ТВ антенна своими руками

Обыватели считают, что хватит купить дорогую ТВ антенну, чтобы наслаждаться любимыми программами. Когда дело касается спутникового телевидения, то это так и есть, но на Земле обстоят дела иначе. Включаются в работу препятствия, погодные условия, особенности рельефа местности. Важно понимать, как именно вести прием. Иначе даже самая лучшая ТВ антенна, своими руками сделанная по чертежам, ничего ловить не будет. Обсудим некоторые нюансы связи, разберемся, почему же хотят цифровое радио (и даже телевидение) перенести на частоты КВ и СВ, чем это плохо, в чем плюсы и минусы. Без понимания таких очевидных вещей самостоятельно сделать антенну для ТВ сложно по той простой причине, что нельзя правильно поставить для себя техническое задание.

Особенности приема сигнала на ТВ антенну

Принцип действия ТВ антенны основан на преобразовании эфирных волн в электрический ток проводниками конструкции. Для этого форма и размеры строго выверены. Кроме того для приема одного и того же канала имеется великое множество конструкций ТВ антенн. Одни дешевы, вторые наделены большим коэффициентом усиления, но узкой диаграммой направленности.

Приём сигнала ТВ антенной

При проведении Олимпийских игр 1980-го года выяснилось, что телевизоры не ловят сигнал… у подножия Останкинской башни. И прием в окружности 2-3 км неуверенный. Дело в том, что диаграмма направленности по вертикали при телевизионном вещании зависит от диапазона, но в любом случае ширина лепестка не превышает 10 градусов. Это значит, что поверхности земли сигнал не достигнет, следовательно, какую ТВ антенну не конструируй своими руками, толку не будет. В округе башни телевизоры видят только боковые лепестки, которые не отличаются большой мощностью, а кроме того и ширина невелика.

Вот почему в этом случае зона уверенного приема напоминает концентрическое кольцо.

Совсем плохо будет ловить телевизор у подножия, затем по мере удаления от эпицентра уровень сигнала растет, достигает пика, падает, пропадает, после чего начинается, собственно, так называемая зона прямой видимости. Это та площадь, где прием уверенный, если только источник вещания не загорожен препятствиями.

На деле существует много формул, как определить этот радиус, приведем одну из них, но с небольшими оговорками:

  1. Существует в природе дифракция. Это способность электромагнитных волн огибать препятствия. Причем с ростом частоты качество ослабевает. Так солнечные лучи проходят по прямой вне зависимости от преград, а волны СВ и КВ диапазона заходят за горизонт на достаточное удаление. За счет этого область вещания увеличивается на сотни квадратных километров. Формула, которую приведем ниже, дана для нормальных условий, которые обсудим, а кроме того, справедлива для диапазона вещания телевидения. Это дециметровый и метровый диапазоны. Длинные волны отражаются от ионосферы. Эта их способность теряется на частоте 30 МГц. Вот по этим двум причинам использование КВ и СВ для вещания является выгодным с точки зрения обеспечения аудитории качественным сигналом без лишних затрат. Недостаток же в этом случае тот, что нельзя заложить в вещание много информации. Дело в теореме Котельникова, не будем обсуждать подробно, упомянем, что несущая быть должна минимум в 6 раз выше максимальной гармоники спектра передачи. В переводе на русский это означает наличие некой границы по объему информации, выше которой нельзя прыгнуть. Разумеется, проблему можно решить интеллектуально, закодировав вещание, однако это уже другая песня, которая к сегодняшней теме разговора не относится. На данный же момент выпущено у Правительства желание вещать в цифре на КВ, и, по некоторым сведениям, претворяется в жизнь. Дифракция сигнала
  2. Рефракция приводит к тому, что в зависимости от состояния атмосферы волны начинают преломляться причудливым образом. Морякам известно явление зеленого луча, возникающее после захода Солнца. Дело в том, что спектр светила расщепляется согласно частотам на составляющие, и цвет листвы проходит в сторону наблюдателя. Это явление увеличивает дальность приема ТВ антенны, но прирост сильно зависит от погоды. Имеется область полутени, где вещание то ловится, то пропадает. Это нужно четко понимать жителям удаленных местностей. И если устройство ТВ антенны велось в ясную погоду, то не факт, что удастся посмотреть любимые передачи в дождь. И наоборот, в пасмурную погоду ловится сигнал может лучше. Уже говорили, что у подножия Останкинской телебашни наблюдали неуверенный прием на ТВ антенну, однако дело здесь и в лепестках диаграммы направленности станции вещания. Упомянули о дифракции и рефракции, но про запас осталась еще интерференция. Вот в чем смысл этого термина: когда две волны приходят в одну точку, то если частота одинаковая (как в нашем случае), то происходит суммирование. Вот только результат на ТВ антенне будет зависеть от разности фаз слагаемых. Это значит, что если два сильных сигнала придут с разностью 180 градусов, то получится вычитание. А значит, на ТВ антенне будет просто нуль, который не даст никакого изображения. Чем дальше от башни, тем это явление слабее, потому что отраженных лучей становится меньше. А зона вещания наоборот представляет собой испещренное поле света и тени (если бы люди могли видеть излучения).
Читайте также:  Как настроить тюнер спутниковой антенны

Рефракция сигнала

Итак, существует некая окружность вокруг вещающей вышки, где ТВ антенна ловит сигнал, причем с учетом явлений, описанных выше, радиус составляет:

R = 4,15 (√h1 + √h2),

где h1 и h2 — высоты передающей и принимающей антенны. Область, найденная по формуле, дает возможность любому описать станцию вещания следующими зонами:

  • Зона прямой видимости в радиусе 0,8 R. Область, где прием будет уверенный, при условии, что направление на станцию вещания от ТВ антенны не загорожено посторонними предметами. Аудитория заметит, что при высоте Останкинской башни 400 метров корень квадратный из нее будет 20 метров. А вот как высоко ни ставь приемную ТВ антенну, максимум выйдет увеличить радиус действия на 20%. И что же, находясь в лесу на удалении 60, можно ловить с земли. Ничуть не бывало. Требуется прямая видимость на башню, и не поможет никакой усилитель ТВ антенны. Кроме того при невозможности найти по азимуту чистое небо в направлении вещания поищите отраженный луч, который приходит с невообразимых направлений. Зона прямой видимости
  • Велика зона полутени, где антенна ТВ будет принимать, но с оговоркой на погоду. Тут в права вступает рефракция. Условия преломления сильно зависят от температуры и влажности. Следовательно, и антенну ТВ не ругайте, если приема нет. Бесполезно и вертеть, а вот усилитель может помочь. Меняется амплитуда сигнала. Область полутени пролегает в пределах 0,8 R — 1,2 R согласно формуле, приведенной выше. Внимательный читатель заметит, что разница как раз и составит те 20%, которые обещаны специалистами за счет рефракции. А в силу того, что меняются условия, иногда прирост дальности уверенного приема ТВ антенны достигает и 40%.
  • Что простирается долее 1,2 R, относится к зоне тени, где прием без переотражения от ионосферы никакого приема на ТВ антенну не будет. Уже говорили, что сигнал, излучаемый вышками вещания, на это не способен. Выводы делайте сами.
Читайте также:  Дециметровая антенна своими руками

Выводы по конструированию ТВ антенн

Из сказанного понятно, что ТВ антенну следует располагать с умом. За городом господствует над близлежащими препятствиями в направлении вышки. А вот лес, раскинувшийся поодаль, может и не стать помехой. Это обусловлено описанными явлениями дифракции и рефракции, а также тем, что линия видимости постепенно уходит вверх по той простой причине, что излучающая ТВ антенна стоит выше приемной. Угол несложно рассчитать, если известно расстояние до точки вещания, а также координаты расположения излучателя. Исходя из этих сведений, очень просто рассчитать высоту установки собственной ТВ антенны.

Бытует мнение, что чем выше, тем и лучше, но возвести 400-метровую вышку под силу не каждому дачнику. Следовательно, на местности берем компас, карту, определяем место установки будущем ТВ антенны и начинаем оценивать препятствия. В случае с лесом следуем измерить высоту деревьев по опушке. Это просто делается при помощи транспортира и линейки. От ствола отсчитываем метры, пока направление на верхушку не составит 45 градусов от земли. Вот это расстояние и будет искомой высотой. Для продвинутых сообщим, что отношение высоты к дальности до основания ствола будет равняться тангенсу угла, измеренного транспортиром в направлении взгляда на верхушку. Мерить нужно от земли, либо прибавлять к полученной конечной величине (в метрах) расстояние от земли до глаз. Посчитать тангенс можно на персональном компьютере и на любом калькуляторе.

Также не стоит забывать про поляризацию. В телевидении применяется горизонтальная. Если наклонить ТВ антенну, то уровень сигнала начнет падать. Логично вести установку по уровню, чтобы директоры волнового канала или восьмерка рамочной конструкции правильно ориентированы не относительно холма, на котором стоит дом, а в реальном поле тяготения Земли. В этом случае ТВ антенна, своими руками собранная из подручных средств, даст максимальное усиление.

Сегодня часто крутят какой-то бред, поэтому популярность набирает интернет. Здесь и свежие новости, и игры, и общение. Попробуйте купить спутниковые антенны за пять тысчонок и наслаждайтесь. Сегодня тот день, когда цена на тарелку ненамного превышает предложенные супермаркетами телевизионные антенны. Подумайте над этим, ковыряя в уме возможности улучшения повседневной жизни.