Технічні характеристики телевізійних антен

Міністерство освіти і науки України

Черкаський державний технологічний університет

Кафедра "Радіотехніки"

Контрольна робота

з предмету:

Пристрої НВЧ

Виконав:

Студент гр. ЗРТ - 73

Вініцький М.М.

м. Черкаси 2010

Загальні відомості про телевізійні антени

Приймальні телевізійні антени перетворять енергію електромагнітних хвиль у ВЧ-енергію, що поступає по фідеру (звичайно це коаксіальний кабель) до телевізійного приймача. Від антени в значній мірі залежить якість сигналу, що приймається, тому необхідно знати основні параметри антен і особливості їх конструкцій. По місцю установки антени можуть бути:

- кімнатні, призначені для установки усередині приміщення;

- вбудовані, встановлені усередині телевізора;

- зовнішні, призначені для установки поза приміщеннями.

Залежно від діапазонних властивостей антени бувають:

- одноканальні, призначені для прийому одного телевізійного каналу;

- багатоканальні, призначені для прийому декількох телевізійних каналів;

- діапазонні, призначені для прийому одного, або декількох телевізійних діапазонів.

Широкий вибір всіляких конструкцій телевізійних антен представлений на ринках СНД як вітчизняними, так і зарубіжними виробниками. У документації, що надається, часто міститься більше реклами, чим об'єктивній інформації, по якій можна було б визначити їх якісні показники. Нижче розглянуті параметри і конструктивні особливості ТБ антен.

Для прийому телепередач на садових ділянках поблизу міст можуть бути використані три види ТА: вбудована, кімнатна і зовнішня.

Малогабаритні переносні телевізори з невеликим екраном, як правило, обладнані вбудованою телескопічною антеною і одночасно мають відповідні гнізда для підключення зовнішніх антен. Зазвичай вбудовані антени працюють без перебудови на 6 або 12 каналах. Такі антени є складовими частинами телевізорів, конструкція яких залежить від моделі телевізора. Встановлюються вбудовані антени на бічних стінках або на верхній кришці з внутрішньої сторони телевізора. Ці антени дозволяють приймати сигнал на відстані не більше 2-3 км. від ТЦ.

Як правило, вбудована антена підключається до телевізора за допомогою симетричного 300-омного кабелю типу КАТВ, якщо вхідний опір дорівнює 300 Ом. Можна підключити антену і до симетричного фідерному пристрою, виготовленого з витих монтажних проводів, або за допомогою екранованого кабелю типу РК-1 до 75-омному входу телевізора. Якнайкращі результати досягаються при підключенні антени до 300-омному входу, оскільки частотна характеристика антени в межах кожного каналу виходить більш рівномірною і посилення на краях робочої смуги частот буде вищим.

При використанні вбудованої антени в заміській місцевості слід мати на увазі, що при підключенні антени до телевізорів що має вхідний опір 300 Ом, нерівномірність частотної характеристики в смузі 1, 2, 4-6-го каналів не перевищує 0,85-0,9 дб, а в смузі 3-го каналу - не більше 1 дб; у смузі частот від 48,5 до 100 Мгц коефіцієнт посилення антени лежить в межах 0,1-0,3, а на частотах 174-230 Мгц коефіцієнт посилення підвищується до 0,6-0,7.

За останні роки промисловістю освоєний випуск достатньо великої кількості типів кімнатних антен, наприклад таких, як: ЛТК - антена телевізійна кімнатна, АТКТ - антена телевізійна кімнатна телескопічна, АТКС - антена телевізійна кімнатна доладна, КРТА - кімнатна радіотелевізійна антена і ряд інших. Всі ці антени мають приблизно однакові електричні параметри і основні технічні характеристики, але відрізняються один від одного кількістю програм, що приймаються, і конструктивно-технологічним оформленням.

Всі конструкції кімнатних антен володіють практично однаковими достоїнствами і недоліками, а саме: достатньо прості у виготовленні, мають невелику вартість, можуть бути легко розгорнені, перенесені до іншого телевізора, перебудовані на інший канал і т. д., але вони у великій мірі обмежені в дальності прийому, а що приймаються поблизу ТЦ сигнали, відбиваючись від стенів будівель, створюють на екрані декілька зображень. Також вони практично не захищають телевізор від перешкод, особливо в міських умовах. Майже всі джерела електроперешкод викликають появу на екрані телевізора різних штрихів, смуг і ліній. Тільки ретельне налаштування і орієнтування антени усередині приміщення дозволяє частково позбавитися від цих незручностей.

Кімнатна антена виправдовує себе тільки в тому випадку, якщо садова ділянка знаходиться недалеко від ТЦ: не більше ніж в 2 км. від могутніх ТЦ і в 10 км. від малопотужних.

Для самостійного виготовлення можна рекомендувати наступний простий варіант кімнатної дротяної антени (мал. 2.1). При цьому використовується будь-який дріт, що є в наявності, з діаметром мідної жили не менше 1 мм (антенний канатик, освітлювальний шнур, електричний кабель, монтажний дріт). Головним елементом даного виробу є антенний канатик 3, довжина якого l складає приблизно 1/2lдлср сигналів, що приймаються, і утворює два вібратори, довжина яких: l5== (l - l3) /2 Вхідний опір цієї антени дорівнює 75 Ом.

Антена такої конструкції відноситься до півхвильових лінійних вібраторів і застосовується для прийому телепрограм на 1-12-му каналах. У таблиці. 2.1 даються конструктивні розміри вібраторів кімнатної антени.



Як кабель зниження антени застосовується звичайний освітлювальний шнур, або два сплетених ізольованих монтажних дроти, або коаксіальний кабель з металевим обплетенням і тому подібне Ізолятори 2 і 4, розташовані на кінцях антени, робляться з фторопласту (гетинаксу, текстоліту, оргстекла) або інших ізоляційних матеріалів завтовшки не менше 5 мм. Розтяжки 1 і 5 антен виготовляються з ізоляційного матеріалу, їх довжина встановлюється по місцю.

Довжина кабелю зниження визначається розташуванням телевізора в кімнаті, але не повинна перевищувати 3 м, оскільки надмірне довге зниження приводить до того, що фідерноє пристрій починає працювати як додаткова антена. В результаті різкого збільшується дія перешкод на телевізор, зменшується чіткість зображення і виникають спотворення, характер яких залежить від положення проводів зниження. Кінці проводів зниження припаюють до телевізійного штекера, наявного в комплекті: один кінець - до центрального штирьку, а інший - до циліндрової підстави штекера.

Для прийому телепередач в діапазоні метрових хвиль на перших 12 каналах в зоні прямої видимості - до 25 км. від передавальної станції - промисловістю виготовляються кімнатні ТА в основному телескопічній конструкції або укорочені петлеві вібратори декількох тіпоразмеров. При використанні цих антен приводиться кожного разу змінювати довжину їх вусів, настроюючись на вибраний канал, і, треба сказати, не завжди це виходить вдало. Змінюючи довжину вібраторів і положення антени, доводиться втрачати багато часу на перебудову і підстроювання програм. У .целях усунення цього недоліку розроблена нова кімнатна антена, розрахована на прийом будь-якій з 12 програм і що не вимагає ніякого налаштування під час експлуатації при перемиканні каналів, за винятком первинної установки і орієнтування на ТЦ. На мал. 2.2, а, би, приведена конструкція кімнатної антени автора В. Гургаля з деякими конструктивно-технологічними змінами.

Вібратори цієї антени виготовляються у вигляді витягнутих спіралей з латунної смуги завтовшки 2-2,5 мм і шириною 20-25 мм. Спіралі мають три повні витки і крок по горизонталі, рівний 5 мм, а по вертикалі - 10 мм. Довжина заготівки розгорненої спіралі - 900 мм. Найбільш складною частиною антени є вузол кріплення, введення і під'єднування фідерного пристрою, конструкція якого приведена на мал. 2.2, би.

Антена підключається до телевізора за допомогою коаксіального кабелю з хвилевим опором 75 Ом. Довжина кабелю не повинна перевищувати 2 м. Коаксіальний кабель 1 припаюється до контактних пелюсток 6, виготовленим з латуні припоєм мазкі ПОС-60. Кабель проходить через внутрішній отвір різьбової втулки 9.



Мал. 2.2. Кімнатна антена для прийому програм на 1-12-му каналах: а - загальний вигляд, би - вузол кріплення.

Якщо відстань до ТЦ не більше 20 км., то дана антена забезпечить хороший прийом телепрограм, але її треба точно зорієнтувати на ТЦ.

За попередні роки промисловістю було випущено не менше десяти тіпоразмеров і конструктивних виконань кімнатних антен. Це насамперед телескопічні антени типу КТТА. Як телескопічний елемент застосовуються спеціальні конструкції, що виготовляються з тонкостінних трубок, пружинних стрічок і смуг, які забезпечують зручність для підбору положення антени в кімнаті, зміни співвідношення ЕДС, наведених в антені горизонтальною і вертикальною складовими електромагнітного поля і так далі

На мал. 2.9 приведений один з конструктивних варіантів КТТА, що виготовляється з трубок і призначеною для прийому перших 5 телеканалів в діапазоні частот 48,5-100мгц. КТТА відноситься до антен типу “півхвильовий лінійний вібратор” з довжиною половини вібратора від 700 до 1450 мм. Налаштування антени з каналу на канал здійснюється шляхом зміни довжини вібратора, що полягає кожна з чотирьох трубок. Повна довжина вібратора для 1-го каналу має бути в межах 2700-2900 мм, для 2-го - 2300-2500 мм, для 3-го - 1700-1900 мм, для 4-го - 1500-1700 мм, для 5-го - 1400-1600 мм.

Технічна характеристика:

коефіцієнт посилення 1

вхідний опір 73 Ом

смуга пропускання 10 Мгц

нерівномірність частотної характеристики +/- 0,5 дб

діаграма спрямованості у горизонтальній плоскості вісімка

ширина головної пелюстки діаграми спрямованості 75-83

Радіоаматорам при виготовленні і застосуванні КТТА необхідно мати на увазі наступне: її електричні параметри, як правило, дозволяють отримати добрі результати при вдалому виборі місця установки антени, проте в деяких випадках не завжди вдається повністю реалізувати достоїнства антени із-за специфіки прийому телесигналів усередині приміщень. На якість зображення впливає також довжина коаксіального кабелю, що сполучає антену з телевізором (оптимальна довжина - 2 м). На близькій відстані від ТЦ довжину половин вібратора можна скоротити на 10-25 див. Підключається коаксіальний кабель до антени припаюванням середньої жили до лівої половини вібратора, а обплетення - до правої половини вібратора антени.

Різні типи телескопічних антен саморобної конструкції, що у ряді випадків знаходяться в експлуатації, не можуть забезпечити хорошу якість прийому телепередач у всьому діапазоні частот перших 12 каналів із-за неточного виконання з'єднань і разностенності вживаних трубок.

Для прийому телепередач на 6-12-му каналах можна використовувати антену, звану укороченим шлейф-вібратором (мал. 2.11). Вона забезпечує стійку роботу в діапазоні частот 174-230 Мгц. Основна гідність цієї антени полягає в тому, що вона працює на всіх каналах без перебудови при перемиканні програм. Як раніше наголошувалося, довжина звичайною вібратора рівна приблизно 1/2lдл що при використанні такої антени в кімнаті створює певні незручності.

Якщо звичайний петлевий вібратор розрізати в середині, як показано на малюнку, то його резонансна довжина зменшується в два рази і антену стає компактною.

Електричні параметри укороченого шлейф-вібратора декілька поступаються параметрам 12-канальної кімнатної антени. Діаграма спрямованості антени в горизонтальній плоскості має форму вісімки. Достатню контрастність зображення можна отримати при прийомі сигналів могутніх ТЦ в радіусі 5-6 км.

Виготовляється антена з двох трубок діаметром 8-15 мм завдовжки l1= 195 мм, які утворюють укорочений шлейф-вібратор. При малих відстанях від ТЦ і довжини коаксіального кабелю зниження не більше 2 м узгодження і симметрірованіє антени даного типу не проводяться. Дві половини укороченого вібратора встановлюються на діелектричній пластині, кріпляться за допомогою двох скоб, які дозволяють повертати шлейф-вібратори навколо осі. Відстань між трубками - l2=25-30 мм, а між торцем коліна вібратора і відігнутим кінцем трубки - l3 = 30-35 мм.

Антена “укорочений шлейф-вібратор” може бути використана для прийому всіх перших 12 каналів, якщо обидва коліна вібратора виготовити телескопічній конструкції у вигляді тромбона. Одін з варіантів конструкції такої антени показаний на мал. 2.12.

Конструктивні розміри телескопічної антени приведені в таблиці. 2.2.



При виготовленні антени використовуються тонкостінні трубки з латуні (дюралюмінію, стали), які шарнірно закріплюються на пластмасовій підставі. УСС не застосовується.

До телевізора антена підключається будь-яким двопровідним фідером.

Конструкції простих телевізійних антен

Як правило, на будинках в садоводствах, що знаходяться на відстані не більше 20 км. від ТЦ і активних ретрансляторів, використовуються однопрограммниє і багатопрограмні ТА. Розглянемо найбільш прості і поширені зовнішні антени для прийому програм в метровому діапазоні хвиль.

Півхвильовий лінійний розрізний вібратор (ПЛРВ) призначений для прийому телепередач на невеликих відстанях від ТЦ і ретрансляторів в якості самостійному антени за відсутності перешкод і відбитих сигналів, застосовується він також як активні вібратори в багатоелементних направлених антенах. ПЛРВ як самостійна антена принципово не відрізняється від кімнатної антени, тільки його промені розгорнені на 180град і укріплені на стаціонарній щоглі.

Технічна характеристика:

коефіцієнт посилення 1

вхідний опір 73 Ом

КБВ 0,85

нерівномірність коефіцієнта посилення, не більш 0,4 дб

кількість програм, що приймаються на один тіпоразмер антени 1

ккд 0,96

перешкодозахисна, не більш 8-10 дб

діаграма спрямованості у горизонтальній плоскості вісімка

ширина головної пелюстки діаграми спрямованості 86

Параметри ТВ антен

Антена -- пристрій, який випромінює підведену до нього високочастотну енергію у вигляді електромагнітних хвиль в навколишній простір (передавальна антена) або приймає високочастотну енергію вільних коливань (приймальна антена) і перетворює її на енергію електромагнітних коливань, що поступає по фідеру на вхід приймального пристрою.

Передавальна і приймальна антени володіють властивістю взаємності, тобто одна і та ж антена може випромінювати або приймати електромагнітні хвилі, причому в обох режимах вона має однакові властивості (параметри).

До передавальних антен пред'являють додаткові вимоги, пов'язані з великими потужностями, що підводяться, ВЧ енергії, тому конструктивно приймальні антени простіше передавальних.

Властивості взаємності широко використовуються для визначення характеристик антен, оскільки деякі параметри простіше визначати в режимі передачі, чим в режимі прийому. Кожна антена має цілий ряд певних характеристик, необхідних для оцінки її якості.

До основних параметрів приймальних телевізійних антен відносяться наступні:

РОБОЧИЙ ДІАПАЗОН ЧАСТОТ (смуга пропускання) - це інтервал частот, в якому витримані всі основні параметри приймальної телевізійної антени: узгодження, коефіцієнт посилення, коефіцієнт захисної дії і ін. За смугу пропускання береться спектр частот (визначається телевізійними каналами, що приймаються), на межах якого потужність прийнятого сигналу зменшується не більше ніж в два рази.

ДІАГРАМА СПРЯМОВАНОСТІ приймальної антени характеризує залежність ЕДС, наведеною в антені електромагнітним полем, від орієнтації її в просторі. Будується вона в полярній (сферичною) -- рисунок 2. 1, або в прямокутній системах (рисунок 2.2) координат в двох характерних площинах (горизонтальною і вертикальною).

При повороті антени в ту або іншу сторону від нульового напряму на діаграмі відкладаються величини, відповідні відношенню Е/е max. Якщо звести в квадрат відносні значення ЕДС, відповідні різним напрямам приходу сигналу, то можна побудувати діаграму спрямованості по потужності.

Пелюстку, відповідну максимальному сигналу або нульовому напряму, називають основною або головною, останні -- бічними або задніми (залежно від розташування по відношенню до головної пелюстки).

Рисунок 2.1. Діаграма спрямованості антени в полярній системі координат

Рисунок 2.2. Діаграма спрямованості антени в прямокутній системі координат

Для зручності порівняння діаграм спрямованості різних антен їх зазвичай нормують, для чого максимальну величину ЕДС приймають за одиницю.

Основним параметром діаграми спрямованості є кут розчину (ширина) головної пелюстки, в межах якої ЕДС, наведена в антені електромагнітним полем, спадає до рівня 0, 707, або потужність, що спадає до рівня 0, 5 від максимальної. По ширині головної пелюстки судять про направлені властивості антени. Чим ця ширина менша, тим більше спрямованість антени.

Форма діаграми спрямованості залежить від типу і конструкції антени. Діаграма спрямованості півхвильового вібратора в горизонтальній площині, нагадує вісімку, а у вертикальній -- круг. Антена “хвилевий канал” в своїй діаграмі спрямованості має яскраво виражену головну пелюстку, а із збільшенням числа директорів в антені головний і бічні пелюстки звужуються, при цьому поліпшуються направлені властивості антени.

КОЕФІЦІЄНТ НАПРАВЛЕНОЇ ДІЇ (КНД) характеризує направлені властивості антен і є числом, що показує, в скільки разів потужність сигналу, прийнята антеною, більше потужності, яку прийме еталонна антена (півхвильовий вібратор). КНД (D) залежить від ширини діаграми спрямованості антени в горизонтальній і вертикальній площині. Наближена формула має вигляд:

D= 41200* k^2/H* V (1)

де k -- коефіцієнт, рівний 1град.;

Н -- ширина діаграми спрямованості в горизонтальній площині, град.;

V-- ширина діаграми спрямованості у вертикальній площині, град.

На практиці часто потрібно оцінити КНД по відношенню не до ненапрямленої, а до дипольної антени. В цьому випадку значення КНД, обчислене за вказаною формулою, повинне бути зменшене в 1, 64 рази. Для розрахунку КНД в децибелах беруть 10 десяткових логарифмів значення КНД [D(дБ) = 10 Ig D] і для розрахунку по відношенню до диполя зменшують набутого значення на 2,15 дБ.

КНД пов'язаний з коефіцієнтом посилення по потужності Gp співвідношенням:

Gp = D *n (2)

де: n -- коефіцієнт корисної дії антени.

На метрових і дециметрових хвилях ККД для приймальних антен близький до одиниці -- близько 0,95 .

КОЕФІЦІЄНТ ПОСИЛЕННЯ АНТЕНИ показує, наскільки рівень сигналу, що наводиться в ній, перевищує рівень сигналу на еталонній антені. Як еталонна антена приймають півхвильовий вібратор або ізотропну антену (повністю ненапрямлена антена, що має просторову діаграму спрямованості у вигляді сфери). Реально таких антен немає, але вона є зручним еталоном, за допомогою якого можна порівнювати параметри існуючих антен. Коефіцієнт посилення півхвильового вібратора щодо ізотропної антени рівний 2. 15 дБ (1. 28 разу по напрузі або 1. 64 рази по потужності). Отже, якщо виникне необхідність перерахувати коефіцієнт посилення антени по напрузі або по потужності щодо ізотропної антени, то необхідно розділити відому величину на 1. 28 або 1. 64, внаслідок чого отримаємо коефіцієнт посилення щодо півхвильового вібратора. Якщо G антени вказаний в децибелах щодо ізотропної антени те для перерахунку його щодо півхвильового необхідно відняти 2. 15 дБ.

Наприклад, якщо щодо ізотропної антени G = 6, 5 дБ, то щодо півхвильового вібратора G = 6, 5 - 2, 15 = 4, 35 дБ.

При порівнянні антен слід звертати увагу на те, в чому виражений коефіцієнт посилення -- по напрузі або по потужності:

Gp=Ра/Рэ=10lgРа/Рэ (дБ) (3) Gu = Uа/ Uэ = 20 Ig Uа / Uэ (дБ) (4)

де Ра -- потужність, прийнята антеною;

Ра -- потужність, прийнята еталонною антеною;

Ua -- напруга на антені;

Uэ -- напруга на еталонній антені.

Середнє значення коефіцієнта посилення антени в робочій смузі частот -- це середнє арифметичне значення коефіцієнтів посилення в децибелах, зміряних на середніх частотах кожного з каналів, що входять в робочу смугу частот, а також на крайніх частотах цієї смуги.

Нерівномірність коефіцієнта посилення -- відношення максимального коефіцієнта посилення до мінімального в смузі частот каналів, що приймаються.

КОЕФІЦІЄНТ ЗАХИСНОЇ ДІЇ (КЗД) визначає ПЕРЕШКОДОЗАХИСНА АНТЕНИ - це відношення напруги, що отримується від антени на узгодженому навантаженні при прийомі із заднього або бічного напряму, до напруги на тому ж навантаженні при прийомі з головного напряму.

Перешкодозахисну в децибелах визначають по формулі:

КЗД = 20 Ig Е задн / Е гл. (дБ) (5)

У зарубіжних джерелах перешкодозахисну виражають передньо-заднім відношенням (ПЗО), яке характеризує міру спрямованості антени для кутів 0 град. і 180 град. . ПЗО є відношенням напруги, що виникає на вході антени при опромінюванні її з цих напрямів:

ПЗО = U0/U180 (6)

Для однієї і тієї ж антени величини КЗД і ПЗО по модулю рівні (величина КЗД -- негативна). Зустрічається визначення перешкодозахисної, як рівень бічних пелюсток (УБЛ) діаграми спрямованості -- це відношення ЕДС при прийомі з боку максимуму найбільшої бічної пелюстки до ЕДС при прийомі з боку максимуму основної пелюстки. Рівень бічних пелюсток, представляють у відносних одиницях або відсотках.

УБЛ = (Емакс.бок / Емакс.гл.) * 100% (7)

При конструюванні антен Рівень бічних і задніх пелюсток прагнуть звести до мінімуму, щоб поліпшити перешкодозахисну антен.

ВХІДНИЙ ОПІР АНТЕНИ характеризує її импедансные властивості в точці живлення (у місці під'єднування фідера) і дорівнює відношенню напруги до струму на вході фідера. У загальному випадку вхідний опір антени Zвх містить резистивну Rвх і реактивну Хвх (ємкісну або індуктивну) складові:

Zвx = Rвx + Хвх (8)

Чим менше реактивна складова Хвх і чим ближче Rвx до хвилевого опору фідера лінії, тим краще антена узгоджена. Невиконання умови узгодження приводить до появи багатократних віддзеркалень сигналів в антенному фідері, що виявляються у вигляді повторних, зрушених по горизонталі зображень на екрані телевізора і частковій втраті потужності сигналів, що приймаються, у фідері.

Для зменшення втрати потужності антену необхідно набудувати в резонанс з частотою каналів, що приймаються. У випадку, якщо антена працює в широкому діапазоні ТБ каналів, її слід настроювати на середню частоту діапазону. Практично настройка зводиться до підбору геометричних розмірів і елементів антени, а також розташування клем, до яких підводиться фидерная лінія. Резонанс антени досягається у тому випадку, коли по довжині вібратора укладається ціле число півхвиль. Якщо число півхвиль, що укладаються уздовж вібратора, непарне (l/2, З*l/2 і так далі), то вхідний опір малий (від 73 Ом при довжині вібратора l/2 до 120 Ом при більшому числі півхвиль). Якщо ж число півхвиль парне l, 2*l, 3*l і так далі), то вхідний опір великий (від 400 - 500 Ом до 1- 2 кОм залежно від діаметру провідників).

На частотах нижче резонансною реактивна складова має ємкісний, а на частотах вище резонансною -- індуктивний характер. Вхідний опір антени також залежить від об'єктів, що знаходяться поблизу антени і впливають на розподіл поля в просторі, що необхідно враховувати при установці антени.

Залежність вхідного опору антени від частоти носить назву ЧАСТОТНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ Чим менше міняється вхідний опір антени при зміні частоти, тим, шпильці смуга її пропускання.

КОЕФІЦІЄНТ ХВИЛІ (КБВ), що БІЖИТЬ, показує ступінь узгодження приймальної антени з фідером (кабелем) зниження. Він чисельно дорівнює відношенню мінімальної напруги (вузол) лінії до максимальної напруги (пучність), які мали б місце при вимірюванні уздовж фідера при роботі антени в режимі передачі:

КБВ = Uмин / Uмакс (9a)

Виражається КБВ у відносних одиницях: чим більше значення КБВ, тим ефективніше передача сигналу від антени до телевізора. Повне узгодження буде у тому випадку, коли опір антени Ra і хвилевий опір фідера Rф рівні (Ra = Рф). При хвилі, що чисто біжить, струм і напруга по довжині фідера не мають ні мінімуму, ні максимуму, а КБВ дорівнює одиниці. Такий режим узгодження практично отримати важко, цілком досить рахувати Кбв>0. 5, що відповідає зниженню потужності сигналу, що приймається, до 10% . Чим вище значення КБВ (у антенах різних конструкцій знаходиться в межах 0, 25... 0, 6), тим ефективніше передача сигналу від антени до телевізора, вище якість прийому.

КОЕФІЦІЄНТ СТОЯЧОЇ ХВИЛІ (КСВ) - величина, зворотна КБВ:

КСВ =1/КБВ (96)

КОЕФІЦІЄНТ ВІДДЗЕРКАЛЕННЯ є відносинами амплітуди відбитої хвилі до амплітуди падаючої хвилі:

IPI = IUoтp/Unад.l (10)

ДОВЖИНА антени, що ДІЄ (ЕФЕКТИВНА), характеризує здатність приймальної антени витягувати електромагнітну енергію з навколишнього простору і визначається відношенням ЕДС, наведеною в антені, до напруженості електричного поля в місці розташування приймальної антени:

lд=U/Е (11)

де U -- значення ЕДС на затисках антени, мВ;

Е -- напруженість електричного поля в місці прийому, мВ/м. Довжина антени (lд, в метрах), що діє, пов'язана з коефіцієнтом посилення і вхідним опором антени таким чином :

lд= (l /3.14) ( G*Ra / 73.1) ^0.5 (12)

де l -- середня довжина хвилі, м;

G -- коефіцієнт посилення антени;

Ra -- опір антени. Ом;

Довжина півхвильового вібратора, що діє, рівна:

lд= l / 3.14 = 0,32*l (npu G=1, Ra=73,1 Ом) (13)

У загальному випадку напруга на виході антени, узгодженої з приймачем, визначається як

U=lдE/2 (14)

де: U -- значення ЕДС на виході антени, мкВ;

Е -- напруженість електричного поля в місці прийому, мкВ/м.

Звичайне поняття довжини, що діє, вводять для вібраторів з довжиною плеча lп<= 0.7l.

Практична частина

1. Розрахувати, яким буде коефіцієнт укорочення хвилі при випромінюванні спіральною антеною у випадку, коли N = 9, S = 19 см, r = 11 см, л = 80 см.

Розв'язок:

Коефіцієнт укорочення хвилі при випромінюванні спіральною антеною розраховується за наступною формулою

І буде мати таке значення:

Відповідь: коефіцієнт укорочення хвилі при випромінюванні спіральною антеною дорівнює 1,174

2. Визначити, яким буде максимальний коефіцієнт направленої дії спіральної антени у випадку, коли N=9, S=19 см, r=11 см, л=80 см.

Розв'язок:

Максимальний коефіцієнт направленої дії спіральної антени визначається за наступною формулою і для таких параметрів матиме наступне значення:

Відповідь: максимальний коефіцієнт направленої дії спіральної антени при таких параметрах дорівнює 13,978

3. Визначити кут підйому витка і осьову довжину спіральної антени у випадку, коли N=9, S=19 см, r=11 см, л=80 см.

Розв'язок:

Кут підйому витка спіральної антени визначається за наступною формулою:

А осьова довжина матиме наступні розміри:

Відповідь:,

4. Визначити вхідний опір спіральної антени у випадку, коли N=9, S=19 см, r=11 см, л=80 см.

Розв'язок:

Вхідний опір спіральної антени визначається за формулою:



Відповідь: Вхідний опір спіральної антени дорівнює 154 Ома.