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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Aktive Antenne MV-DMV. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Fernsehantennen Aktive Antennen (eine Kombination aus der Antenne selbst und dem Verstärker) wurden bereits auf den Seiten des Magazins beschrieben. Die Schwierigkeiten beim Empfang von Fernsehprogrammen im MB- und UHF-Band veranlassen uns jedoch, auf dieses Thema zurückzukommen. In dem hier veröffentlichten Artikel wird eine unserer Meinung nach interessante Variante des Designs der Antenne und des kombinierten MB-UHF-Verstärkers betrachtet. Das Problem des qualitativ hochwertigen Empfangs von Fernsehprogrammen beschäftigt die Zuschauer seit jeher. Und heute hat es nicht nur nicht an Aktualität verloren, sondern ist sogar noch wichtiger und komplexer geworden. Erstens hat die Zahl der Fernsehprogramme, vor allem kommerzieller Art, zugenommen, die häufig über Sender mit geringer Leistung übertragen werden. Zweitens begannen Rundfunkveranstalter, den UHF-Bereich aktiv zu erkunden. Und drittens hat die Zahl der Fernsehsignalkonsumenten zugenommen (in der Regel verfügt eine Familie über zwei oder mehr Fernseher oder sogar einen Videorecorder). Daher ist es notwendig, eine UHF-Antenne zu installieren, die MB- und UHF-Signale zur Übertragung an die Verbraucher über ein Kabel zu summieren und das Fernsehsignal auf alle Verbraucher aufzuteilen. Der letzte Vorgang ist nicht ohne Verluste und wenn der Signalpegel niedrig ist, führt dies zu einer Verschlechterung des Empfangs. Es kommt nicht selten vor, dass eine Antenne, die länger als ein Jahr gute Dienste geleistet hat, nicht mehr die erforderliche Qualität liefert. Die Installation einer eigenen Antenne für jeden Verbraucher ist eine ziemlich mühsame Angelegenheit. Der Ausweg aus dieser Situation könnte darin bestehen, eine kombinierte aktive MB-UHF-Antenne zu installieren. Im Allgemeinen besteht es aus zwei MB- und UHF-Antennen selbst und einem Verstärkungsmodul, das die Signale von jeder von ihnen verstärkt, zusammenfasst und über ein Stichkabel an die Verbraucher überträgt. Das Modul befindet sich direkt in der Nähe der Antennen und wird über ein Kabel mit Strom versorgt. Dank dieser Konstruktion werden die Signale der Antennen nahezu verlustfrei an das Verstärkermodul übertragen, was das Signal-Rausch-Verhältnis insgesamt verbessert, und der hohe Signalpegel im Abwärtskabel ermöglicht den Anschluss mehrerer Lasten an ein solches Antenne ohne Angst vor einer Verschlechterung der Bildqualität. Das schematische Diagramm des vorgeschlagenen Verstärkungsmoduls ist in Abb. dargestellt. 1. Es enthält zwei unabhängige Verstärkungskanäle. Das Signal der MB-Antenne weist Gleichtaktrauschen auf. Am Eingang der Kaskade sind Spulen L1, L2 installiert, die die Ansammlung statischer Elektrizität bei einigen Antennen verhindern, sowie Dioden VD1 - VD4, die den Verstärker vor Blitzentladungen schützen. Auf dem VT5-Transistor ist eine zusätzliche Verstärkerstufe montiert. Der Kanalübertragungskoeffizient beträgt 15...20 dB.
Die MB-Signale werden über einen L6C19L7-Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz von 250 MHz an das Stichkabel weitergeleitet. Über den gleichen Filter und die gleiche Induktivität L5 erhält der Kanal die Versorgungsspannung vom Stichkabel. Darüber hinaus lässt der Filter keine UHF-Signale durch. Der UHF-Verstärkungskanal besteht aus zwei identischen, in Reihe geschalteten Verstärkerstufen. Der erste von ihnen ist auf den Transistoren VT3, VT4 gemäß einer galvanisch gekoppelten Schaltung aufgebaut, wodurch ein automatischer Wechsel in den angegebenen Betriebsmodus und dessen Beibehaltung erfolgt, wenn sich Temperatur und Versorgungsspannung ändern. Am Eingang der Stufe ist ein C1L3C2-Hochpassfilter mit einer Grenzfrequenz von 450 MHz verbaut, der niederfrequente Signale und Rauschen unterdrückt. Ein ähnlicher Hochpassfilter C21L9C22 am Ausgang der zweiten Stufe lässt UHF-Signale durch und lässt keine MB-Signale durch. Dadurch entkoppeln die Filter an den Ausgängen der Kanäle diese gegenseitig. Spule L4 sorgt für die Koordination zwischen den Kaskaden des UHF-Kanals und die Korrektur des gesamten Frequenzgangs. Die Gesamtkanalverstärkung beträgt 32...36 dB, wodurch Sie Signale dieses Bereichs über ein langes Kabel an mehrere Verbraucher übertragen können. Der UHF-Kanal wird vom Drop-Kabel über die L8-Induktivität gespeist. Das Verstärkermodul ist auf einer Leiterplatte aus doppelseitiger Glasfaserfolie montiert. Seine Skizze ist in Abb. dargestellt. 2. Alle Teile befinden sich auf der Seite der Leiterbahnen. Die zweite Seite bleibt metallisiert und dient als Schirm (unterhalb der horizontalen gestrichelten Linie in Abb. 2). Entlang der Kontur der Platine sind Streifen aus Kupferfolie darauf angelötet, die sie mit dem gemeinsamen Draht der ersten Seite verbinden. Die Kontakte XT3 - XT6 bestehen aus Gestellen aus Kupferdrahtstücken mit einem Durchmesser von 1 mm, die in die Löcher der Platine gedrückt werden. Im Bereich der Kontakte XT3 und XT5 wurde die Folie auf der zweiten Seite der Platine entfernt (in Abb. 2 durch eine gestrichelte Linie dargestellt). Durch die Löcher a und b werden die Leiterbahnen der ersten Seite mit den Leiterbahnen der zweiten Seite verbunden, sie sind durch eine gestrichelte Linie dargestellt. In diese Schienen werden Löcher gebohrt, die für die Platzierung des Verstärkermoduls direkt am MB-Antennenvibrator erforderlich sind. Das Modul wird über ein Stück Koaxialkabel mit der UHF-Antenne verbunden.
Beim Standort in der Nähe von Antennen muss das Modul zuverlässig vor Witterungseinflüssen geschützt werden. Dazu werden alle Teile und Leiterbahnen mit einer Schicht feuchtigkeitsbeständigem Funklack (z. B. UR-231) oder flüssigem Epoxidkleber und anschließend mit wasserfester Farbe beschichtet. Danach empfiehlt es sich, die Teile mit einer Schutzhülle zu verschließen, die aus Lebensmitteldose besteht und entlang der Platinenkontur verlötet ist. Stellen zum Anlöten von Kabeln sowie die Kabel selbst bis zur äußeren Schutzschicht und die Stelle, an der das Modul an der Antenne befestigt wird, müssen ebenfalls mit feuchtigkeitsbeständiger Farbe überstrichen werden. Im Gerät dürfen zusätzlich zu den im Diagramm angegebenen Transistoren KT363A (VT5) und KT382A (der Rest) verwendet werden. Kondensatoren – KM, KLS, KD oder unverpackt. Widerstände - MLT, S2-33, R1-4. Bei der Verwendung von Gehäusekondensatoren im UHF-Kanal sollten Kondensatoren mit minimalen Abmessungen bevorzugt werden und die Länge ihrer Leitungen sollte 3 mm nicht überschreiten. Die Spulen L3, L4, L9 sind mit Draht PEV-2 0,2 auf einen Dorn mit einem Durchmesser von 2 mm gewickelt und enthalten jeweils 2,5; 4 und 2,5 Umdrehungen. Induktivitäten L5, L8 - DM-0,1 mit einer Induktivität von 20 ... 100 μH. Die restlichen Spulen werden mit PEV-2 0,8-Draht auf einen Dorn mit einem Durchmesser von 4 mm gewickelt. Die Spulen L1, L2 enthalten 15 und L6, L7 - 4,5 Windungen. Bei der Einrichtung eines Verstärkermoduls kommt es auf die Einstellung seines Frequenzgangs an. Im MB-Kanal erfolgt dies durch Auswahl des Kondensators C13 und im UHF-Kanal durch die Kondensatoren C12, C20, wodurch die maximale und gleichmäßige Verstärkung über den gesamten Frequenzbereich eingestellt wird. Durch Ändern der Induktivität der Spule L4 (Verschieben oder Verschieben der Windungen oder Ändern ihrer Anzahl) wird die Ungleichmäßigkeit des Frequenzgangs im oberen Teil des UHF-Bereichs korrigiert. Wenn nur ein oder zwei Fernsehkanäle im UHF-Bereich arbeiten, macht es keinen Sinn, eine gleichmäßige Verstärkung zu erzielen, sondern es ist sinnvoller, die größte Verstärkung bei den Frequenzen dieser Kanäle zu erzielen. Im MB-Bereich ist es sinnvoll, den maximalen Gewinn bei der Frequenz des schwächsten Kanals zu erzielen. Das Verstärkermodul wird von einer 12-V-Stromversorgung mit einem Strom von mindestens 70 mA über ein Adaptermodul gespeist, dessen Schaltung in Abb. dargestellt ist. 3. Der Adapter ist in der Drop-Kabelunterbrechung enthalten. Es ist auf einer kleinen Leiterplatte aus doppelseitiger Glasfaserfolie montiert, deren Skizze in Abb. dargestellt ist. 4. Auf einer Seite werden nur drei Kontaktpads ausgeschnitten und ein Loch gebohrt, die zweite Seite bleibt komplett metallisiert und dient als gemeinsamer Draht. Wenn die Teile darauf mit Epoxidkleber gefüllt sind, kann auf ein Gehäuse verzichtet werden.
Die Hochfrequenz-Koaxialbuchse XW1 (normales Fernsehgerät) wird mit einem gemeinsamen Lappen an die metallisierte Oberfläche der zweiten Seite und mit dem zentralen Lappen an eine bedruckte Fläche gemäß Abb. angelötet. 4. Ein Koaxialkabel mit einem Stecker am Ende wird mit einem Geflecht an eine gemeinsame metallisierte Oberfläche angelötet und der Mittelleiter wird an einer anderen Stelle gemäß Abb. angelötet. 4. Die Stromversorgung ist parallel zum Kondensator C2 geschaltet. Wenn Sie eine Quelle mit einer im Bereich von 6 ... 12 V geregelten Spannung verwenden, ist es möglich, die Verstärkung des Moduls stufenlos einzustellen, d. h. seinen optimalen Wert auszuwählen.
Neben dem Verstärkermodul muss die aktive Antenne auch die Antenne selbst enthalten. Hier kann man auf unterschiedliche Weise vorgehen. Wenn der Funkamateur bereits über eine MB-Antenne (zum Beispiel einen Wellenkanal oder eine andere) verfügt, die nicht sehr gut funktioniert, und geplant ist, eine UHF-Antenne zu installieren, dann tun Sie dies. Das Drop-Kabel wird von der alten MB-Antenne abgelötet und das Verstärkermodul direkt darauf installiert (auf dem aktiven Schleifenvibrator für die „Wellenkanal“-Antenne). Installieren Sie die UHF-Antenne und verbinden Sie sie mit einem Kabel mit dem Modul. Wenn der Empfang in der Zone zuverlässigen Empfangs oder in der Nähe seiner Grenze erfolgt, ist in der Regel keine Notwendigkeit, aufwändige Antennen herzustellen. Hier eignen sich einfache Breitbandantennen, sowohl MB als auch UHF. Der Aufbau einer solchen aktiven Antenne wird im Folgenden näher beschrieben. Im MB-Band ist es praktisch, eine „Fan-Vibrator“-Antenne zu verwenden, die manchmal auch „Butterfly“ genannt wird. Es stellt (Abb. 5) vier Segmente eines Metallrohrs oder -streifens mit einer Länge von 1 108...115 cm dar, die sicher auf einer dielektrischen Platte 2 befestigt sind. Der Winkel zwischen den Vibratoren (in der vertikalen Ebene) jedes Arms liegt innerhalb 35...45°, und die Vibratorarme selbst sind in einem Winkel von 120° in der horizontalen Ebene angeordnet, wie in Abb. 5, wodurch es möglich ist, Einbrüche im Strahlungsmuster zu beseitigen. Manchmal sind die Vibratoren in jedem Arm unterschiedlich lang, zum Beispiel ist der untere 30 ... 40 % kürzer als der obere. Das Material und der Durchmesser der Rohre bzw. die Dicke der Bänder werden nach der Erzielung mechanischer Festigkeit ausgewählt. Zu dünn hält Windlasten nicht stand und die Verwendung dicker Modelle führt zu einer erheblichen Masse der Antenne. Am besten geeignet sind Rohre mit einem Durchmesser von 6 ... 8 mm. Direkt an dieser Antenne ist ein Verstärkermodul angebracht.
Im UHF-Bereich ist es praktisch, eine Zickzack-Antenne zu verwenden, die einfach herzustellen und ziemlich breitbandig ist. Sein Aufbau ist in Abb. dargestellt. 6. Es besteht aus vier Streifen 1 aus Aluminium oder Kupfer mit einer Länge von 300 mm, einer Breite von 15 ... 20 mm und einer Dicke von 1,5 ... 2 mm sowie vier Streifen 2 mit einer Länge von 145 ... 150 mm. Alle Streifen werden an den Punkten a mit Nieten oder Schrauben miteinander befestigt. Zwischen den kurzen Streifen ist ein Spalt von ca. 10 mm vorgesehen. Um mechanische Festigkeit zu erreichen, wird eine Platte 3 aus Glasfaser mit einer Dicke von 1,5 ... 2 mm dazwischen eingebaut (Abb. 6,b) und an den Punkten σ1 und σ2 befestigt. Sind die Streifen aus Kupfer, müssen sie an den Befestigungspunkten verzinnt werden, sind sie aus Aluminium, werden Blütenblätter unter die Nieten oder Schrauben gelegt, an denen anschließend das Koaxialkabel angelötet wird. Die Verlegung erfolgt wie in Abb. 6,a mit einer gestrichelten Linie, und von der Seite der Dichtung wird ein Geflecht an den Punkt σ2 gelötet, und ein zentraler Leiter wird an den Punkt σ1 gelötet. Nach der Montage werden alle Löt- und Befestigungsstellen mit feuchtigkeitsbeständiger Farbe abgedeckt.
Nach der Fertigung der MB- und UHF-Antennen erfolgt eine Generalmontage. Wenn die aktive Antenne für die Installation auf dem Dach vorgesehen ist, kann sie wie in Abb. 7 dargestellt auf einem Metallrohr montiert werden. 6, die dann geerdet werden muss. In diesem Fall wird die UHF-Antenne mit Metallschrauben durch kleine Abstandshalter an zwei Punkten a (dem niedrigsten und dem höchsten in Abb. 1) am Rohr befestigt, sodass die Kabellötpunkte das Rohr nicht berühren. Die Antenne MB, an der das Verstärkermodul angeschraubt ist (Kontakte ХТ2 und ХТ2 in Abb. XNUMX), wird ebenfalls mit Schrauben durch eine dielektrische Platte am Rohr befestigt, sodass ihre Metallteile das Rohr nicht berühren. Wenn die Antenne auf einem Holzständer platziert wird, muss sie gut getrocknet und mit wasserfester Farbe gestrichen werden. Allerdings müssen Sie den Erdungsbus auf der antennenfreien Seite verlegen. Bei der Installation der Antenne auf einem Balkon, einer Loggia oder einer offenen Veranda werden die Anforderungen an die mechanische Festigkeit reduziert und eine Erdung ist in diesen Fällen nicht erforderlich. Das Aussehen der montierten Struktur ist auf dem Foto am Anfang des Artikels dargestellt.
Wenn Sie in einem Gebiet mit schlechtem Empfang eine aktive Antenne einsetzen möchten, sollten Sie auf effizientere Antennen zurückgreifen. Für den MB-Bereich kann dies ein „Wellenkanal“, Zickzack, im UHF-Bereich sein – ein Rahmen, bestehend aus drei Rahmen, oder ein „Wellenkanal“ (allerdings ist er schmalbandig). Autor: I.Nechaev
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Kommentare zum Artikel: Vitali Für die Vollständigkeit des Artikels ist es notwendig, das SSTF-Schema der verwendeten Antennen zu ergänzen.
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