Ответы на экзаменационные вопросы № 43-63 по дисциплине "Антенно-фидерные устройства" (Требования, предъявляемые к антеннам метровых и дециметровых волн. Основные типы приемных и передающих антенн СВ, ДВ, СДВ)

43. Симметричные антенны метровых и дециметровых волн

Требования, предъявляемые к антеннам метровых и

дециметровых волн

С укорочением длины волны радиоволны хуже огибают сферическую поверхность Земли и различные неровности ее поверхности как естественного, так и искусственного происхождения. Принято считать, что волны метрового и дециметрового  диапазона практически распространяются прямолинейно. Поэтому для обеспечения прямой видимости между передающей и приемной антенной их располагают на опорах (мачтах, башнях) соответствующей высоты. Например, телевизионные передающие антенны устанавливают на башнях, высота которых достигает сотен метров.

Для устранения разрушающего действия ветровых нагрузок, конструкции антенн, расположенных на высоких опорах, должны обладать малой парусностью, т.е. большой прозрачностью. Это обеспечивается специальными конструкционными решениями.

В указанном диапазоне волн преимущественно передаются широкополосные сигналы. Поэтому применяемые антенны должны обладать достаточно большой полосой пропускания.

Петлевой вибратор представляет собой систему из двух параллельных проводов, соединенных на концах между собой. В разрез одного из проводов включается питающий вибратор фидер. Обычно длина петлевого вибратора выбирается равной 0,5 l. Для определения распределения тока и напряжения по вибратору удобно воспользоваться его прототипом - двухпроводной симметричной линией длиной l = 0,5λ, закороченной на конце (рис. 17.11).

При деформировании линии и превращении ее по форме в симметричный вибратор распределение тока практически не изменится. Как видно из рис. 17.11, в обоих плечах вибратора в отличие от линии, токи текут в одном направлении. При малом расстоянии между проводами (r<< l) такая антенна представляет собой систему из двух синфазно питаемых вибраторов. Сопротивление каждого из вибраторов длиной l = 0,5λ  равно 73,1Ом. При малом расстоянии r активная составляющая вносимого сопротивления из каждого вибратора в каждый также приблизительно равно 73,1Ом. Поэтому результирующее сопротивление излучения петлевого вибратора равно   Ом. Таким образом, петлевой вибратор имеет значительно большую излучающую способность по сравнению с полуволновым вибратором.

Петлевой и симметричный вибраторы  имеют одинаковые диаграммы направленности, КНД и КУ, однако, благодаря более высокому значению сопротивления излучения петлевой вибратор имеет более широкую полосу пропускания.

44. Передающие антенны тв центров.

Передача телевизионных программ осуществляется в диапазоне метровых и дециметровых волн в пределах четырех частотных полос: 48,5 ¸ 66 МГц (1-2 ТВ канал), 76¸100 МГц (3-5 ТВ канал), 174¸230 МГц (6-12 ТВ канал), 470¸870 МГц (21-70 ТВ канал).

Как известно, метровые и дециметровые радиоволны распространяются практически прямолинейно. Поэтому радиус действия передающей станции ограничен зоной прямой видимости. Для увеличения зоны вещания передающие антенны устанавливают на опорах высотой 100-300 метров и более, что в свою очередь требует использования фидеров большой

длины. Отсюда предъявляется высокое требование к согласованию фидера с антенной (КБВ ³ 0,85). В противном случае значительный уровень стоячей волны в фидере приведет к образованию многоконтурности изображения на экране телевизора («повторов»).

Для обеспечения хорошего качества изображения необходимо также, чтобы полоса пропускания антенны была не менее 8 МГц. Тонкие вибраторы этой полосы обеспечить не могут. Для расширения полосы пропускания необходимо уменьшать волновое сопротивление вибратора за счет увеличения площади его плеч. Для уменьшения ветровой нагрузки плечи выполняют в виде решетки из труб (рис. 17.15а). Место крепления труб к опоре в точке О образует короткозамкнутый шлейф. В месте короткого замыкания потенциал равен нулю, что позволяет в этом месте крепить вибратор к опоре без изолятора. При ширине пластин плеч равной 0.25l входное сопротивление шлейфа очень велико, что не вызывает шунтирования фидера в точках его подключения к вибратору.

   По мере удаления от точек питания амплитуды токов в трубах уменьшаются из-за уменьшения напряжения. Для выравнивания амплитуды токов вибратор выполняют со скосами к точкам питания (рис. 17.15б). Уменьшение длины трубы относительно резонансной увеличивает ее реактивное входное сопротивление, что ведет к соответствующему уменьшению амплитуды тока.

Традиционно телевизионное вещание осуществляется на волнах с горизонтальной поляризацией с целью ослабления воздействия индустриальных (промышленных) помех, имеющих преимущественно вертикальную поляризацию. Однако в связи с быстрым ростом количества телецентров и местных ретрансляторов нашли свое применение антенны вертикальной поляризации, что позволило обеспечить развязку по поляризации при работе телецентров и местных ретрансляторов на одноименных каналах.