Особенности рамочных антенн

На рис. 86Га показана двухэлементная рамочная антенна (другое её название «Двойной квадрат»), а геометрические размеры приведены в таблице 15.

Рамки антенны квадратной формы (по углам могут быть закруглёнными) изготавливаются из металлической трубки диаметром 10—20 мм для антенн телевизионных каналов 1—5 и 8—15 мм для антенн каналов 6-12. Верхняя стрела соединяет середины обеих рамок в точках 0 нулевого потенциала. Нижняя стрела изолирована от активной вибраторной рамки В и крепится к пластине, которую рекомендуется изготавливать из петинакса, текстолита или органического стекла толщиной 6—8 мм. К этой же пластине крепятся концы вибраторной рамки. Пластину можно изготовить из деревянной дощечки, проваренной в парафине, а стрелы — из металла или изоляционного материала — текстолита или винипласта. Мачту антенны делают из дерева или металла. Металлическая часть мачты должна заканчиваться на 1,5 м ниже антенны.

Рамки антенны размещаются относительно друг друга таким образом, чтобы их воображаемые центры (точки пересечения диагоналей квадратов) находились на горизонтальной прямой, которая направлена на телевизионный передатчик. Ориентировать антенну на передатчик необходимо меньшей рамкой. Крепление антенны к мачте осуществляется в центре тяжести.

В качестве фидера обязательно необходимо применять коаксиальный кабель типа РК с волновым сопротивлением 75 Ом. Выходное сопротивление антенны «Двойной квадрат» находится в пределах 70—80 Ом. Поэтому антенна не требует специального согласующего устройства, но обязательно необходимо симметрирующее, в качестве которого используют короткозамкнутый четвертьволновый мостик (рис. 86Ва) или шлейф (рис. 86В6).

Коэффициент усиления двухэлементной рамочной антенны, которая выполнена по размерам таблицы 15, находится в пределах 8—9 дБ (2,5—2,8 раза по напряжению). Из этого можно сделать вывод о том, что антенна «Двойной квадрат» по усилению эквивалентна пятиэлементной антенне «Волновой канал», однако обладает меньшими габаритами и лишена её недостатков (не требует дополнительной настройки по приборам для получения максимального коэффициента усиления).

Эскиз конструкции рамочной антенны «Тройной квадрат» показан на рис. 86Гб. Здесь добавлена рамка директора, которая обеспечивает дальнейшее увеличение коэффициента усиления, достигающего 14—15 дБ (5,0—5,6 раза). В таблице 16 приведены геометрические размеры антенны для МВ, а в таблице 17 — размеры для ДМВ.

Рамки трёхэлементных антенн квадратной формы (по углам могут быть закруглённые) изготавливаются из металлических трубок таких же диаметров, как и антенны «Двойной квадрат» для МВ.

Рамки антенны для дециметрового диапазона изготавливаются из медного или латунного провода диаметром 3—5 мм, которые при указанных размерах имеют достаточную жёсткость.

Синфазные рамочные антенны. Синфазные рамочные антенны (синфазные решётки) представляют собой систему, которая состоит из нескольких антенн, разнесённых в пространстве и размещённых таким образом, что фазы наведённых в них сигналов одинаковые. 

Антенны в решётке соединяются между собой и должны работать на общую согласованную нагрузку. Как правило, синфазная решётка собирается из чётного числа одинаковых антенн, размещённых в несколько этажей и рядов.

Конструкция простейшей синфазной рамочной антенны показана на рис. 86Гв, а в таблице 16 приведены размеры элементов антенны МВ. На рис. 86Гг дана схема соединения двухэтажной рамочной антенны. Она одинакова для антенн «Двойной квадрат» и «Тройной квадрат». Все элементы этой схемы изготавливаются из кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом.

Коэффициент усиления двухэтажной рамочной антенны увеличивается на 3 дБ (в 1,41 раза) по сравнению с одиночной антенной, а при использовании четырёх антенн — на 6 дБ (в 2 раза). На рис. 86Гд показана конструкция двухэтажной двухрядной рамочной антенны и схема соединения четырёх антенн между собой. Все кабели с волновым сопротивлением 75 Ом. Длина отрезков «Линия» произвольная, но обязательно одинаковая. Это требование относится и к схеме на рис.

Широкополосный веерный вибратор (рис. 86Д) предназначен для работы в каналах 1 —12. Каждая половина вибратора состоит из двух трубок (1), которые размещены в одной плоскости и расходятся под углом 45°. Угол между плоскостями, в которых размещены трубки вибратора, составляет 120° (наклон в сторону телевизионного передатчика). Коэффициент усиления веерного вибратора в каналах 1 —5 равен 1 (0 дБ) и 1,15 раза (1,3 дБ) в каналах 6—12. Из этого следует, что веерный вибратор является антенной ближнего приёма.

Антенны «Волновой канал» используются для приёма телевизионных передач на расстояниях в несколько десятков километров. Простейшее устройство из них имеет трёхэлементйая антенна (рис. 86Е), где основным и активным элементом является петлевой вибратор (В), к нему в точках А и Б подключаются V-колено и фидер. Другие элементы являются пассивными. Директор предназначен для повышения коэффициента усиления антенны, а рефлектор — для увеличения направленности антенны и снижения уровня приёма помех с обратного основному направления. В таблице 18 приведены размеры трёхэлементных антенн для диапазона МВ.