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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Antena activa MV-UHF. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / antenas de television Las antenas activas (la combinación de la propia antena y el amplificador) ya se han descrito en las páginas de la revista. Sin embargo, las dificultades para recibir programas de televisión en las bandas MB y UHF nos obligan a volver a este tema. El artículo publicado aquí analiza una opción de diseño interesante, en nuestra opinión, para la antena y el amplificador combinado MB-UHF. El problema de la recepción de alta calidad de los programas de televisión siempre ha preocupado a los televidentes. Y hoy no sólo no ha perdido su relevancia, sino que se ha vuelto aún más importante y compleja. En primer lugar, ha aumentado el número de programas de televisión, principalmente comerciales, cuya transmisión se realiza a menudo a través de transmisores de baja potencia. En segundo lugar, las empresas de radiodifusión comenzaron a desarrollar activamente la gama UHF. Y en tercer lugar, ha aumentado el número de dispositivos que consumen señales de televisión (por regla general, en una familia hay dos o más televisores, o incluso un vídeo). Por lo tanto, existe la necesidad de instalar una antena UHF, sumar las señales MB y UHF para transmitirlas a los consumidores a través de un cable y dividir la señal de televisión entre todos los consumidores. La última operación no está exenta de pérdidas y, si el nivel de la señal es bajo, se produce una mala recepción. Son frecuentes los casos en los que una antena que ha estado en buen servicio durante muchos años ya no proporciona la calidad requerida. Instalar su propia antena para cada consumidor es una tarea bastante complicada. Una salida a esta situación puede ser instalar una antena MB-UHF activa combinada. En el caso general, consta de dos antenas reales MB y UHF y un módulo de amplificación que amplifica las señales de cada una de ellas, las resume y las transmite a los consumidores a través de un solo cable reductor. El módulo se encuentra directamente al lado de las antenas y se alimenta mediante cable. Gracias a este diseño, las señales de las antenas se entregan al módulo amplificador prácticamente sin pérdidas, lo que mejora la relación señal-ruido general, y el alto nivel de señal en el cable reductor permite conectar varias cargas a dicha antena. sin temor a deteriorar la calidad de la imagen. El diagrama esquemático del módulo amplificador propuesto se muestra en la fig. 1. Contiene dos canales de amplificación independientes. La señal de la antena MB tiene ruido de modo común. En la entrada de la cascada se instalan bobinas L1, L2, que eliminan la acumulación de cargas de electricidad estática en algunas antenas, así como diodos VD1 - VD4, que protegen el amplificador de las descargas de rayos. Se ensambla una etapa amplificadora adicional en el transistor VT5. El coeficiente de transferencia de canal es de 15...20 dB.
Las señales MB pasan al cable reductor a través de un filtro de paso bajo L6C19L7 con una frecuencia de corte de 250 MHz. A través del mismo filtro e inductor L5 llega al canal la tensión de alimentación del cable reductor. Además, el filtro no transmite señales UHF. El canal de amplificación UHF consta de dos etapas de amplificación del mismo tipo conectadas en serie. El primero de ellos se ensambla en los transistores VT3, VT4 según un circuito de acoplamiento galvánico, por lo que el modo de funcionamiento especificado se alcanza y mantiene automáticamente cuando cambian la temperatura y la tensión de alimentación. En la entrada de la cascada se instala un filtro de paso alto C1L3C2 con una frecuencia de corte de 450 MHz, que suprime las señales de baja frecuencia y las interferencias. Un filtro de paso alto similar C21L9C22 en la salida de la segunda etapa pasa señales UHF y no pasa señales MB. En consecuencia, los filtros en las salidas de los canales los desacoplan entre sí. La bobina L4 proporciona coincidencia entre las etapas del canal UHF y corrección de la respuesta de frecuencia total. La ganancia total del canal es de 32...36 dB, lo que permite transmitir señales en este rango a través de un cable largo a varios consumidores. El canal UHF se alimenta a través del estrangulador L8 del cable reductor. El módulo amplificador está montado sobre una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio de doble cara. Su esquema se muestra en la Fig. 2. Todas las piezas están ubicadas en el lateral de los conductores impresos. El segundo lado queda metalizado y desempeña el papel de pantalla (debajo de la línea discontinua horizontal en la Fig. 2). A lo largo del contorno del tablero, se sueldan tiras de lámina de cobre, conectándolo al cable común del primer lado. Los contactos XT3 - XT6 se fabrican en forma de bastidores hechos de trozos de alambre de cobre con un diámetro de 1 mm, presionados en los orificios de la placa. Alrededor de los contactos XT3 y XT5, se ha quitado la lámina del segundo lado de la placa (como se muestra en la Fig. 2 con una línea discontinua). A través de los agujeros a y b, las pistas impresas del primer lado se conectan con las pistas impresas del segundo lado; se muestran mediante una línea discontinua. En estas pistas se perforan agujeros, que son necesarios al colocar el módulo amplificador directamente en el vibrador de antena MB. El módulo se conecta a la antena UHF con un trozo de cable coaxial.
Cuando se encuentre cerca de antenas, el módulo debe estar protegido de forma fiable contra las influencias atmosféricas. Para hacer esto, todas las piezas y conductores impresos se recubren con una capa de barniz de radio resistente a la humedad (por ejemplo, UR-231) o pegamento epoxi líquido, y luego con pintura impermeable. Después de eso, es recomendable cerrar las piezas con una cubierta protectora, que está hecha de hojalata y soldada a lo largo del contorno del tablero. Los lugares para soldar cables, así como los propios cables hasta la capa protectora exterior y el lugar de fijación del módulo a la antena, también deben pintarse con pintura resistente a la humedad. En el dispositivo, además de los indicados en el diagrama, está permitido utilizar transistores KT363A (VT5) y KT382A (el resto). Condensadores: KM, KLS, KD o sin empaquetar. Resistencias: MLT, S2-33, R1-4. Cuando se utilizan condensadores de caja en el canal UHF, se debe dar preferencia a condensadores con dimensiones mínimas y la longitud de sus cables no debe exceder los 3 mm. Las bobinas L3, L4, L9 están enrolladas con alambre PEV-2 0,2 en un mandril con un diámetro de 2 mm y contienen, respectivamente, 2,5; 4 y 2,5 vueltas. Inductores L5, L8 - DM-0,1 con una inductancia de 20 ... 100 μH. Las bobinas restantes se enrollan con alambre PEV-2 0,8 en un mandril de 4 mm de diámetro. Las bobinas L1, L2 contienen 15 y L6, L7, 4,5 vueltas. Configurar un módulo amplificador se reduce a ajustar su respuesta de frecuencia. En el canal MB, esto se hace seleccionando el condensador C13, y en el canal UHF, los condensadores C12, C20, estableciendo la ganancia máxima y uniforme en todo el rango de frecuencia. Al cambiar la inductancia de la bobina L4 (moviendo o extendiendo las espiras o cambiando su número), se corrige el desequilibrio de la respuesta de frecuencia en la parte superior del rango UHF. Si solo uno o dos canales de televisión operan en el rango UHF, entonces no tiene sentido obtener una ganancia uniforme, es más recomendable lograr la mayor ganancia en las frecuencias de estos canales. En la banda MB, tiene sentido obtener la máxima ganancia en la frecuencia del canal menos potente. El módulo amplificador se alimenta desde una fuente de alimentación con un voltaje de 12 V con una corriente de al menos 70 mA a través de un módulo adaptador, cuyo circuito se muestra en la Fig. 3. El adaptador se inserta en la rotura del cable de acometida. Está ensamblado sobre una pequeña placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio de doble cara, cuyo boceto se muestra en la Fig. 4. Por un lado, solo se cortan tres almohadillas de contacto y se perfora un orificio, el segundo lado se deja completamente metalizado y sirve como cable común. Si las piezas están rellenas con pegamento epoxi, entonces puedes prescindir de la carcasa.
La toma coaxial de alta frecuencia XW1 (televisión normal) está soldada con un pétalo común a la superficie metalizada del segundo lado y con el pétalo central a una almohadilla impresa, según la Fig. 4. Se trenza un cable coaxial con un enchufe en el extremo y se suelda a una superficie metalizada común, y el conductor central se suelda a otra sección de acuerdo con la Fig. 4. La fuente de alimentación está conectada en paralelo con el condensador C2. Si utiliza una fuente con un voltaje ajustable entre 6...12 V, será posible ajustar suavemente la ganancia del módulo, es decir, seleccionar su valor óptimo.
Además del módulo amplificador, la antena activa también debe contener la propia antena. Aquí puedes ir de diferentes maneras. Si un radioaficionado ya tiene una antena MB (por ejemplo, un canal de ondas o cualquier otro), que no funciona muy bien, y planea instalar una antena UHF, entonces haga esto. Desoldar el cable reductor de la antigua antena MB e instalar el módulo amplificador directamente sobre él (en el vibrador de bucle activo para la antena “canal de ondas”). Instale la antena UHF y conéctela con un cable al módulo. Si la recepción se realiza en una zona de recepción confiable o cerca de su frontera, entonces, por regla general, no es necesario fabricar antenas complejas. Aquí son adecuadas antenas de banda ancha simples, tanto MB como UHF. La construcción de tal antena activa se describe con más detalle a continuación. En la banda MB es conveniente utilizar una antena “dipolo en abanico”, a veces llamada “mariposa”. Consta de (Fig. 5) cuatro tramos de un tubo o tira metálica de 1, 108...115 cm de largo, que están firmemente sujetos a una placa dieléctrica 2. El ángulo entre los vibradores (en el plano vertical) de cada brazo está dentro de 35...45°, y los propios brazos vibradores están colocados en un ángulo de 120° en el plano horizontal, como se muestra en la Fig. 5, lo que permite eliminar caídas en el patrón de radiación. A veces, los vibradores de cada brazo tienen diferentes longitudes, por ejemplo, el inferior es un 30...40% más corto que el superior. El material y diámetro de los tubos o el espesor de las tiras se seleccionan en función de la obtención de resistencia mecánica. Los demasiado delgados no resistirán las cargas del viento y el uso de los gruesos dará lugar a una masa significativa de la antena. Los más adecuados son los tubos con un diámetro de 6 ... 8 mm. Un módulo amplificador está conectado directamente a esta antena.
En el rango UHF conviene utilizar una antena en zigzag, de fácil fabricación y de banda bastante ancha. Su diseño se muestra en la Fig. 6. Consta de cuatro tiras 1 de aluminio o cobre de 300 mm de largo, 15...20 mm de ancho y 1,5...2 mm de espesor, así como cuatro tiras 2 de 145...150 mm de largo. Todas las tiras se unen en los puntos a con remaches o tornillos. Entre las tiras cortas está prevista una separación de unos 10 mm. Para obtener resistencia mecánica, se instala entre ellos una placa 3 hecha de laminado de fibra de vidrio con un espesor de 1,5...2 mm (Fig. 6,b) y se fija en los puntos σ1 y σ2. Si las tiras son de cobre, se deben estañar en los puntos de fijación, y si son de aluminio, se colocan pétalos debajo de los remaches o tornillos, a los que posteriormente se suelda el cable coaxial. Se coloca como se muestra en la Fig. 6,a con línea discontinua, y desde el lado de la junta, se suelda la trenza al punto σ2, y el conductor central al punto σ1. Después de la instalación, todas las áreas de soldadura y fijación se cubren con pintura resistente a la humedad.
Tras la fabricación de las antenas MB y UHF se realiza un montaje general. Si la antena activa está destinada a ser instalada en el techo, entonces se pueden montar en un tubo metálico, como se muestra en la fig. 7, que luego debe conectarse a tierra. En este caso, la antena UHF se fija al tubo con tornillos metálicos a través de pequeños espaciadores en dos puntos a (el más bajo y el más alto en la Fig. 6) para que los puntos de soldadura del cable no toquen el tubo. La antena MB, a la que se atornilla el módulo amplificador (contactos ХТ1 y ХТ2 en la Fig. 2), también se fija a la tubería con tornillos a través de una placa dieléctrica, de modo que sus partes metálicas no toquen la tubería. Si la antena se coloca sobre un soporte de madera, se debe secar bien y pintar con pintura impermeable. Sin embargo, tendrá que colocar el bus de tierra en el lado libre de antenas. Al instalar la antena en un balcón, logia, terraza abierta, los requisitos de resistencia mecánica se reducen y en estos casos no es necesaria la conexión a tierra. La apariencia de la estructura montada se muestra en la foto al principio del artículo.
Si planea utilizar una antena activa en un área de mala recepción, entonces debería utilizar antenas más eficientes. Para el rango MB, puede ser un "canal de ondas", en zigzag, en UHF, un cuadro que consta de tres cuadros, o un "canal de ondas" (sin embargo, es de banda estrecha). Autor: I.Nechaev
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Comentarios sobre el artículo: Vitali Para completar el artículo, es necesario complementar el esquema SSTF de las antenas utilizadas.
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