Антенны и Связь

Общие сведения об антеннах. Роль самодельных антенн

Качественный приём телевизионных программ, особенно в загородной местности, расположенной в зоне прямой видимости или на её границе, обеспечивается на самодельные телеантенны. Многие устанавливают самодельные антенны на садово-огородных участках. Известно, что телевещание ведётся на метровых и дециметровых волнах, которые распространяются прямолинейно. Долгое время считалось, что прием программ возможен на расстоянии не более 80 км от телецентра. Но иногда удается вести приём на расстоянии до 300 км. При этом качество приема сильно зависит от правильности установки антенны (будь это одна из стандартизированных, выпускаемых промышленностью или самодельная).

На уверенный приём телепрограмм влияют многие факторы, а именно: место расположения приёмника, рельеф местности, наличие препятствий для прохождения радиоволн, высота, тип и конструкция антенны, тип кабеля, использованного в фидере антенны, длины волн, соответствующие средней частоте канала, состояние атмосферы и это далеко неполный перечень.

Телевизионное вещание ведётся в интервале длин 1…6 м (с 1 по 12 частотный канал) и 0,45…0,6 м (с 21 по 81 канал) соответственно. Каналы с 1 по 5 работают в полосе частот от 48,5 до 100 МГц, далее идёт разрыв, и с 6 по 12 - в полосе частот от 174 до 230 МГц. Этим частотам соответствуют длины волн от 6,2 до 3 м и от 1,73 до 1,3 м. Каждый канал занимает полосу частот шириной 8 МГц. Разрыв между несущими частотами изображения и звукового сопровождения составляет 6,5 МГц в указанном выше диапазоне. При этом для передачи сигналов звукового сопровождения выделена полоса частот шириной 250 кГц и дополнительно возле верхней границы каждого канала отведена защитная зона с полосой 125 кГц.

Стоит подчеркнуть, что в большинстве случаев самодельная антенна, рассчитанная и собранная правильно, имеет преимущество перед покупной. Особенно они полезны за городом, а также для любительской радиосвязи. Самодельную антенну можно и, в некоторых случаях, нужно оснастить усилителем. Если у вас есть желание и конструкционные материалы, из которых будет собираться самодельная антенна, то нижеприведенные конструкции должны быть полезны.

Общие сведения о спутниковом ТВ

Как известно, спутниковое телевизионное вещание - передача телевизионных программ от передающих наземных станций к телевизионным приемникам через активный космический ретранслятор, размещенный на искусственном спутнике Земли (ИСЗ).

Основной принцип создания спутникового вещания состоит в использовании промежуточного активного ретранслятора, установленного на ИСЗ, который движется на высокой орбите длительное время без затрат энергии на это движение. Первые опыты по дальней ретрансляции телевизионных передач с помощью ретрансляторов, расположенных на больших высотах над поверхностью Земли, были осуществлены в СССР в 1957 году. Еще в начале 1937 года П. В. Шмаковым было технически обосновано предложение установки таких ретрансляторов на самолетах. В 1957 году после выполнения большой научно-экспериментальной работы была осуществлена такая ретрансляция телевизионных передач с VI Всемирного фестиваля молодежи и студентов из Москвы в Смоленск, Киев и Минск. Для ретрансляции использовались самолеты типа ЛИ-2 с высотой полета около 4000 м. В дальнейшем, в связи с большими успехами в освоении космического пространства, появилась возможность установки активных ретрансляторов на ИСЗ. В основном используют два вида спутников: телевизионные спутники, обращающиеся на вытянутых эллиптических орбитах, и телевизионные спутники, размещенные на геостационарной орбите.

Использование ИСЗ для телевизионного вещания в СССР началось с запуска первого спутника связи “Молния” 23 апреля 1965 года. Впоследствии было запущено еще несколько ИСЗ типа “Молния”. Эти телевизионные спутники обращаются на вытянутых эллиптических орбитах с высотой перигея (минимальная высота над поверхностью Земли) 500 км и апогея (максимальная высота) 40 тыс. км. Плоскость орбиты этих спутников наклонена относительно плоскости земного экватора на 63, 4°. Период обращения телевизионных спутников “Молния” составляет 12 часов. Таким образом, в течение суток ИСЗ делает два оборота вокруг Земли. Согласно второму закону Кеплера на большой высоте, в области апогея, спутник движется медленно, а размещен он на орбите так, что в это время пролетает над северным полушарием Земли. На малой высоте, в области перигея, когда ИСЗ находится над южным полушарием, его скорость значительно больше. Обслуживание всей территории СССР одним телевизионным спутником этого типа было возможно в течение 8 часов в сутки. Поэтому использование трех ИСЗ позволяло обеспечить круглосуточную ретрансляцию. Бортовой передатчик ретранслятора, установленного на ИСЗ “Молния”, работает на частоте 3875 МГц с выходной мощностью 40 Вт при частотной модуляции сигналами изображения несущей частоты. Питание аппаратуры осуществляется от солнечных батарей.

Земные приемные станции этой системы - сложные и дорогостоящие сооружения, состоящие из здания с параболической антенной диаметром 12 метров. В связи с непрерывным движением спутника относительно Земли, параболическая антенна станции должна постоянно поворачиваться, обеспечивая точное ориентирование на спутник. Для этого она устанавливается на полноповоротном опорном устройстве и снабжается устройством ручного и программного наведения с комплексом автоматического наведения по максимальной амплитуде принятого сигнала. Для улучшения чувствительности такие системы используют малошумящие охлаждаемые параметрические усилители, блоки преобразования частотной модуляции в амплитудную, блоки регенерации синхросигнала, аппаратуру подавления помех и искажений. И как обязательная неотъемлемая часть всех сложных комплексов такого типа - источники бесперебойного питания (ИБП), которые позволяют, в случае необходимости, переключать всю аппаратуру на резервное питание.

Еще в 1945 году английский инженер Артур Кларк, известный впоследствии как писатель-фантаст, предложил использовать для спутников связи геостационарную орбиту с периодом обращения 24 часа, которая имеет форму окружности, лежащей в плоскости земного экватора с высотой над поверхностью Земли 35875 км. Если направление обращения спутника совпадает с направлением суточного вращения Земли, для земного наблюдателя такой спутник кажется стоящим неподвижно в определенной точке небесной полусферы. Тогда отпадает необходимость в сложной системе постоянного наведения антенны земной станции на спутник и системы автоматического сопровождения. Благодаря неизменному расстоянию до спутника стабилизируется уровень входного сигнала и устраняется изменение его частоты за счет эффекта Доплера. Связь может осуществляться круглосуточно и без перерывов, необходимых для перехода с одного ИСЗ на другой. Наконец, облегчается энергоснабжение аппаратуры, так как спутник связи почти постоянно освещается Солнцем. К недостаткам геостационарной орбиты относятся плохое обслуживание приполярных областей Земли и необходимость расположения космодрома на экваторе, иначе для выведения спутника на такую орбиту требуется значительное увеличение мощности ракеты-носителя. Тем не менее эти недостатки окупаются простотой и дешевизной большого числа земных станций. Но самое главное - это возможность осуществления непосредственного приема телевизионных передач телезрителями с геостационарного спутника без промежуточного наземного ретранслятора.

Что ещё входит в данный раздел…

Мы решили не создавать отдельной темы и публикуем в данном разделе схемы различных радиолюбительских устройств для Си-Би радиосвязи. Рации, трансиверы для частоты 27 МГц, портативные радиостанции и прочая похожая радиотехническая аппаратура. Если в дальнейшем возникнет потребность, мы откроем отдельную рубрику.

Ниже приведены ссылки на различные материалы по данной теме. Особо отметим, что среди них есть полностью опубликованные с полным описанием схемы, входящих радиоэлементов, различных настроек и замеров основных параметров (например, силы тока и напряжения) на разных участках цепи и между элементами. Также есть с кратким описанием, содержащие ссылку на скачивание всего документа в одном архиве, где, в свою очередь, содержится уже полное описание конструкции, печатной платы и прочее. Архивы имеют расширение *.rar (распаковать можно, например, программой WinRAR версии 2.9 и выше) и доступны для скачивания. Примечание: эта мера введена из-за того, что многие запакованные материалы являются целыми пособиями. Подразумевается, что Вам будет удобнее скачать на жесткий диск и просматривать уже локально, нежели листать страницу за страницей, расходуя трафик и время.