Глава 10
ТЕЛЕВІЗІЙНІ АНТЕНИ
10.1. Призначення антен
Антена - це система провідників, призначених для випромінювання або прийому електромагнітних радіохвиль. Антени, призначені для перетворення енергії струму радіочастоти в енергію радіохвиль, називаються передавальними, а антени, що перетворять енергію радіохвиль в енергію електричного струму, називаються приймальними.
Звичайно антени віддалені від відповідних передавальних або приймальних пристроїв і з'єднуються з ними фідерними лініями, створюючи антенно-фідерні системи. Фідерні лінії повинні мати мінімальні втрати енергії і не повинні мати антенний ефект, тобто спроможність випромінювати або приймати електромагнітні хвилі. Крім того, у фідерної лінії повинний бути встановлений режим біжучої хвилі при якому електромагнітне поле поширюється переважно тільки в одному напрямку: від передавача до передавальної антени, або від приймальної антени до приймача.
Антенні пристрої мають зворотню властивість. Це значить, що передавальна антена, зберігаючи свої властивості, може працювати в якості приймальної і навпаки.
Мал. 10.1. Поляризація електромагнітних радіохвиль
10.2. Поляризація електромагнітних хвиль що
Поляризація електромагнітних хвиль що випромінюються антенами.
Електромагнітні хвилі є сукупністю змінних електричного і магнітного поля, що поширюються у взаємно перпендикулярних площинах (мал. 10.1). Якщо провідники передавальної антени розташовані горизонтально, то електричне поле поширюється в горизонтальній площині, а магнітне - у вертикальній. У цьому випадку електромагнітні хвилі називають горизонтально-поляризованими (мал. 10.1,а). Для прийому таких хвиль провідники приймальної антени також повинні розташовуватися горизонтально. Якщо провідники передавальної антени розташовані вертикально і, отже, електричне поле поширюється у вертикальній площині, то електромагнітні хвилі (мал. 10.1,6) називаються вертикально-поляризованими.
Один вид поляризації в порівнянні з іншим особливих переваг не має.
Для телевізійного мовлення використовуються в основному горизонтально-поляризовані хвилі і лише в рідкісних випадках - вертикально-поляризовані.
10.3. Параметри антен
Основними параметрами антен є: вхідний опір, направленість, коефіцієнт підсилення і смуга пропускання.
Вхідним опором антени називається опір її в точках підключення фідера. Вхідний опір має активну і реактивну складові. При настроюванні антени в резонанс із частотою електромагнітних коливань реактивна складова стає рівної нулю і вхідний опір набуває чисто активний характер. Вхідний опір залежить від конструкції антени. Він повинен бути узгоджений з хвильовим опором фідера, а останній - із вихідним опором передавача або вхідного опору телевізійного приймача. При виконанні узгодження зазначених опорів (тобто їхній рівності друг другу) втрати енергії електромагнітних коливань стають мінімальними. Відсутність узгодження, крім втрат енергії, призводить до специфічних спотворень - появі побічних зображень на екрані телевізора більш слабких, чим основне, і відсунутих від нього в право (у напрямку розгортки). Це пояснюється тим, що при відсутності узгодження фідера з входом телевізора частина енергії сигналу відбивається від входу, потрапляє назад до антени і при поганому узгодженні фідера з антеною частково випромінюється антеною назад в простір, а частково відбивається від антени і знову потрапляє на вхід телевізора, але з деяким запізнюванням у часі стосовно основного сигналу.
Мал. 10.2. Діаграми направленості антен
Направленість - це параметр, що визначає для передавальної антени розподіл інтенсивності електромагнітного поля в просторі навколо антени на рівних від неї відстанях, для приймальної антени - залежність наведеної в антені ЕРС від напрямку надходження електромагнітних хвиль при незмінних відстанях до їхніх джерел.
Направленість антени характеризується графіком, який називають діаграмою направленості. Форма діаграми направленості залежить від конструкції антени і може бути у виді кола, вісімки або витягнутих пелюстків, (мал. 10.2). Діаграма мал. 10.2,а відповідає ненаправленій антені, мал. 10.2,б - слабконаправленій, мал. 10.2,в - складній гостронаправленій антені, причому направлені властивості такої антени тим вище, чим вужче головний пелюсток її діаграми і менше рівня бічних і задніх пелюстків.
Приймальні телевізійні антени звичайно робляться гостронаправленими. З направленістю приймальних антен тісно пов'язані їхні підсилювальні властивості.
Коефіцієнт підсилення приймальної антени - це розмір, що показує, у скільки разів напруга сигналу на вході приймача, утворюване антеною даного типу, більше, чим напруга, утворювана на вході того ж приймача напівхвильовим вібратором.
Коефіцієнт підсилення виражають у логарифмічних одиницях - децибелах.
Смуга пропускання - це діапазон частот, у межах якого дотримуються необхідні значення узгодження, направленості і коефіцієнта підсилення.
Смуга пропускання одноканальної приймальної телевізійної антени повинна бути не менше 8 МГц. Крім одноканальних будуються двоканальні і багатоканальні (діапазонні) приймальні антени.