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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Antena ativa MV-DMV. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Antenas de televisão Antenas ativas (a combinação da própria antena e do amplificador) já foram descritas nas páginas da revista. No entanto, as dificuldades de recepção de programas televisivos nas faixas MB e UHF obrigam-nos a voltar a este tema. O artigo postado aqui discute uma opção interessante, em nossa opinião, de design para a antena e amplificador combinado MB-UHF. O problema da recepção de programas de televisão de alta qualidade sempre preocupou os telespectadores. E hoje não só não perdeu relevância, como se tornou ainda mais importante e complexo. Em primeiro lugar, aumentou o número de programas de televisão, principalmente comerciais, cuja transmissão é muitas vezes efectuada através de transmissores de baixa potência. Em segundo lugar, as empresas de radiodifusão começaram a desenvolver ativamente a faixa UHF. E em terceiro lugar, aumentou o número de aparelhos que consomem sinais de televisão (via de regra, uma família possui dois ou mais televisores, ou mesmo um videocassete). Portanto, há necessidade de instalar uma antena UHF, somar os sinais MB e UHF para transmissão aos consumidores através de um único cabo e dividir o sinal de televisão entre todos os consumidores. A última operação não ocorre sem perdas e, se o nível do sinal for baixo, isso leva a uma recepção ruim. Muitas vezes há casos em que uma antena que está em bom serviço há muitos anos não oferece mais a qualidade exigida. Instalar sua própria antena para cada consumidor é uma tarefa bastante problemática. Uma saída para esta situação pode ser a instalação de uma antena MB-UHF ativa combinada. No caso geral, é composto por duas antenas reais MB e UHF e um módulo de amplificação que amplifica os sinais de cada uma delas, soma-os e transmite-os aos consumidores através de um cabo redutor. O módulo está localizado próximo às antenas e é alimentado por cabo. Graças a este design, os sinais das antenas são entregues ao módulo amplificador praticamente sem perdas, o que melhora a relação sinal-ruído geral, e o alto nível de sinal no cabo de redução permite conectar várias cargas a tal antena sem medo de deteriorar a qualidade da imagem. O diagrama esquemático do módulo amplificador proposto é mostrado na Fig. 1. Contém dois canais de amplificação independentes. O sinal da antena MB apresenta interferência de modo comum. Na entrada da cascata são instaladas bobinas L1, L2, que eliminam o acúmulo de cargas de eletricidade estática em algumas antenas, além de diodos VD1 - VD4, que protegem o amplificador de descargas atmosféricas. Um estágio amplificador adicional é montado no transistor VT5. O coeficiente de transmissão do canal é de 15...20 dB.
Os sinais MB passam para o cabo de redução através de um filtro passa-baixa L6C19L7 com frequência de corte de 250 MHz. Através do mesmo filtro e indutor L5, a tensão de alimentação do cabo redutor chega ao canal. Além disso, o filtro não transmite sinais UHF. O canal de amplificação UHF consiste em dois estágios de amplificação conectados em série do mesmo tipo. O primeiro deles é montado nos transistores VT3, VT4 de acordo com um circuito de acoplamento galvânico, devido ao qual o modo de operação especificado é automaticamente alcançado e mantido quando a temperatura e a tensão de alimentação mudam. Um filtro passa-alta C1L3C2 com frequência de corte de 450 MHz é instalado na entrada da cascata, que suprime sinais e interferências de baixa frequência. Um filtro passa-alta semelhante C21L9C22 na saída do segundo estágio passa sinais UHF e não passa sinais MB. Conseqüentemente, os filtros nas saídas dos canais os separam. A bobina L4 fornece correspondência entre os estágios do canal UHF e correção da resposta de frequência total. O ganho total do canal é de 32...36 dB, o que possibilita a transmissão de sinais nesta faixa através de um cabo longo para diversos consumidores. O canal UHF é alimentado através do indutor L8 do cabo de redução. O módulo amplificador é montado em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro dupla-face. Seu esboço é mostrado na Fig. 2. Todas as peças estão localizadas na lateral dos condutores impressos. O segundo lado fica metalizado e desempenha o papel de tela (abaixo da linha tracejada horizontal na Fig. 2). Ao longo do contorno da placa, são soldadas tiras de folha de cobre, conectando-a ao fio comum do primeiro lado. Os contatos XT3 - XT6 são feitos em forma de racks de pedaços de fio de cobre com diâmetro de 1 mm, prensados nos furos da placa. Ao redor dos contatos XT3 e XT5, a película do segundo lado da placa foi removida (mostrada na Fig. 2 com uma linha tracejada). Através dos furos aeb, as trilhas impressas do primeiro lado são conectadas às trilhas impressas do segundo lado; elas são mostradas por uma linha tracejada. Nessas trilhas são feitos furos, necessários ao colocar o módulo amplificador diretamente no vibrador da antena MB. O módulo é conectado à antena UHF com um pedaço de cabo coaxial.
Quando localizado próximo a antenas, o módulo deve ser protegido de forma confiável contra influências atmosféricas. Para isso, todas as peças e condutores impressos são revestidos com uma camada de radioverniz resistente à umidade (por exemplo UR-231) ou cola epóxi líquida e, a seguir, com tinta à prova d'água. Depois disso, é aconselhável cobrir as peças com uma capa protetora, que é feita de estanho de qualidade alimentar e soldada ao longo do contorno da placa. Os locais onde os cabos são soldados, bem como os próprios cabos até a camada protetora externa e o local onde o módulo é fixado na antena, também devem ser pintados com tinta resistente à umidade. No dispositivo, além dos indicados no diagrama, é permitida a utilização dos transistores KT363A (VT5) e KT382A (outros). Capacitores - KM, KLS, KD ou estrutura aberta. Resistores - MLT, S2-33, P1-4. Ao utilizar capacitores case no canal UHF, deve-se dar preferência a capacitores com dimensões mínimas, e o comprimento de seus condutores não deve ultrapassar 3 mm. As bobinas L3, L4, L9 são enroladas com fio PEV-2 0,2 em um mandril com diâmetro de 2 mm e contêm, respectivamente, 2,5; 4 e 2,5 voltas. Indutâncias L5, L8 - DM-0,1 com indutância 20...100 µH. As bobinas restantes são enroladas com fio PEV-2 0,8 em um mandril de 4 mm de diâmetro. As bobinas L1, L2 contêm 15 e L6, L7 - 4,5 voltas. Configurar um módulo amplificador se resume a ajustar sua resposta de frequência. No canal MB isso é feito selecionando o capacitor C13, e no canal UHF - os capacitores C12, C20, definindo o ganho máximo e uniforme em toda a faixa de frequência. Ao alterar a indutância da bobina L4 (movendo ou espalhando as voltas ou alterando seu número), a irregularidade da resposta de frequência na parte superior da faixa UHF é corrigida. Se apenas um ou dois canais de televisão operam na faixa UHF, não adianta obter ganho uniforme, é mais aconselhável obter o maior ganho nas frequências desses canais. Na banda MB, faz sentido obter o ganho máximo na frequência do canal menos potente. O módulo amplificador é alimentado por uma fonte de alimentação com tensão de 12 V e corrente de pelo menos 70 mA através de um módulo adaptador, cujo circuito é mostrado na Fig. 3. O adaptador é inserido na abertura do cabo drop. Ele é montado em uma pequena placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de dupla face, cujo esboço é mostrado na Fig. 4. De um lado, apenas três placas de contato são cortadas e um furo é feito, o segundo lado fica totalmente metalizado e serve como fio comum. Se as peças estiverem preenchidas com cola epóxi, você poderá ficar sem a caixa.
O soquete coaxial de alta frequência XW1 (televisão regular) é soldado com uma pétala comum à superfície metalizada do segundo lado, e com uma pétala central a uma almofada impressa conforme Fig. 4. Um cabo coaxial com um plugue na extremidade é trançado e soldado a uma superfície metalizada comum, e o condutor central é soldado a outra área conforme Fig. 4. A fonte de alimentação está conectada em paralelo com o capacitor C2. Se você usar uma fonte com tensão ajustável entre 6...12 V, será possível ajustar suavemente o ganho do módulo, ou seja, selecionar seu valor ideal.
Além do módulo amplificador, a antena ativa também deve conter a própria antena. Aqui você pode seguir caminhos diferentes. Se um radioamador já possui uma antena MB (por exemplo, um canal de ondas ou qualquer outro), que não funciona muito bem, e planeja instalar uma antena UHF, faça isso. Dessolde o cabo redutor da antena MB antiga e instale o módulo amplificador diretamente nele (no vibrador de loop ativo para a antena “canal de onda”). Instale a antena UHF e conecte-a ao módulo com um cabo. Se a recepção for realizada em uma área de recepção confiável ou próxima ao seu limite, então, via de regra, não há necessidade de fazer antenas complexas. Antenas simples de banda larga de MB e UHF são adequadas aqui. O design dessa antena ativa é descrito com mais detalhes abaixo. Na banda MB é conveniente usar uma antena “dipolo ventilador”, que às vezes é chamada de “borboleta”. Consiste em (Fig. 5) quatro seções de um tubo ou tira metálica 1, 108...115 cm de comprimento, que são fixadas com segurança a uma placa dielétrica 2. O ângulo entre os vibradores (no plano vertical) de cada braço está entre 35...45°, e os próprios braços do vibrador estão posicionados em um ângulo de 120° no plano horizontal, como mostrado na Fig. 5, que permite eliminar lacunas no padrão de radiação. Às vezes, os vibradores em cada braço têm comprimentos diferentes, por exemplo, o inferior é 30...40% mais curto que o superior. O material e o diâmetro dos tubos ou a espessura das tiras são selecionados com base na obtenção de resistência mecânica. Os muito finos não suportam as cargas do vento, e o uso dos grossos levará a uma massa significativa da antena. Os mais adequados são tubos com diâmetro de 6...8 mm. O módulo amplificador é conectado diretamente a esta antena.
Na faixa UHF é conveniente utilizar uma antena em zigue-zague, de fácil fabricação e banda bastante larga. Seu design é mostrado na Fig. 6. É composto por quatro tiras 1 de alumínio ou cobre com 300 mm de comprimento, 15...20 mm de largura e 1,5...2 mm de espessura, bem como quatro tiras 2 145...150 mm de comprimento. Todas as tiras são fixadas entre si nos pontos a com rebites ou parafusos. É fornecida uma folga de cerca de 10 mm entre as tiras curtas. Para obter resistência mecânica, uma placa 3 de laminado de fibra de vidro com espessura de 1,5...2 mm é instalada entre eles (Fig. 6,b) e fixada nos pontos σ1 e σ2. Se as tiras forem de cobre, devem ser estanhadas nos pontos de fixação e, se forem de alumínio, são colocadas pétalas sob os rebites ou parafusos, aos quais é posteriormente soldado o cabo coaxial. Ele é colocado conforme mostrado na Fig. 6,a com uma linha tracejada, e do lado da gaxeta, a trança é soldada ao ponto σ2, e o condutor central é soldado ao ponto σ1. Após a instalação, todas as áreas de soldagem e fixação são cobertas com tinta resistente à umidade.
Após a fabricação das antenas MB e UHF, é realizada a montagem geral. Se a antena ativa for destinada à instalação no telhado, ela poderá ser montada em um tubo metálico, conforme mostrado na Fig. 7, que deve então ser aterrado. Neste caso, a antena UHF é fixada ao tubo com parafusos metálicos através de pequenas juntas em dois pontos a (o mais baixo e o mais alto na Fig. 6) para que os pontos de solda do cabo não toquem no tubo. A antena MB, na qual é aparafusado o módulo amplificador (contatos XT1 e XT2 na Fig. 2), também é fixada ao tubo com parafusos através de uma placa dielétrica, e para que suas partes metálicas não toquem no tubo. Se a antena for colocada sobre um suporte de madeira, deve-se secar bem e pintar com tinta à prova d'água. No entanto, você terá que passar o barramento de aterramento ao longo do lado livre de antenas. Ao instalar a antena em uma varanda, loggia ou varanda aberta, os requisitos de resistência mecânica são reduzidos e o aterramento nestes casos não é necessário. A aparência da estrutura montada é mostrada na foto do início do artigo.
Se você planeja usar uma antena ativa em uma área de má recepção, devem ser usadas antenas mais eficientes. Para a faixa MB, pode ser um “canal de onda”, em zigue-zague, em UHF - um quadro composto por três quadros, ou um “canal de onda” (no entanto, é de banda estreita). Autor: I.Nechaev
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Comentários sobre o artigo: Vitali Para a completude do artigo, é necessário complementar o esquema SSTF das antenas utilizadas.
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