RU2048695C1

RU2048695C1 - Indoor tv antenna

Info

Publication number: RU2048695C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Петрович Кривенко; Евгений Дмитриевич Романенко; Георгий Петрович Сташевский
Original assignee: Конструкторское бюро "Южное"
Priority date: 1992-03-24
Filing date: 1992-03-24
Publication date: 1995-11-20

Abstract

FIELD: individual receiving of TV programs. SUBSTANCE: device has symmetric oscillator, which branches are at angle to one another, and linear oscillator, which is located along bisector of this angle. Beginnings of branches of symmetric oscillator are designed as spiral which turns are directed in opposite in different branches. Their ends are connected to coaxial feeder. Central conductor of coaxial feeder is connected to linear non-symmetry oscillator. EFFECT: increased functional capabilities due to possibility to receive programs in band of 1-39 channels and radio waves of FM band. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике, а более конкретно к комнатным телевизионным антеннам, и может быть использовано для индивидуального приема телевизионных программ в диапазоне 1-39 каналов, а также для приема радиопрограмм УКВ диапазона. The invention relates to antenna technology, and more particularly to indoor television antennas, and can be used for individual reception of television programs in the range of 1-39 channels, as well as for receiving VHF radio programs.

Известны конструкции телевизионных антенн, например широкодиапазонная направленная антенна, которая включает два плоских вибратора крыла, образующих кардиоидную форму, направление главного лепестка которой совпадает с осью симметрии кардиоидного излучателя и с вершиной кардиоиды. Антенна обладает хорошими характеристиками приема в диапазоне 80-900 МГц. Однако благодаря сравнительно большим геометрическим размерам вибраторов, близким к λ/4, где λ длина волны на нижней частоте диапазона, в комнатном варианте исполнения антенна может использоваться только в дециметровом диапазоне волн. Кроме того, эта антенна без изменения ориентации вибраторов может принимать телепередачи только одной поляризации (горизонтальной или вертикальной), на которую ориентированы вибраторы. Television antenna designs are known, for example, a wide-range directional antenna, which includes two flat wing vibrators forming a cardioid shape, the direction of the main lobe of which coincides with the axis of symmetry of the cardioid emitter and with the top of the cardioid. The antenna has good reception characteristics in the range of 80-900 MHz. However, due to the relatively large geometric dimensions of the vibrators close to λ / 4, where λ is the wavelength at the lower frequency of the range, in the indoor version, the antenna can only be used in the decimeter wavelength range. In addition, this antenna, without changing the orientation of the vibrators, can receive telecasts of only one polarization (horizontal or vertical), to which the vibrators are oriented.

Этого недостатка лишена сдвоенная рамочная антенна в сочетании с телескопическим стержнем. В этой антенне вертикально поляризованные телевизионные сигналы принимаются кольцевыми рамками, а горизонтально поляризованные телевизионные сигналы телескопическим штырем. Большие габариты кольцевой рамки, диаметр которой близок к λ/4, не позволяют выполнить комнатный вариант антенны для первых пяти телевизионных каналов. The dual loop antenna in combination with the telescopic rod does not have this drawback. In this antenna, vertically polarized television signals are received by circular frames, and horizontally polarized television signals by a telescopic pin. The large dimensions of the annular frame, the diameter of which is close to λ / 4, do not allow the indoor version of the antenna for the first five television channels.

Наиболее близкой по принципу действия и конструкции к предлагаемой является антенна, которая состоит из двух телескопических вибраторов, шарнирно закрепленных на подставке под углом друг к другу, и предназначена для приема телевизионных передач на любом из 12 телевизионных каналов метрового диапазона волн. Closest to the principle of action and design to the proposed one is an antenna, which consists of two telescopic vibrators pivotally mounted on a stand at an angle to each other, and is designed to receive television broadcasts on any of the 12 television channels of the meter wavelength range.

Однако она не обеспечивает прием телевизионных программ в дециметровом диапазоне. Кроме того, при передаче телецентром одновременно нескольких программ по разным телевизионным каналам с разной поляризацией сигнала необходима перестройка антенны на соответствующий канал и/или изменение пространственной ориентации вибраторов, что создает неудобства при ее эксплуатации, особенно для людей преклонного возраста и инвалидов. However, it does not allow reception of television programs in the decimeter range. In addition, when a television center transmits several programs simultaneously on different television channels with different polarization of the signal, it is necessary to rebuild the antenna to the corresponding channel and / or change the spatial orientation of the vibrators, which creates inconvenience in its operation, especially for elderly people and people with disabilities.

Цель изобретения создание малогабаритной комнатной антенны, обеспечивающей прием телевизионных программ с горизонтальной и вертикальной поляризацией сигналов как в метровом, так и в дециметровом диапазоне волн без подстройки ее в процессе эксплуатации. The purpose of the invention is the creation of a small room antenna that provides television programs with horizontal and vertical polarization of signals in both the meter and decimeter wavelengths without adjusting it during operation.

Это достигается тем, что в антенне, содержащей симметричный вибратор, плечи которого установлены под углом друг к другу, начало каждого плеча, равного примерно λ/4 на средней частоте нижнего метрового диапазона, выполнено в виде витка спирали круглой или многоугольной формы, причем направление навивки витков обоих плеч вибратора противоположно. Длина витка выбирается примерно равной λ/2 на нижней частоте дециметрового диапазона. Расстояние между витками спирали s<< λ выбирается для обеспечения осевого излучения минимально возможным из конструктивных соображений исходя из диаметра провода и его упругости для обеспечения уровня КСВ, регламентируемого ГОСТом в дециметровом диапазоне. This is achieved by the fact that in an antenna containing a symmetrical vibrator, the shoulders of which are mounted at an angle to each other, the beginning of each arm, equal to approximately λ / 4 at the middle frequency of the lower meter range, is made in the form of a spiral coil of round or polygonal shape, and the direction of winding the turns of both shoulders of the vibrator are opposite. The coil length is chosen approximately equal to λ / 2 at the lower frequency of the decimeter range. The distance between the turns of the spiral s << λ is chosen to ensure axial radiation as small as possible from design considerations based on the diameter of the wire and its elasticity to ensure the level of SWR, regulated by GOST in the decimeter range.

В точке подключения одного из плеч вибратора к центральному проводнику коаксиального фидера дополнительно установлен вертикальный прямолинейный вибратор таким образом, что его ось совпадает с биссектрисой угла, образованного плечами симметричного вибратора. Подставка выполнена металлической, имеет дискообразное основание и вертикальную трубку, внутри которой проходит часть коаксиального кабеля, гальванически соединенного своим внешним проводником с этой трубкой в точке подключения к второму плечу симметричного вибратора. Концы плеч симметричного вибратора для уменьшения габаритов по высоте и повышения жесткости антенны могут быть изогнуты навстречу друг другу и соединены между собой и с дополнительным вибратором диэлектрической муфтой. At the point of connection of one of the arms of the vibrator to the central conductor of the coaxial feeder, a vertical rectilinear vibrator is additionally installed so that its axis coincides with the bisector of the angle formed by the arms of the symmetric vibrator. The support is made of metal, has a disk-shaped base and a vertical tube, inside of which there passes a part of a coaxial cable galvanically connected by its external conductor to this tube at the point of connection to the second arm of the symmetric vibrator. The ends of the arms of the symmetrical vibrator to reduce the height and increase the rigidity of the antenna can be bent towards each other and connected to each other and to an additional vibrator by a dielectric coupling.

Вертикально поляризованные сигналы телецентра в метровом диапазоне принимаются вертикальным несимметричным диполем, у которого одно плечо дополнительный вертикальный штырь, а второе металлическая подставка (диск и трубка), представляющая собой вибратор с емкостной нагрузкой. Горизонтально поляризованные сигналы в этом диапазоне принимаются уголковым диполем, образованным плечами симметричного вибратора, а также комбинацией из дополнительного вибратора и того плеча симметричного вибратора, которое соединено гальванически с подставкой. Vertically polarized telecentre signals in the meter range are received by a vertical asymmetric dipole, in which one shoulder has an additional vertical pin, and the second is a metal stand (disk and tube), which is a vibrator with a capacitive load. Horizontally polarized signals in this range are received by an angular dipole formed by the arms of a symmetrical vibrator, as well as a combination of an additional vibrator and that arm of a symmetrical vibrator, which is galvanically connected to the stand.

В дециметровом диапазоне обе поляризации принимаются витками спирали, образующими синфазную решетку. Синфазность токов в ветвях спирали обеспечивается противоположным направлением навивки спиралей, принадлежащим разным плечам симметричного вибратора, и их противофазным питанием. Такая конструкция спиралей может рассматриваться либо как синфазная решетка с расстоянием s между элементами, где s << λ, или как спиральная антенна с противофазным питанием разных плеч спирали. In the decimeter range, both polarizations are received by spiral turns forming an in-phase lattice. The phase matching of the currents in the branches of the spiral is ensured by the opposite direction of winding the spirals, belonging to different arms of the symmetrical vibrator, and their antiphase power. Such a design of spirals can be considered either as an in-phase array with a distance s between elements, where s << λ, or as a spiral antenna with antiphase feeding of different arms of the spiral.

На фиг. 1 приведен один из вариантов предлагаемой антенны в изометрии; на фиг. 2 узлы крепления и гальванического соединения всех вибраторов предлагаемой антенны. In FIG. 1 shows one of the variants of the proposed antenna in isometry; in FIG. 2 nodes of fastening and galvanic connection of all vibrators of the proposed antenna.

Вариант предлагаемой комнатной телевизионной антенны включает симметричный вибратор с плечами 1, 2 из проволок диаметром 4-10 мм, начало каждого из которых выполнено в виде витка, например квадратного, спирали 3, 4. Каждый виток спирали расположен по разные стороны от дополнительного вибратора 5 так, что одна диагональ образованного квадрата расположена параллельно дополнительному вибратору, а другая перпендикулярно ему. Витки спиралей вибраторов навиты противоположно, но имеют общую ось, проходящую через точку пересечения диагоналей квадратов перпендикулярно дополнительному вибратору 5. Начало спирали 3 механически закреплено на 45^о скосе кронштейна 6, который винтами закреплен на проводящей шайбе 7, имеющей контакт 8, к которому подпаян центральный проводник коаксиального кабеля 9. Изолированный от шайбы 7 диэлектрической корзиной 10 внешний проводник коаксиального кабеля распаян на шайбу 11. С помощью диэлектрической шайбы 12 четырьмя винтами 13 перечисленный пакет прижат к корпусу запитки 14. К горизонтальной части кронштейна 6 прикреплен вертикальный дополнительный вибратор 5. Начало спирали 4 плеча 2 симметричного вибратора закреплено на кронштейне 15, имеющем гальваническую связь с корпусом узла запитки 14 через винты 13. Корпус 14 скреплен с трубкой, в которой выполнено отверстие для выхода коаксиального кабеля 9. Нижняя часть трубки 16 гальванически соединена с диском-основанием 17.A variant of the proposed indoor television antenna includes a symmetric vibrator with shoulders 1, 2 of wires with a diameter of 4-10 mm, the beginning of each of which is made in the form of a coil, for example a square, spiral 3, 4. Each coil of the spiral is located on different sides from the additional vibrator 5 so that one diagonal of the formed square is parallel to the additional vibrator, and the other perpendicular to it. The turns of the spirals of the vibrators are wound opposite, but have a common axis passing through the point of intersection of the diagonals of the squares perpendicular to the additional vibrator 5. The beginning of the spiral 3 is mechanically fixed at 45 ^{about the} bevel of the bracket 6, which is screwed to the conductive washer 7, which has a contact 8, to which the central one is soldered coaxial cable conductor 9. Insulated from the washer 7 by a dielectric basket 10 the external conductor of the coaxial cable is soldered to the washer 11. Using a dielectric washer 12 with four screws 13 listed This package is pressed against the power supply case 14. A vertical additional vibrator 5 is attached to the horizontal part of the bracket 6. The start of the spiral 4 of the arm 2 of the symmetrical vibrator is fixed to the bracket 15, which is galvanically connected to the housing of the power supply unit 14 through screws 13. The housing 14 is fastened to the tube, in which has a hole for the output of the coaxial cable 9. The lower part of the tube 16 is galvanically connected to the base disk 17.

Для уменьшения общего размера антенны и повышения жесткости конструкции концы плеч симметричного вибратора 1, 2 могут быть изогнуты навстречу друг другу и механически соединены между собой и вертикальным вибратором 5 диэлектрической муфтой 18. To reduce the overall size of the antenna and increase the structural rigidity, the ends of the arms of the symmetrical vibrator 1, 2 can be bent towards each other and mechanically connected to each other and the vertical vibrator 5 by a dielectric coupling 18.

Предположенная антенна обеспечивает на входе телевизора при длине коаксиального кабеля порядка 2 м коэффициент бегущей волны (КБВ) не менее 0,2 в диапазоне 1-5 каналов по ГОСТ 7845-79 и не менее 0,35 в диапазоне 6-12 и 21-39 каналов по ГОСТ 7845-79. The proposed antenna provides at the input of the TV with a coaxial cable length of about 2 m, the traveling wave coefficient (KBV) is at least 0.2 in the range of 1-5 channels according to GOST 7845-79 and at least 0.35 in the range of 6-12 and 21-39 channels in accordance with GOST 7845-79.

Диаграммы направленности комнатной телевизионной антенны во всем рабочем диапазоне имеют форму восьмерки. При необходимости получения однонаправленной антенны в дециметровом диапазоне достаточно установить одним из известных способов отражатель, например линейный рефлектор, в горизонтальной или вертикальной плоскости на уровне соответствующей диагонали витка (на фиг. 1 такой рефлектор 19 обозначен пунктиром). The radiation patterns of a room television antenna in the entire operating range are eight. If it is necessary to obtain a unidirectional antenna in the decimeter range, it is sufficient to install a reflector, for example a linear reflector, in a horizontal or vertical plane at the level of the corresponding diagonal of the coil using one of the known methods (in Fig. 1 such a reflector 19 is indicated by a dashed line).

Обработанный вариант комнатной телевизионной антенны, выполненной из алюминиевого сплава, имеет следующие основные размеры:
Максимальная высота антенны h 450 мм;
Максимальная ширина антенны L 405 мм;
Диаметр диска D 180 мм;
Высота трубки над диском h₁ 100 мм;
Диаметр указанной трубки d 20 мм;
Диаметр стержней вибраторов (основного и дополнительного) d₁ 5 мм.The processed version of a room television antenna made of aluminum alloy has the following main dimensions:
Maximum antenna height h 450 mm;
Maximum antenna width L 405 mm;
Disc diameter D 180 mm;
The height of the tube above the disk h ₁ 100 mm;
The diameter of the specified tube d 20 mm;
The diameter of the vibrator rods (primary and secondary) d ₁ 5 mm.

Вибратор антенны можно изготовить из металлической трубки или проволоки диаметром 4-10 мм либо полоски металла толщиной 1-5 мм и шириной 4-10 мм. The antenna vibrator can be made of a metal tube or wire with a diameter of 4-10 mm or metal strips 1-5 mm thick and 4-10 mm wide.

Марка металла не играет существенной роли, поэтому антенну легко изготавливать из отходов листового металла или обрезков алюминиевого или латунного провода. The metal grade does not play a significant role, so the antenna is easily made from sheet metal waste or scraps of aluminum or brass wire.

Для массового изготовления предлагаемой комнатной телевизионной антенны не требуется специального оборудования, достаточно иметь токарный станок любой марки и кондуктор для изготовления вибраторов. For mass production of the proposed indoor television antenna does not require special equipment, it is enough to have a lathe of any brand and a conductor for the manufacture of vibrators.

Claims

1. ROOM TV ANTENNA, containing a symmetric vibrator, the shoulders of which are mounted at an angle to each other, mounted on a metal stand and attached to a coaxial feeder, characterized in that a linear asymmetric vibrator is inserted along the bisector of the angle between the shoulders of the symmetric vibrator, attached at one end to the central conductor of the coaxial feeder, the outer conductor of which is connected to a metal stand, and the beginning of the arms of the symmetrical vibrator are made in the form of turns in a spiral with the opposite direction of winding in different arms.

2. The antenna according to claim 1, characterized in that the ends of the shoulders of the symmetrical vibrator are bent towards each other and fastened by a dielectric coupling to each other and with a linear symmetric vibrator.