Проекти на зигзагообразни телевизионни антени
Ако антени от типа "Вълнов канал" и рамкови теснолентови антени, тогава зигзагообразните антени са широколентови и могат да работят в широк честотен диапазон.
В рамките на честотния диапазон, за който е предназначена зигзагообразната антена, тя има относително постоянни параметри, задоволително съвпада с фидера и нейното усилване се променя в малка степен.
Друго предимство на тези антени е възможността за лесно производство у дома, тъй като зигзагообразните антени могат да бъдат направени от импровизирани материали.
Телена зигзагообразна антена
За първи път зигзагообразна антена е описана в радиолюбителската литература от K.P. Харченко в списание "Радио", 1961 г., № 3, и неговите разновидности са публикувани многократно през следващите години. Една от най-простите зигзагообразни антени е показана на фиг. 1.
Ориз. 1. Телена зигзагообразна антена.
Като мачта 1 се използва дървена греда със сечение 60 x 60 mm, към която са прикрепени две релси 2 под ъгъл 90 °, изработени от дървени пръти със сечение 40x40 mm. Ламелите трябва да бъдат изрязани наравно с мачтата и след това да бъдат закрепени към нея с болтове и гайки.
В горната и долната част на мачтата са закрепени с пирони или винтове две ленти 3 от листова мед, месинг или ламарина с размери 20 х 300 mm. Още четири от същите ленти са монтирани в краищата на релсите, но тези ленти са изолирани от релсите с разделители гетинакс. Към мачтата в средата между релсите е закрепена плоча 4 от гетинакс с размери 80 х 300 mm, а към нея две метални плочи 5 под формата на сегменти с радиус 340 mm, хорда 300 mm и стрела 35 mm. Ширината на празнината между плочите в най-тясната част трябва да бъде равна на 10 mm.
Платът на антената се навива,монтажен проводник или антенен кабел с произволен диаметър, който е запоен към лентите 3 и плочите 5 в точките на огъване.. Мрежата е оформена от три успоредни проводника с точки на захранване върху плочите 5.
По време на работа на антената горната и долната лента са в точки с нулев потенциал в целия диапазон на получените вълни, което прави възможно да не се изолират от мачтата и да се направи без SSU при използване на 75-омов коаксиален кабел като захранващо устройство. Кабелът минава по протежение на мачтата до долната лента, след което се полага между проводниците от лявата страна на зигзага към захранващите точки. Тук оплетката на кабела е запоена към лявата плоча, а централната жила към дясната.
Размери, показани на фиг. 1 без скоби се отнася за антена, предназначена за приемане на телевизионен сигнал в диапазона от първия до петия телевизионен канал (ленти I и II). В същото време съгласуването на антената с фидера се характеризира с коефициент на пътуваща вълна в фидера над 0,45, което съответства на мощност на предаване на сигнала към телевизора от поне 85%. Усилването на антената в диапазона варира в рамките на ≈ 4,3. 7,9 dB с максимум близо до 3-тия честотен канал.
Същата антена може да бъде конфигурирана да приема сигнал в лента III (канали 6-12). Размерите на такава антена са показани в скоби на фигурата. Дължината на лентите се приема равна на 150 mm, изолационната плоча 4 - с размери 80x150 mm, а металните плочи 5 са под формата на сегменти с радиус 97 mm, хорда 150 mm и стрелка 35 mm.
Поради факта, че относителната ширина на този диапазон е по-малка, съвпадението на антената с фидера е по-добро: коефициентът на пътуващата вълна в фидера надвишава 0,65 (повече от 96% от мощността на сигнала, получен от антената, се предава на телевизора). Усилването на антената варира в диапазон отв рамките на 4.8. 6,9 dB.
Антена със същите размери и същите характеристики може да се получи, ако вместо всяка от шестте метални ленти се монтират три ролки от електрическата инсталация на мачтата и релсите. В този случай, за всяка група ролки, лентовите проводници трябва да бъдат затворени заедно чрез запояване на телени джъмпери.
Накрая тъканта на антената може да бъде направена от метална лента с ширина 120 mm (канали 1-5) или 70 mm (канали 6-12). Размерите на антената остават същите. Платното на този дизайн може да бъде оформено от осем ленти, които са свързани в ъглите на зигзага чрез запояване, или една дълга лента, която е прегъната в ъглите на зигзага. Лентите все още са изолирани от релсите.
Пръстенова зигзагообразна антена
Друга версия на зигзагообразната антена е показана на фиг. 2. Антената е метален пръстен или дървен обръч с телеен пръстен, положен върху повърхността на обръча. Тел. може да се фиксира към повърхността на дървения обръч със скоби.
Ориз. 2. Пръстенова зигзагообразна антена.
Пръстенът или обръчът се монтира върху дървена мачта. В центъра на ринга към мачтата върху изолираща основа са монтирани две полукръгли метални пластини от медна ламарина, месинг или ламарина с радиус 50 mm. Всяка плоча е свързана с пръстена с пет лъча, разположени под еднакви ъгли.
Тогава лъчите са свързани помежду си с пет джъмпера, също разположени на същото разстояние един от друг. Теленият пръстен, гредите и джъмперите могат да бъдат направени от антенен кабел или медна жица с диаметър 1,5. 3,0 мм. Всички връзки трябва да бъдат внимателно запоени.
Полагането на кабела и свързването, което също се извършва без SSU, са показани на същата фигура.
Пръстеновата зигзагообразна антена с посочените размери е в състояние да приема сигнали от всичките 12 канала на метровия вълнов диапазон. Антената съвпада задоволително с 75-омов коаксиален кабел: на каналите от третия до дванадесетия съвпадението е добро, на първия и втория - малко по-лошо.
Коефициентът на усилване на антената постепенно се увеличава с увеличаване на номера на канала от около 0,5 dB на първия канал до dB 11,5 dB на дванадесетия. Такава промяна в усилването съответства на необходимостта, тъй като с намаляване на дължината на вълната на сигнала при постоянна сила на полето и усилване на антената, напрежението на сигнала на изхода на антената трябва да намалява пропорционално.
Разгледаните конструкции на зигзагообразни антени имат два еднакви листа на диаграмата на излъчване в хоризонталната равнина, чиито максимуми са насочени перпендикулярно на равнината на лентата на антената. По този начин тези антени приемат сигнал както отпред, така и отзад, като единичен полувълнов вибратор, което създава опасност от получаване на смущения отзад.
Зигзагообразна антена с рефлектор
Работата на зигзагообразна антена може значително да се подобри, като се усложни чрез добавяне на рефлектор (фиг. 3).
Ориз. 3. Зигзагообразна антена с рефлектор.
Рефлекторът е оформен от хоризонтални метални тръби, закрепени към мачтата, като антенният лист се отдалечава от равнината на рефлектора на известно разстояние А. В точките на нулев потенциал в горната и долната част антенният лист се закрепва към мачтата с метални стълбове, които също могат да бъдат метални. В средната част, със същите два стълба, към мачтата е прикрепена изолационна плоча, върху която са фиксирани ъглите на антенната мрежа в точките на захранване.
Диаметър на рефлекторната тръбамогат да бъдат избрани произволно, а тяхната дължина P за антената на 1-5-ти канали трябва да бъде 3100 mm, за антената на 6-12-ти канали 890 mm, разстоянието между лентата на антената и равнината на рефлектора A за 1-5-ти канали е 600 mm, за 6-12-ти канали - 340 mm, разстоянието между тръбите на рефлектора B за антената на 1- 5-ти канал трябва да бъде 290 mm, за антена 6-12-ти канали 193 mm.
Размерите на лентата на антената са същите като на фиг. 1. Така рефлекторът съдържа 14 тръби. Размерите на изолационната плоча се избират произволно.
Кабелът към тази антена се полага по следния начин: нагоре по мачтата, по протежение на долния багажник, след това по протежение на лявата страна на платното на антената до точките на захранване.
Тук плитката е запоена към ъгъла на лявата страна на мрежата, а централната сърцевина към ъгъла на дясната страна. Диаграмата на излъчване на тази антена има само един основен лоб, а задната част практически липсва.
Координацията на антената на 1-ви-5-ти канали с фидера не е много добра, тъй като за подобряването й ще е необходимо да се увеличи разстоянието A, но това е структурно трудно. Антената на 6-ти-12-ти канал има много по-добро съвпадение. Коефициентът на усилване на антената на канали 1-5 плавно се увеличава от 7,8 dB на първия канал до 14 dB на петия, а антените на канали 6-12 варират в по-малък диапазон от 7,8 до 10 dB.
Зигзагообразна антена с рефлектор
Друга зигзагообразна антена е показана на фиг. 4. Той също така съдържа рефлектор и има същите характеристики като предишния, но е предназначен за вертикална поляризация на сигнала.
Ориз. 4. Зигзагообразна антена с рефлектор.
Рефлекторът на тази антена е оформен от метална рамка, монтирана върху метална мачта. Към рамката са запоени 15 вертикално опънати проводника с диаметър 0,8. 1,2 мм. Заза да се подобри координацията на антената с фидера, препоръчително е да изберете нейните размери специално за честотния канал, чийто сигнал ще бъде приет от тази антена.
При избора на размерите на антената за конкретен канал също е възможно да се получи по-голямо усилване на антената, отколкото при направата на широколентова антена. Това е особено важно за вертикално поляризирана антена, където силата на полето обикновено е по-ниска, отколкото при хоризонтална поляризация. Размерите на антената, показана на фиг.
4 са дадени в табл. 1.
Таблица 1. Размери на зигзагообразна антена с рефлектор, мм.