Логоперіодична антена для цифрового ТБ

Зміст

  • 1 Конструкція антени логопериодической
  • 2 Види логопериодических антен
  • 3 Всехвильова
  • 4 Дециметрова

Логоперіодична антена (ЛНА) являє собою спеціалізований тип високочастотних приймачів. На відміну від всеспрямованих хвильових уловлювачів, логоперіодична антена приймає тільки в одному напрямку, а на відміну від стандартних приймачів телесигналу спрямованого типу, часто видимих на дахах, ця антена вловлює широкий діапазон частот. Ця модифікація хвильових приймачів найчастіше застосовується для спеціалізованих приладів, зокрема її облюбували радіоаматори, які бажають приймати широкий спектр частот, однак це не виключає її застосування в якості УВЧ і УКХ телеантен. Також цей тип антен знаходився в центрі досліджень з експериментальної передачі і прийому електроенергії.

logoperiodicheskaya antenna dlya cifrovogo tv34 Логоперіодична антена для цифрового ТБ

Їх досяжна пропускна здатність теоретично нескінченний, а фактична ширина смуги пропускання залежить від габаритів найбільшого вібратора (відповідає за нижня частотна межа) і мініатюрності крайнього, найменшого (відповідає за верхню межу частоти).

Конструкція антени логопериодической

Як правило, ці вловлювачі сконструйовані з серії паралельних металевих трубок – вібраторів, більш довгих біля основи, і поступово звужуються до краю конструкції, утворюючи свого роду рівнобедрений трикутник.

Оскільки частоти, які може приймати антена, базуються на фізичних розмірах вібратора, більшість дециметрових антен здатні приймати сигнали у вузькому діапазоні. Логопериодические антени долають цей недолік, використовуючи набір дипольних елементів такого розмірного ряду, у якому вони розрізняються по довжині і можливостям прийому, згідно логарифму.

Логарифмічна функція, відповідно до якої ведеться розрахунок логопериодической антени, починається з величини довжини вібратора, необхідного для прийому хвиль найбільшої частоти. Одночасно вона є довжиною найменших поперечних елементів ЛНА. Повторне логарифмування визначає розмір другого набору елементів, так щоб їх приймається найменша частота трохи перекривала максимальну прийняту частоту першої пари. Ця процедура повторюється, і кожна наступна пара дипольних елементів збільшується з кожною ітерацією, поки антена не зможе приймати всі частоти, необхідні того чи іншого обладнання. Частотна періодичність характеристик і логарифмічна залежність у розрахунку цього приймача хвиль і лягли в основу його назви.

Спрощено математичну залежність між довжиною поперечних елементів (L) і дистанцією між ними (d) можна виразити формулою подібності:

Ln+1/ Ln = dn+1/ dn = k,

де k – постійна величина, а n і n+1 – порядкові номери дипольних пар.

Пари елементів орієнтуються на одну вісь паралельно один одному за зростанням, з найбільшим низькочастотним диполем в задній частині антени і самим коротким, з більш високою частотою прийому, розташованим спереду. Антенний кабель (коаксіал) з хвильовим опором 75 Ом проходить всередині одного з направляючих стрижнів ЛНА, причому їхні кінці у місці входу фідера накоротко з’єднуються перемичкою з металу. Згода пристрій в даному випадку не потрібно.

На практиці з метою отримання високого коефіцієнта посилення на тлі помірних габаритів ЛНА, значення періоду приймають у межах 0,7-0,9.

Оскільки фази прийнятих сигналів на одній парі можуть заважати іншим диполям, то в конструкції застосовують послідовну переполюсовку точок живлення вібраторів. Завдяки їй диполі, зрештою, досягають різниці в 360 градусів, і приходять у відповідність один з одним, що позначається на підвищення сумарного коефіцієнта ЛНА.

Логопериодические вловлювачі також мають деякі проблеми з опором – сумарним електричним опором між двома елементами однієї пари. Ці складності частково вирішуються збільшенням діаметрів металевих трубок, з яких складені поперечні елементи по мірі наростання їх довжини, що призводить до зміни опору диполя. Інший метод, який використовується для узгодження опору – це установка невеликих узгоджувальних трансформаторів різних значень для кожної пари поперечок, щоб вирівняти опір всіх активних елементів антени.

В результаті маємо пристрій, здатний «бачити» сигнали тільки в одному напрямку, як антена «хвильовий канал», що має потужність прийому, порівнянну з потужністю всеспрямованої антени, і яке бере набагато більш широкий діапазон частот, чим будь-яка з них.

Виходячи з цієї інформації, можна зробити висновок, що конструкція ЛНА носить «самоподібний характер, що притаманне такому математичному явищу як фрактал. Конструктивні особливості ЛНА накладають відбиток на її вартість (вона вища ціни на інші хвильові приймачі), і також виражаються у вразливості до пошкоджень, що є недоліками цього типу пристроїв. Ще одним мінусом логопериодических приймачів є те, що на тлі хороших електродинамічних показників у заданому частотному діапазоні, конструкція такої ЛНА для метрового діапазону виходить громіздкою.

Види логопериодических антен

У більшості хвильових вловлювачів, у відповідності з довжиною хвилі, виражено варіюються властивості посилення. ЛНА відносяться до тієї різновиди антен, яким притаманна діаграма спрямованості з незмінною формою в широкому частотному діапазоні.

logoperiodicheskaya antenna dlya cifrovogo tv35 Логоперіодична антена для цифрового ТБВиди логопериодических антен

На сьогодні можна зустріти розмаїття варіантів конструктивного виконання ЛНА, від плоских до просторових моделей:

  • щілинна;
  • V-подібна;
  • зигзагоподібна;
  • трапецієподібна;
  • дипольна матриця.

Різноманіття модифікацій ЛНА обумовлено можливостями трансформації при дизайні конструкції для досягнення потрібних параметрів. Все ж, з безлічі видів конструкцій логопериодических уловлювачів, лідирують логопериодические пристрою вібраторного типу, які завдяки своїй наочності дозволяють простіше розрахувати їх характеристики.

Всехвильова

logoperiodicheskaya antenna dlya cifrovogo tv36 Логоперіодична антена для цифрового ТБЛогоперіодична антена МВ-ДМВ

Розвиток техніки широкосмугових вловлювачів стало наслідком тенденції до розширення смуги частот і використання в радіолокації широкосмугових сигналів. Звідси виникла потреба у всеволновых ЛНА. Останні успішно зарекомендували себе у вирішенні завдань, пов’язаних з необхідністю безперервного перекриття широкого частотного діапазону з незмінними характеристиками уловлювача у всьому робочому діапазоні. Такі вимоги пред’являються до антен, мета яких – індустріальне використання або застосування для військових потреб.

Для всеволновых ЛНА характерні:

  • широкий діапазон частот;
  • помірні габарити, щодо інших ЛНА;
  • висока чутливість.

Дециметрова

logoperiodicheskaya antenna dlya cifrovogo tv37 Логоперіодична антена для цифрового ТБЛогоперіодична антена ДМВ

ДМВ логоперіодична антена є гідною альтернативою антени «хвильовий канал», яка хоч і демонструє прийнятне співвідношення сигнал-шум, але потребує узгоджувальний пристрій, искажающем крайні фазові характеристики в смузі пропускання або надміру поглинаючому сигнал. В цьому ракурсі ЛНА для ДМВ діапазону виграє завдяки відносній простоті конструкції і хорошому погодженням з кабелем по всій ширині діапазону. Щодо завадостійкості – ЛНА, подібно рибальському неводу, «виловлює» тільки корисний сигнал, пропускаючи через себе «дрібниця» – непотрібні сигнали. Дуже рекомендується для «цифри» на дачах.