Какую телевизионную антенну выбрать или построить самому? Что нужно сделать для улучшения приема сигналов? Ответы на эти вопросы можно найти в публикуемой здесь статье. Ее автор делится опытом испытания ряда готовых антенн и самостоятельного изготовления конструкции, удовлетворяющей его требованиям.
С проблемой плохого качества принимаемых антеннами телевизионных сигналов сталкиваются очень многие телезрители. Особенно остро она возникает в зонах неуверенного приема, а также в местностях с малым уровнем сигнала из-за его поглощения различными препятствиями. В популярной литературе неоднократно поднимался вопрос повышения качества приема телесигналов с описанием конкретных конструкций антенн и антенных усилителей. В журнале "Радио" также периодически появляются публикации на такую тему. Хочу поделиться опытом устранения указанной проблемы, которую можно решить без приобретения очень сложных и дорогих антенн.
В настоящее время в продаже можно найти большое число телевизионных антенн как отечественного, так и импортного производства, по различной цене [1—3]. Причем они могут быть как всеволновые (и MB, и ДМВ), так и диапазонные (отдельно для каждого поддиапазона каналов). Кроме того, существуют одноканальные антенны, рассчитанные на прием только одного канала. Многие конструкции комплектуют усилителями для зон с малым уровнем сигнала.
Несмотря на обилие различных конструкций антенн, самой популярной (по крайней мере, в нашем регионе) можно назвать широкополосную активную антенну ASP-8WA (СХ-8А), производимую многими фирмами в различных странах, в частности в Польше [2]. Она имеет сравнительно неплохие параметры при невысокой цене. В пассивном варианте (без усилителя) коэффициент ее усиления достигает 10...13 дБ (для 21 — 60-го каналов) и 6,5...9 дБ (для 6—12-го каналов) [2]. К тому же для этих антенн в продаже имеется большое число антенных усилителей с различными коэффициентами усиления и формами АЧХ [2], что позволяет в определенной степени адаптировать антенну к зоне приема и добиться хорошего качества телевизионного изображения.
Однако, как и у многих конструкций, у этой антенны есть недостатки. При работе с некоторыми усилителями она начинает "капризничать" — происходит самовозбуждение усилителя, одно изображение накладывается на другое, возникают вертикальные полосы, а иногда изображения отдельных каналов исчезают вовсе при хорошем уровне сигнала. Виной всему следует назвать нарушение согласования антенны с антенным усилителем, особенно когда он имеет большой коэффициент усиления. Нарушение согласования возникает чаще всего из-за изменений конструкции пользователем или производителем по сравнению с вариантом разработчиков.
Дело в том, что, как отмечено в [2], антенна была разработана и рассчитана (за рубежом) для работы в основном в диапазоне ДМВ (21—60-й каналы) и частично в диапазоне MB (6—12-й каналы). Стремясь расширить интервал приема в сторону более низких частот, конструкторы заменяют одну пару веерных V-образных вибраторов на более длинные в каждом плече (1,1...1,2 м). Но при этом изменяются параметры антенны, в частности волновое сопротивление, что приводит к ухудшению согласования с усилителем. Кроме того, на параметры антенны влияют качество ее изготовления, точность расположения в пространстве двухпроводной линии, питающей вибраторы, и т. д.
Несколько лет назад у меня также была установлена антенна ASP-8WA. Изначально она была укомплектована усилителем SWA-14 TURBO. Высота установки — около 14 м от уровня земли (крыша двухэтажного дома плюс мачта). Антенна находилась в зоне уверенного приема, около 25 км от телецентра. Однако в направлении на него расположено много высоких деревьев. Поэтому в то время (условно "летнее"), когда на деревьях появлялась листва, ухудшался прием слабых сигналов в диапазоне ДМВ. После опадания листьев качество приема улучшалось.
В местности моего проживания возможен прием каналов: 2, 10, 22, 29, 34, 36, 49-го. В "летний" период ухудшалось качество изображения на 29, 34 и 49-м каналах. Кроме того, с указанным усилителем на 29-м канале возникала довольно сильная помеха со стороны 22-го канала, который имел очень большой уровень сигнала.
Для улучшения качества приема антенный усилитель я заменял на SWA-7, SWA-17, SWA-42, SWA-49, SWA-2000/4T, SWA-9000/R. В результате в одних случаях прием был невозможен из-за самовозбуждения усилителя, в других — сигнал был слаб, поэтому качество изображения было плохим.
Кстати, попытки устранить самовозбуждение путем рекомендуемого в инструкциях уменьшения напряжения питания приводили также к ухудшению качества приема из-за уменьшения коэффициента усиления усилителя. Поэтому такой способ устранения самовозбуждения не всегда может быть удачным.
Наиболее хорошие результаты были достигнуты при установке усилителя SWA-49, имеющего большой коэффициент усиления при минимуме шумов. Но на 29-м канале "накладка" попрежнему осталась, хотя и в меньшей степени.
Оценки качества приема на различные антенны представлены в таблице.
Под вариантом 1 указаны результаты субъективных оценок работы антенны ASP-8WA с усилителем SWA-49. Система оценки — десятибалльная: 0 — отсутствие изображения, 5 — хорошее черно-белое изображение, 10 — отличное цветное изображение.
Так как не по всем каналам был прием с хорошим качеством, было принято решение испытать другие антенны. Вначале была установлена всеволновая активная антенна "Альбатрос" Саратовского АО РЭМО [3]. Она представляет собой, совмещенные в одну конструкцию, полуволновый разрезной вибратор диапазона MB и антенну ДМВ. Коэффициент усиления антенны — 21 ...25 дБ на MB и не менее 29 дБ на ДМВ.
Результаты оценок ее работы занесены в таблицу под вариантом 2. Как видно из нее, на четырех каналах ДМВ качество приема было хуже, чем с антенной ASP-8WA. Поэтому от такой антенны было решено отказаться.
Следует обратить внимание на низкое качество изготовления антенны. Некоторые пассивные элементы (директоры) приварены к траверсе с перекосом, не по осевой линии. Резьбовые втулки, запрессованные в трубки вибратора MB, также закреплены с перекосом. Поэтому при установке их в резьбовые гнезда вибраторы имели отклонение от горизонтали до 10...15°. А ведь от этого зависит и качество работы антенны, особенно в неблагоприятных условиях.
По качеству изготовления можно отметить антенны фирмы LOCUS [1]. Из них сначала была выбрана пассивная всеволновая антенна LOCUS — L021.09. Она состоит из разрезного полуволнового вибратора MB и антенны "волновой канал" ДМВ. Коэффициент усиления антенны — 7...9 дБ (ДМВ) и 0...1 дБ (MB). Поскольку антенна была пассивной, качество приема получилось гораздо хуже, что отражено в таблице под вариантом 3.
Кстати, эту антенну легко превратить в активную (на ДМВ), установив любой из усилителей серии SWA (по расстоянию между винтами на вибраторе они точно соответствуют). Правда, при испытаниях с усилителями опять сказалось нарушение согласования между антенной и усилителем, как и в антенне ASP-8WA. Использование усилителя с большим коэффициентом усиления приводило к самовозбуждению. Если же усиление было меньше, получалось плохое качество изображения слабых сигналов. Эта антенна также была забракована.
Другая антенна LOCUS — L012.20 — активная всеволновая. В ее составе имеются ставший уже привычным полуволновой разрезной вибратор для MB и логопериодическая антенна ДМВ. Коэффициент усиления антенны — 10... 12 дБ на MB и не менее 27 дБ на ДМВ. Результаты оценок — в варианте 4 таблицы. Как из нее видно, хорошее качество опять не было достигнуто на всех каналах. И такая антенна оказалась непригодной для использования.
Необходимо отметить, что во всех случаях применения разрезного вибратора для приема MB качество изображения на втором канале было отличным, даже в пассивном варианте. Поэтому было принято решение установить две отдельные антенны — одну для MB и другую для ДМВ, подключив их к одному кабелю снижения.
Для работы на MB была приобретена недорогая антенна Дельта — Н211 (разрезной вибратор). Дециметровой антенной послужила та же антенна ASP-8WA, но немного переделанная, как рекомендовано в [2]. Переделка заключалась в удалении длинных вибраторов MB и установке вместо них веерных вибраторов такой же, как и трех пар остальных, длины и таким же углом раскрыва. Их можно изготовить из дюралюминиевого провода (жилы) диаметром 4...5 мм.
При испытании была проверена работа сначала только переделанной антенны ASP-8WA с усилителем SWA-49. Качество приема ДМВ получилось хорошим, даже для слабых сигналов, к тому же полностью исчезла "накладка" на 29-м канале. Это указывает на то, что улучшилось согласование антенны с усилителем. Кроме того, качество приема на десятом канале также оказалось отличным. Поэтому было решено
использовать эту антенну для работы в интервале частот от 160 до 800 МГц (каналы 6—12 и 21—60). Антенна Дельта — Н211 отлично принимала сигнал 2-го канала даже в пассивном варианте.
Нужно также сказать, что на печатной плате, находящейся внутри коробки антенны Дельта — Н211, кроме симметрирующе-согласующего устройства (ССУ), расположены изготовленные печатным способом катушки фильтров сложения НЧ и ВЧ. Очевидно, что эта плата универсальная и используется также и в широкополосном варианте антенны. Поэтому подключение двух антенн к общему кабелю снижения оказывается очень простым.
Принципиальная схема узла подключения изображена на рис. 1.
Здесь Т1 — это ССУ антенны, L1—L3 — имеющиеся на плате катушки. На ней дополнительно были установлены конденсаторы С1—С5 и дроссели L4, L5. Причем для монтажа конденсатора С5 проводник, идущий от катушки L3 ФНЧ к телевизору, был разорван и конденсатор впаян в разрыв. С целью обеспечения питания усилителя антенны ДМВ навесным способом смонтированы элементы цепи развязки — дроссели L4, L5 и конденсатор С4. Антенна ASP-8WA соединена с узлом подключения куском кабеля RG-6A (РК75-4-3) длиной 1... 1,5 м. На мачте антенна Дельта — Н211 расположена ниже ASP-8WA. Общий кабель снижения также подключают внутри коробки антенны MB.
Испытание такой конструкции показало хорошие результаты. Оценки приема каналов представлены в варианте 5 таблицы. Как из нее видно, только два канала (29-й и 34-й) имели небольшой уровень шумовых помех на цветном изображении. Причем оценка происходила в наиболее неблагоприятный "летний" период. В "зимний" (тоже условно) период качество приема по всем каналам практически отличное. Качество приема оценено на двух телевизорах, подключенных к базовому блоку кабельной телевизионной мини-сети, описанной в [5, по рис. 1].
Антенну MB — полуволновой разрезной вибратор можно изготовить самостоятельно. Ее чертеж представлен на рис. 2.
Антенна содержит корпус коробки 3 и крышку 7, изготовленные из прочного изоляционного материала (стеклотекстолита, гетинакса, жесткого пластика и т. п.). Между крышкой и корпусом установлена герметизирующая резиновая прокладка 6. Корпус коробки 3 крепят к горизонтальной траверсе 12 (трубе диаметром 20...25 мм) гайкой 11 с шайбами. На траверсе для этого приварена резьбовая шпилька 9. Крышку 7 также фиксируют на шпильке 9 гайкой 8 с шайбой.
Трубчатые вибраторы 5 (из дюралюминия, меди, латуни или стали) болтами с гайками 4 привинчивают к корпусу коробки 3. Для этого один из концов каждой трубки расплющен и в нем просверлены отверстия под болты. Вибраторы отгибают симметрично от траверсы так, чтобы угол между ними в горизонтальной плоскости был около 120°. Под головку одного из болтов крепления каждого вибратора подложена
шайба—лепесток 10 для припаивания выводов ССУ.
Всю антенну в сборе крепят к вертикальной мачте 2 хомутом 1. Для большей жесткости в траверсе 12 сделано небольшое углубление для мачты.
ССУ [4] также можно изготовить самостоятельно. Для этого нужно кольцо из феррита марок 50ВЧ, 100НН, 100ВЧ с размерами 7x4x2 мм. Обмотки наматывают проводом ПЭЛШО-0,21, каждая из них имеет восемь витков. Как наматывают и обозначение выводов показано на рис. 3.
Печатная плата для самостоятельного варианта изготовления антенны MB изображена на рис. 4.
На ней расположены только трансформатор Т1 (ССУ) и элементы фильтра НЧ (менее 110 МГц). Плату размещают внутри коробки антенны. Фильтр ВЧ (C1C2L1), дроссели L4, L5 и конденсатор С4 устанавливают на отдельной печатной плате, которую помещают в другую коробку и располагают на мачте. Чертеж печатной платы представлен на рис. 5.
Следует обратить внимание на то, что все кабели нужно подводить только снизу коробок. Это исключает попадание в них дождевой воды.
При самостоятельном изготовлении фильтров НЧ и ВЧ все катушки наматывают проводом ПЭВ-2 0,8 на оправке диаметром 4 мм. Катушка L1 содержит 4 витка, L2 и L3 — по 8 витков. Дроссели L4, L5 — ДМ-0,1 с индуктивностью 20...50 мкГн. Конденсаторы — миниатюрные, керамические.
Если уровень сигнала каналов MB мал, антенну MB можно снабдить простым усилителем [6], схема которого показана на рис. 6.
В этом случае параметры фильтров НЧ и ВЧ изменены. Фильтры L1L2C1 и L6L7C7 (ФНЧ) пропускают на телевизор сигналы с частотой до 250 МГц (каналы 1—12), фильтр C3C4L3 (ФВЧ) — сигналы с частотой более 400 МГц (каналы 21—60). Между двумя ФНЧ включен усилитель на транзисторе VT1, собранный по схеме с ОБ. Коэффициент усиления — не менее 6 дБ.
Чертеж печатной платы для такого варианта антенны MB представлен на рис. 7.
Плату также размещают внутри коробки антенны. ФВЧ и элементы L4, L5, С6 монтируют на другой плате, как и в предыдущем варианте.
Все катушки наматывают проводом ПЭВ-2 диаметром 0,4—0,5 мм на оправке диаметром 4 мм. Катушки L1, L2, L6, L7 имеют по 3 витка, катушка L3 — 2 витка.
Конечно, антенной MB могут служить и другие конструкции, как простые, так и более сложные, как готовые, так и самодельные [1, 2, 4]. Нужно будет только установить фильтры сложения сигналов MB и ДМВ.
И еще совет: при установке антенны ASP-8WA следует найти ее такое положение по вертикали, т. е. по высоте установки на мачте, при котором качество приема более слабых сигналов будет наилучшим. Это вызвано особенностью конструкции антенны [2].
ЛИТЕРАТУРА
1. Носов Ю., Кунаев А. Энциклопедия отечественных антенн. — М.: Солон-Р, 2001.
2. Нестеренко И., Жужевич А. Выбери антенну сам. — М.: Солон-Р, 1999.
3. Телевизионные антенны фирмы РЭ-МО. — Радио, 2001, № 2, с. 12, 13.
4. Никитин В. Телевизионные антенны на выбор. — М.: Солон-Р, 1999.
5. Потачин И. Кабельная телевизионная мини-сеть. — Радио, 2002, № 11, с. 6, 7.
6. За рубежом. Антенный усилитель. — Радио, 1994, № 3, с. 40.
