Телевизионные антенны

Высокое качество передачи и приема телевизионного изображения и звука в значительной мере определяется условиями распространения и характеристиками передающих и приемных антенн.

Исследования, проведенные по выявлению преимуществ и недостатков горизонтальной и вертикальной поляризации, показали, что промышленные помехи и интерференция от зданий и сооружений меньше при использовании горизонтально поляризованных волн. Навертикально поляризованных волнах проще осуществлять ненаправленную передачу.

Для телевизионного вещания в основном применяются горизонтально поляризованные волны. Для того чтобы ослабить взаимные помехи телевизионному приему станций, работающих на одноименных каналах, стали использовать для телевизионного вещания и вертикально поляризованные волны.

Максимум диаграммы направленности передающей антенны обычно наклоняют немноговниз, чтобы не было бесполезного излучения энергии в верхнюю полусферу. Создание направленной диаграммы обеспечивается установкой нескольких этажей в антеннах. Наклон осуществляется соответствующим фазированием тока в этажах антенны. Увеличение направленности антенны в вертикальной плоскости большим числом излучателей и расположение их этажами один над другим сопровождается появлением боковых лепестков и, главное, провалами излучения между ними. Провалы излучения, в свою очередь, приводят к появлению «мертвых зон» на территории, обеспечиваемой телевизионным вещанием с помощью данной антенны. Устранение мертвых зон осуществляется «замазыванием» провалов между лепестками. Для этого соответствующим образом подбирают фазы и амплитуды питания этажей (рисунок 7.1).

Рисунок 7.13 - Диаграмма направленности передающей антенны в

вертикальной плоскости: а) – наклон диаграммы направленности

и мертвые зоны; б) – «замазывание» нулей диаграммы

направленности; 1 – угол видимости горизонта; 2 – наклон

главного максимума диаграммы; 3 – мертвые зоны

При выборе формы диаграммы направленности необходимо, чтобы ни на каком участке территории плотность потока мощности излучения не превышала допустимой санитарной нормы.

Одной из первых телевизионных антенн была антенна Линденблада, установленная в 1939г. на самом высоком здании Нью-Йорка (на высоте свыше 400 м) (рисунок 7.14),представляющая собой широкополосную турникетную антенну. Под турникетной антенной понимают антенну, выполненную из двух взаимно перпендикулярных одинаковых симметричных вибраторов, питаемых со сдвигом фаз в 90º. В направлении, перпендикулярном плоскости вибраторов, вектор напряженности поля вращается, сохраняя в течение периода постоянную амплитуду. Таким образом, в этом направлении поле поляризовано по кругу. В других направлениях поляризация переходит в эллиптическую, вырождающуюся в линейную для направлений, лежащих в плоскости, в которой находятся вибраторы. Поэтому если вибраторы горизонтальны, то в горизонтальной плоскости поле будет линейно поляризовано. Вэтой плоскости диаграмма направленности турникетной антенны близка к окружности.

Антенна Линденблада имеет сравнительно большую массу, высокуюстоимость и сложна в настройке.

Рисунок 7.14 -Антенна Линденблада из эллипсоидальных вибраторов, включенных по схеме верхнего питания (расположение вибраторов показано в плане, штриховой линией показана схема фазирования, где c+d=1,1λ/4; a/b≈6/15; c/d≈ 7/5)

Для упрощения конструкции в качестве элементов турникетной антенны применялись дискоконусные вибраторы, состоящие из двух усеченных конусов, соединенных основаниями и возбуждаемых дисками по схеме верхнего питания (рисунок 7.15, а).

Широкополосные турникетные антенны выполнялись также из трубчатых вибраторов с параллельно включенными коаксиальными короткозамкнутыми шлейфами (рисунок 7.15, б).

а) б)

Рисунок 7.15 - Схемы широкополосных симметричных вибраторов,

применявшихся в передающих телевизионных антеннах: а –

дискоконусный; б – трубчатый

Все описанные вибраторы могут крепиться непосредственно к телу заземленной мачты без применения керамических изоляторов.

Чем больше диаметр вибратора в турникетной антенне, тем больше ширина полосы пропускаемых частот. Однако при этом возникают трудность, связанные с креплением ихк мачте.

В 1947 г. советским ученым В. В. Брауде была предложена турникетная антенна (рисунок 7.16), в которой цилиндрические вибраторы заменены на широкие плоские вибраторы, выполненные из трубок. Вибраторы Брауде крепятся на мачте с помощью изоляторов, а напряжение питания подается двумя 75-омными коаксиальными линиями.

а) б)

Рисунок 7.16 - Плоскостные вибраторы: а) вибратор Брауде; б) Ж-

Дата добавления: 2017-02-01