Какая длина волны у телевизора
В предыдущей публикации мы начали рассказывать о том, какими критериями нужно руководствоваться, выбирая антенну для приема эфирных цифровых телеканалов. Во второй части материала мы рассмотрим плюсы и минусы применения антенн разных конструкций. Эта статья рассчитана на подготовленных читателей, которые интересуются телевизионными антеннами.
Такие антенны появились в 1926 году и широко использовались во время Второй мировой войны в качестве радаров систем ПВО. Классическая антенна ВК (рис 1) оптимизируется для приема узкого диапазона частот, ширина которого составляет около 10% от величины его центральной частоты. То есть ВК, рассчитанный для частоты 500 МГц, будет оптимально работать и в диапазоне 475—525 МГц.
Логопериодические антенны
В 50-х годах прошлого века в США началось массовое распространение эфирного телевидения. Передающие вышки росли как грибы, число каналов увеличивалось, был принят американский стандарт цветного телевидения NTSC. В результате назрела необходимость в широкополосных антеннах. Ответом на требования рынка стало появление логопериодической антенны (ЛПА), разработанной инженерами Иллинойского университета Дуайтом Исбеллом и Раймондом Духамеле. Они запатентовали принцип ее работы в 1958 году — позже он стал основой множества модификаций ЛПА.
ВК или ЛПА?
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ АНТЕНН
ОЦЕНКА КОРРЕКТНОСТИ ПАРАМЕТРОВ
Следующий вопрос, который мы попытались прояснить, — как по внешнему виду антенны можно оценить корректность параметров, приведенных в ее паспорте, в первую очередь коэффициент усиления (КУ).
Чаще всего этот показатель завышается, когда производитель в качестве коэффициента усиления заявляет суммарное усиление антенны и встроенного усилителя, вместо того, чтобы указать эти два коэффициента раздельно. В результате на коробке с антенной скромных размеров и реальным КУ в 3—5 дБ нередко можно увидеть космический параметр 25—30 дБ.
Важнейшим параметром, определяющим возможность приема ТВ-сигнала антенной, является отношение полезного сигнала к шуму (Signal to Noise Ratio, SNR). Шум присутствует в любом телевизионном сигнале, но пассивная антенна ничего к нему не добавляет — на ее выходе формируется усиленный сигнал, но с тем же уровнем SNR, что и на входе. Если используется усилитель, то он не только дополнительно усиливает сигнал с выхода антенны, но также добавляет к нему собственный шум, понижая результирующий SNR. Если сигнал усиливается непосредственно на выходе антенны, где его уровень максимален, то шум, добавляемый усилителем, повлияет на SNR незначительно. С выхода активной или пассивной антенны сигнал попадает в коаксиальный кабель, где он неизбежно затухает, но отношение уровня полезного сигнала к шуму сохраняется. Если же сигнал усилить после затухания в коаксиальном кабеле, перед подачей на вход телевизора, то шум усилителя при том же абсолютном значении снизит SNR больше.
Несмотря на это, Игорь Лукашев считает предпочтительным использовать не встроенный, а внешний малошумящий усилитель, по крайней мере с внешними антеннами, установленными на мачте. Он отмечает, что усилитель — самая уязвимая часть антенны. Особенно часто он выходит из строя во время грозы. Если встроенный в антенну усилитель поломался, то придется менять всю конструкцию. Или как минимум демонтировать антенну, менять усилитель и монтировать ее повторно. Это сложно и дорого. В таких случаях лучше установить в удобном месте под кровлей внешний усилитель. Даже на 5 метрах кабеля сигнал с антенны ослабится меньше, чем на 1 дБ, что в большинстве случаев совсем некритично.
В городе активные антенны актуальны только в условиях непрямой видимости телебашни — это касается и наружных, и комнатных антенн.
Виталий Фенев предостерегает от применения активных антенн вблизи телевизионной вышки, так как чересчур мощный сигнал вредит качеству приема. По его словам, в городе усилитель будет полезен, только если длина коаксиального кабеля от антенны к телевизору превышает 20 метров, а также при построении внутриквартирной сети из нескольких телевизоров.
ФИЛЬТРАЦИЯ ВХОДНЫХ СИГНАЛОВ
Если в диапазоне приема много посторонних электромагнитных сигналов, то они могут перегружать усилитель антенны, искажая сигналы на его входе. Для отстройки от таких паразитных сигналов может помочь предварительная фильтрация.
В реальном мире основную проблему при приеме телесигнала в ДМВ-диапазоне могут создавать сигналы, передаваемые в сотовых сетях четвертого поколения. С развитием 4G многие производители, в частности Televes и Funke, встраивают в свои антенны режекторные фильтры, отсекающие LTE-диапазоны.
При этом в разных странах под LTE выделены разные диапазоны. Поэтому, выбирая такую модель антенны, нужно как минимум убедиться, что встроенный режекторный фильтр настроен на диапазон, занимаемый LTE в вашей стране. К тому же битва между разными ведомствами за частотный ресурс идет постоянно, и нельзя гарантировать, что сегодняшние частотные назначения через несколько лет не поменяются. Чтобы подстраховаться от таких случаев, Игорь Лукашев рекомендует приобрести внешний фильтр входных сигналов.
Надеемся, что советы наших экспертов помогут вам сориентироваться при выборе антенны и учесть возможные подводные камни выбора подходящей модели.
Радиоволна
Длина волны(λ) — это расстояние между соседними гребнями волны.
Амплитуда(а) — максимальное отклонения от среднего значения при колебательном движении.
Период(T) — время одного полного колебательного движения
Частота(v) — количество полных периодов в секунду
Существует формула, позволяющая определять длину волны по частоте:
Где: длина волны(м) равна отношению скорости света(км/ч) к частоте (кГц)
Длинные волны(ДВ) v = 150—450 кГц (λ = 2000—670 м).
Этот тип радиоволны обладает свойством огибать препятствия, используется для связи на большие расстояния. Также обладает слабой проникающей способностью, так что если у вас нет выносной антенны, вам вряд ли удастся поймать какую-либо радиостанцию.
Средние волны (СВ) v = 500—1600 кГц (λ = 600—190 м).
Эти радиоволны хорошо отражаются от ионосферы, находящейся на расстоянии 100-450 км над поверхностью земли.Особенность этих волн в том, что в дневное время они поглощаются ионосферой и эффекта отражения не происходит. Этот эффект используется практически, для связи, обычно на несколько сотен километров в ночное время.
Короткие волны (КВ) v= 3—30 МГц (λ = 100—10 м).
Подобно средним волнам, хорошо отражаются от ионосферы, но в отличии от них, не зависимо от времени суток. Могут распространяться на большие расстояния(несколько тысяч км) за счет пере отражений от ионосферы и поверхности земли, такое распространение называют скачковым. Передатчиков большой мощности для этого не требуется.
Ультракороткие Волны(УКВ) v = 30 МГц — 300 МГц (λ = 10—1 м).
Эти волны могут огибать препятствия размером в несколько метров, а также имеют хорошую проникающую способность. За счет таких свойств, этот диапазон широко используется для радио трансляций. Недостатком является их сравнительно быстрое затухание при встрече с препятствиями.
Существует формула, которая позволяет рассчитать дальность связи в УКВ диапазоне:
Так к примеру при радиотрансляции с останкинской телебашни высотой 500 м на приемную антенну высотой 10 м, дальность связи при условии прямой видимости составит около 100 км.
Высокие частоты (ВЧ-сантиметровый диапазон) v = 300 МГц — 3 ГГц (λ = 1—0,1 м).
Не огибают препятствия и имеют хорошую проникающую способность. Используются в сетях сотовой связи и wi-fi сетях.
Еще одной интересной особенностью волн этого диапазона, является то, что молекулы воды, способны максимально поглощать их энергию и преобразовывать ее в тепловую. Этот эффект используется в микроволновых печах.
Как видите, wi-fi оборудование и микроволновые печи работают в одном диапазоне и могут воздействовать на воду, поэтому, спать в обнимку с wi-fi роутером, длительное время не стоит.
Крайне высокие частоты (КВЧ-миллиметровый диапазон) v = 3 ГГц — 30 ГГц (λ = 0,1—0,01 м).
Отражаются практически всеми препятствиями, свободно проникают через ионосферу. За счет своих свойств используются в космической связи.
AM — FM
Зачастую, приемные устройства имеют положения переключателей am-fm, что же это такое:
AM — амплитудная модуляция
Это изменение амплитуды несущей частоты под действием кодирующего колебания, к примеру голоса из микрофона.
АМ — первый вид модуляции придуманный человеком. Из недостатков, как и любой аналоговый вид модуляции, имеет низкую помехоустойчивость.
FM — частотная модуляция
Это изменение несущей частоты под воздействие кодирующего колебания.
Хотя, это тоже аналоговый вид модуляции, но он имеет более высокую помехоустойчивость чем АМ и поэтому широко применяется в звуковом сопровождении ТВ трансляций и УКВ вещании.
На самом деле у описанных видом модуляции есть подвиды, но их описание не входит в материал данной статьи.
Еще термины
Дифракция — явление, возникающее при встрече радиоволны с препятствиями, в результате чего, волна может менять амплитуду, фазу и направление.
Данное явление объясняет связь на КВ и СВ через ионосферу, когда волна отражается от различных неоднородностей и заряженных частиц и тем самым, меняет направление распространения.
Этим же явлением объясняется способность радиоволн распространяться без прямой видимости, огибая земную поверхность. Для этого длина волны должна быть соразмерна препятствию.
Первое на чем бы я хотел сделать акцент это то, что для цифрового телевидения не нужна специализированная антенна, вполне подойдет аналоговая антенна (ту которую вы использовании ранее для просмотра аналоговых каналов). Мало того, в качестве антенны можно использовать только телевизионный кабель.
Более подробную информацию вы получите, если нажмете кнопку "Подробнее".
Теперь необходимо вычислить длину волны. Формула весьма простая:
где, λ (лямда) - длина волны,
c - скорость света (3-10 8 м/с)
F - частота в герцах
или проще λ=300/F (МГц)
В моем случае частота используется 602 МГц и 610 МГц, для расчета буду использовать частоту 602 МГц
Итого: 300/ 602 ≈ 0,5 м = 50 см.
Оставлять пол метра центральной жилы коаксиального кабеля это не красиво и неудобно, поэтому буду оставлять половину, можно и четверть от длины волны.
l=λ*k/2
где l - длинна антенны (центральной жилы)
λ- длина волны (высчитана ранее)
k - коэффициента укорочения, поскольку длина всего кабеля будет не большой это значение можно считать равной 1.
В итоге l=50/2=25 см.
Из этих расчетов получилось, что для частоты 602 МГц мне нужно оголить 25 см. коаксиального кабеля.
Вот результат проделанной работы
Вот как антенна выглядит, когда установлена.
Вид на антенну при просмотре телевизора.
В итоге не потратив ни рубля (кусок коаксиального кабеля нашел у себя на балконе) своими руками я сделал антенну для цифрового телевидения.
Хочу предупредить, что подобная антенна будет работать только, если вы находитесь не далеко от телевышки вещающей цифровые каналы. Но попробовать сделать ее стоит, поскольку это весьма легко. Данную антенну я использую на кухне, поскольку нет желания и лишних средств подключать кабельное телевидение или спутниковую антенну. Тех 20 каналов, которые она ловит мне вполне достаточно.
Как самостоятельно изготовить простую антенну для приема цифрового телевизионного сигнала стандарта DVB-T2
Цифровое эфирное телевидение (DVB- Digital Video Broadcasting) – это технология передачи телевизионного изображения и звука при помощи цифрового кодирования видеосигнала и звука. Цифровое кодирование в отличие от аналогового обеспечивает доставку сигнала с минимальными потерями, так как сигнал не подвержен влиянию внешних помех. На момент написания статьи доступно 20 цифровых каналов, разделенных на два пакета по 10 каналов в каждом (РТРС-1 (первый мультиплекс) и РТРС-2 (второй мультиплекс)). Каждый из пакетов вещается по определенному телевизионному каналу диапазона дециметровых волн (ДМВ).
Содержание цифровых пакетов РТРС-1 и РТРС-2 на момент написания статьи
| Цифровой пакет | Номер п/п | Название канала | Логотип канала |
|---|---|---|---|
| РТРС-1 (первый мультиплекс) | 1 | Первый канал |  |
| 2 | Россия 1 |  | |
| 3 | Матч ТВ |  | |
| 4 | НТВ |  | |
| 5 | 5 канал |  | |
| 6 | Россия-Культура |  | |
| 7 | Россия 24 |  | |
| 8 | Карусель |  | |
| 9 | ОТР |  | |
| 10 | ТВЦ |  | |
| РТРС-2 (второй мультиплекс) | 11 | Рен-ТВ |  |
| 12 | Спас |  | |
| 13 | СТС |  | |
| 14 | Домашний |  | |
| 15 | ТВ3 |  | |
| 16 | Пятница |  | |
| 17 | Звезда |  | |
| 18 | Мир |  | |
| 19 | ТНТ |  | |
| 20 | МузТВ |  |
Ввиду того, что цифровое телевидение формата DVB-T2 осуществляется в диапазоне дециметровых волн (ДМВ), то и антенна для приема цифрового телевидения формата DVB-T2 должна быть рассчитана на прием дециметровых волн.
Перечень телевизионных каналов диапазона ДМВ и соответствующих им частот
| Канал | Частота, МГц | Канал | Частота, МГц |
|---|---|---|---|
| 21 канал | 474 МГц | 46 канал | 674 МГц |
| 22 канал | 482 МГц | 47 канал | 682 МГц |
| 23 канал | 490 МГц | 48 канал | 690 МГц |
| 24 канал | 498 МГц | 49 канал | 698 МГц |
| 25 канал | 506 МГц | 50 канал | 706 МГц |
| 26 канал | 514 МГц | 51 канал | 714 МГц |
| 27 канал | 522 МГц | 52 канал | 722 МГц |
| 28 канал | 530 МГц | 53 канал | 730 МГц |
| 29 канал | 538 МГц | 54 канал | 738 МГц |
| 30 канал | 546 МГц | 55 канал | 746 МГц |
| 31 канал | 554 МГц | 56 канал | 754 МГц |
| 32 канал | 562 МГц | 57 канал | 762 МГц |
| 33 канал | 570 МГц | 58 канал | 770 МГц |
| 34 канал | 578 МГц | 59 канал | 778 МГц |
| 35 канал | 586 МГц | 60 канал | 786 МГц |
| 36 канал | 594 МГц | 61 канал | 794 МГц |
| 37 канал | 602 МГц | 62 канал | 802 МГц |
| 38 канал | 610 МГц | 63 канал | 810 МГц |
| 39 канал | 618 МГц | 64 канал | 818 МГц |
| 40 канал | 626 МГц | 65 канал | 826 МГц |
| 41 канал | 634 МГц | 66 канал | 834 МГц |
| 42 канал | 642 МГц | 67 канал | 842 МГц |
| 43 канал | 650 МГц | 68 канал | 850 МГц |
| 44 канал | 658 МГц | 69 канал | 858 МГц |
| 45 канал | 666 МГц |
В настоящее время зона покрытия цифрового телевидения стандарта DVB-T2 охватывает почти всю Россию. Однако часто бывает так, что до ближайшей передающей станции десятки километров, либо окна расположены таким образом, что сигнал не в прямой видимости. В этом случае поймать сигнал передающей станции возможно только применив приемную антенну с большим коэффициентом усиления, либо добавив к антенне усилитель сигнала.
Можно смело заявить, что самостоятельно изготовленная антенна будет иметь коэффициент усиления больше, чем заводская. Это объясняется тем, что заводские антенны рассчитываются и изготавливаются с учетом охвата всего ДМВ диапазона, а этого можно достичь, удлиняя одни и укорачивая другие элементы антенны для достижения равномерного усиления. В результате этого уменьшается коэффициент усиления антенны. А самостоятельно изготовленная антенна рассчитывается под определенную частоту приема телевизионного канала.
Для того, чтобы самостоятельно своими руками изготовить антенну для приема цифрового телевидения стандарта DVB-T2 нам нужно знать на каких частотах работают передающие антенны в том месте, где мы собираемся смотреть это цифровое телевидение.
В моем примере передающая антенна вещает два пакета телеканалов: РТРС-1 (первый мультиплекс) на частоте ТВК 37 (602 МГц) и РТРС-2 (второй мультиплекс) на частоте ТВК 39 (618 МГц). Мне нужна антенна для приема обоих пакетов телеканалов, поэтому я буду рассчитывать антенну на прием средней частоты между 602 МГц и 618 МГц:
(602+618)/2 = 610 МГц
Теперь необходимо вычислить длину волны. Формула весьма простая:
где, λ (лямбда) - длина волны,
с - скорость света (3×10 8 м/с),
F - частота в Герцах.
или проще λ = 300/F(МГц)
Итак, в моем случае длина волны получилась: λ = 300/610 ≈ 0,4918 м = 49,18 см.
Но для практического применения этот размер неудобен, так как антенна получилась бы слишком большая. Для изготовления антенны можно брать половину длины волны, можно четверть длины волны. Я изготовил антенну, применяя четверть длины волны. В итоге получилось:
λ/4 = 0,4918/4 ≈ 0,123 м = 12,3 см.
Итак, применяя размер 12,3 см, начнем строить нашу антенну. Для этого нам понадобится медный провод диаметром 2 - 4 мм (можно использовать тонкую трубку), антенный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом (РК-75 или RG-58), штекер и паяльник.
За основу берем столь популярную рамочную антенну Харченко и начинаем ваять. Антенна похожа на два квадрата, установленных друг на друга, в месте стыка этих квадратов оставлено небольшое расстояние, около 10 мм, именно в этом месте и припаивается антенный кабель.
Читайте также: