RU221885U1 - Универсальная телевизионная антенна с угловым комбинированным рефлектором - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к универсальным антеннам приема цифрового телевизионного сигнала диапазона дециметровых радиоволн с расширенными функциональными возможностями. Универсальная телевизионная антенна с угловым комбинированным рефлектором содержит часть, предназначенную для приема ТВ-сигналов диапазона дециметровых волн с антенной структурой, выполненной из вибраторов, узел питания, антенный усилитель, систему обхода сигнала, подключенную к коаксиальному кабелю снижения. Также антенна дополнительно содержит угловой рефлектор с верхней и нижней створками рефлектора, на которых в пределах площадей створок размещена плоская солнечная батарея, причем ее выход, с соблюдением полярности питания и диодной развязкой, коммутационными проводниками подключен к выходу антенного усилителя параллельно коаксиальному кабелю снижения. Усилитель с системой обхода сигнала выполнен с возможностью подачи сигналов, поступающих от антенной структуры, без усиления непосредственно в коаксиальный кабель снижения, а также с возможностью питания от солнечной батареи, и через коаксиальный кабель снижения от внешнего аккумулятора и от телевизора. Техническим результатом заявленного технического решения является создание универсальной активной антенны на базе углового рефлектора в комбинации с солнечной батареей, обеспечивающей как непосредственное питание активной антенны в светлое время суток, так и запасенной энергией при использовании аккумулятора в любое время суток. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель относится к универсальным антеннам приема цифрового телевизионного сигнала диапазона дециметровых радиоволн с расширенными функциональными возможностями.

В настоящее время в быту, для приема цифровых телевизионных сигналов, в зависимости от условий пользования, применяются активные (с усилителем) и пассивные антенны, причем в последнее время все шире используются для работы энергопотребителей, от маломощных до мощных, возобновляемые источники энергии, среди которых наибольший спрос и развитие получают солнечные источники электроэнергии.

Достоинством пассивных антенн, при приеме цифровых телевизионных сигналов, является минимальный уровень шумов, вносимых в принимаемые сигналы от антенн, повышающий уровень показателей качества принимаемых цифровых сигналов, но при удалении от передающего телецентра и сложном рельефе местности из-за ослабления сигналов, прием становится возможным только при использовании активных антенн (с усилителем). Активная антенна с антенным усилителем представляет собой пассивную антенну, к которой непосредственно подключен антенный усилитель, увеличивающий усиление всей антенной системы в целом, с упрощенной подачей питания на него по высокочастотному сигнальному коаксиальному кабелю с развязкой высокочастотного сигнала и постоянного напряжения питания от дополнительного сетевого блока питания или от телевизора с соответствующей функцией.

Из существующего уровня техники известны:

Всеволновая телевизионная антенна (патент RU 54465 от 27.06.2006 H01Q 11/20). Она предназначена для приема телевизионных сигналов ТВ-вещания и содержит части, предназначенные для приема диапазонов метровых и дециметровых волн, выполненная из разрезного вибратора и ряда вибраторов, закрепленных на несущих трубах с короткозамыкающей перемычкой и узлом подачи напряжения питания на усилитель ТВ-сигнала.

Недостатками известной антенны являются, механическая ненадежность узла крепления элементов антенны части метровых волн, при использовании изоляторов и применение устройства согласования, занижающего электрические характеристики за счет взаимовлияния частей антенны метровых и дециметровых волн, повышающих введением антенного усилителя.

Известна телевизионная антенна (патент RU 124986 от 20.02.2013 H01Q 1/32). Антенна содержит диполи, выполненные из полого металлического прутка цилиндрической формы, изогнутого таким образом, что он образует вертикально ориентированный разомкнутый шестиугольник, при этом нижние боковые стороны шестиугольника отличаются по длине. Концы диполей соединены с верхней и нижней пластинами усилителя, размещенного и зафиксированного в корпусе посредством крепежа, причем диполи соединены друг другом двухсторонними держателями с формированием призмы.

Недостатком известной антенны является низкий коэффициент усиления, при призматическом механическом размещении рамочных диполей, с синфазными равноудаленными от центра вибраторами для обеспечения круговой направленности, при неблагоприятном электрическом синтезе. Нормальная работа известной телевизионной антенны обеспечивается только с антенным усилителем, что предопределяет ее использование только в узкой сфере, где нет устремлений к высокому качеству сигналов, а только требуется ненаправленный прием радиоволн с горизонтальной поляризацией.

Известна антенна комнатная телевизионная (патент RU 2749652 от 16.06.2021 H01Q 9/28). Антенна телевизионная включает корпус, внутри которого размещены полый металлический конусообразный приемный элемент, антенный усилитель, при этом приемный элемент расположен в корпусе вертикально и вершиной конуса механически и электрически соединен с платой антенного усилителя. Причем диаметр поперечного сечения основания приемного элемента составляет 1/2-1/4λ, где λ - средняя рабочая длина волны телевизионного дециметрового диапазона.

Недостатком известной антенны является конструктивная и технологическая сложность и нецелесообразность электрической схемы, из-за сокращения размеров структуры при адаптации к комнатной версии антенны, что влечет обязательное использование антенного усилителя.

Наиболее близкой по технической сущности является усилитель передающей линии ТВ или радиопередачи с переключателем обхода, контролируемого на стороне приемника (патент US 5896183 от 20.04.1999 H04N 5/44). Известное изобретение-прототип содержит часть, предназначенную для приема сигналов с антенной структурой, узел питания, антенный усилитель, систему обхода сигнала (фиг. 1-4) и линию передачи, причем система обхода сигнала, расположенная в антенне, управляется пользователем с помощью манипуляции приводом силового переключателя, расположенного в месте приемника путем подачи или отключения в линии передачи пониженного выпрямленного постоянного напряжения от отдельного сетевого блока питания.

Недостатком прототипа является переход в пассивный режим, при несанкционированном отключении питающего напряжения, при котором принимаемый антенной структурой телевизионный сигнал поступает через систему обхода сигнала без усиления и при использовании антенны в сложных условиях приводит к прекращению приема цифровых телевизионных сигналов, критичных к уровням, относительно аналогового телевидения, использование механических переключателей и отдельного блока питания.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение универсализации при создание активной антенны, поддерживающей два режима работы: активный режим при подключении гарантированного питания на антенный усилитель, характеризуемый высоким усилением и увеличенной дальностью приема цифрового телевизионного сигнала, и пассивный режим, при контролируемом отключении питания от антенного усилителя в случаях повышенного уровня принимаемых сигналов. Благодаря использованию для питания антенного усилителя солнечной батареи, расположенной непосредственно в конструкции антенны, в дневное время отсутствуют падение напряжения и потери электрической мощности из-за укорочения цепи питания антенного усилителя, а тройное резервирование днем и двойное ночью, обеспечивают высокую надежность питания антенного усилителя, причем избыточная мощность, вырабатываемая солнечной батареей, может быть использована для питания сторонних потребителей электроэнергии в месте, где подключается кабель снижения от универсальной активной телевизионной антенны к телевизору.

Техническим результатом заявленного технического решения является создание системы универсальной активной антенны на базе углового рефлектора в комбинации с солнечной батареей, обеспечивающей как непосредственное питание активной антенны в светлое время суток, так и запасенной энергией при использовании аккумулятора в любое время суток. Дополнительным результатом является подключение внешних гаджетов при использовании излишней энергии, как в периоды работы солнечной батареи, так и запасенной на другие цели. При этом не усложняется использование предлагаемой антенны, телевизионных приемников и подключаемых по питанию гаджетов.

Данная задача решается за счет того, что заявленная система универсальной активной антенны с угловым комбинированным рефлектором, содержит часть, предназначенную для приема ТВ-сигналов диапазона дециметровых волн с антенной структурой, выполненной из вибраторов с узлом питания, антенный усилитель с системой обхода сигнала и угловой рефлектор. Дополнительно, на верхней стороне нижней и/или верхней створки углового рефлектора в пределах площади створки на ее поверхности размещена плоская солнечная батарея. Выход солнечной батареи, с соблюдением полярности питания и диодной развязкой, коммутационными проводниками подключен к выходу антенного усилителя параллельно коаксиальному кабелю снижения. В месте подключения коаксиального кабеля снижения к телевизору, к коаксиальному кабелю, с соблюдением полярности, параллельно подключены электрический аккумулятор, гнездо USB TYPE А и, через развязывающий конденсатор с параллельно подключенным диодом, в разрезе проводника центральной жилы коаксиального кабеля, подключен телевизионный антенный штекер. Таким образом, антенна совмещает в себе активную антенну при подаче на нее напряжения от солнечной батареи и/или электрического аккумулятора или от телевизора, с одновременным обеспечением электропитанием сервисных гаджетов, и пассивную антенну при отсутствии питания, при котором принимаемый антенной структурой телевизионный сигнал поступает к телевизору через схему обхода сигнала. В системе активной антенны, предназначенная для приема часть, антенная структура, может быть выполнена в виде рамочного биквадрата с кожухом для антенного усилителя с системой обхода сигнала и с узлом питания на клеммах, в разведенных по горизонтали точках схождения сторон вертикально размещенных квадратов, расположенных перед угловым рефлектором. В системе активной антенны, предназначенная для приема часть, антенная структура, может быть выполнена в виде конструкции «волновой канал» с кожухом для антенного усилителя с системой обхода сигнала и с узлом питания на клеммах активного полуволнового вибратора, расположенных перед угловым рефлектором. В системе активной антенны предназначенная для приема часть, антенная структура, может быть выполнена в виде логопериодической конструкции с кожухом для антенного усилителя с системой обхода сигнала и с узлом питания при коммутации проводников в головной части двухпроводной собирательной линии, расположенных перед угловым рефлектором. В системе активной антенны в отдельном кожухе размешены электрический аккумулятор, гнездо USB TYPE А, гнездо подключения антенны со светодиодным индикатором напряжения. Светодиодный индикатор подключен параллельно гнезду подключения антенны, со сборкой с развязывающим конденсатором и параллельно ему подключенным диодом, подключенной к центральному контакту гнезда подключения антенны, причем телевизионный антенный штекер подключен через коаксиальный кабельный вывод в цепь развязывающего конденсатора с параллельно подключенным диодом.

Заявляемое техническое решение с активными элементами и элементами конструкций, как встроенными в антенну, так и присоединенными к ней по сочетанию отличительных признаков и свойств является новым и характеризуется совокупностью признаков, отсутствующих во всех известных объектах техники аналогичного назначения.

Сущность технического решения поясняется блок-схемой системы универсальной активной антенны с угловым комбинированным рефлектором, представленной на чертеже фиг. 1. На фиг. 2 показан внешний вид образца для использования системы универсальной активной антенны с угловым комбинированным рефлектором на примере уличной DVB-T2 антенны Дельта H118A.F с усилителем, с подготовленной нижней створкой для установки солнечной батареи (изогнуты от промышленно выпускаемого образца проводники нижнего углового рефлектора с нарезкой резьбы на окончаниях). На фиг. 3 показан фрагмент уличной DVB-T2 антенны Дельта H118A.F с усилителем в комбинации с солнечной батареей.

Система универсальной активной антенны с угловым комбинированным рефлектором содержит часть, предназначенную для приема ТВ-сигналов диапазона дециметровых волн с антенной структурой 1, выполненную из вибраторов с узлом питания, антенный усилитель с системой обхода сигнала 2 и угловой рефлектор (на чертеже не показан). На верхней стороне нижней и/или верхней створки углового рефлектора, в пределах площади створки, на ее поверхности размещена плоская солнечная батарея 3, комбинируя рефлектор с солнечной батареей. Выход, с соблюдением полярности питания и диодной развязкой, коммутационными проводниками 4, подключен к выходу антенного усилителя параллельно коаксиальному кабелю снижения 5. В месте подключения коаксиального кабеля снижения 5 к телевизору 6, к коаксиальному кабелю 5, с соблюдением полярности, параллельно подключены электрический аккумулятор 7, гнездо USB TYPE А 8 и, через развязывающий конденсатор 9 с параллельно подключенным диодом 10, в разрезе проводника центральной жилы коаксиального кабеля 5, подключен телевизионный антенный штекер 11. Таким образом антенна совмещает в себе активную антенну при подаче на нее напряжения от солнечной батареи и/или электрического аккумулятора или от телевизора, с одновременным обеспечением электропитанием сервисных гаджетов, и пассивную антенну при отсутствии питания, при котором принимаемый антенной структурой телевизионный сигнал поступает в схему обхода сигнала.

В системе активной антенны, предназначенная для приема часть, антенная структура 1 в виде рамочного биквадрата, выполнена с кожухом 12 для антенного усилителя с системой обхода сигнала 2 и с узлом питания на клеммах, в разведенных по горизонтали точках схождения сторон вертикально размещенных квадратов, расположенных перед рефлектором.

В системе активной антенны предназначенная для приема часть, антенная структура 1 в виде конструкции «волновой канал», выполнена с кожухом 12 для антенного усилителя с системой обхода сигнала 2 и с узлом питания на клеммах активного полуволнового вибратора, расположенных перед угловым рефлектором.

В системе активной антенны предназначенная для приема часть, антенная структура 1 в виде логопериодической конструкции, выполнена с кожухом 12 для антенного усилителя с системой обхода сигнала 2 и с узлом питания при коммутации проводников в головной части двухпроводной собирательной линии, расположенных перед угловым рефлектором.

В системе активной антенны в отдельном кожухе 13 размешены электрический аккумулятор 7, гнездо USB TYPE А 8, гнездо подключения антенны 14 со светодиодным индикатором напряжения 15, подключенным параллельно гнезду подключения антенны 14, со сборкой с развязывающим конденсатором 9 и параллельно ему подключенным диодом 10, подключенной к центральному контакту гнезда подключения антенны 14, причем телевизионный антенный штекер 11 подключен через коаксиальный кабельный вывод 16 в цепь развязывающего конденсатора 9 с параллельно подключенным диодом 10.

Система универсальной активной антенны с угловым комбинированным рефлектором работает следующим образом (фиг. 1).

Для приема ТВ-сигналов диапазона дециметровых волн антенная структура 1, выполненная из вибраторов с узлом питания обеспечивает преобразование энергии электромагнитных волн в электрические сигналы, как любая пассивная антенна. Антенный усилитель с системой обхода сигнала 2, усиливает слабые сигналы, поступающие от узла питания антенной структуры 2 для обеспечения нормальной работы телевизионного приемника 6, но в случаях отключения питания через систему обхода сигнала 2, поступающие от антенной структуры 1 сигналы без усиления подаются непосредственно в коаксиальный кабель снижения 5. Работу усилителя в светлое время суток по питанию обеспечивает солнечная батарея 3, расположенная на верхней стороне нижней и/или верхней створки углового рефлектора в пределах площади створки на ее поверхности. Версия размещения солнечной батареи 3 на нижней створке углового рефлектора показана на фиг. 2. Такое размещение необходимо использовать при нахождении телецентра к югу от системы универсальной активной антенны с угловым комбинированным рефлектором. При расположении телецентра с северной стороны, солнечная батарея 3 крепится на верхней створке, причем при размещении телецентра с восточной или западной стороны, надлежит крепление двух солнечных батарей 3 на нижней и верхней створках, одновременно. Такое размещении по месту обеспечивает эффективное использование солнечных батарей 3 в течение дневного времени суток. Питание от солнечной батареи 3, с соблюдением полярности и диодной развязкой, коммутационными проводниками 4 подключено к выходу антенного усилителя параллельно коаксиальному кабелю снижения 5. По этому кабелю 5 питание от солнечной батареи 3 одновременно подается для подзарядки аккумулятора 7, который в темное время суток, когда не работает солнечная батарея 3, обеспечивает питанием антенный усилитель с системой обхода сигнала 2, а диодная развязка коммутационных проводников 4 блокирует встречное напряжение от аккумулятора 7 на солнечную батарею 3, и/или от телевизора 6 с функцией питания антенного усилителя. В случае использования телевизора 6 с функцией питания антенного усилителя, аккумулятор 7 через развязывающий по питанию диод 10, при параллельно подключенном конденсаторе 9 в разрезе проводника центральной жилы коаксиального кабеля 5, переходит в буферный режим. В случае использования телевизора без функции питания антенного усилителя, развязывающим по питанию диодом 10, при параллельно подключенном конденсаторе 9 в разрезе проводника центральной жилы коаксиального кабеля 5, блокируется вход телевизионного приемника от напряжения солнечной батареи 3 и аккумулятора 7. Дополнительно к этому, натурные исследования версии с использованием DVB-T2 антенны Дельта H118A.F выявили повышение коэффициента усиления системы универсальной активной антенны с угловым комбинированным рефлектором в высокочастотной части рабочего диапазона частот из-за уменьшения разреженности обрешетки рефлектора при использовании солнечной батареи 3, по причине более мелкой проводниковой структуры устройства солнечной батареи 3. Параллельно электрическому аккумулятору 7, подключено гнездо USB TYPE А 8 для внешних потребителей электрической энергии и, через развязывающий конденсатор 9 с параллельно подключенным диодом 10, в разрезе проводника центральной жилы коаксиального кабеля 5, подключен телевизионный антенный штекер 11 приема цифрового телевизионного сигнала диапазона дециметровых радиоволн и подачи постоянного напряжения питания в коаксиальный кабель 5 от телевизора 6, с функцией питания антенного усилителя. Таким образом, система универсальной активной антенны с угловым комбинированным рефлектором обеспечивает совмещение активной антенны, при подаче на нее напряжения от солнечной батареи 3 и/или электрического аккумулятора 7 или от телевизора 6, с одновременным обеспечением электропитанием сервисных гаджетов от разъема USB TYPE А 8 и пассивной антенны, при отсутствии питания, когда принимаемый антенной структурой телевизионный сигнал поступает в схему обхода сигнала. Для удобства применения электрический аккумулятор 7, гнездо USB TYPE А 8, гнездо подключения антенны 14 со светодиодным индикатором напряжения 15, подключенным параллельно гнезду подключения антенны 14, со сборкой с развязывающим конденсатором 9 и параллельно ему подключенным диодом 10 размешены в отдельном кожухе 13. При этом светодиодный индикатор напряжения 15, независимо от источника питания обеспечивает контроль подаваемого напряжения на антенный усилитель. Коаксиальный кабельный вывод 16 подключенный к цепи развязывающего конденсатора 9 с параллельно подключенным диодом 10 с телевизионным антенным штекером 11 обеспечивают подключение системы универсальной активной антенны с угловым комбинированным рефлектором к телевизору 6.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию «Промышленная применимость», поскольку может быть изготовлено известными техническими средствами, что подтверждено успешным результатом опытного изготовления и проверкой работоспособности с использованием заявляемого устройства.

Claims (4)

1. Универсальная телевизионная антенна с угловым комбинированным рефлектором, содержащая часть, предназначенную для приема ТВ-сигналов диапазона дециметровых волн с антенной структурой, выполненной из вибраторов, узел питания, антенный усилитель, систему обхода сигнала, подключенную к коаксиальному кабелю снижения, отличающаяся тем, что дополнительно содержит угловой рефлектор с верхней и нижней створками рефлектора, на которых в пределах площадей створок размещена плоская солнечная батарея, причем ее выход, с соблюдением полярности питания и диодной развязкой, коммутационными проводниками подключен к выходу антенного усилителя параллельно коаксиальному кабелю снижения, при этом усилитель с системой обхода сигнала выполнен с возможностью подачи сигналов, поступающих от антенной структуры, без усиления непосредственно в коаксиальный кабель снижения, а также с возможностью питания от солнечной батареи, и через коаксиальный кабель снижения от внешнего аккумулятора и от телевизора.

2. Универсальная телевизионная антенна по п. 1, отличающаяся тем, что антенная структура выполнена в виде рамочного биквадрата с кожухом для антенного усилителя с системой обхода сигнала и с узлом питания на клеммах, в разведенных по горизонтали точках схождения сторон вертикально размещенных квадратов, расположенных перед угловым рефлектором.

3. Универсальная телевизионная антенна по п. 1, отличающаяся тем, что антенная структура выполнена в виде конструкции «волновой канал» с кожухом для антенного усилителя с системой обхода сигнала и с узлом питания на клеммах активного полуволнового вибратора, расположенных перед угловым рефлектором.

4. Универсальная телевизионная антенна по п. 1, отличающаяся тем, что антенная структура выполнена в виде логопериодической конструкции с кожухом для антенного усилителя с системой обхода сигнала и с узлом питания при коммутации проводников в головной части двухпроводной собирательной линии, расположенных перед угловым рефлектором.