RU172343U1

RU172343U1 - ACTIVE ANTENNA WITH SIGNAL BYPASS DIAGRAM

Info

Publication number: RU172343U1
Application number: RU2017112437U
Authority: RU
Inventors: Аркадий Иосифович Волошин; Андрей Степанович Солдаткин; Дмитрий Андреевич Шмаров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "РЭМО-Технологии"
Priority date: 2017-04-11
Filing date: 2017-04-11
Publication date: 2017-07-04

Abstract

Полезная модель относится к антеннам приема цифрового телевизионного сигнала. Устройство выполнено в виде антенной конструкции, содержащей антенную структуру, печатную плату, схему антенного усилителя, схему обхода сигнала, корпус антенны, и характеризуется тем, что в корпусе антенны к антенной структуре непосредственно подключена печатная плата, на которой размещены схема антенного усилителя и непосредственно подключенная к ней схема обхода сигнала, таким образом, что антенная конструкция совмещает в себе и активную, и пассивную антенну, в зависимости от подачи на нее напряжения, так что при подаче питающего напряжения на печатную плату устройство переходит в активный режим работы, при котором принятый антенной структурой телевизионный сигнал поступает в схему усилителя, а при отключении питающего напряжения с печатной платы устройство переходит в пассивный режим, при котором принимаемый антенной структурой телевизионный сигнал поступает в схему обхода сигнала. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность использования антенны в пассивном режиме (без подачи на схему антенного усилителя питающего напряжения), при котором повышается стабильность и уровень качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала, поступающего на вход цифрового телевизионного приемника, и в активном режиме (с подачей питания на схему антенного усилителя), при котором увеличивается усиление принимаемого антенной цифрового телевизионного сигнала, повышается дальность приема и компенсируются потери в высокочастотных трактах передачи принимаемого цифрового телевизионного сигнала от антенны к цифровому телевизионному приемнику, в результате чего такая антенна благодаря поддержке двух режимов работы может улучшать те или иные параметры качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала в зависимости от условий приема, что в целом позволяет добиться приемлемого для конкретной ситуации уровня приема сигнала. 1 ил.The invention relates to antennas for receiving a digital television signal. The device is made in the form of an antenna structure containing an antenna structure, a printed circuit board, an antenna amplifier circuit, a signal bypass circuit, an antenna casing, and is characterized in that a printed circuit board is directly connected to the antenna structure in the antenna casing, on which the antenna amplifier circuit and are directly connected a signal bypass circuit to it, so that the antenna design combines both an active and a passive antenna, depending on the voltage applied to it, so that when applying a power supply yazheniya PCB device enters an active mode in which received by the antenna structure of the television signal is supplied to an amplifier circuit, and for disconnecting the supply voltage from the circuit board device enters the passive mode, wherein the received antenna structure television signal supplied to the signal bypass circuit. The technical result provided by the given set of features is the possibility of using the antenna in the passive mode (without supplying the antenna amplifier with the supply voltage), which increases the stability and quality level of the received digital television signal input to the digital television receiver, and in the active mode ( with power to the antenna amplifier circuit), in which the gain of the digital television signal received by the antenna increases, the the reception range and the losses in the high-frequency transmission paths of the received digital television signal from the antenna to the digital television receiver are compensated, as a result of which such an antenna, due to the support of two operating modes, can improve certain quality parameters of the received digital television signal depending on the reception conditions, which in general allows to achieve a signal reception level acceptable for a particular situation. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к антеннам приема цифрового телевизионного сигнала.The invention relates to antennas for receiving a digital television signal.

В настоящее время в быту для приема цифрового телевизионного сигнала в зависимости от условий используются активные (с усилителем) и пассивные антенны. Пассивные антенны целесообразно применять для приема цифрового телевизионного сигнала в зонах уверенного приема и прямой видимости вышки передающего телецентра. Достоинством пассивных антенн при приеме цифрового телевизионного сигнала является минимальный уровень шумов, вносимых в принимаемый сигнал от антенны, что значительно повышает уровень показателей качества принимаемого цифрового сигнала. В случаях, когда точка приема находится на значительном удалении от передающего телецентра, а присутствующие дополнительные помехи в виде элементов рельефа местности и погоды приводят к различными потерям сигнала и делают неэффективным применение пассивной антенны, рекомендуется использовать активную антенну (с усилителем). Активная антенна представляет собой пассивную антенну, к которой непосредственно подключен антенный усилитель, при подаче питания на который увеличивается усиление всей антенной системы в целом, в результате чего дальность приема цифрового телевизионного сигнала увеличивается, а также компенсируются потери в высокочастотных трактах, соединяющих антенну и приемник цифрового телевизионного сигнала. Однако активные антенны нельзя считать универсальным решением, как может показаться на первый взгляд. Стоит отметить, что использование активных антенн в зонах уверенного приема вблизи от передающего телецентра в большинстве случаев только ухудшит уровень качества принимаемого телевизионного цифрового сигнала в сравнении с пассивной антенной из-за излишнего усиления системы в целом, что приведет к перегрузке антенного усилителя и последующему возникновению искажений цифрового телевизионного сигнала, препятствующих просмотру телевизионных программ.Currently, in everyday life, active (with an amplifier) and passive antennas are used to receive a digital television signal, depending on the conditions. It is advisable to use passive antennas for receiving a digital television signal in areas of reliable reception and direct visibility of the tower of a transmitting television center. The advantage of passive antennas when receiving a digital television signal is the minimum level of noise introduced into the received signal from the antenna, which significantly increases the level of quality indicators of the received digital signal. In cases where the receiving point is located at a considerable distance from the transmitting television center, and the additional interference present in the form of terrain and weather elements leads to various signal losses and makes the use of a passive antenna ineffective, it is recommended to use an active antenna (with an amplifier). An active antenna is a passive antenna, to which an antenna amplifier is directly connected, when power is applied, the gain of the entire antenna system as a whole is increased, as a result of which the reception range of the digital television signal is increased, and losses in the high-frequency paths connecting the antenna and the digital receiver are compensated television signal. However, active antennas cannot be considered a universal solution, as it might seem at first glance. It should be noted that the use of active antennas in areas of reliable reception near the transmitting television center in most cases will only worsen the quality level of the received digital television signal compared to the passive antenna due to excessive amplification of the system as a whole, which will lead to overloading of the antenna amplifier and subsequent distortion digital television signal that impedes the viewing of television programs.

Таким образом, в зависимости от условий приема, включающих в себя множество факторов, для качественного приема цифрового телевизионного сигнала необходимо использовать либо пассивные, либо активные антенны. Зачастую потребитель затрудняется правильно подобрать под свою ситуацию нужную антенну и нуждается в решении, позволяющем добиться наилучшего уровня приема цифрового телевизионного сигнала с минимальными потерями и искажениями. В случае использования активной антенны без подачи питания на усилитель потери сигнала в схеме усилителя будут велики, в результате чего принятый антенной телевизионный сигнал попадет на вход телевизионного цифрового приемника с ослаблением в сотни раз, в результате чего уровень принимаемого сигнала будет крайне низок, т.е. активная антенна не будет работать, если не подать на нее питающее напряжение. В виду использования в быту антенн приема цифрового телевизионного сигнала, одним из главных требований к ним является минимизация помех и потерь сигнала. Ключевые характеристики таких антенн - усиление и уровень вносимых в цифровой сигнал искажений.Thus, depending on the reception conditions, which include many factors, for the high-quality reception of a digital television signal, it is necessary to use either passive or active antennas. Often, the consumer finds it difficult to choose the right antenna for his situation and needs a solution that allows him to achieve the best level of digital television signal reception with minimal loss and distortion. In the case of using an active antenna without supplying power to the amplifier, the signal loss in the amplifier circuit will be large, as a result of which the television signal received by the antenna will be transmitted to the input of the television digital receiver hundreds of times attenuated, as a result of which the received signal level will be extremely low, i.e. . the active antenna will not work if you do not apply power to it. In view of the use of antennas for receiving a digital television signal in everyday life, one of the main requirements for them is to minimize interference and signal loss. The key characteristics of such antennas are the gain and level of distortion introduced into the digital signal.

Из существующего уровня техники известны:From the current level of technology known:

1. Антенна телевизионная, дециметровых волн «REMО BAS-1131 Диапазон UHF DX» (http://remo-zavod.ru/katalog/tv-antennas/for-digital-tv/antenna-tv-diapazon-uhf-dx, опубликованная в каталоге на сайте www.remo-zavod.ru)1. Television, decimeter wave antenna "REMO BAS-1131 UHF DX Range" (http://remo-zavod.ru/katalog/tv-antennas/for-digital-tv/antenna-tv-diapazon-uhf-dx, published in the catalog on the website www.remo-zavod.ru)

Данная антенна является активной и используется для приема ТВ сигнала в зонах неуверенного приема на большом удалении от передающего телецентра. Антенна состоит из антенной структуры, корпуса, антенного усилителя, коаксиального кабеля для подачи питания на антенный усилитель посредством цифровых телевизионных приемников. Достоинством антенны является высокий уровень усиления, позволяющий принимать цифровой телевизионный сигнал на большом удалении от передающего телецентра, а также компенсировать потери сигнала в коаксиальном кабеле, соединяющем антенну и цифровой телевизионный приемник. Недостатком антенны является избыточное усиление в случае использования в местах с высоким уровнем принимаемого сигнала, что может привести к перегрузке усилителя и появлению искажений сигнала, снижающих уровень качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала.This antenna is active and is used to receive a TV signal in areas of poor reception at a great distance from the transmitting television center. An antenna consists of an antenna structure, a housing, an antenna amplifier, a coaxial cable for supplying power to the antenna amplifier through digital television receivers. The advantage of the antenna is a high gain level, which allows you to receive a digital television signal at a great distance from the transmitting television center, as well as compensate for signal loss in the coaxial cable connecting the antenna and the digital television receiver. The disadvantage of the antenna is excessive gain when used in places with a high level of received signal, which can lead to overload of the amplifier and the appearance of signal distortion, which reduces the quality level of the received digital television signal.

2. Антенна телевизионная, дециметровых волн «REMO BAS-1131 Диапазон UHF П» (http://remo-zavod.ru/katalog/tv-anteimas/aluminum antennas/antenna-tv-diapazon-uhf-p-691, опубликованная в каталоге на сайте www.remo-zavod.ru)2. Television, decimeter wave antenna "REMO BAS-1131 UHF P band" (http://remo-zavod.ru/katalog/tv-anteimas/aluminum antennas / antenna-tv-diapazon-uhf-p-691, published in catalog on the website www.remo-zavod.ru)

Данная антенна является пассивной и используется для приема ТВ сигнала в городских условиях и пригороде. Антенна состоит из антенной структуры, корпуса, антенного усилителя, коаксиального кабеля. Достоинством такой антенны являются минимальные потери и искажения принимаемого антенной цифрового телевизионного сигнала. Недостатком данной антенны является недостаточное усиление сигнала в случае, если место приема расположено на большом удалении от передающего телецентра, в результате чего уровень принимаемого цифрового телевизионного сигнала будет низким, а антенна будет малоэффективна.This antenna is passive and is used to receive a TV signal in urban and suburban areas. An antenna consists of an antenna structure, a housing, an antenna amplifier, a coaxial cable. The advantage of such an antenna is the minimal loss and distortion of the digital television signal received by the antenna. The disadvantage of this antenna is the lack of signal amplification if the receiving location is located far away from the transmitting television center, as a result of which the level of the received digital television signal will be low and the antenna will be ineffective.

Указанные недостатки препятствуют получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью.These disadvantages prevent the obtaining of a technical result, which is provided by a useful model.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание активной антенны, поддерживающей два режима работы: активный режим при поданном питании на антенный усилитель, характеризуемый высоким усилением и, как следствие, высокой дальностью приема цифрового телевизионного сигнала, и пассивный режим при отключенном питании с усилителя, причем при работе антенны в пассивном режиме, она не должна отличаться от эквивалентной пассивной антенны по приемным характеристикам, а потери и искажения сигнала должны быть минимальными, что повысит качество принимаемого цифрового телевизионного сигнала. Благодаря поддержке двух режимов полезная модель должна предоставлять пользователю больше возможностей по настройке антенны по уровню качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала под свои условия приема, тем самым упрощая для него процесс выбора антенны на этапе ее покупки.The problem the utility model aims to solve is to create an active antenna that supports two operating modes: active mode when power is supplied to the antenna amplifier, characterized by high gain and, as a result, a high range of digital television signal reception, and passive mode when the power is off with amplifier, and when the antenna is in passive mode, it should not differ from the equivalent passive antenna in receiving characteristics, and signal loss and distortion should be minimal That improve the quality of the received digital television signal. Thanks to the support of two modes, the utility model should provide the user with more options for tuning the antenna according to the quality level of the received digital television signal for its reception conditions, thereby simplifying the process of selecting the antenna for it at the stage of its purchase.

Данная задача решается за счет того, что заявленное устройство выполнено в виде антенной конструкции, содержащей антенную структуру, печатную плату, схему антенного усилителя, схему обхода сигнала, корпус антенны, и характеризуется тем, что в корпусе антенны к антенной структуре непосредственно подключена печатная плата, на которой размещены схема антенного усилителя и непосредственно подключенная к ней схема обхода сигнала, таким образом, что антенная конструкция совмещает в себе и активную, и пассивную антенну, в зависимости от подачи на нее напряжения, так что при подаче питающего напряжения на печатную плату устройство переходит в активный режим работы, при котором принятый антенной структурой телевизионный сигнал поступает в схему усилителя, а при отключении питающего напряжения с печатной платы, устройство переходит в пассивный режим, при котором принимаемый антенной структурой телевизионный сигнал поступает в схему обхода сигнала.This problem is solved due to the fact that the claimed device is made in the form of an antenna structure containing an antenna structure, a printed circuit board, an antenna amplifier circuit, a signal bypass circuit, an antenna body, and is characterized in that a printed circuit board is directly connected to the antenna structure in the antenna body, on which the antenna amplifier circuit and the signal bypass circuit directly connected to it are placed, so that the antenna structure combines both an active and a passive antenna, depending on the feed voltage on it, so that when the supply voltage to the circuit board is applied, the device enters the active mode of operation, in which the television signal received by the antenna structure enters the amplifier circuit, and when the supply voltage is disconnected from the circuit board, the device enters the passive mode, in which antenna structure of the television signal enters the circuit bypass signal.

Вышеописанная конструкция упрощает для пользователя процесс настройки антенны по уровню качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала для конкретного места приема и позволяет использовать одну антенну независимо от условий приема сигнала для получения качественного цифрового телевизионного сигнала с минимальными искажениями и потерями за счет переключения режимов работы такой антенны, причем для подачи питания на усилитель от цифрового телевизионного приемника достаточно лишь включить/выключить соответствующую функцию в меню цифрового телевизионного приемника, что делает антенну удобной для потребителя. Схема обхода сигнала, используемая в антенне, не должна оказывать негативного влияния на работу схемы антенного усилителя, а также не должна работать по принципу обратной связи по отношению к схеме антенного усилителя. Схема антенного усилителя и схема обхода сигнала должны иметь достаточную развязку между собой, исключающую негативное влияние на работу каждой во время пассивного или активного режима работы антенны. В качестве антенной структуры может быть использована антенна типа «волновой канал», патч-антенна, система из патч-антенн, дипольная антенна, логопериодическая антенна, штыревая антенна и т.п..The above construction simplifies the user’s process of tuning the antenna according to the quality level of the received digital television signal for a specific location and allows you to use one antenna, regardless of the conditions of signal reception, to obtain a high-quality digital television signal with minimal distortion and loss by switching the operating modes of such an antenna, and for power supply to the amplifier from a digital television receiver is only enough to turn on / off the corresponding function the menu of the digital television receiver that makes the antenna suitable for the consumer. The signal bypass circuit used in the antenna should not adversely affect the operation of the antenna amplifier circuit, and should also not work on the principle of feedback with respect to the antenna amplifier circuit. The antenna amplifier circuit and the signal bypass circuit must have sufficient isolation between each other, eliminating the negative impact on the operation of each during the passive or active mode of operation of the antenna. An antenna of the “wave channel” type, a patch antenna, a system of patch antennas, a dipole antenna, a log periodic antenna, a whip antenna, etc. can be used as an antenna structure.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность использования антенны в пассивном режиме (без подачи на схему антенного усилителя питающего напряжения), при котором повышается стабильность и уровень качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала, поступающего на вход цифрового телевизионного приемника, и в активном режиме (с подачей питания на схему антенного усилителя), при котором увеличивается усиление принимаемого антенной цифрового телевизионного сигнала, повышается дальность приема и компенсируются потери в высокочастотных трактах передачи принимаемого цифрового телевизионного сигнала от антенны к цифровому телевизионному приемнику, в результате чего такая антенна благодаря поддержке двух режимов работы может улучшать те или иные параметры качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала в зависимости от условий приема, что в целом позволяет добиться приемлемого для конкретной ситуации уровня приема сигнала.The technical result provided by the given set of features is the possibility of using the antenna in the passive mode (without supplying the antenna amplifier with the supply voltage), which increases the stability and quality level of the received digital television signal input to the digital television receiver, and in the active mode ( with power to the antenna amplifier circuit), in which the gain of the digital television signal received by the antenna increases, the the reception range and the losses in the high-frequency transmission paths of the received digital television signal from the antenna to the digital television receiver are compensated, as a result of which such an antenna, due to the support of two operating modes, can improve certain quality parameters of the received digital television signal depending on the reception conditions, which in general allows to achieve a signal reception level acceptable for a particular situation.

В заявляемом техническом решении одним из неотъемлемых конструктивных элементов является схема обхода сигнала, размещенная на печатной плате и подключенная к схеме антенного усилителя, обеспечивающая минимальные потери и искажения проходящего через нее сигнала при работе антенны в пассивном режиме, при отсутствии которой исчезнет возможность использования антенны в двух режимах, в результате чего в случае использования антенны в условиях, когда активный режим оказывает негативное воздействие на принимаемый сигнал в виде потерь и искажений, в пассивном режиме уровень качества принимаемого антенной сигнала будет недостаточным, а само устройство не достигнет заявленного технического результата.In the claimed technical solution, one of the integral structural elements is a signal bypass circuit located on a printed circuit board and connected to the antenna amplifier circuit, which ensures minimal loss and distortion of the signal passing through it when the antenna is in passive mode, in the absence of which the antenna can no longer be used in two modes, resulting in the case of using the antenna in conditions where the active mode has a negative impact on the received signal in the form of losses and Agen, in the passive mode the quality level of the received antenna signal strength is insufficient, and the device reaches the claimed technical result.

Заявляемое техническое решение является новым, характеризуется совокупностью признаков, отсутствующих во всех известных объектах техники аналогичного назначения.The claimed technical solution is new, characterized by a combination of features that are absent in all known objects of technology for a similar purpose.

Сущность технического решения поясняется блок-схемой конструкции, представленной на чертеже:The essence of the technical solution is illustrated by the block diagram of the design shown in the drawing:

1 - антенная структура;1 - antenna structure;

2 - печатная плата;2 - printed circuit board;

3 - схема антенного усилителя;3 is a diagram of an antenna amplifier;

4 - схема обхода сигнала;4 - circuit bypass signal;

5 - корпус антенны.5 - antenna body.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Пользователь устанавливает антенну и направляет в сторону передающего телецентра, после чего подключает ее при помощи коаксиального кабеля к цифровому телевизионному приемнику и подает от него питание на схему антенного усилителя (3), в результате чего принимаемый антенной структурой (1) сигнал поступает в схему антенного усилителя (3), усиливается и по коаксиальному кабелю поступает на вход цифрового телевизионного приемника. Пользователь оценивает уровень качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала и при необходимости корректирует направление антенны, а затем выключает питание от телевизионного приемника, в результате чего принимаемый антенной структурой (1) сигнал поступает в схему обхода сигнала (4), проходит через нее с минимальными потерями и искажениями и посредством коаксиального кабеля поступает на вход цифрового телевизионного приемника. Пользователь сравнивает полученный уровень качества принимаемого цифрового телевизионного сигнала с предыдущим результатом и выбирает для себя оптимальный режим работы антенны.The user installs the antenna and directs it towards the transmitting telecentre, then connects it with a coaxial cable to a digital television receiver and supplies power from it to the antenna amplifier circuit (3), as a result of which the signal received by the antenna structure (1) enters the antenna amplifier circuit (3), amplified and fed through a coaxial cable to the input of a digital television receiver. The user estimates the quality level of the received digital television signal and, if necessary, corrects the direction of the antenna, and then turns off the power from the television receiver, as a result of which the signal received by the antenna structure (1) enters the signal bypass circuit (4), passes through it with minimal loss and distortion and through a coaxial cable is fed to the input of a digital television receiver. The user compares the received quality level of the received digital television signal with the previous result and chooses for himself the optimal mode of operation of the antenna.

Преимуществом полезной модели является возможность переключения активной антенны в пассивный режим в условиях приема высокого уровня сигнала, в результате чего цифровой телевизионный сигнал с минимальными потерями и искажениями поступит на вход цифрового телевизионного приемника в отличие от обычной активной антенны, которая в условиях приема высокого уровня сигнала будет создавать избыточное усиление, приводящее к перегрузке усилителя и появлению искажений сигнала, снижающих уровень качества приема цифрового телевизионного сигнала, а в условиях приема слабого уровня сигнала, на большом удалении от передающего телецентра, при переключении антенны в активный режим повышается усиление принимаемого цифрового телевизионного сигнала и увеличивается дальность приема, что улучшит уровень принимаемого сигнала в отличие от обычной пассивной антенны, усиления которой в таких условиях будет недостаточно для стабильного приема высокого уровня цифрового телевизионного сигнала.The advantage of the utility model is the ability to switch the active antenna to passive mode under conditions of receiving a high signal level, as a result of which a digital television signal with minimal loss and distortion will be fed to the input of a digital television receiver, in contrast to a conventional active antenna, which, when receiving a high signal level, will create excessive amplification, leading to overload of the amplifier and the appearance of signal distortions that reduce the level of reception quality of a digital television signal la, and in conditions of receiving a weak signal level, at a great distance from the transmitting television center, when the antenna is switched to active mode, the gain of the received digital television signal increases and the reception range increases, which will improve the level of the received signal in contrast to the usual passive antenna, the amplification of which conditions will not be enough for stable reception of a high level of digital television signal.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию «Промышленная применимость», поскольку может быть изготовлено известными техническими средствами, что подтверждено успешным результатом опытного использования заявляемого устройства.The claimed technical solution meets the criterion of "Industrial applicability", since it can be manufactured by known technical means, which is confirmed by the successful result of the experimental use of the inventive device.

Техническое решение может быть использовано как в быту, так и на производстве.The technical solution can be used both in everyday life and in production.

Claims

The device is made in the form of an antenna structure containing an antenna structure, a printed circuit board, an antenna amplifier circuit, a signal bypass circuit, an antenna casing, and is characterized in that a printed circuit board is directly connected to the antenna structure in the antenna casing, on which the antenna amplifier circuit and are directly connected a signal bypass circuit to it, so that the antenna design combines both an active and a passive antenna depending on the voltage applied to it, so that when applying a supply voltage When the voltage on the printed circuit board, the device enters the active mode of operation, in which the television signal received by the antenna structure enters the amplifier circuit, and when the supply voltage is disconnected from the printed circuit board, the device enters the passive mode, in which the television signal received by the antenna structure enters the signal bypass circuit.