Бесплатный фрагмент - Новые спирально-вибраторные антенны от Кучина. Альманах

Предисловие

В пятом выпуске Альманаха «Новые спирально-вибраторные антенны от Кучина» представлены:

1. Сводная таблица распределения цифровых телевизионных каналов ТВК 21 — ТВК 60 по основным городам России по состоянию на 01.03.2025,

2. Общие соображения по методике конструирования спирально-вибраторных антенн (далее СВА) для приема цифрового эфирного телевидения в России,

3. Основы расчетов конструкции СВА для приема цифровых телевизионных каналов на примере ТВК 53 — частота 730 МГц,

4. Технология изготовления макетного образца СВА — ТВК 53 на частоту приема 730 МГц, практически (фото) показан процесс изготовления макетного образца СВА — ТВК 53,

5. Измерены реальные уровни сигналов цифровых телевизионных каналов ТВК 53 -730 МГц, ТВК 28 — 530 МГц, — в месте установки телевизионного приемника, к которому будет подключен макет СВА — ТВК 53,

6. Показан пример реальной эксплуатации макетного образца СВА — ТВК 53, который обеспечивает в черте центральной части Нижнего Новгорода уверенный прием двух пакетов цифрового телевидения — ТВК 53 на частоте 730 МГц и ТВК 28 на частоте 530 МГц.

Посвящение

Предлагаемую работу автор посвящает Федору Лбову — первому официальному радиолюбителю Советской России, который из Нижнего Новгорода в 1927 году вышел в эфир со своей самодельной радиостанции с первым в России радиопозывным 01RA.

18 марта 2025 года был 49-й день памяти Федора Лбова, который 18 марта 1976 года на 81-м году жизни умер в городе Горьком (сегодняшнем Нижнем Новгороде).

В 2026-м году исполнится 50 лет со дня смерти моего выдающегося земляка, имя которого сегодня практически забыто. Пусть моя скромная работа хоть немного продлит память о Федоре Львове у современных российских энтузиастов радиодела.

1. Распределение цифровых телевизионных каналов в городах России по состоянию на 1 марта 2025 г.

В настоящее время цифровое телевизионное вещание ведется в городах России в основном с использованием двухпакетной схемы, когда 20 телевизионных каналов размещены в 2-х пакетах по 10 каналов, и данные пакеты имеют индивидуальные частоты вещания.

Например: в Кемерово работают каналы ТВК 23 — 490 МГц и ТВК 43 — 650 МГц, в Казани работают каналы ТВК 36 — 594 МГц и ТВК 53 — 730 МГц, в Нижнем Новгороде (городе, в котором автор ведет свои исследования) работают каналы ТВК 28 — 530 МГц и ТВК 53 — 730 МГц.

Исключение из такого частотного планирования представляет город Москва, в котором передаются при цифровом вещании 20 телевизионных каналов, которые размещены в 3-х пакетах по 10 каналов.

Частотное планирование и запуск цифрового телевизионного вещания велись в России в течение достаточно длительного времени, и так получилось, что пакеты каналов в городах России назначены зачастую на сильно разнесенные частоты. Казалось бы, это создает сложности для нашей задачи, но автор далее предложит простое и, главное, дешевое решение этой технической проблемы.

Таблица территориального распределения цифровых телевизионных каналов в России приведена ниже.

В вышеприведенной таблице приведены не только частоты вещания в МГц, но и длина волны вещания, в сантиметрах, что нам для конструирования СВА как раз и необходимо.

2. Общие соображения по методике конструирования СВА для приема цифрового эфирного телевидения в России

1

Первый важный вопрос, который нам необходимо обсудить — это волновое сопротивление радиочастотного кабеля, который будет использоваться при изготовлении СВА. Дело в том, что для радиоприема используются приемо-передающие устройства с выходным сопротивлением 50 Ом, а для телевизионного приема используются приемные устройства с входным сопротивлением 75 Ом. При этом волновое сопротивление среды распространения радиоволн (воздуха) составляет около 300 Ом, и это приводит к тому, что для улучшения приема телевизионного сигнала часто используются специальные приемы согласования антенны с фидером (радиочастотным кабелем), в частности используется четвертьволновый трансформатор, изготовленный из отрезка кабеля. Но в данном случае нам это ДЕЛАТЬ НЕ НУЖНО!

Причина этого простая — СВА не имеет такого параметра как «волновое сопротивление», и не работает по классической «формуле Томсона» для значения частоты колебаний. Резонанс принимаемых и передаваемых электромагнитных колебаний, возникающий в СВА, не опирается на такие параметры как «индуктивность антенны», «емкость антенны». РЕЗОНАНС В СВА ВОЗНИКАЕТ ВВИДУ ТОГО, ЧТО СВА — ЭТО КОРОТКОЗАМКНУТЫЙ ОТРЕЗОК НИЗКООМНОГО (МЕДНОГО) ПРОВОДНИКА, ДЛИНА КОТОРОГО БЛИЗКА К ДЛИНЕ ВОЛНЫ ПРИНИМАЕМОГО СИГНАЛА!

Поэтому схема подключения СВА к стандартной радиостанции включает: 1. выход радиостанции, 2. КАЧЕСТВЕННЫЙ радиочастотный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом, 3. СВА, изготовленная на необходимую частоту приема-передачи.

Схема подключения СВА к стандартному телевизионному приемнику включает: 1. вход телевизионного приемника, 2. КАЧЕСТВЕННЫЙ телевизионный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, 3. СВА, изготовленная, на необходимую частоту приема телевизионного сигнала.

При этом с целью снижения цены товара, в настоящее время производители телевизионных антенн редко используют именно качественный телевизионный кабель, но широко применяют его имитации, что имеет место, к примеру, в широко распространенной стандартной домашней телескопической телевизионной антенне, показанной на Рис. 1.

Мы не пойдем по этому «бюджетному» пути, а для подключения СВА применим аналог хорошего (в радиотехническом смысле) итальянского коаксиального кабеля RG-6, бренд «Cavel», с волновым сопротивлением 75 Ом, с медным центральным проводником и двойным экраном, который можно паять.

2

Второй вопрос, который нам необходимо обсудить — какие СВА потребуется изготовить для конкретного примера приема телевизионного сигнала в Нижнем Новгороде. Мы знаем (см. таблицу распределения каналов выше), что в Нижнем Новгороде работают каналы ТВК 28 — 530 МГц и ТВК 53 — 730 МГц.

Сможем ли мы принять ДВА цифровых телевизионных канала на ОДНУ СВА? Положительный ответ на этот вопрос существенно зависит от расстояния от точки приема до передающей телевышки. Для условий, в которых работает автор, — данное расстояние больше 3 км. Стандартный передатчик цифрового ТВ-сигнала имеет мощность 5 кВт, следовательно, прием ТВ-сигнала в помещении (девятиэтажный панельный дом) на нашем расстоянии (около 3500 метров) должен быть устойчивым. Что касается выбора одной частоты для настройки приемной антенны — мы выбираем 730 МГц.

Дело в том, что физика этого процесса такова — более высокие частоты хуже принимаются на антенны для более низких частот, чем более низкие частоты, принимаются на антенны для более высоких частот. Эта мудреная фраза означает — мы изготовим СВА на ТВК 53 — 730 МГц, и рассчитываем, что изготовленная СВА в наших условиях приема будет хорошо работать и на ТВК 28 — 530 МГц.

3

Третий вопрос, который нам необходимо обсудить: как планировать изготовление СВА для других городов? Очевидно, что каждый раз необходимо делать основную антенну на более высокую частоту цифрового телевизионного пакета, транслируемого в данном конкретном городе. Для города Кемерово, который упомянут выше — это ТВК 43 — 650 МГц, а второй «кемеровский» пакет ТВК 23 — 490 МГц мы рассчитываем принять на основную антенну ТВК 43. Для города Казань, который также упомянут выше — это ТВК 53 — 730 МГц, а второй «казанский» пакет ТВК 36 — 594 МГц мы рассчитываем принять на основную антенну ТВК 53.

4