Всё новое - хорошо забытое старое....
Как обычно, с наступлением дачного сезона возникают и разные неприятности с антенным хозяйством дачников - не все антенны переживают зиму - некоторые экземпляры "сносит" ветер, кто-то "страдает" от смерти усилителя, у кого-то после зимы "не оживает" блок питания. Обычно в первые недели мая всё уже ясно с "потерями", намечен план восстановления, и к июню всё восстановлено. Рутина ежегодная. Но иногда бывает забавно - приходит с края садоводства бабулька, просит посмотреть, что с телевизором. Вспоминаю, что телевизор вроде я ремонтировал у бабульки, лет десять тому назад, телевизор LG "кинескопный". Иду смотреть, что произошло. Телевизор LG + приставка DVB-T2 "Oriel". На антенну идёт питание 12В, кабель RG6U (старый). Проверяю приставку - рабочая. Дело в антенне. Антенна на чердаке висит...... Залезаем и видим....(Рисунок 1)
К сожалению, не сфотографировал "антенну" на чердаке и метод крепления - просто подвешена в нужном направлении на верёвочках.
Опрос клиента - в прошлом году всё работало, в позапрошлом работало, поза-прошло-прошло-прошлом работало и до "коробочки" работало, и после моего ремонта телевизора работало, но всего три канала нехорошо. Причём, когда я ковырял телевизор антенна не вызвала у меня претензий, в меру аналогового тв показывало видимо более менее. Дальнейший опрос показал - антенну делал дед (очень похоже, что сначала это был волновой канал на диапазон 6 - 12 частотный канал, как осуществлялся прием 1 - 5 не известно). Потом видимо её модернизировали ("польской Декстой"). А DVB-T2 приставку притащила внучка. Поставила - всё заработало. Кстати, дом у бабульки редкий для садоводов Ленобласти - чердак не используется как жилой второй этаж, скорее проветриваемый чердачный этаж.
Пришлось обмануть бабульку, изъять сие "произведение искусства", в замен поставить логопериодическую "Дельта Н141", возвратив бабушке доступ к средствам массовой информации.
Вдоволь налюбовавшись шедевром антенна-строительства и потратив пол часа "вычленил костяк" антенны - польскую "Dexta" (Рисунок 2). Я не буду упражняться в определении модели - их было множество вариантов, как и названий - "Нова", "СуперНова", "Декста Экстра" и так далее. Есть вариант для установки на мачту (Рисунок 2) с выходным разъёмом "F" типа, в сарае валяется комнатный вариант (Рисунок 3).
На рисунке 2 видна "модернизация" вибратора диапазона метровых волн для приёма 1 - 5 частотного канала. Производитель в основном указан "SOWAR", кто на самом деле - одни китайцы знают, но изначально антенны "тащили" из польши.
Краткие технические характеристики:
- Диапазон принимаемых частот: 174-230 МГц (VHF)/ 470-790 МГц (UHF).
- Регулировка усиления по диапазонам: есть.
- Коэффициент усиления: в диапазоне VHF 5-20 дБ, в UHF 5-24 дБ.
- Выходное волновое сопротивление: 75 Ом.
- Питание усилителя: DC 12Вх100мА.
Хороший материал (статья на habr) по антеннам с вибраторами типа "бабочка галстук".
Антенна состоит из двух "схем": полуволновый вибратор для метрового диапазона, и антенна дециметрового диапазона на основе конусного вибратора, для которого вибратор метрового диапазона играет роль рефлектора, а расположенные перед конусным вибратором паразитные элементы должны выполнять роль директоров и повышать характеристики антенны в ДМВ диапазоне.... Но не всё так просто. Обратите внимание на щелевую конструкцию "паразитных" вибраторов-директоров, что с учётом достаточно "толстого" материала полотна антенны (пруток 2.5 х 8 мм) позволило увеличить полосу рабочих частот и понизить импеданс антенны (Рисунок 4).
Частота, на которую рассчитан вибратор Дексты (по крайней мере доставшихся мне экземпляров) - примерно 785 МГц (длина каждого "уса" вибратора - 0.47*λ = 180 мм). Для широкополосной антенны нужно вроде было бы вибратор рассчитать на частоту пониже - около 650 МГц (0.47*λ = 224 мм), но тогда минимальное значение КСВ "съедет" в сторону "нижней" части диапазона, и на высоких частотах будет неприемлемое значение (на графике КСВ далее в статье). Если использовать меньшее сечение для полотна антенны, минимум КСВ будет приближаться к расчётной частоте, усиление на расчётной частоте возрастёт, но упадёт усиление по краям диапазона и вырастет импеданс.
Вечером (26 июня 2024 г.), пока писал эту статью, после 23 часов по Москве "полезли" финны, как обычно начиная с 22 частотного канала, не взирая на вещание на этой частоте в "аналоге" с телевышки в Санкт-Петербурге. И далее по возрастающей частоте - закономерность. Приём производился на антенну Ховермана (статья о антенне) с LNA усилителем. Что-то в этом году (2024) финны "стабильно" как-то "лезут" - погоды видимо стоят такие.... Краткий фотоотчёт о прохождении в конце статьи.
Но "вернёмся к нашим баранам", как писал один французский писатель, к древней антенне "из польши"...
На Рисунке 5 представлена зависимость импеданса антенны от частоты.
Как видно, импеданс изменяется от 161 Ом на частоте 475 МГц до 590 Ом на частоте 671 МГц. Не очень хорошо - но после согласующего трансформатора стоит транзисторный каскад (на BFG67) со своим входным сопротивлением. Трансформатор выполнен на связанных линиях печатным методом, судя по топологии 4:1 (Рисунок 6).
Общий вид платы антенны показан на Рисунке 7.
На Рисунке 8 представлен график зависимости КСВ по напряжению от частоты при нагрузке 450 Ом, на Рисунке 9 КСВ по напряжению при нагрузке 300 Ом.
На Рисунке 10 приведён график зависимости усиления от частоты при нагрузке 450 Ом, на Рисунке 11 - при нагрузке 300 Ом.
График усиления (dBi) от частоты более пологий при нагрузке 300 Ом, усиление изменяется от 4.9 dBi в начале диапазона до 8.25 dBi в конце диапазона. На Рисунке 12 и Рисунка 13 диаграмма направленности антенны.
Из приведённых выше графиков видно, что "полотно" антенны вполне успешно справляется с задачей приема в диапазоне 560 МГц - 790 МГц и имеет вполне адекватные параметры, соизмеримые с антенной "волновой канал" с таким же числом элементов. В низкочастотной части диапазона "провал" - падение коэффициента усиления и ухудшение значения КСВ. Если немного удлинить "усы" конусного вибратора до расчётной частоты 650 МГц (0.47*λ = 224 мм) рабочий диапазон сместится вниз (470 МГц - 680 МГц).
Усилитель антенны собран на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1.5 мм (Рисунок 14), для вибратора антенны дециметрового диапазона согласующий трансформатор как и фильтр ВЧ выполнен печатным методом.
Согласующий трансформатор для метрового диапазона выполнен на проволочных катушках (Рисунок 15), так же как и разделительная цепь по питанию.
Принципиальная электрическая схема усилителя представлена на Рисунке 16.
Регулировка уровня сигнала выполнено "в лоб" - после согласующих трансформаторов стоят резистивные делители (потенциометры).
Первый каскад усилителя выполнен на достаточно популярном npn BFG67 (на частотах до 900 МГц шум не более 0.9 dB), второй на BFR93A.
После чистки и небольшого косметического ремонта (выправление вибраторов) антенна была проверена на приём в 50 км. от телевышки (Ленобласть) - вполне рабочий комнатный вариант антенны. DVB-T2 принимает с достаточным уровнем сигнала, аналог, конечно сильно "снежит". Антенна останется "про запас", летний сезон в разгаре, мало ли кому "на перехватить" пригодится....
Как и обещал, ниже фотоотчёт о прохождении в диапазоне ДМВ (статья о сверхдальнем приёме финского тв).
Спасибо за уделённое время на мои скромные труды.
С уважением к читателю.