Nevím proč, ale vždycky mě zajímala jednání mezi pozemními službami a posádkou letadla.
Je na tom něco tajemného. Je to jako dotknout se něčeho vysokého, k čemu běžní lidé nemají přístup.
Právě pro tyto účely jsem si pořídil rádiovou stanici Yaesu VX-7r. Vygooglil jsem si požadované frekvence, ale ukázalo se, že standardní gumička je prakticky neslyšitelná. Proto je potřeba normální anténa.
A bylo by hezké, kdyby tato anténa byla navržena speciálně pro příjem leteckého pásma.
Pouze oligarchové si mohou dovolit koupit hotovou anténu (ceny se pohybují od 6.5 tisíce rublů do nekonečna), což znamená, že si ji budete muset vyrobit sami.
Nejprve bylo nutné rozhodnout se o typu antény. Na tom závisí snadnost výroby, složitost instalace a cena komponentů.
Výběr typu antény
Ze všech možností se mi J-anténa zdála nejzajímavější a nejatraktivnější:
Snadno se montuje a soudě dle recenzí má dobré vlastnosti.
Ale nejdřív jsem se rozhodl postavit známý a časem osvědčený Anténa GP (také známé jako Ground Plane nebo „džíp“).
GP má téměř kruhový vyzařovací diagram, což mu umožňuje zachytávat letadla stejně dobře ze všech směrů.
Výpočet antény
Jako centrální frekvenci jsem vzal úplný střed leteckého rozsahu:
118 + (136 – 118) / 2 = 127 MHz, což odpovídá vlnové délce:
λ = c/f = 300/127 = 2.36 m
Budu mít pravidelnou „čtvrtinu“ se svislým čepem a třemi protizávažími, proto potřebuji čtvrtinu vlnové délky: 2.36/4 = 0.59 m
Zbývá použít faktor zkrácení (k), který závisí na poměru vlnové délky k průměru vertikální trubice (λ/d). To znamená, že čím silnější vibrátory, tím větší faktor zkrácení (a tím širší šířka pásma antény).
V mém případě má svislý čep průměr 15 mm:
λ/d = 2.36/0.015 = 157
Konkrétní hodnotu vezmeme ze známého grafu:
tedy koeficient zkrácení k = 0.92, což znamená, že pro mou anténu budu potřebovat hliníkové trubky o délce 54 cm:
0.59 * 0.92 = 0.54 m
Výstavba
Všechno je co nejjednodušší z nejdostupnějších částí. Hliníkové trubky jsem nařezal na kusy o délce 54 cm. Pro svislý čep jsem vzal trubku o průměru 15 mm a pro protizávaží 10 mm.
Do konců 10mm trubek jsem vložil kolíky z instalatérských svorek (pasují perfektně):
Krimpoval jsem to pomocí krimpovacích kleští, které se později budou hodit pro krimpování konektorů:
A do tlusté trubky jsem zašrouboval svorník M10, který přesně seděl na průměr. Tak silnou trubku nebylo možné krimpovat, tak jsem ji na dvou místech provrtal a pevně utáhl šrouby. Vzal jsem matice s polyethylenovými vložkami.
Pro větší spolehlivost a ochranu před pronikáním vlhkosti jsem před krimpováním důkladně potřel všechny čepy bauxitem.
Abych upevnil čep a protizávaží, vyřízl jsem z tlustého (2 mm) ocelového plechu trojúhelník se stranami ~100 mm:
Konce tohoto kusu železa byly ohnuty pod úhlem ~45 stupňů. Zbývalo už jen zasunout trubky do otvorů a vše utáhnout maticemi.
Centrální kolík byl od zbytku antény izolován pomocí dvou průchodek, které byly vysoustruženy ze sklolaminátu (vrtačka, pilník, brusný papír).
Bohužel jsem pouzdra nevyfotil, ale jejich tvar by měl být přibližně jako na obrázku vpravo.
Ukázalo se to asi takto: 
Mimochodem, ukázalo se, že nejpohodlnějším způsobem, jak ohnout základnu, je uchopit protizávaží přímo a použít je jako páky.
Horní konec svislého čepu by měl být naplněn bauxitem, aby se dovnitř nedostala voda. Nebo nasaďte vhodnou zátku. Zvolil jsem obě možnosti – nejprve naplnění a poté pro spolehlivost nasazení zátky:
Stožár
Nenapadlo mě nic chytřejšího pro stožár než vzít dva vodicí profily pro sádrokarton. Pohodlně do sebe zapadají a výsledkem je poměrně pevná a lehká konstrukce.
Pro zvýšení pevnosti je třeba tyto dva profily stáhnout k sobě šrouby. Nebude fungovat jen tak zašroubovat šrouby (tenké železo se při stisknutí jen zmačká), takže je třeba dovnitř vložit kusy dřeva. A poté šrouby zašroubovat skrz profil do těchto tyčí.
Osobně jsem šel na jistotu a tyčinky jsem předem namočil do vysychajícího oleje. Aby v prvním roce neshnily.
Bylo rozhodnuto připevnit anténu ke starému (již nepoužívanému) stožáru elektrického vedení
K tomu budete potřebovat svorky ve tvaru U, které se vyrábějí ohnutím 6mm trnů na trnu.
Špendlíky je třeba předehřát na červenou teplotu a nechat pomalu vychladnout. Jinak se při ohnutí zlomí. Jako trn se ideální hodila plechovka od deodorantu:
K stožáru jsem připevnil dva ocelové úhelníky s otvory. Provlékneme jimi naše svorky ve tvaru U:
Pár slov o kabelu
Je jasné, že jsem si tady měl vzít 50ohmový kabel, ale nakonec mě ropucha uškrtila. V naší oblasti stojí dobrý 50ohmový kabel téměř 4krát víc než dobrý 75ohmový televizní kabel.
Po odhadu útlumu na frekvencích 118-136 MHz jsem se rozhodl pro levnější variantu. Za desetiny decibelu se sotva vyplatí přeplácet. Ano, kvůli obecné nekonzistentnosti anténní napájecí cesty ztratím více!
Proto volba padla na kabel SAT-703 za 25 rublů za běžný metr. Na 25metrovém kusu kabelu bude útlum v pásmu vzduchu menší než 2 dB, což mi zcela vyhovuje.
Aby se ušetřily peníze, bylo rozhodnuto zbavit se konektorů a jednoduše připájet kabel k anténě.
Je velmi důležité řádně utěsnit konec kabelu před vlhkostí. Pokud se tak neudělá, bude opletení kabelu časem nasávat vodu po celé své délce.
Abych to utěsnil, navlékl jsem na konec kabelu hadičku a jednoduše ji naplnil epoxidovou pryskyřicí.
Celková cena antény
Nakonec jsem za samotnou anténu utratil něco málo přes 700 rublů a dalších 625 rublů za 25 metrů kabelu. Všechno kromě kabelu bylo zakoupeno v železářství:
- Kulatá hliníková trubka 15×1, 1 ks — 78 rublů.
- Kulatá hliníková trubka 10×1, 3 ks — 165 rublů.
- Profil 28/27, 3 m, 2 ks — 64 rublů.
- Montážní deska perforovaná, 100x200x2.0 — 70 rublů.
- Upevňovací roh perforovaný, 105x105x90x2.0 — 41 rublů.
- Vlásenka M6x1000, 2 ks — 58 rublů.
- Instalatérské svorky pro 3/4″, 3 ks — 73.50 rub.
- Epoxidové lepidlo – 62 rublů.
- Dřevo, 25×40, 3 m — 48 rublů.
- Sušicí olej PET, 0.5 l — 57 rublů.
Celkem: 716.5 rublů.
Montáž na střechu
Buďte opatrní a obezřetní! Práce ve výškách musí být prováděny speciálně vyškolenými osobami s povinným pojištěním!
Nejtěžší bylo zvednout anténu s kabelovou cívkou na střechu úzkým otvorem v půdě. Proto musely být protizávaží přišroubována již na místě.
Díky přesnému výpočtu upevňovacích jednotek vše zapadlo na své místo jako doma:
Kabel byl do bytu přiveden otvorem ve zdi. Je lepší, když je výstupní otvor o něco níže než vnitřní otvor v bytě. To proto, aby do domu nezatékala voda.
Pak jsem plánoval na tento konec kabelu nakrimpovat SMA konektor, ale bohužel balíček z eBay nikdy nedorazil. Takže jsem prozatím jen zastrčil střední žílu kabelu do zdířky rádiové stanice.
Video ukazuje 10 minut typického jednání mezi piloty a dispečery – poslechněte si a užijte si to:
Každý z nás už určitě viděl anténu s „vlnovým kanálem“ na střechách vícepatrových budov. Dnes, v éře digitální televize (TV), jsou struktury tohoto typu stále relevantní. Je docela možné si takovou anténu vyrobit sami z čehokoli, co vám přijde pod ruku, a získat tak 20 kanálů zdarma a ve slušné kvalitě.
- 1. Jak funguje anténa s vlnovým kanálem?
- 2. Varianty antén Uda-Yagi pro digitální televizi
- 2.1. Tříprvková vnitřní anténa
- 2.2. Yagiho anténa pro dům a byt
- 2.3. Anténní „vlnový kanál“ pro příjem na velké vzdálenosti
Jak funguje anténa s vlnovým kanálem?
Anténa s „vlnovým kanálem“ se často nazývá anténa Uda-Yagi, po Japoncích, kteří jsou považováni za vynálezce této konstrukce. Ve své klasické podobě se skládá z jednoho aktivního vibrátoru, pasivního reflektoru a několika direktorů, které jsou umístěny postupně na jedné linii. Odtud pochází další název pro tuto konstrukci – direktorová anténa.
Ve skutečnosti je „vlnový kanál“ celá třída antén, která je reprezentována obrovským množstvím praktických řešení. Zároveň i běžná tříprvková anténa může mít různé velikosti v závislosti na tom, který parametr je při výpočtech brán jako hlavní. Neexistuje tedy jednoznačné schéma výpočtu pro antény Uda-Yagi.
Antény tohoto typu se v televizi používají již dlouhou dobu a vyznačují se vysokým zesilovacím faktorem při relativně malých rozměrech. Pracují podle následujícího schématu. Hlavní část elektromotorického pole (EMP) vzniká ve vibrátoru, který rezonuje na určité frekvenci v souladu s jeho rozměry. Současně je EMF indukováno i v dalších konstrukčních prvcích, které jsou znovu vyzařovány a zvyšují EMF ve vibrátoru. Uspořádání prvků, stejně jako jejich rozměry, jsou voleny tak, aby se dosáhlo maximálního účinku. Čím více prvků tedy anténa má, tím vyšší je její zesilovací faktor.
Všimněte si, že se zvyšujícím se počtem ředitelů se šířka pásma antény snižuje, což snižuje účinnost antény při příjmu televizních kanálů na různých frekvencích. S velkým počtem prvků je obtížné zajistit ladění antény doma a kompenzovat nepřesnost jejích geometrických parametrů.
Konstrukce využívá vibrační smyčku Pistolkors, která je s koaxiálním kabelem spárována pomocí půlvlnné smyčky. Použití dalších direktorů však vede k několikanásobnému snížení vstupního odporu antény, což vede k nesouladu mezi anténou a napáječem. Je třeba použít a vybrat prvky pro spárování antény s napáječem – feritové kroužky, “baluny”, transformátory atd.
V praxi je možná situace, kdy tříprvková anténa bude fungovat lépe než konstrukce s 3 direktory. Při sestavování antény Uda-Yagi vlastníma rukama tedy nemusíte volit konstrukci s více než pěti prvky. Zároveň pouze tříprvková anténa poskytne garantovaný zisk 10 dB a to bez jakéhokoli ladění. V důsledku toho můžeme říci, že nejefektivnějším využitím antény „vlnový kanál“ pro televizi je, pokud se provádí multiplexní vysílání (balíčky kanálů po 6 ks) na blízkých frekvencích, což snižuje negativní vliv úzké šířky pásma této třídy antén.
Varianty antén Uda-Yagi pro digitální televizi
Tříprvková vnitřní anténa
Tříprvková anténa Uda-Yagi je z hlediska výroby svépomocí nejúčinnější, protože nevyžaduje prakticky žádné nastavení a je zaručeno, že bude fungovat ve vzdálenosti až 30 km od věže. Je určena pro digitální vysílání standardu DVB-T2, má malé rozměry a nejčastěji se používá jako vnitřní anténa, i když ji lze instalovat i na stožár pro získání signálu vyšší kvality.
Ve standardním provedení má následující vlastnosti:
- zisk, dB — 5-6;
- součinitel postupné vlny 0,65–0,9;
- nerovnoměrnost zesílení, dB 9-10;
- účinnost 0,97;
- odolnost proti šumu, dB -(13-19);
- Vstupní odpor, 90-100 ohmů.
Následující obrázek ukazuje rozměry antény, vypočítané pro několik frekvencí. Je třeba vybrat tu, která nejlépe odpovídá frekvencím multiplexů v oblasti bydliště. Prvky antény mohou být vyrobeny z mědi, oceli nebo hliníku. V amatérských podmínkách se obvykle jedná o tlustý měděný drát nebo trubku o průměru až 5 mm.
Uprostřed vibrátoru, reflektoru a direktoru je nulový potenciál vysokofrekvenčního signálu, takže elektrická vodivost výložníku není důležitá.
Pro přizpůsobení vstupní impedance smyčkového vibrátoru, která je asi 100 ohmů, se používá koleno ve tvaru U z napáječe s impedancí 75 ohmů.
Yagi anténa pro dům a byt
V tomto příkladu je k výrobě antény použita kovová plastová trubka o průměru 16 mm. Jako šíp je použita dřevěná deska, na které jsou připevněny všechny čtyři prvky antény. Uprostřed vibrátoru, reflektoru a direktorů je nulový potenciál elektromagnetického pole, takže elektrická vodivost šípu nehraje roli. Při umístění antény venku je však třeba se chránit před úderem blesku. K tomu je šíp vyroben z kovu a uzemněn uprostřed.
Pro přizpůsobení vstupního odporu antény, který je asi 300 Ohmů, se používá koleno ve tvaru U vyrobené z koaxiálního kabelu s impedancí 75 Ohmů. Teoreticky by jeho délka měla být rovna polovině vlnové délky, na kterou je anténa naladěna. Konstrukce je navržena pro rozsah 480-720 MHz, tj. průměrná vlnová délka je 600 MHz. V Moskvě pracují multiplexy na frekvencích 498 MHz a 578 MHz, takže ladící frekvence antény je nejvhodnější.
Vydělme rychlost světla frekvencí a dostaneme vlnovou délku. V našem případě 300 mm/s: 600 MHz = 0,50 m. S přihlédnutím k materiálu napáječe je faktor zkrácení 1,5; a výsledkem je smyčka o délce 165 mm. Během ladění lze její velikost měnit ze 120 na 250 mm. Na základě poskytnutého výkresu získáme reflektor o velikosti 280 mm, vibrátor 240 mm a dva direktory o velikosti 210 mm.
V uvedeném příkladu jsou kabel a smyčka připájeny k destičce ze skelných vláken se dvěma kontaktními ploškami. Tato část je zároveň konstrukčním prvkem, který zajišťuje fixaci mezery a tvaru vibrátoru.
Připojení kabelu a odpovídající smyčky lze provést pouze pomocí šroubů, které se dotýkají hliníkové vrstvy v trubce. Zástrčku lze připojit podle následujícího schématu a páječka pak není potřeba.
Následující obrázek ukazuje příklad jiné verze 4prvkové antény, naladěné na přibližně 710 MHz. Zde je jasně vidět zapojení napáječe a smyčky: opletení jsou vzájemně propojena, centrální jádra jsou připojena ke koncům vibrátoru smyčky.
Po sestavení antény je třeba ji otestovat na všech 20 kanálech. Pokud ne vše je ideální, hledejte optimální umístění antény a její nasměrování. Můžete zkusit změnit velikost smyčky v rámci uvedených limitů.
Anténní „vlnový kanál“ pro příjem na velké vzdálenosti
Pětiprvková anténa je nejvýkonnější z těch, které jsou v tomto článku uvažovány. Její reflektor se skládá ze dvou prvků.
Rozměry antény by měly být vybrány v souladu s frekvencí multiplexů v dané oblasti. Pro přehlednost uvádím tabulku průměrných frekvencí podle čísel kanálů.
Průměrné frekvence televizních kanálů Číslo kanálu Frekvence, MHz Číslo kanálu Frekvence, MHz 21 474,5 26 514,5 27 522,5 32 562,5 33 570,5 39 618,5 40 626,5 46 674,5 47 682,5 53 730,5 54 738,5 60 786,5 Konstrukce antény si lze vypůjčit z výše uvedených příkladů. Zapojení napáječe, smyčky a také nastavení se provádí podle stejných doporučení.
Možnosti pro domácí návrhy
Konstrukci antény Uda-Yagi vybíráme v závislosti na dostupných materiálech, dostupnosti nástrojů a zkušenostech. Podívejme se na několik praktických příkladů.
Tato konstrukce je vyrobena z nerezové oceli. Trubkové prvky jsou upevněny k trubce většího průměru pomocí samořezných šroubů.
Výložník lze vyrobit z dřevěného pravítka, reflektor, vibrátor a směrové prvky z tlustého měděného drátu nebo trubky. Pravítko usnadní zajištění přesných rozměrů antény, ale konstrukci nelze nazvat odolnou.
Výložník vyrobený z pozinkovaného profilu bude sloužit zřetelně déle. Další prvky k němu lze připevnit samořeznými šrouby a bez použití podložek.
„Vlnový kanál“ si doma můžete vyrobit vlastníma rukama ze starého metru. Nosným ramenem je dřevěný blok.
Velmi praktický design se získá z hliníkových pásů, které jsou namontovány na hliníkovém profilovém výložníku. Instalace pomocí nýtů ze stejného hliníku je velmi rychlá. Doporučuji!
Použití zesilovače
Použití zesilovače činí anténu aktivní a umožňuje příjem digitálního televizního signálu na vzdálenost desítek kilometrů. Je velmi vhodné připojit k vibrátoru zesilovač se dvěma otvory, vytvořenými na desce plošných spojů. Zesilovač musí mít vhodné provozní frekvenční pásmo. V praktickém použití je někdy nutné experimentálně vybrat zařízení s požadovaným ziskem.
Pro jeho instalaci není třeba vytvářet speciální smyčky, jako na fotografii. Stačí vyvrtat několik otvorů do půlvlnného vibrátoru v souladu s jejich umístěním na desce a spojit je šrouby s maticemi a podložkami. Centrální jádro podavače musí být upnuto šroubem uprostřed desky a opletení se bude dotýkat držáku, který upevňuje kabel.
Všechny DVB-T2 set-top boxy a pokročilé televizory mají možnost napájet aktivní anténu. V takovém případě byste měli pomocí dálkového ovladače nastavit režim „zapnuto“ v příslušné službě.
Pokud výše uvedená možnost není k dispozici, musíte použít speciální napájecí zdroj s odpovídajícím konektorem. V tomto případě se k němu kabel připojuje stejným způsobem jako k desce zesilovače.
Centrální jádro by mělo být upnuto šroubem uprostřed desky a stínidlo by se mělo dotýkat kovového držáku, který zajišťuje napájecí zdroj. Po sestavení celého systému by měla být kvalita aktivní antény Uda-Yagi otestována na všech televizních kanálech.
