Научная статья на тему 'Приемная ТВ короткая двухзеркальная антенна с плоскими отражателями'

Приемная ТВ короткая двухзеркальная антенна с плоскими отражателями Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
542
34
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПРИЕМНАЯ АНТЕННА ЦИФРОВОГО ТВ / РЕЗОНАТОРНАЯ АНТЕННА / АНТЕННА ОБРАТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ / АНТЕННА "ВОЛНОВОЙ КАНАЛ" / КОЭФФИЦИЕНТ ЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Гайнутдинов Тимур Аншарович, Богданов Иван Николаевич, Стрельцова Виктория Андреевна

В связи с переходом на стандарт цифрового телевидения возникает проблема обновления парка антенно-фидерных устройств для работы в данном стандарте. Одним из ключевых требований к приемным антеннам систем цифрового ТВ является высокое усиление и помехозащищенность при сохранение приемлемого качества согласования во всей полосе цифрового ТВ сигнала. Целью данной работы является разработка приемной антенны цифрового ТВ, с усилением, помехозащищенностью и согласованием не худшим, чем антенны "волновой канал", при продольном размере в 3-4 раза меньшим, чем у антенн "волновой канал". Уменьшение продольного размера, помимо удобства крепления, обеспечивает лучшую защиту от осадков и снега, и соответственно больший срок службы антенны. Для создания подобной антенны предлагается модификация короткой двухзеркальной антенны Ереншпека, у которой изменены диаметры обоих плоских отражателей с целью увеличения рабочей полосы частот, а также разработаны схемы согласования для двух типов простых излучателей, используемых в предлагаемой антенне. Приводятся численные результаты по расчету коэффициента усиления, коэффициента защитного действия, коэффициента стоячей волны для двух предлагаемых конструкций укороченной двухзеркальной антенны с плоскими отражателями в диапазоне 490-590 МГц.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Гайнутдинов Тимур Аншарович, Богданов Иван Николаевич, Стрельцова Виктория Андреевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Приемная ТВ короткая двухзеркальная антенна с плоскими отражателями»

ПРИЕМНАЯ ТВ КОРОТКАЯ ДВУХЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА С ПЛОСКИМИ ОТРАЖАТЕЛЯМИ

DOI 10.24411/2072-8735-2018-10138

Гайнутдинов Тимур Аншарович,

МТУСИ, Москва, Россия, tedia@mtuci.ru

Богданов Иван Николаевич,

МТУСИ, Москва, Россия

Стрельцова Виктория Андреевна,

МТУСИ, Москва, Россия

Ключевые слова: приемная антенна цифрового ТВ, резонаторная антенна, антенна обратного излучения, антенна "волновой канал", коэффициент защитного действия.

В связи с переходом на стандарт цифрового телевидения возникает проблема обновления парка антенно-фидерных устройств для работы в данном стандарте. Одним из ключевых требований к приемным антеннам систем цифрового ТВ является высокое усиление и помехозащищенность при сохранение приемлемого качества согласования во всей полосе цифрового ТВ сигнала. Целью данной работы является разработка приемной антенны цифрового ТВ, с усилением, помехозащищенностью и согласованием не худшим, чем антенны "волновой канал", при продольном размере в 3-4 раза меньшим, чем у антенн "волновой канал". Уменьшение продольного размера, помимо удобства крепления, обеспечивает лучшую защиту от осадков и снега, и соответственно больший срок службы антенны. Для создания подобной антенны предлагается модификация короткой двухзер-кальной антенны Ереншпека, у которой изменены диаметры обоих плоских отражателей с целью увеличения рабочей полосы частот, а также разработаны схемы согласования для двух типов простых излучателей, используемых в предлагаемой антенне.

Приводятся численные результаты по расчету коэффициента усиления, коэффициента защитного действия, коэффициента стоячей волны для двух предлагаемых конструкций укороченной двухзеркальной антенны с плоскими отражателями в диапазоне 490-590 МГц.

Информация об авторах:

Гайнутдинов Тимур Аншарович, доцент кафедры ТЭДиА МТУСИ, Москва, Россия Богданов Иван Николаевич, магистрант кафедры ТЭДиА МТУСИ, Москва, Россия Стрельцова Виктория Андреевна, магистрантка кафедры РТС МТУСИ, Москва, Россия

Для цитирования:

Гайнутдинов Т.А., Богданов И.Н., Стрельцова В.А. Приемная ТВ короткая двухзеркальная антенна с плоскими отражателями // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2018. Том 12. №9. С. 10-17.

For citation:

Gainutdinov T.A., Bogdanov I.N. Strelsova V.A. (2018). The receiving TV short two-mirror antenna with plane reflectors. T-Comm, vol. 12, no.9, рр. 10-17. (in Russian)

Переход па цифровое телевещание в пашей стране планировавшийся на конец 2015 г. [1] в очередной раз перенесен на конец 2018 г. [2]. Учитывая неоднозначную экономическую ситуацию в нашей стране, вполне вероятно, что и этот перенос не является последним, и переходный период может весьма затянутся. Таким образом, вполне вероятно, что отключение аналогового телевидения, которое планировалось согласно [1], после обеспечения доступности цифрового ТВ всему населению РФ, гаже будет перенесено на неопределенное время. В любом случае, период в котором системы цифрового и аналогового ТВ работают вместе, уже наступил. Очевидно, что содержать две сети наземного ТВ, которые передают одни и те же каналы с разным качеством изображения и звука весьма накладно для государства, однако учитывая высокую социальную значимость телевещания [3] перевод населения на цифровое ТВ мало того, что будет весьма растянут по времени, так и серьезно отличаться для разных регионов Российской Федерации. С точки зрения антенной техники специфика цифрового сигнала более важна на передающем конце радиотракта, и в основном связана с ужесточением требований к качеству согласования, причем уже сейчас существует множество передающих антенн цифрового ТВ [4], выполненных в основном на базе панельных антенн, вследствие чего полный отказ от аналогового не вызовет никаких проблем с точки зрения передающих антенно-фидерных устройств.

Гораздо более не определенная ситуация с точки зрения приемных антенн, особенно в случае малонаселенных пунктов, когда отсутствует сложная кабельная система доставки ТВ сигнала, и индивидуальные антенны располагаются непосредственно у потребителя, например на крыше или фасаде частного дома. С одной стороны, никаких принципиальных различий к требованиям для приемных антенн аналогового и цифрового ТВ нет и любая современная приемная антенна аналогового ТВ будет абсолютно работоспособна при приеме цифрового ТВ, но с другой стороны системы цифрового ТВ, обеспечивая высокое качество передаваемого видео и звука, гораздо более требовательны к уровню сигнала во всей частотной полосе мультиплекса, и то что при приеме аналогового ТВ вело к практически незаметным искажениям а картинке на экране, можег приводить к полному отсутствию приема одного канала в цифровом ТВ. В следствие этого естественно для обеспечения устойчивого приема цифрового ТВ повышать величину КУ приемных ТВ антенн в полосе одного, а лучше нескольких мультиплексов и улучшать качество согласования в этой полосе, При этом, поскольку как уже было сказано выше, сроки полного отключения аналогового ТВ не фиксированы, необходимо чтобы приемная антенна цифрового ТВ могла обеспечивать прием нескольких аналоговых каналов.

В таблице 1 приведем часть частотного плана каналов дециметрового ТВ, действующего в Москве и Московской области в настоящее время [5], включающего все цифровые мультиплексы (вещание в 3-м мультиплексе пока отсутствует и перспективы ввода его в действия весьма туманны [3]).

Как видно из этой таблицы, все цифровые мультиплексы сосредоточены в диапазоне 490-590 МГц, что является частью, пусть и весьма существенной частью, диапазона аналогового дециметрового (ДМ) ТВ (от 470 до 790 МГц), прием которого с самым разнообразным качеством обеспечивают действующие приемные ТВ антенны.

Таблица I

Номер канала Полоса частот канала, МГц Название телеканала Номер канала Полоса частот канала, МГц Название телеканала

23 486-494 Че 29 534-542 Дисней

24 494-502 2-й ТВ мулыпиплекс 30 542-550 1-й ТВ мулыпиплекс

25 502-510 360" Подмосковье 31 550-558 Домашний

26 510-518 - 32 558-566 -

27 518-526 стс 33 566-574 Россия К

28 526-534 - 34 574-582 3-й ТВ мулыпиплекс

Сегодня на российском рынке представлено большое число приемных ТВ антенн различных конструкций ¡6]. Хотя немалую часть рынка телевизионных антенн занимают иностранные производители, все же большая его часть занята отечественными предприятиями, производящими телевизионные антенны - это московские Hl 1С "Вином" и "Вином - ПТМ", Подольский электромеханический завод, саратовское предприятие "Рэмо" и т.д [7].

Ниже приведем несколько харакгерных примеров продаваемых [6] приемных ТВ антенн, обеспечивающих высокое усиление с приемлемым качеством согласования во всем ДМ диапазоне

Locus )фир-18Р>> - индивидуальная эфирная антенна (рис, 1), предназначенная для приема сигналов дециметрового диапазона аналогового и цифрового телевидения.

Диапазон частот: 470-790 МГц,

Коэффициент усиления: 7,5-12,5 дБ.

Коэффициент стоячей волны: не хуже 2.

Волновое сопротивление фидера: 75 Ом.

Размеры в собранном виде: 330x300x1026 мм.

Масса антенны: 800 гр.

Рис. 1. Антенна «Locus Эфир-1 КГ»

Меридиан- 12F» - пассивная антенна (рис. 2) с высоким коэффициентом усиления. Предназначена для приема сигналов дециметрового диапазона и цифрового телевидения. Диапазон частот: 470-790 МГц, Коэффициент усиления: 9-14.5 дБ. Коэффициент стоячей волны: 1,3-2. Волновое сопротивление фидера: 75 Ом. Размеры в собранном виде: 1320x310x450 мм. Масса антенны: 900 гр.

7Т\

«Ьшпах НП-2042#; - классическая антенна (рис. 3) ДМВ диапазона типа «волновой канал», которая проста в сборке и надежна в использовании.

Диапазон частот: 470-806 МГц. Коэффициент усиления: 10.5 дБ. Коэффициент стоячей волны: не хуже 1,5. Волновое сопротивление фидера: 75 Ом. Размер!,I в собранном виде: 540x550x1300 мм. Масса антенны: 850 гр.

Как мы видим из вышеприведенных примеров, антенны обеспечивающие высокий КУ (от 10 до 12 дБ) и обладающие приемлемым согласованием (КСВ не хуже 1.5-2), выполняются на основе "антенн волновой канал'1, отличаются видом рефлектора (у антенны на рис.1 это просто длинный горизонтальный вибратор, у антенн на рис. 2, 3 - это гораздо более сложная проволочная конструкция, обеспечивающая высокую помехозащищенность антенны [8]) и имеют весьма значительный продольный размер (ог 1 до 1,3 м), что характерно для антенн осевого излучения, в которых повышение направленности достигается за счет удлинения осевого размера [8]. Учитывая, специфику климата РФ, в частности наличия весьма длительной зимы, в течении которой антенна подвергается воздействию дождя, холода и снега, что ведет к образованию наледи и ржавчины на антенне (см. рис. 4), а то и просто механическим деформациям антенны, большой продольный размер антенны является ее существенным недостатком.

Целью работы является разработка такой конструкции пассивной приемной ТВ антенны, которая бы обладала существенно меньшим продольным размером, по сравнению с антеннами "волновой канал", обеспечивала примерно такое же усиление, помехозащищенность и качество согласования как аналоги в полосе 490-590 МГц, т.е. в полосе всех трех цифровых мультиплексов.

Рис.4

Поскольку уменьшение продольного размера неизбежно 18] ведет к уменьшению КУ антенны осевого излучения, то необходимо переходить к конструкциям антенн, где усиление обеспечивается за счет большого поперечного размера, т.е. к антеннам нормального излучения. Классическими примерами подобных приемных ТВ антенн являются зеркальные и зигзагообразные антенны [8], а также панельные антенны [9]. При этом если у зеркальных антенн продольный размер в основном определяется фокусным расстоянием параболоида, то у панельной он близок к четверти длины волны на средней частоте, т.е. в нашем случае 12-15 см, а у зигзагообразной по сути определяется только толщиной проводников и может достигать единиц сантиметров. Отметим, однако, что в условиях непростой помеховой обстановки, наличие сложной конструкции отражателя, обеспечивающей высокое значение коэффициента защитного действия (КЗД) является практически необходимым условием для обеспечения устойчивого приема на сравнительно больших расстояниях от телецентра. Ни панельная антенна, ни тем более зигзагообразная, этому требованию не соответствуют. Зеркальные антенны, обладая отличным КЗД и высоким усилением, в основном выполняются по офсетным схемам [8], обеспечивая прием спутникового ТВ при удобстве конструкции и крепежа к фасаду дома (см. рис. 5).

Рис. 5

При приеме наземного ТВ необходимо обеспечения направление максимального приема с линии горизонта, поэтому офсетная конструкция становится менее удобной для крепежа к плоской стене, а прямофокусная конструкция либо имеет большую глубину, накапливая в себе дождь и снег, либо при практически плоской конструкции отражателя большой продольный размер, что как уже было сказано, выше крайне нежелательно.

На наш взгляд, проблема создания приемной антенны цифрового ТВ с высоким усилением и КЗД может быть решена с помощью модификации известной короткой двух зеркальной антенны [10], также иногда называемой антенной Эреншпека fil]. Нужно отметить, что в русскоязычной научной литературе принято двухзеркальными антеннами называть конструкции в которых оба зеркала являются объемными фигурами, нужным образом трансформирующим амплитудное и фазовое распределение поля, созданное первичным слабона правде иным излучателем [8j. Роль же зеркал в короткой двух зеркальной антенне Эреншпека совсем иная, поэтому в дальнейшем мы эту антенну будем называть двух-зеркальной антенной с плоскими отражателями или антенной резонаторного типа, что на наш взгляд гораздо лучше отражает суть процессов, происходящих в этой антенне.

Антенна состоит из двух плоских отражателей диаметром 2к (к - длина волны в воздухе) и 0.5Х. Длина антенны определяется расстоянием между отражателями и равна 0.5Х. Антенна имеет КУ=15 дБ и К3д=30 дБ [10J. Никаких данных о согласовании антенны и ее рабочей полосе в [10J не приводится. Все размеры и устройство антенны представлены на рис.6 [10|

звание антенна резонаторного типа или двухзеркальпая антенна с плоскими отражателями гораздо лучше подходит для этой антенны. Отметим, что оптические резонаторы обладают крайне высокой добротностью [13], в связи с чем рабочая полоса антенны крайне узка, и может быть поэтому в [10] отсутствуют конкретные численные результаты по оценки рабочей полосы антенны, как по изменению ее направленных свойств, так и по согласован и ю. В гораздо более современном по сравнению с [10-12] источнике [14] приводятся численные данные по степени шнрокогюлоености мнкрополосковой антенны обратного излучения (ЬаскАге антенна) (см. рис. 7)

Folded dipole

0.4А.—

0.5Л

0.25л

и

-2 к~

Рис. 7

г я,-г л

а)

-—i

___i, dr </г.

QZ5\ 0.251

Рис. 6. а) эскиз антенны; б) компоновка антенны и ее параметры

Антенну образуют главный отражатель диаметра 2Rj, активный элемент S и вспомогательный отражатель диаметра 2R:. Отражатели имеют форму круга ( в принципе допустима любая фигура имеющая ось симметрии, совпадающую с продольной осью антенны, например правильный шестиугольник или восьмиугольник). Борт ик главного отражателя глубиной К = 0,2Х. способствует подавлению обратного излучению, т.е. излучению за главный отражатель [10[, За характерный внешний вид иногда такие антенны радиолюбители называют антенна сковорода, что, па наш взгляд, весьма хорошо видно на рис. 66.

Любопытно, что сам автор идеи построения антенны, анализируя причины получения такого высокого усиления от пассивной антенны столь короткого продольного размера с плоскими рефлекторами, сделал вывод о неприменимости теории обычных зеркальных антенн применительно к подобной антенне. В [12] Эреншпек указал, что действие короткой двухзеркальной антенны аналогично работе открытого оптического резонатора, в силу чего, на наш взгляд на-

Петрудпо видеть, что антенна обратного излучения, изображенная на рис, 7 отличается от двухзеркальной антенны с плоскими отражателями, изображенной на рис. 6, только уменьшенным с 0,5 X до 0,4 к радиусом малого зеркала, да и выбором конкретного исполнения активного элемента в виде пленочного вибратора. Согласно [14| рабочая полоса антенны, изображенной на рис. 7 составляет 3%, что явно недостаточно для обеспечения ее работы в нужной нам полосе 490-590 МГц. Очевидно, что в нашем случае средней частотой является частота 540 МГц, практически совпадающая с частотой первого мультиплекса, и соответственно полоса работы антенны должна быть не хуже (±50/540)х100%, т.е. не хуже ±9,26%, что больше чем в три раза превосходит полосу антенны прототипа.

Таким образом, первая задача решаемая нами при модификации двухзеркальной антенны с плоскими отражателями является расширение ее полосы работы. Вторая задача, связанная с модификацией антенны, состоит в том, что при пересчете размеров антенн, изображенных па рис. 6, 7 для работы на частотах 540±50 МГц получается, что диаметр большего зеркала равняется 2*300/540 = 1,11 м, диаметр малого зеркала 0,5*300/540 = 0,28 м, продольный размер антенны 0,5*300/540 = 0,28 м. Из вышеприведенного перечня видно, что наибольшим размером антенны является поперечный - 1,11 м, поэтому уменьшение этого размера с целью обеспечения возможности более удобного крепежа антенны к коньку стены дома является второй задачей модификации. Последней задачей решаемой в ходе модификации является изменение конструкции бортика антенны, которое позволит не использовать обтекатель, утяжеляющий антенну и в то же время обеспечить отсутствие скопления влаги и снега в большом зеркале — "сковороде" антенны.

Для решения поставленной задачи вполне допустимо пожертвовать в небольших пределах величиной усиления и КЗД антенны, изображенной на рис. 6, поскольку они существенно, особенно в плане КЗД, превосходят параметры аналогов, представленных на рис. 1-3.

7Т\

Таблица 3

Элемент схемы Номинал 116,17]

LJ™ 27 нГн

с 1 пФ

Г.. M brnu 3 пФ

Зависимость КСВ от частоты для петлевой модификации с использованием вышеописанной схемы согласования изображена на рис, 17.

Рис. 17

Как видно из ЭТОГО рисунка КСВ петлевой модификации в пределах рабочей полосы не превосходит величины 1.9, что вполне соответствует типичным требованиям на приемные ТВ антенны. Если сравнить дипольную и петлевую модификацию между собой по характеристикам согласования, то из рис. 17 и 14 видно, что петлевая модификация согласовывается лучше при более простой схеме согласования, поэтому при экономической целесообразности использования согласующих устройств, петлевая модификация лучше. Кстати, согласно [16] и [17] суммарная цена элементов, входящих в согласующую цепь, на момент написания статьи, составляла 47 руб, поэтому применение согласующей цепи не приведет к сильному удорожанию антенны. Если же применение согласующего устройства невозможно, то дииоль-ная модификация лучше, поскольку естественный КСВ петлевой модификации во всей рабочей полосе частот не меньше 4.

В заключении статьи отметим, что ключевым элементом в предлагаемой короткой двухзеркальной антенне с плоскими отражателями является излучатель и именно он определяет диапазонные свойства антенны, причем широкополос-ность антенны определяется вопросами согласования, в то время как КУ антенны в зависимости от частоты меняется гораздо медленнее, чем КСВ. Поэтому на наш взгляд, ключевым вопросом при дальнейшем исследовании подобных антенн является нахождение таких излучателей, которые бы обеспечивали требуемое качество согласования во всей по-

лосе 470-790 МГц, чтобы избежать ненужной зависимости от частотных планов цифрового ТВ, которые могут меняться в разных регионах РФ по весьма непредсказуемым причинам.

Литература

1. URL: http://base.garant.ru/6731125 // Постановление Правительства РФ о г 3 декабря 2009 г. N 985 "О федеральной целевой программе "Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009-2018 годы" [Электронный ресурс]. (Дата обращения: 12,05.2018).

2. URL: https://www.vedomosti.ru/teehnology/articles/2016/09/02 /655535-perehod-tsifrovoe-televidenie-otlozhen // Ведомости "Переход на цифровое телевидение отложен до 2019 года" 02.09.16 [Электронный ресурс]. (Дата обращения: 12,05,2018),

3. URL:https://www.piip.ru/social/20l6/10/24/iz-za-perekhoda-na-cifru-bolshe-vsekh-postradayut-regionalnye-telekanaly.html // 1 lap-ламентская газета "Из-за перехода на «цифру» больше всех пострадают региональные телеканалы" [Электронный ресурс]. (Дата обращения: 12.05.2018).

4. URL: http://www.martspb.ru/prodtikciya/afu/antenny // П1К «Корпорация «Тн-ра" Антенны [Электронный ресурс], (Дата обращения: 12.05,2018).

5. URL: h tip ;//www,dsmt.ru/napmvleniya/daiv/analog_digital_tv// DSM Telecom Частоты эфирного аналогового и цифрового телевещания [Электронный ресурс]. (Дата обращения: 12.05.20! 8).

6. U R L : http ://vel asat. ru/e Я гп ое- te I е v i de n ie/e fî гпуе -antenny/antcnny-dmv-dinpazona-2 l-69-kanalov // Vclasat.ru Купить антенны ДМВ диапазояа[Электронный ресурс]. (Дата обращения: 12.05,2018),

7. Леонов В.А., Худяков К.Н. Обзор телевизионных антенн отечественного производства // Антенны. № 12, 2003. С. 44-50.

8. Ерохгт Г.А., Чернышев О.В.. Козырев H Д., Кочержевский В.Г. Под ред. Г.А. Ерохина «Антенно-фндерные устройства и распространение радиоволн». М.: Горячая линия - Телеком, 2007. 491 с.

9. https://gidlink.ru/antenni/cifta-12—vneshnjaja-panelnaja-napravlennaja-antenna-s-usileniem-do-l2-dbi.html //Gidlink CIFRA-12 Внешняя панельная антенна[Электронный ресурс]. {Дата обращения: 12.05.2018).

10. Ротхсашепь К. Антенны. М.: ДМК Пресс. 2011. 814 е.

11. Ehrenspek H. W. Патент США №3438043, 1968. №35308278, 1968 г.

12. Ebreiispeck Die H.W, S hört-back tire - Eine neuartige Empfangsantenne fur das gesamte U HF-F ein seh band Funk-Technik, Nr 1. 1966, pp. 21-23.

13. Петров Б.М. Электродинамика и распространение радиоволн. М,: Fop я тая линия Телеком, 2007. 558 с.

14. Modern Antenna Handbook. Edited by Conslantine A. Balanis Wiley-Interscience 2008. 1704 p.

15. Гайнутдинов Т.А., Гарантию H.H., Кочержевский В.Г. Двухзвенное согласующее устройство длинноволновых радиовещательных антенн // T-Comm: Телекоммуникации и гранснорг. №6. 2015. С. 48-56,

16. URL: http://ww\v.radiochip.ru/cgí-b¡n/goodra.cgi?act=search&qui= 2& stan=l. Рад и ОЧ и n - интернет-магазин радиодеталей [Электронный ресурс]. Конденсаторы в розницу. (Дата обращения: 12.05.2018).

17. URL: https://www.chipdip.ru/catalog/inductances // Чип и Дип [Электронный ресурс]. Индуктивности / купить оптом и в розницу, (Дата обращения: 12.05.2018).

18. Фуско В. СВЧ цепи и сигналы. Анализ и автоматизированное проектирование. М.: Радио и связь 1990, 288 с.

THE RECEIVING TV SHORT TWO-MIRROR ANTENNA WITH PLANE REFLECTORS

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Timur A. Gainutdinov, Moscow Technical University of Communications and Informatics, Moscow, Russia, tedia@mtuci.ru Ivan N. Bogdanov. Moscow Technical University of Communications and Informatics, Moscow, Russia Viktoria A. Strelsova, Moscow Technical University of Communications and Informatics, Moscow, Russia

Abstract

In connection with the transition to the digital television standard, the problem arises of updating the park of antenna-feeder devices to work in this standard. One of the key requirements for receiving antennas of digital TV systems is high gain and noise immunity while maintaining an acceptable quality of matching throughout the entire digital TV signal band. The purpose of this work is the development of a digital TV receiving antenna, with gain, noise immunity and matching not worse than the good Yagi antennas, with a longitudinal dimension 3-4 times smaller than typical Yagi antennas. The reduction in the longitudinal dimension, in addition to the convenience of attachment, provides better protection from rain and snow, and therefore a longer antenna life. To create such an antenna, a modification of the short two-mirror Ehrenshpec antenna is proposed, in which the diameters of both plane reflectors are changed in order to increase the operating frequency band, and matching schemes are developed for the two types of simple radiators used in the proposed antenna. The numerical results on calculation the gain, front/back ratio, voltage standing wave ratio for the two proposed designs of a shortened two-mirror antenna with plane reflectors in the band 490-590 MHz are given.

Keywords: receiving antenna for digital TV, resonant antenna, back fire antenna, Yagi antenna, front/back ratio.

References

1. URL: http://base.garant.ru/673ll25///The order of the Government of the Russian Federation Of December 3, 2009 N 985 "About the Federal target program" Development of broadcasting in the Russian Federation for 2009-2018 " [Electronic resource] / / (access date: 15.04.2018).

2. URL:https://www.vedomosti.ru/technology/articles/20l6/09/02/655535-perehod-tsifrovoe-televidenie-otlozhen//Sheets "Transition to digital television postponed until 2019" 02.09.16 [Electronic resource] / / (access date: 15.04.2018).

3. URL:https://www.pnp.ru/social/20l6/l0/24/iz-za-perekhoda-na-cifru-bolshe-vsekh-postradayut-regionalnye-telekanaly.html// Parliamentary newspaper "From-for transition to "figure" most affected regional TV companies" [Electronic resource] // (access date l5.04.20l8).

4. URL:http://www.martspb.ru/produkciya/afu/antenny//Corporation "Tira" Antennas [Electronic resource] / / (access date l5.04.20l8).

5. URL: http://www.dsmt.ru/napravleniya/datv/analog_digital_tv// DSM Telecom The frequency of terrestrial analog and digital broadcasting [Electronic resource] // (access date l5.04.20l8).

6. URL:http://velasat.ru/efirnoe-televidenie/efirnye-antenny/antenny-dmv-diapazona-2l-69-kanalov //Velasat.ru Buy antenna UHF band[Electronic resource] // (access date l5.04.20l8).

7. Leonov V.A., Khudyakov K.N. (2003). A Review of antennas of a domestic production. Antennas. No. l2, pp. 44-50.

8. Erokhin G.A. Chernyshev O.V. et al. (2007). Antenna Devices and Radio wave Propagation. Moscow Hot Line Telecom. 49l p.

9. https://gidlink.ru/antenni/cifra-1 2---vneshnjaja-panelnaja-napravlennaja-antenna-s-usileniem-do-12-dbi.html // Gidlink CIFRA-l2 External panel antenna[Electronic resource] // (access date l5.04.20l8).

10. Rothammel K. (20ll). Antennas, Moscow DMK Press. 8l4 p.

11. Ehrenspek H.W. (l968). Patent USA №3438043, l968 y. №35308278.

12. Ebrenspeck H.W. (l966). "Short backfire" - A new type of receiving antenna for the whole UHF-Femsehband wireless technology, No l. pp. 2l-23.

13. Petrov B.M. (2007). Electrodynamics and Radio wave Propagation. Moscow: Hot Line - Telecom. 558 p.

14. Modern Antenna Handbook. Edited by Constantine A. Balanis. Wiley-Interscience 2008. l704 p.

15. Gainutdinov T.A., Garankina N.I., Kocherzhewskiy V.G. (20l5). The two-unit coordinating device of long-wave broadcasting antennas. T^omm. No. 6, pp. 48-56.

16. URL:http://www.radiochip.ru/cgi-bin/goodra.cgi?act=search&qui=2& start=l // Radio chip / online store of electronic components [Electronic resource] / / Capacitors at retail. (Access date l5.04.20l8).

17. URL: https://www.chipdip.ru/catalog/inductances // Chip and Dip [Electronic resource] / / Inductance / buy wholesale and retail. (Access date: l5.04.20l8).

18. Fusco V. (l990). Microwave circuits and signals. Analysis and computer-aided design. Moscow: Radio and communication. 288 p.

Information about authors:

Timur A. Gainutdinov, Assistant professor, Cathedra of Technical Electrodynamics and Antennas, MTUCI, Moscow, Russia Ivan N. Bogdanov, undergraduate, Cathedra of Technical Electrodynamics and Antennas, MTUCI, Moscow, Russia Viktoria A. Strelsova, undergraduate, Cathedra of Radio Technical Systems, MTUCI, Moscow, Russia

r I >

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.