Om UHF -antenner

Fig 2. Bredbandsantenn av Yagi-typ för fre-kvensomridet 470-790 MHz. Det exciterande . antennelementet är en vikt dipol. De sex dipolerna

längst t v på bilden bildar en krökt reflektormatta.

Antennen ger en spänningsvinst på 9-14,5 dB och har fram-backf"örhållandet 21-26 dB. Antennen har typbeteckningen DFA l LM 27. (Fabrikat Fuba.)

Störningsfri mottagning och god bildkvalitet vid TV-mottagning på UHF-banden kräver effektiva antenner. Också på nedledningarna ställs speciella krav.

I denna artikel ges exempel på några lämpliga antenntyper för UHF och vidare beskrivs hur befintliga VHF -antenner kan kompletteras med en UHF-antenn.

. Fig l. Räckvidden d för UHF-vågorna begränsas vid normala väderleksförhållanden av den s k radiohorisonten, d,'s i detta fall av avståndet mellan sändaren S och mottagaren M,. Mottagaren M.,.som befinner sig under radiohorisonten och i vad man.brukar kalla skuggzonen, ligger då utan-för sändarens räckvidd. Om däremot ett reflek-teraRde skikt (ledsklkt) förekommer, bryts (refrak-teras) vågorna mot detta och kommer att nå fram till mottagaren Mo i skuggzonen.

• Förf är knuten till Fuba Antennenwerke, Bad Salz-detfurth, Tyskland.

56

^{RADIO &} TELEVISION - NR 12 - 1966

• Betingelserna för vågutbredning inom UHF-området liknar i mycket de be-tingelser som gäller för utbredning av det synliga ljuset. För att förbättra räck-vidden vid radiokommunikation inom UHF-området försöker man därför pla-cera antennerna så högt över marken som möjligt. Under förutsättning att fri sikt råder mellan sändarantennen och mottagarantennen kan räckvidden d i km definieras som

d = 3,57 < V hs + %m)

där h. och hm avser sändar- respektive mottagarantennens höjd över markytan i meter räknat.

Praktiska erfarenheter har emellertid visat att tillfredsställande mottagning av UHF-signaler är möjlig även på längre avstånd än det som motsvarar den op-tiska räckvidden. Detta är möjligt tack vare atmosfärisk refraktion, diffraktion, reflexioner eller spridningsfenomen.

Refraktion och diffraktion

_,

Med refraktion avser man den brytning av de elektromagnetiska vågorna som sker när dessa passerar medier av olika täthet. Detta inträffar t ex när luftlager

ämpning i dl

l)

Dämpning i dE

med avvikande temperatur och fuktighet intränger i en homogen luftmassa, se fig 1. Eftersom det huvudsakligen är strå-lar med stor infallsvinkel som bryts mot luftskikten, kommer dessa att böjas av efter jordens rundning och på så sätt ge onormalt långa räckvidder. I viss ut-sträckning avböjs emellertid de elektro-magnetiska vågorria också i normalat-mosfären så mycket att den faktiska radioräckvidden överstiger den optiska med ungefär 15 %. Denna avböjning, som är karakteristisk för höga frekven-ser, benämns diffraktion.

RefleXion och spridning

Fältstyrkan vid mottagarstationen är inte enbart beroende av avståndet mellan sän-dare och mottagare och av de meteorolo-giska förhållandena. De elektromagne-tiska vågornas utbredning påverkas ock-så i hög grad av terräng och bebyggelse.

Sådana hinder som berg och höga bygg- . nader förorsakar reflexioner och sprid-ningar och detta kan ge upphov till an-senliga variationer i fältstyrkan på mot-tagarsidan på grund av interferens mel-lan den direkta och den reflekterade sig-nalen. Innan man monterar

mottagaran-~ Fig 3. Antenndiagrammen: a) horisontaldiagrammet, b) vertikaldiagrammet för antennen i fig 2. Antennens öppningsvinkel i båda pla-nen är .ca 30° vid 3 dB dämpning.

Fig 4. Genom att montera två Yagi-antenner

pa-rallellt kan man uppnå högre förstärkning. För att ömsesidig påVerkan inte skall uppstå bör avståndet mellan antennerna vara större än 3Å/2.

tennen bör man därför förvissa sig om att man funnit den lämpligaste platsen. An-tennen bör ha ett sådant strålnings dia-gram att den inkommande energin fångas upp inom en så liten vinkel som möjligt både i horisontell och vertikal led. Om en antenn med mindre god riktverkan används, tar den upp både den direkta signalen och de signaler som reflekteras av olika föremål. Om löptidsskillnaderna mellan dessa olika signaler är stora kan de ge upphov till besvärande störningar.

Vid TV-mottagning yttrar sig dessa stör-ningar i allmänhet så att TV-bilden får dålig skärpa eller att man får dubbelbil-der, s k spökbilder.

TV -antenner för UHF -området

Om man utgår från medelvåglängden 0,5 m för UHF-området, så är den en tredjedel av våglängden i band III, se tab 1, och endast en tolftedel av våg-längden i band L

Eftersom den effektiva ytan - som mått på antennens egenskaper - är di-rekt proportionell mot våglängden, måste man i allmänhet konstruera effektivare antenner för UHF-området än för VHF-området.

Tab 1. Den nu gällande indelningen av frekvensband för rundradio och TV inom VHF- och UHF-banden har fast-ställts enligt den s k Stockholmsplanen av år 1961. Den trädde

i

kraft den 1/9 1962 och avser region

l,

som omfattar prak-tiskt taget hela norra Europa.

Band

I

Frekvens i MHz

I

Tilldelat för

I

41-68

TV

II

87,5-100

FM-rundradio

III

162-230

TV

IV

470-;-582

TV

V

582- 960

TV

I närheten aven sändare kan det vara tillräckligt med en antenn med kraftig riktverkan för att man skall få god mot-tagning och undvika störningar. Den alltför höga antennspänning som man då i vissa fall får kan minskas med hjälp av dämpsatser. För mottagare placerade på längre avstånd från sändaren kan man få god mottagning genom att använda Yagi- • antenner eller skärmreflektorantenner.

RADIO & TELEVISION - NR 12 - 1966

57

Yagi-antennen

Yagi-antennen, se

jig

2, är en i det när-maste idealisk antenn, dels därför att den är robust, dels därför att den är lätt att tillverka. Ett dipolelement, vars fy-sikalisKa längd är något längre än halva den våglängd för vilken antennen är av-sedd, fungerar som reflektor och är pla-cerat bakom den aktiva (exciterande) di-polen . De antennelement som är placera-de framför placera-den aktiva dipolen benämns direktorer och är något kortare än halva våglängden. Antenndiagram för en Yagi-antenn visas i

tig

3 .

En Yagi-antenns egenskaper är bero-ende av antalet antennelement och ele-mentens längd bestämmer frekvensen.

Vid jämförelser mellan olika Yagi-an-tenner måste man emellertid även ta hänsyn till skillnader i konstruktionsprin-cip. Man skiljer på enkanals- och fler-kanalsantenner, enområdes- och flerom-rådesantenner. Även om antennelemen-ten i två Yagi-anantennelemen-tenner har samma längd kan man få olika egenskaper hos anten-nerna genom olika inbördes placering av elementen och genom att använda sär-skilda ' kompensationselement.

Vilken typ av antenn som man skall

Fig 5. Hörnreflektorantenn för frekvensbandet 470-790 MHz. (Fuba DFA 1 LM C.)

58

RADIO & TELEVISION - NR 12 - 1966

använda kan i allmänhet avgöras endast genom praktiska prov. Vill man uppnå högre förstärkning än den som en antenn ger, kan man montera två Yagi-antenner palallellt, som visas i

tig 4.

Skärmreflektorantenner

Skärmreflektorantenner är huvudsakligen lämpade för UHF-bandet och ännu hög-re fhög-rekvenser. Antenner av denna typ får nämligen sådana dimensioner att de blir någorlunda lätthanterliga först vid dessa korta våglängder. Skärmreflektoranten-nernas riktningsverkan bestäms av det aktiva elementets typ, av storlek och form på reflektorskärmen pch av avstån-det mellan den exciterande dipolen och skärmen.

Skärmreflektorantenner med hörnre-flektor, se

tig

5, är en antenntyp med vilken man kan uppnå goda mottagnings-resultat. En annan typ av reflektorantenn är den som utförs med plan reflektor-skärm, se

tig 6.

Även om man med skärmreflektoran-tenner kan uppnå egenskaper, som är likvärdiga med en Yagi-antenns, så är skärmreflektorantennerna underlägsna genom att de har större horisontell

öpp-Fig 6. I bredbandsantennen Fuba DFA 1 LM G 8 för frekvensområdet 470-790 MHz utgörs de aktiva elementen av fyra helvågsantenner, som jämte de två ringdirektorerna är placerade framför en plan nätreflektor. Arrangemanget ger en spän-ningsvinstpå 10,5-14 dB.

ningsvinkel. I sådana områden där man måste räkna med reflexioner från bebyg-gelse eller från terrängen är därför en Yagi-antenn nästan alltid att föredra.

Montering av antenn

för VHF- och UHF-mottagning När man skall sätta upp en VHF-UHF-antenn har man i allmänhet att välja mellan

1)

att skaffa en helt ny antennutrust-ning som täcker både VljF och UHF;

2) att komplettera en redan befintlig antenn för VHF-bandet så att den täcker även UHF-bandet eller

3) att komplettera en redan befintlig centralantenn.

I det första fallet monterar man UHF-antennen på toppen aven jordad mast och minst 80 cm därunder placeras en antenn för VHF-bandet.

I det andra fallet monteras UHF-an-tennen minst 80 cm under den redan befintliga VHF-antennen. Vid detta ar-rangemang måste en fastsättningsanord-ning, ett s k antennhuvud, användas, så att masten inte löper genom UHF-anten-nens element. Antennhuvudet är dock överflödigt för sådana antenner som har

Till mottagarantennerro

t t

* ^Till TV-mottagare

fastsättningsanordning vid ena änden av dipolbäraren.

Det tredje alternativet, komplettering

aven centralantenn, åstadkommer man

bäst med hjälp aven

mellantransforma-tor. Detta förfarande ger bl a den

för-delen att alla TV-apparater, oavsett

års-modell, kan anslutas till systemet utan att

de behöver modifieras. Inte heller

kopp-lingsdosorna, anslutningsledningarna

el-ler antennkabeln kräver några ändringar

eller kompletteringar. På antennmasten

monterar man en lämplig UHF-antenn

och förbinder denna via en koaxialkabel

med transformatoringången.

Transfor-matorns utgång matas till det befintliga

nedledningsnätet över en fördelare.

In document Finns för alla Philips (Page 56-59)