под тот канал, который нужно принимать. Полуволновой вибратор является одноканальной антенной. Диапазонная антенна ТАИ-12 представляет собой широкополосный вибратор. Она принимает сигналы всех 12 телевизионных каналов метрового диапазона волн. Зигзагообразная антенна может быть выполнена из доступных материалов - деревянных планок, гвоздей и проволоки - и по этой причине очень популярна у начинающих радиолюбителей. Она выполняется в двух вариантах: 1-й - для каналов с 1-го по 5-й и 2-й - для каналов с 6-го по 12-й. Кабель снижения подключают к антенне без дополнительных симметрирующе-согласующих устройств. Антенна обладает удовлетворительным направленным действием, которое можно улучшить, установив рефлектор в виде металлической сетки. Рамочная антенна имеет достаточно простую конструкцию и предназначена для приёма одного-двух телевизионных каналов; обладает чётко выраженной однонаправленностью. Наилучшей антенной для индивидуального приёма телевизионных программ в метровом диапазоне волн является антенна ИТА-12. Она обеспечивает приём всех 12 телевизионных каналов и обладает хорошей однонаправленностью. Помехи, приходящие со стороны, обратной направлению приёма, подавляются благодаря тому, что эта антенна имеет диапазонный активный рефлектор. ИТА-12 является основным типом индивидуальной телевизионной антенны, выпускаемой отечественной промышленностью. В последней модификации этой антенны (товарное наименование "Волна") предусмотрена возможность приёма телевизионных сигналов с вертикальным направлением вектора напряжённости электрического поля (с вертикальной поляризацией). Очень широкое распространение в практике телевизионного приёма получила антенна типа "волновой канал". Она состоит из активного вибратора (петлевого или прямого), рефлектора и одного или нескольких директоров. Элементы антенны и несущая стрела, на которой они располагаются, в большинстве случаев выполняются из труб алюминиевых сплавов. В зависимости от числа элементов и их взаимного расположения параметры антенны "волновой канал" могут широко меняться; антенна может быть: а) одноканальной (в таком варианте её выпускает отечественная промышленность для продажи населению); б) для приёма двух-трёх телевизионных каналов; в) диапазонной, например для приёма каналов с 6-го по 12-й и с 21-го по 41-й в дециметровом диапазоне волн. Антенна обладает хорошей направленностью, её коэффициент усиления может достигать больших значений (зависит от числа элементов).

Специальных антенн для приёма сигналов цветного телевидения не выпускают. Антенны для СКПТ, а также индивидуальные антенны, выпускаемые промышленностью, пригодны для приёма сигналов чёрно-белого и цветного телевидения. Для оценки возможностей использования тех или других антенн для приёма сигналов цветного изображения необходимо иметь в виду, что неискажённый приём таких сигналов требует более равномерной частотной характеристики антенны. Самодельные радиолюбительские антенны, как правило, не отвечают этому требованию. Кроме постоянства параметров антенны в рабочей полосе частот сигналов цветного телевизионного изображения, для неискажённого воспроизведения цветного изображения уровень сигнала на входе цветного телевизора должен быть существенно (в 2 - 3 раза) выше, чем для воспроизведения чёрно-белого. Это требование можно выполнить при достаточно высоких значениях коэффициента усиления антенны.

Антенны для приёма сигналов радиовещания. На первых порах развития радиовещания, когда мощность передающих радиостанций и чувствительность радиоприёмников были сравнительно невелики, в качестве приёмной антенны в диапазонах длинных (ДВ), средних (СВ) и коротких (KB) волн чаще всего использовался длинный провод, который натягивался горизонтально над землёй или над металлической крышей здания и имел снижение к радиоприёмнику. Наружные проволочные антенны больших размеров применяют только в сельской местности; в городах установка индивидуальных наружных приёмных антенн на крышах запрещена в законодательном порядке.

Рис. 1. Схемы конструкций приёмных телевизионных антенн

Рис. 2. Общий вид установки Г-образной антенны

В большинстве современных радиоприёмников для приёма в диапазонах ДВ, СВ и KB устанавливается т. н. магнитная (ферритовая) антенна, представляющая собой ферритовый стержень (размером приблизительно с карандаш), на который намотан изолированный провод. Такая антенна обладает хорошим направленным действием: она плохо принимает в направлении, совпадающем с продольной осью ферритового стержня, и хорошо - в направлении, перпендикулярном этой оси. Напряжение сигнала на выходе магнитной антенны сравнительно невелико, но благодаря её хорошей направленности отношение напряжения полезного сигнала к напряжению помех в большинстве случаев больше, чем у любой проволочной антенны. Кроме магнитной антенны, многие транзисторные радиоприёмники (а также телевизоры переносного типа) снабжены телескопической антенной, выполненной в виде раздвижной системы металлических трубок примерно равной длины. Трубки входят одна в другую с некоторым трением, необходимым для обеспечения электрического контакта между ними. Такая антенна, являющаяся по существу разновидностью отрезка провода, благодаря системе раздвижных элементов позволяет изменять её длину при настройке на радиостанцию и уменьшать габариты в нерабочем состоянии (при транспортировке, хранении и т. п.).

Рис. 3. Схема крепления концов провода антенны на дереве

Рис. 4. Схема конструкции и включения грозо-разрядника

Рис. 5. Схема выполнения и размещения заземлителя

Для сельской местности наиболее удобна Г-образная антенна (рис. 2), обеспечивающая при заданной высоте опор достаточно большой выходной сигнал, а также возможность одинаково хорошо принимать радиосигналы с любых направлений. Горизонтальный провод антенны длиной от 15 до 30 м подвешивается между двумя опорами, установленными на земле или на крышах соседних домов. Горизонтальную часть антенны и снижение (вертикальную часть антенны длиной около 15 м) изготовляют из одного куска антенного канатика диаметром 1,5 - 2,3 мм. Можно применять также любые медные и биметаллические провода (оголённые или в изоляции) диаметром от 1,5 до 4 мм. Допускается применение и железной (стальной) проволоки, но такая антенна будет давать меньшее напряжение полезного сигнала. Горизонтальная часть антенны с обоих концов изолируется при помощи орешковых или брусковых изоляторов. При отсутствии таких изоляторов можно использовать, например, обычные фарфоровые ролики. Снижение антенны должно быть отведено от края крыши на 1,5 - 2 м при помощи шеста с изолятором. При закреплении концов горизонтальной части антенны на деревьях необходимо принять меры, которые исключили бы разрыв антенного провода при раскачивании деревьев ветром и от провисания в тихую погоду. Можно рекомендовать противовес, натягивающий провод антенны через блок (рис. 3). Ввод снижения антенны в дом производится через отверстие в оконной раме. Провод необходимо изолировать с помощью фарфоровой втулки или резиновой трубки. В помещении провод снижения подключается к грозовому переключателю, служащему для заземления антенны во время грозы. При приближении грозы приём следует прекратить, антенну заземлить, радиоприёмник отключить от антенны и заземлить. На наружной стене дома, вблизи от антенного ввода, рекомендуется устанавливать грозовой разрядник (рис. 4).

Современные радиоприёмники, как правило, не нуждаются в заземлении. Однако при пользовании наружной антенной в сельской местности необходимо сделать грозозащитное заземление. Один из возможных вариантов такого заземления приведён на рис. 5. Для изготовления заземлителя можно взять стальную трубу диаметром до 5 см, длиной около 3 м. Вместо трубы может быть использована фасонная сталь любого профиля. Если почва имеет высокое удельное электрическое сопротивление (песок, суглинок), то следует ставить два заземлителя, забиваемых в землю на расстоянии 5 - 6 м друг от друга. В очень сухих, песчаных и каменистых грунтах, и при низком уровне грунтовых вод необходимо делать искусственную обработку грунта (например, посыпать солью) с целью повышения его проводимости. Присоединение провода к заземлителю выполняется сваркой или пайкой. Место сварки (пайки) закрашивается асфальтовым лаком. Для провода заземления следует применять стальную проволоку диаметром 4 - 5 мм.

Антенны для приёма в диапазоне ультракоротких волн (УКВ). Специальные типы антенн для приёма сигналов радиовещания в диапазоне УКВ не разработаны и промышленностью не выпускаются (1982). До введения программ стереофонического радиовещания сигналы монофонического вещания с достаточно хорошим качеством принимались всеми простейшими типами антенн, используемыми в телевидении (например, ТАИ-12). Однако для приёма сигналов стереофонического радиовещания необходимы антенны, имеющие достаточно хорошие (равномерные) частотные характеристики и обладающие хорошей помехозащищённостью. Этим требованиям удовлетворяют антенны СКПТ, а также индивидуальные антенны ИТА-12 ("Волна") и типа "волновой канал", рассчитанные применительно к диапазону УКВ.

Лит.: Кузнецов В. Д., Парамонов В. К., Кукаев А. А., Коллективные телевизионные антенны, журнал "Радио", 1969 г., № 3; их же, Индивидуальные телевизионные антенны, там же, 1969 г., № 5; их же, Телевизионная антенна дециметровых волн, там же, 1970 г., № 1; Каннинский Л. М., Телевизионные антенны, 2 изд., Москва, 1979 г.; Шур А. А., Ближний и дальний прием телевидения, Москва, 1980 г.

Источники:

1. Краткая энциклопедия домашнего хозяйства./Глав. ред. И. М. Терехов - М.: Советская энциклопедия, 1984. - 576 с. с ил.