Логопериодическая ТВ-антенна

Большое распространение при приеме телевизионных сигналов получили широкодиапазонные антенны, способные принимать сигналы нескольких телевизионных каналов. Особый класс этих антенн составляют логопериодические, с частотно-независимыми свойствами.

Изображенная на рисунке рамочная логопериодическая антенна отличается от известных формой элементов и способом их возбуждения. Основными достоинствами рамочной антенны являются высокий коэффициент усиления и небольшие габариты. Ее можно использовать при приеме телевизионных сигналов как в дециметровом, так и в метровом диапазонах волн.

Антенна состоит из нескольких квадратных рамок, расположенных в параллельных плоскостях. Периметр рамок S и расстояние между ними l должны изменяться по геометрической прогрессии со знаменателем (масштабным множителем) < 1. Масштабный множитель и параметр , представляющий собой число длин волн между резонансной и соседней, с меньшим периметром, рамкой, являются основными расчетными параметрами антенны.

Периметр первой рамки следует выбирать равным 3/2 m,
где m — максимальная длина волны диапазона или канала.

Для определения периметра остальных рамок и расстояний между ними необходимо воспользоваться формулами:

Периметр последней рамки должен быть не более 3/2 мин,
где мин — минимальная длина волны диапазона или канала.

При расчете выбирают любую пару значений параметров и в интервалах 0,93 ≤ < 1 и 0,05 ≤ < 0,2. Коэффициент усиления антенны достигает 12,5 дб, если взять большие значения и .

Рамки антенны присоединяют к двум трубам, как показано на рисунке: одну из рамок присоединяют к одной трубе, а соседние с ней рамки — к другой. Эти две несущие трубы образуют двухпроводную линию, к которой подключен коаксиальный кабель, проложенный внутри одной из труб. Оплетку кабеля соединяют с этой трубой, а центральный проводник кабеля — со второй.

Логопериодическая антенна с десятью квадратными рамками, изображенная на рисунке, рассчитана для приема телевизионных сигналов в дециметровом диапазоне волн 470—622 МГц. Ширина диаграммы направленности антенны на уровне половинной мощности в плоскостях Е и Н равна соответственно 50 и 55°. Коэффициент защитного действия равен — 17 дб, а коэффициент усиления — 9 дб. Коэффициент бегущей волны — не хуже 0,48.

Периметр рамок и расстояние между ними вычислены по формулам при
=0,94868 и =0,1125 (см. табл. 1). Однако для улучшения характеристик излучения на верхних частотах периметр последних пяти вибраторов несколько уменьшен. Несущие трубы в месте присоединения первой квадратной рамки замкнуты, что приводит к некоторому улучшению диаграммы направленности и согласования антенны с фидером. При этом первая квадратная рамка является пассивным рефлектором на самых низких частотах. Около последней рамки несущие трубы скреплены изоляторами.

Таблица 1

Таблица 2

Рамки изготовлены из медной проволоки диаметром d1 = 3 мм, несущие трубы диаметром d2 = 12 мм и толщиной стенки 2 мм — латунные. Рамки припаяны к несущим трубам припоем ПОС-40. Кабелем снижения служит РК-75-4-11.

Логопериодическую антенну можно построить для приема сигналов одного, двух или нескольких телевизионных каналов.

В табл. 2 приведены размеры рамок и расстояния между ними логопериодической антенны с параметрами =0,94868 и =0,1125 для приема сигналов шестого — двенадцатого телевизионных каналов.

Следует отметить, что в качестве элементов антенны можно использовать вибраторы П-образной формы. Длину провода для изготовления вибраторов рассчитывают по формулам, приведенным в статье. Средняя часть вибратора, посередине которой присоединяют элементы к несущим трубам, может быть длиной 0,25—0,33 Sn . Антенна с такими элементами имеет больший коэффициент усиления, чем у рамочной логопериодической антенны при тех же значениях параметров и , а при ≥ 0,18 может быть в два раза больше.

ЛИТЕРАТУРА

1. Н.П. Тарасов. Авторское свидетельство № 248010, Широкополосная антенна, 1967. Бюллетень «Открытия, изобретения...» 1969, № 23.

2. К. Харченко. Коротковолновая логопериодическая антенна. «Радио», 1972, № 4.

Авторы: инженеры И. ТАРАСОВ, В. РУСАКОВ. Ростовская обл.
http://patlah.ru

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.