Юный техник, 2015 № 01

Дипольные антенны были широко распространены на заре телевидения, в конце 40-х и до 60-х годов прошлого века, когда программ и, соответственно, каналов было мало. По мере увеличения числа каналов и освоения дециметрового (ДМВ) диапазона дипольные антенны уже не могли перекрыть столь широкого диапазона длин волн. Тогда появились «трехэтажные» коллективные антенны, нижний этаж которых работал в низкочастотной части метрового (МВ) диапазона (48–88 МГц), средний — в высокочастотной части МВ (175–230 МГц), а верхний — на ДМВ (470–700 МГц). Такие антенны до сих пор можно увидеть на крышах некоторых старых зданий. Сигналы перечисленных диапазонов усиливали, суммировали и подавали в домовую сеть.

Индивидуальному телезрителю такие антенны слишком сложны, хотя на некоторых дорогих дачах можно увидеть такие устройства. Промышленность и радиолюбители стали искать компромиссы. Было замечено, что «толстый» диполь имеет весьма широкую полосу пропускаемых частот, и вдали от резонанса хоть и появляется реактивное сопротивление, но оно не превосходит сотен Ом. Кроме того, используются и более высокочастотные резонансы — волновой и полутораволновой. Появились самодельные «баночные» антенны, неплохо работающие в верхней части МВ и на ДМВ.

В отличие от примитивных антенн, где кабель присоединяется оплеткой к одному плечу диполя, а жилой — к другому, в данной конструкции использована симметрирующая петля из кабеля, одновременно трансформирующая сопротивление кабеля 75 Ом в 300 Ом, более подходящее для антенн, работающих на волновом резонансе. Схема соединений в этом устройстве показана на рисунке 2.

Рис. 2. Симметрирующее устройство.

К сожалению, это симметрирующее устройство тоже не отличается широкополосностью. Длина кабеля L должна равняться половине длины волны с учетом укорочения в кабеле (примерно 1,5).

Более простые широкополосные диполи, содержащие по два «уса», соединенных в точке питания и разведенных концами, использованы в широко распространенной «польской» антенне, показанной на рисунке 3.

Рис. 3.«Польская антенна»

По схеме это «четырехэтажная» синфазная антенна с решетчатым рефлектором. Она «соткана» из компромиссов. Рефлектор работает лишь на тех длинах волн, где его горизонтальный размер больше полуволны, по сути, только на ДМВ. Для улучшения приема на верхних каналах ДМВ добавлены короткие директоры. А чтобы антенна хоть как-то работала на МВ, верхние «усы» верхнего диполя сделаны длинными. Антенный усилитель (коробочка в центре) компенсирует часть недостатков антенны, но требует питания и выходит из строя при первой же грозе. Видимо, поэтому немало «польских» антенн можно найти на мусорных свалках.

Реанимировать подобную антенну удается следующим способом: разобрать и тщательно зачистить напильником все контакты винтовых соединений между вибраторами и соединительными линиями; выкинуть (или разобрать на детали) усилитель; к точкам, где подключался усилитель, присоединить двухпроводную телефонную линию снижения и закрепить ее пластиковыми хомутиками или изолентой вдоль мачты.

Мало кто знает, но обыкновенная, и самая дешевая, телефонная «лапша» имеет волновое сопротивление около 300 Ом и значительно меньшие потери даже на ДМВ, чем дорогой коаксиальный кабель. Усилитель оказывается ненужным. К телевизору линия подключается через переходник 300/ 75 Ом, оформленный в виде штекера и продающийся в магазинах телерадиотоваров. Внутри переходника — широкополосный согласующий и симметрирующий трансформатор на маленьком ферритовом сердечнике — «бинокле».

Основой предложенной автором антенны послужил широкополосный волновой вибратор ДМВ, снабженный разрезным рефлектором. Рефлектор применен также и в качестве широкополосного вибратора MB.

По мере повышения частоты у любого диполя можно обнаружить, кроме основного (полуволнового), и второй резонанс (волновой), когда на каждой половине вибратора укладывается по половине длины волны, при этом входное сопротивление становится опять активным, но весьма высоким. Оно равно примерно W²/r, где W — волновое сопротивление проводников вибратора, определяемое как корень квадратный из отношения погонных индуктивности и емкости: W = (L/С)^1/2.Тонкий волновой вибратор может иметь сопротивление до нескольких килоом.

При расстройке в стороны от резонансных частот во входном сопротивлении появляется и реактивная компонента, тем большая, чем больше W. По этой причине тонкие вибраторы, например, как у распространенной двухштыревой комнатной антенны («усы»), плохо работают в широкой полосе частот, требуя изменения их длины при переходе с канала на канал.