VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Антенна для приема цифровых телевизионных программ в диапазоне 754 – 762 МГц.
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
В настоящее время по всей России введено цифровое телевидение. И это хорошо: повышается качество приема телевизионных сигналов, обеспечивается трансляция по 20 каналам, при том бесплатно. Конечно же, при переходе на цифровое телевидение телезрителям нужно кое-что изменить. До этого наши телевизоры принимали непосредственно аналоговые сигналы с телевизионных антенн.
Поэтому нужно приобрести приставки для преобразования цифровых сигналов в аналоговые. Однако в последних моделях телевизоров такие приставки уже вмонтированы внутри корпусов телеприемников.
Вторым вопросом является то, какую оптимальную антенну применить для приема цифровых телевизионных программ. Для г. Ельца отведен прием в диапазоне частот 754 – 762 МГц. Такие широкополосные антенны продаются в специализированных магазинах, но нам радиолюбителям-конструкторам предпочтительно разработать и изготовить свою комнатную антенну. Об этом и пойдет речь в моей работе.
Научная статья.
Разработаем и изготовим штыревую антенну.
Расчет:
Скорость света (скорость распространения электромагнитных волн) с=299 792 км/сек.
Длина волны λср. =299 792 : 758 = 395,5 (мм), fср. =758 МГц.
Размер приемного штыревого вибратора выбирается 0,25 λср.
λср. = 395,5 : 4 = 98,9 (мм).
Изготовим антенну простым способом (рис. 1).
Рис.1
С конца телевизионного коаксиального кабеля длиной 1-3 м. с волновым сопротивлением 75 Ом, снимем оплетку на расстоянии 99 мм. Другой конец подключим к ТВ-штекеру. Антенна готова.
Испытания такой антенны показали:
Прием цифровых программ ведется только в некоторых местах помещения.
Настройка на телецентр очень острая (достаточно сдвинуть антенну на несколько сантиметров в сторону и прием ТВ сигнала прекращается).
Разработанный и изготовленный мной петлевой вибратор из медной проволоки (рис. 2) показал подобные результаты:
Длина волны для петлевого вибратора ≈ 0,5 λср.
λср. = 395,5 (мм).
0,5 λср. = 197,75 (мм).
Рис.2
Комнатные антенны логопериодические, «волновой канал» решил не разрабатывать, так как они более объемные, сложные, требуют определенного места для размещения, продаются в специализированных магазинах.
Цель работы: Разработать и изготовить широкополосную малогабаритную антенну для приема телевизионных передач в цифровом изображении.
Задачи:
Выбрать тип антенны.
Провести расчет размеров.
Изготовить экспериментальные антенны.
Выбрать наиболее эффективный вариант.
В конце ХХ века существовало много разработок антенн всех видов и типов. Выпускалось большое количество справочников, в которых помещалось описание антенн: линейных, петлевых, веерных, «волновой канал», многоканальных, логопериодических, зигзагообразных проволочных и т.д., рассчитанных на прием аналоговых телевизионных сигналов на средней частоте каналов 1-5, fср. =72 МГц; 6-12, fср. =202 МГц. Одним из таких справочников является «Справочник радиолюбителя-конструктора» Белкин В.Г., Бондаренко В.К., Борисов В.Г. и др. г. Москва «Радио и связь». В разделе 13 «Антенны» стр. 551, хорошо описаны конструкции, характеристики, расчеты, рекомендации по изготовлению приемных антенн ТВ. Наиболее привлекательная, на мой взгляд, является зигзагообразная проволочная антенна «восьмерка». Она широкополосная, имеет неплохое усиление 5 дБ, простая в изготовлении, небольшая. Ее, например, после пересчета и изготовления можно повесить в комнате на окно, стену, выбрав при этом место уверенного приема.
Перерасчет размеров зигзагообразной антенны (рис.3)
Рис.3
1-5 ТВ fср. =72 МГц, размер С = 1700 мм.
Цифровое телевидение по г. Ельцу f =754 – 762 МГц, fср. =758 МГц.
Уменьшение размеров антенны n= 758/72 = 10,5 (раз).
Размер с = С/n = 1700/10,5 = 162 (мм).
Размеры, а, b: с² = а² + b²; а=b; с² = 2а²;
162² = 2а²; 26244 = 2 а²; а² = 13122; а = 114,6 (мм).
Допуск отклонения размеров на диаметр применяемой проволоки ⌀ 2±0,2 (мм).
В целях получения размера разрыва – х = 110 мм.
Изготовим антенну из медной проволоки диаметром 2 мм (фото 1). С целью лучшего согласования антенн с кабелем последний уложим вдоль двух сторон одной рамки, закрепим отрезками изоляционной ленты. Следует учесть, что центральный вывод коаксиального кабеля припаивается с противоположной стороны укладки кабеля, а экранированный, соответственно, где проходит кабель.
Лучшие результаты показала антенна по пересчету, рассчитанная по средней частоте 758 МГц, и верхней 762 МГц принимаемого диапазона. Однако практика показала, что лучший результат получается при увеличении верней частоты диапазона до 770 МГц при расчете.
Внешний вид антенны
Рис. 4
Соединяются «восьмерки» в местах сгибов отрезками тонкой медной проволоки диаметром 1,0 мм паянием.
Фото 1
Фото 2
Новизна.
Данный тип антенны для цифрового телевидения не обнаружен в специализированной литературе и интернете. По расчету и перерасчету, конструкции антенн работа является новой.
От автора.
Удивительно интересные, занимательные экспериментальные работы по изготовлению антенн цифрового телевидения.
Литература.
Справочник радиолюбителя-конструктора Белкин В.Г., Бондаренко В.К., Борисов В.Г. и др. г. Москва «Радио и связь» (раздел 13 «Антенны»).
«Большой энциклопедический словарь» Прохоров А.М. г. Москва, научное издательство «Большая Российская энциклопедия».
Новый политехнический словарь Ишлинский А.Ю., Дубровский В.А. г. Москва, научное издательство «Большая Российская энциклопедия».