2.3.
ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ АНТЕННЫ
2.3.
ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ АНТЕННЫ
Конструкция телевизионной
антенны должна в точности соответствовать ее чертежу и описанию. Желательно
не допускать никаких отклонении. Несмотря на то, что многие отклонения вполне
допустимы и не влияют на работу антенны, определить, какие именно отклонения
от чертежа или описания возможны, способен только опытный и грамотный специалист.
Часто радиолюбитель по тем или иным причинам вносит свои изменения в конструкцию
антенны, полагая, что такие изменения несущественны. В результате внесения недопустимых
изменений нормальная работа антенны в значительной мере нарушается.
Металлические элементы
антенны можно выполнять из трубок, прутка, полос, уголка или другого профиля
любого металла. В соответствии с поверхностным эффектом токи высокой частоты
протекают исключительно в пределах тонкого поверхностного слоя металла, и чем
больше частота, тем тоньше этот слой. Поэтому те элементы антенны, которые не
несут механической нагрузки, предпочитают выполнять из тонкостенных трубок для
получения наименьшей массы антенны. Ведь тонкостенная трубка или сплошной пруток
того же диаметра по своим свойствам совершенно одинаковы. По этой же причине
в описаниях антенн всегда указывается
именно наружный диаметр
трубок. Если для антенны используется металлическая полоса, ее ширина берется
примерно в 1,5 раза больше рекомендованного диаметра, а уголок - того же размера,
что и диаметр. Несущие элементы конструкции антенны для снижения ее массы также
рекомендуется выполнять из трубы, толщина стенки которой выбирается из условий
необходимой прочности конструкции.
Обычно телевизионные антенны
выполняют из алюминия или его сплавов. Наибольшее применение получил дюраль
марки Д16Т, обладающий прочностью и упругостью. Это объясняется тем, что антенна
из таких трубок получается достаточно легкой и прочной. Однако электрические
свойства алюминиевых антенн недостаточно высоки из-за того, что в местах соединений
элементов антенны часто образуются плохие контакты, вызванные окисной пленкой,
покрывающей поверхность алюминиевых сплавов. С течением времени это может нарушить
нормальную работу антенны. Еще хуже, когда при сборке антенны используют элементы
или стяжные болты, выполненные из разных металлов. При этом из-за контактной
разности потенциалов образуется гальваническая пара, разрушающая металл в месте
соединения. Из-за крайней трудности пайки алюминия элементы ССУ обычно подключаются
к такой антенне "под винт", где также имеется опасность появления
плохих контактов.
В принципе, телевизионная
антенна может быть выполнена из любого металла: алюминия, меди, латуни, бронзы,
стали или нержавеющей стали. По сравнению с алюминиевыми остальные антенны значительно
тяжелее. Использование стали вообще нежелательно из-за неизбежной коррозии.
Даже оцинкованные и окрашенные стальные трубки на открытом воздухе довольно
быстро ржавеют, и если механическая прочность таких элементов антенны может
сохраняться много лет, то электрические контакты в соединениях в результате
коррозии быстро нарушаются.
По указанным причинам наилучший
материал для элементов антенны -медь или латунь. Эти металлы легко подвергаются
пайке, которая обеспечивает надежность и долговечность электрических контактов
и, в конечном счете, хорошую работу антенны в течение длительного времени. Если
все соединения антенны осуществлялись при помощи пайки, ее элементы могут быть
выполнены из разных металлов. Если использовались стальные элементы и пропаивались
с применением кислотного флюса, для его удаления места пайки нужно затем тщательно
промыть горячей водой, иначе остатки флюса в течение непродолжительного времени
приведут к сильной коррозии металла. Следует помнить, что пайка оловянными припоями
механических нагрузок не выдерживает и служит лишь для получения хороших электрических
контактов. Поэтому прочность соединений необходимо обеспечивать другими способами
(болтами, заклепками и т. д.), а после сборки эти соединения нужно пропаять.
Исключение составляет пайка твердыми припоями, которые обеспечивают механическую
прочность.
Во избежание коррозии антенна
после сборки и припайки ССУ тщательно очищается от грязи и окислов и прокрашивается
в несколько слоев. Антенны из меди или латуни также необходимо окрасить в связи
с
тем, что под воздействием
кислорода воздуха и сернистых газов в атмосфере на поверхности этих металлов
образуется слой сернистой меди, обладающий значительным сопротивлением, который
будет ухудшать работу антенны. Используются такие краски, которые являются хорошим
диэлектриком и противостоят климатическим воздействиям. Лучшей краской поэтому
является синтетическая автоэмаль, хотя могут использоваться нитроэмали, глифталиевые
или масляные краски. Допустимо также предварительное покрытие грунтовкой. Детали
антенн из алюминия или его сплавов окрашивать нет необходимости, так как оксидный
слой на поверхности этих металлов обладает очень большим сопротивлением и приближается
по своим свойствам к диэлектрику. Оксидный слой защищает поверхность металла
от дальнейшего окисления, а под тончайшей оксидной пленкой сохраняется металлическая
поверхность с хорошей проводимостью для электрического тока.
В связи с тем, что высокочастотные
токи протекают только по поверхности металла, она не должна представлять для
токов сигнала, принятого антенной, большого сопротивления. Это накладывает определенные
требования к состоянию поверхности элементов антенны, которая должна быть ровной
и гладкой, а у антенн дециметрового диапазона даже полированной. Не допускается
наличие на поверхности элементов антенны поперечных прорезей или глубоких царапин.
Совершенно недопустимо специально создавать шероховатую поверхность элементов
антенны. По этой же причине не следует окрашивать антенну плохопроводящими красками,
например, бронзовой или алюминиевой.
Кроме элементов, принимающих
непосредственное участие в работе антенны, она, как правило, содержит некоторые
и конструктивные, предназначенные для механического соединения рабочих элементов.
К таким относятся, например, стрелы, перекладины и мачта. Их обычно выполняют
металлическими. Хотя обычно такие электрические соединения не являются обязательными,
но если они имеются, необходимо обеспечить хороший контакт таких соединений,
так как плохой контакт приводит к нестабильной работе антенны. Вполне допустимо
выполнять конструктивные элементы антенны из изоляционных материалов, причем
чаще всего используется дерево. В этом случае рейки должны быть выполнены из
хорошо просушенного дерева, их необходимо проолифить и окрасить несколькими
слоями масляной краски. В противном случае под воздействием атмосферной влаги,
тумана или дождя деревянные элементы конструкции антенны потеряют свои изоляционные
свойства и обратятся в плохой проводник с большим сопротивлением, что недопустимо.
На высокой частоте необходимо использовать либо хорошие проводники, либо хорошие
изоляторы, иначе неизбежны потери части энергии принятого сигнала, что ухудшит
эффективность антенны. Конечно, если есть возможность, вместо дерева целесообразно
использовать изоляционные материалы более высокого качества: текстолит, гетинакс,
винипласт, фторопласт или оргстекло в виде стержней, планок или труб.
Места подключения кабеля
к элементам антенны нужно герметизировать во избежание попадания влаги, которая
может образовать короткозамыкающий мостик между точками питания антенны. Наилучшая
герметизация достигается использованием пластифицированной эпоксидной смолы.
Такая смола в виде эпоксидного клея марки ЭДП имеется в широкой продаже в магазинах
хозяйственных товаров. Место, подлежащее герметизации, накладывается на кусок
пластилина, в нем делается углубление соответствующей формы и заливается смолой.
После ее затвердевания пластилин удаляется, а поверхность смолы обрабатывается
напильником для придания ей ровной формы. Для хорошего сцепления смолы с металлом
он должен быть предварительно обезжирен ацетоном.
На работу антенны сильно
влияют также окружающие ее предметы. Если они обладают хорошей проводимостью,
в них будут наводиться электромагнитным полем высокочастотные токи, которые
исказят форму диаграммы направленности антенны, отклонят ее максимум от геометрической
оси антенны. К таким предметам могут относиться металлическая мачта, металлическая
поверхность кровли крыши, разные провода. Если же окружающие антенну предметы
обладают плохой проводимостью, они будут вносить потери энергии сигнала, ухудшая
эффективность антенны. Поэтому в непосредственной близости от антенны не должны
находиться лишние предметы хотя бы на расстоянии, равном длине волны принимаемого
канала.