Линейный полуволновой вибратор

Линейный полуволновой вибратор

рис. 0.2

Линейный полуволновой вибратор (рис 0.2, а) принципиально не отличается от комнатной антенны, кроме того, что лучи его раздвинуты на 180⁰ и укреплены на мачте. Такая антенна позволяет вести прием на расстоянии 30…50 км от телецентра. Лучи - вибраторы выполняются из трубок или стержней (стальных, латунных, дюралюминиевых), а также металлических полосок и уголков. Лучи 1 (рис 0.2, а), крепятся на прямоугольной полоске 2 через изоляторы 3. В качестве материала для изоляторов могут быть использованы ВЧ керамика,пластмассы, текстолит и гетинакс.

Точная длина вибраторов в зависимости от средней длины волны и наружного диаметра трубок рассчитывается по формуле

Где  λcp  -- средняя длина волны,  т. е. длина волны, соответствующая средней частоте диапазона,  в котором должен работать вибратор, м;  Δ―коэффициент укорочения  %.  Значение последнего зависит от отношения диаметра  d  трубки  вибратора к средней длине волны  d/λcp  (рис.  0.2,  б).

Наружный диаметр трубок должен быть не менее 8 мм  (внутренний диаметр значения не имеет), а расстояние между внутренними торцами трубок (точки  А  и  А'  на рис. 0.2,  а)― в пределах 50….80 мм.  Указанные размеры приемлемы для любого из 12 каналов. С помощью антенны в приемник передается наибольшая мощность принимаемого  сигнала, если ее входное сопротивление равно волновому сопротивлению фидера.  Чтобы изображение на экране имело максимальную четкость, входное сопротивление  антенны не должно изменяться во время приема широкой полосы частот телевизионных сигналов. Полуволновой линейный вибратор обеспечивает прием телевизионного изображения с высокой четкостью, поскольку его входное сопротивление в полосе частот телевизионных сигналов изменяется незначительно.
  Если есть возможность принимать несколько программ, линеыным полуволновым вибратором, настроенным на одну из них,  пользоваться нежелательно.  Так, при настройке антенны на прием сигналов  1-го канала ее входное сопротивление составляет около  75 Ом и хорошо согласуется с волновым сопротивлением кабеля, составляющим  также  75 Ом.  Если же эта антенна принимает сигналы, например, 3-го канала, то ее входное сопротивление увеличивается до 400….600 Ом (в зависимости от диаметра трубок, из которых изготовлены полувибраторы), согласование при этом нарушается, что приводит  к  резкому снижению эффективности  антенны.

рис. 0.3

В абонентских сетях наиболее широкое распространение получил коаксиальный несимметрии вибратора коаксиальный несимметричный кабель.  Для сохранения симметрии вибратора коаксиальный кабельснижения должен быть подключен через симметрирующее  устройство ― короткозамкнутый  четвертьволновый  мостик из трубок  (рис.  0.3.) или симметрирующую петлю из коаксиального кабеля  (U-колено) (см. рис.  0.2,  а).

Таблица 0.2.  Длина симметрирующего  мостика  LM  мм
Номер канала	LM
1	1430
2	1200
3	940
4	850
5,   6	780
6,   7	415
8,   9	380
10…12	345
13…19	150
20…26	135

    Через  одну из трубок  протягивается кабель снижения, который оплеткой подключается к  одной половине вибратора,  а жилой ― к другой.  Длина LM  симметрирующего  мостика от вибратора  до короткозамкнутой перемычки  должна быть равна четверти средней длины волны  и выбирается  для каждого  канала в соответствии  с данными табл. 0.2.  Участки трубок, находящиеся  ниже короткозамкнутой перемычки, могут быть произвольной длины.  Симметрирующий мостик не нарушает согласования, так как его  входное сопротивление очень велико  во всей полосе  частот телевизионного канала и не шунтирует  антенну.
   Полная длина U-колена  для полуволнового линейного вибратора должна  быть равна средней длине волны в кабеле для данного телевизионного канала.  Средняя длина волны в кабеле λcp.к определяется  по формуле

Таблица  0.3  Размеры мм  вибратор (L)И отрезков U-колена (L1 и L2)
Номер канала	L	L1	L2
1	2760	2850	950
2	2340	2400	800
3	1790	1860	620
4	1620	1680	560
5	1510	1545	515
6,   7	780	840	280
8,   9	710	750	250
10…12	650	690	230

где ɛ - диэлектрическая проницаемость материала, заполняющего кабель (для кабелей марки РК-75 ɛ = 2,3; см. табл. 2.17).

  Жила кабеля снижения и его оплетка должны быть соединены соответственно с жилой и оплеткой кабеля U-колена. На практике U-колено выполняется на двух отрезков кабеля, один из которых имеет длину L1 = (3/4)λcp.k a другой L2 = (1/4)λcp.k (см. рис. 0.2,а и табл. 0.3).

  Соединение коаксиального кабеля с симметричным вибратором при использовании U - колена не вызывает нарушения симметрии антенны, так как обе половины вибратора включены относительно оплетки кабеля одинаково инее имеют с ней контакта. Нужное направление таков в каждой половине вибратора определяется разностью хода волны в отрезках L1 и L2 кабеля. Которая должна составлять половину длины волны в кабеле.
  В связи с быстрым развитием многопрограммного телевещания возможности использования линейного полуволнового вибратора для приема по нескольким каналам представляют большой интерес. При работе вибратора по нескольким каналам его длина L может быть вычислена после расчета средней длины волны по формуле 

где λcp1 и λcp2 ― средние длины волн крайних каналов, м.
При приеме по нескольким каналам в качестве симметрирующего устройства предпочтительнее использовать перемещающийся короткозамкнутый мостик (см. рис. 0.3) а не U-колено. В этом случае длина мостика LM для соответствующих каналов будет равна : 1-го и 3-го ― 1150 мм,    для 2-го и 4-го ― 1000 мм,    для  3-го и 5-го ― 850 мм,   для 6….12-го ― 370 мм.    Диаметр трубок мостика  ― 10….20 мм

Таблица 2.17.  Электрические и конструктивные данные РЧ коаксиальных Кабелей с волновым сопротивлением 75 ОМ
Марка кабеля	Коэффициент затухания, дБ/м, при f, ГГц		Внутренний проводник			Изоляция		Материал оболочки		Наружный диаметр, мм	Масса, кг/км
	0,1	1	Материал	Конструкция	Диаметр, мм	Материал	Диаметр, мм	Внешнего проводника	Изоляция
РК-75-1-12	0,40	1,2	СМЛ	1 x 0,17	0,17	П	0,1	ОМЛ	П	1,9	6
РК-75-1, 5-12	0,3	1,0	СМЛ	1 x 0,24	0,24	П	1,5	ОМЛ	П	2,4	9
РК-75-2-11	0,27	0,85	М	1 x 0,37	0,37	П	2,2	ОМЛ	П	3,5	20
РК-75-2-13	0,20	0,75	МЛ	7 x 0,12	0,36	П	2,2	ОМЛ	П	3,2	15
РК-75-3-13	0,11	0,5	М	7 x 0,20	0,60	П	3,7	ОМ	В	5,3	32
РК-75-3-31	0,13	0,7	МЛ	7 x 0,23	0,69	П	3,0	ОМЛ	П	5,5	27
РК-75-4-11	0,10	0,4	М	1 x 0,72	0,72	П	4,6	ОМ	П	7,3	62
РК-75-4-12	0,11	0,52	М	7 x 0,26	0,78	П	4,6	ОМ	П	7,3	68
РК-75-4-13	0,13	0,55	М	7 x 0,26	0,78	П	4,6	ОМ	В	7,6	80
РК-75-4-14	0,13	0,6	М	7 x 0,26	0,78	П	4,6	ОМ	П	7,3	68
РК-75-4-15	0,10	0,5	М	1 x 0,72	0,72	П	4,6	ОМ	В	7,3	84
РК-75-4-16	0,10	0,5	М	7 x 0,26	0,78	П	4,6	ОМ	В	7,3	78
РК-75-4-110	0,10	0,6	М	7 x 0,26	0,78	П	4,6	ОМ	П	7,3	68
РК-75-4-37	0,07	0,32	М	1 x 1,03	1,03	П	4,6	ОМ	П	6,5	55
РК-75-7-11	0,05	0,21	М	1 x 1,13	1,13	П	7,3	ОМ	П	9,5	132
РК-75-7-12	0,09	0,4	М	7 x 0,40	1,20	П	7,3	ОМ	П	10,3	132
РК-75-7-15	0,08	0,36	М	1 x 1,13	1,13	П	7,3	ОМ	В	9,5	132
РК-75-7-16	0,09	0,4	М	7 x 0,40	1,20	П	7,3	ОМ	В	10,3	147
РК-75-9-12	0,06	0,26	М	1 x 1,35	1,35	П	9,0	ОМ	В	12,2	205
РК-75-9-13	0,06	0,27	М	1 x 1,35	1,35	П	9,0	ОМ	П	12,2	191
РК-75-9-14	0,05	0,27	М	1 x 1,35	1,35	П	9,0	ОМ	В	13,2	223
РК-75-9-16	0,05	0,27	М	1 x 1,35	1,35	П	9,0	ОМ	П	12,3	188
Примечание.  М – медная проволовка;  МЛ – луженая медная проволовка;   СМЛ – луженая биметаллическая  (стальная) проволока;  ОМ – оплетка медной проволокой;  ОМЛ – оплетка луженой медной проволокой;  П – полиэтилен;   В – поливинилхлоридный пластикат;