Banginis kanalas

Banginio kanalo antena (Yagi arba Yagi-Uda antena) – kryptinė antena, pasižyminti dideliu stiprinimu, nesudėtinga konstrukcija ir siaura praleidžiamųjų dažnių juosta. Paprastai naudojama priimti 30 MHz – 1 GHz radijo bangas. Ši antenos konstrukcija buvo išrasta 1926 m. japonų inžinierių Shintaro Uda ir Hidetsugu Yagi.

Paprasčiausios konstrukcijos banginio kanalo antena, sudaryta iš vieno direktoriaus (D), už jį šiek tiek ilgesnio aktyviojo vibratoriaus (A), dar ilgesnio reflektoriaus (R) ir tvirtinimo pagrindo (T).

Tipinės konstrukcijos banginio kanalo antenos elementų matmenys ir atstumai tarp jų.

Konstrukcija

Tokios antenos pagrindinis elementas yra aktyvusis vibratorius, kurio vaidmenį dažniausiai atlieka pusės bangos ilgio dipolinė arba (kilpinė dipolinė antena) sujungta su fideriu. Keli direktoriai ir reflektorius yra pasyvieji elementai, atliekantys pagalbinį vaidmenį perspinduliuodami bangas. Aktyvusis vibratorius paprastai yra parenkamas nuo 0,45 iki 0,49 bangos ilgio. Reflektorius standartiškai yra 0,55 bangos ilgio ir pastatomas 0,1 – 0,25 bangos ilgio atstumu nuo aktyviojo vibratoriaus. Pastarasis atstumas neįtakoja antenos stiprinimo, tačiau keičia antenos banginę įėjimo varžą. Direktoriai yra nuo 0,4 iki 0,45 bangos ilgio ir išdėstyti dažniausiai išdėstyti 0,1 – 0,15, iki 0,25 bangos ilgio atstumu vienas nuo kito. Didinant direktorių skaičių ir mažinant atstumus tarp jų, gerėja antenos kryptingumas, tačiau antenos projektavimas ir konstravimas darosi sudėtingesnis. Šitokios konstrukcijos antenos veikimas yra pagrįstas bangų interferencija. Atstumai yra parinkti tokie, kad ties aktyviuoju vibratoriumi nuo direktorių ir reflektoriaus atsispindėjusios bangos būtų vienoje fazėje su tiesiogiai aktyvųjį vibratorių pasiekiančia banga. Tokiu atveju visame antenos ilgyje susidaro sulėtinta bėgančioji banga – banginis kanalas.

Savybės

Dėl savo gerų savybių ir ne itin didelio sudėtingumo tokios banginio kanalo antenos yra labai plačiai naudojamos aukšto dažnio bangų priėmime. Tačiau tokios konstrukcijos antenos išėjimo varža standartiškai yra apie 300 Ω. Dėl šios priežasties siekiant anteną suderinti su standartiniu 75 Ω koaksialiniu kabeliu yra būtina naudoti papildomą varžų suderinimo įtaisą, kuriame atsiranda energijos nuostoliai. Taip pat standartinei banginio kanalo antenai yra būtina simetrinė maitinimo linija, todėl naudojant ją kartu su koaksialiniu kabeliu, kuris savo ruožtu yra nesimetrinė maitinimo linija, yra reikalingas papildomas simetrinimo įtaisas. Šie papildomi konstrukciniai elementai, padidina antenos kainą, sumažina efektyvumą, sumažina atsparumą trukdžiams ir sumažina konstrukcijos patvarumą. Taip pat siaura dažnių pralaidos juosta lemia netiesišką ir nestabilią antenos dažninę stiprinimo charakteristiką, kas apsunkina antenos panaudojimą skaitmeninės televizijos signalui priimti.

X tipo banginio kanalo antenos

X tipo banginio kanalo antena su trejomis direktorių eilėmis viršuje ir standartinės kontrukcijos banginio kanalo antena pritaikyta žemesnio dažnio vertikalios poliarizacijos bangoms priimti apačioje.

X tipo antenos yra stipriai modifikuotos banginio kanalo antenos. Tokia modifikuota konstrukcija dažniausiai yra naudojama priimti silpną TV signalą iš toli esančio siųstuvo nesant tiesioginio matomumo.

Konstrukcija

Šios antenos pasižymi ypač dideliu skaičiumi direktorių (12 ir daugiau), kurie dažnai yra "X" arba "8" formos, arba antena turi kelias (paprastai 3) strypinių direktorių eiles. Didelis direktorių skaičius lemia ypač gerą kryptingumą ir mažą antenos įėjimo varžą. Direktorių forma yra pritaikyta priimti atsispindėjusį signalą, kuriems yra būdingi poliarizacijos iškraipymai. X tipo antenos naudoja masyvų kampinį reflektorių, sudarytą iš kelių elementų ir iš dalies gaubiantį aktyvųjį vibratorių. Aktyviojo vibratoriaus funkciją paprastai atlieka standartinės konstrukcijos pusės bangos ilgio dipolinė antena.

Savybės

X tipo antenos pasižymi ypač dideliu stiprinimu ir atsparumu poliarizacijos iškraipymams. Tolygiai kylanti antenos dažninė stiprinimo charakteristika padeda palaikyti vienodo lygio signalo stiprumą tarp skirtingo dažnio kanalų, kas leidžia lengvą suderinimą su skaitmeninės televizijos imtuvu. Antenos konstrukcija leidžia gauti 75 Ω įėjimo varžą, todėl yra nereikalingi varžos derinimo įtaisai, sumažinantys antenos efektyvumą ir atsparumą trukdžiams. Tačiau šios konstrukcijos antenai yra būtinas simetrinis maitinimas, todėl norint ją suderinti su koaksialiu kabeliu yra būtinas simetrizatorius. Kiti X tipo antenų trūkumai yra sudėtinga konstrukcija ir dideli matmenys. Tai lemia sudėtingą šių antenų projektavimą ir didelę kainą.

Papildomos modifikacijos

Esant nepakankamam priimamo signalo stiprumui, į antenos korpusą yra įmontuojamas priešstiprintuvis – nedidelio stiprinimo koeficiento koaksialiniu kabeliu maitinamas , sukuriantis ypač mažus vidinius triukšmus. Jis yra įterpiamas į koaksialinį kabelį kuo arčiau antenos aktyviojo vibratoriaus. Esant ypač prastoms priėmimo sąlygoms, yra pritaikoma antenų gardelė. Jai sudaryti yra naudojamos kelios viena kryptimi orientuotos, lygiagrečiai per sumatorių sujungtos vienodos konstrukcijos antenos.

Kita informacija

• Plačiausiai naudojamų TV antenų: banginio kanalo, x tipo ir logoperiodinės antenos tipinės dažninės stiprinimo charakteristikos.
• Paprastos konstrukcijos X tipo antena su 17 direktorių, keturgubu kampiniu reflektoriumi ir priešstiprintuviu.
• X tipo antena su "X" formos direktoriais.
• Šešių X tipo antenų gardelė pritaikyta ypač silpniems 136-138 MHz dažnio radijo signalams priimti.

Nuorodos

• Banginio kanalo antenos veikimo principas. 2011-10-01 iš Wayback Machine projekto. (angl.)
• Banginio kanalo antenos konstrukciniai variantai ir projektavimo teorija. (angl.)