Tv-antenn
| Del av en serie om |
| Antenner |
|---|
 |
En TV-antenn ( TV-antenn ) är en antenn som är speciellt utformad för användning med en TV-mottagare (TV) för att ta emot tv- signaler från en TV-station . Tv-mottagningen är beroende av såväl antennen som sändaren . Marksänd tv sänds på frekvenser från cirka 47 till 250 MHz i VHF -bandet och 470 till 960 MHz i ultrahögfrekvensbandet (UHF) i olika länder . Tv-antenner tillverkas i två olika typer: "inomhus"-antenner, som ska placeras ovanpå eller bredvid TV- apparaten , och "utomhus"-antenner, monterade på en mast ovanpå ägarens hus. De kan även monteras på loft eller vind, där de torra förhållandena och den ökade höjden är fördelaktiga för mottagning och antennlivslängd. Utomhusantenner är dyrare och svårare att installera, men är nödvändiga för adekvat mottagning i randområden långt från tv-stationer. De vanligaste typerna av inomhusantenner är dipolen ("kaninöron") och slingantenner , och för utomhusantenner Yagi , log periodic , och för UHF-kanaler den reflekterande uppsättningsantennen med flera fack .
Beskrivning
Syftet med antennen är att fånga upp radiovågor från de önskade tv-stationerna och omvandla dem till små radiofrekventa växelströmmar som tillförs tv:ns tuner , som extraherar tv-signalen. Antennen är ansluten till TV:n med en specialkabel utformad för att överföra radioström, så kallad transmissionslinje . Tidigare antenner använde en platt kabel kallad 300 Ω twin-lead . Standarden idag är 75 Ω koaxialkabel , som är mindre känslig för störningar, som ansluts till en F-kontakt eller Belling-Lee-kontakt (beroende på region) på baksidan av TV:n. För att omvandla signalen från antenner som använder dubbla ledningar till den moderna koaxialkabelingången används en liten transformator som kallas en balun i ledningen.
I de flesta länder är tv-sändningar tillåten i VHF-bandet från 47 till 68 MHz , kallat VHF-lågband eller band I i Europa; 174 till 216 MHz, kallat VHF-högband eller band III i Europa, och i ultrahögfrekvensbandet (UHF) från 470 till 698 MHz, kallat band IV och V i Europa. Gränserna för varje band varierar något i olika länder. Radiovågor i dessa band färdas genom siktlinje ; de är blockerade av kullar och den visuella horisonten, vilket begränsar en tv-stations mottagningsområde till 65–95 km (40–60 miles), beroende på terräng.
Analog vs. _ digital
I den tidigare standard analoga TV , användes före 2006 [ var? ] , krävde VHF- och UHF-banden separata mottagare i tv-mottagaren, som hade separata antenningångar. Våglängden på en radiovåg är lika med ljusets hastighet (c), dividerat med frekvensen. Ovanstående frekvensband täcker ett våglängdsförhållande på 15:1 , eller nästan 4 oktaver . Det är svårt att designa en enda antenn för att ta emot ett så brett våglängdsområde, och det finns ett oktavgap från 216 till 470 MHz mellan VHF- och UHF-frekvenserna. Så traditionellt har separata antenner (eller på utomhusantenner separata uppsättningar av element på en enda stödbom) använts för att ta emot VHF- och UHF-kanalerna.
Från och med 2006 bytte många länder i världen från att sända med en äldre analog tv- standard till nyare digital-tv ( DTV). Men i allmänhet används samma sändningsfrekvenser, så samma antenner som används för den äldre analoga TV:n kommer också att ta emot de nya DTV-sändningarna. Säljare hävdar ofta att de tillhandahåller en speciell "digital" eller " högupplöst TV " (HDTV)-antenn som rekommenderas som ersättning för en befintlig analog tv- antenn; i bästa fall är detta desinformation för att generera försäljning av onödig utrustning, i värsta fall kan det lämna tittaren med en UHF-enbart antenn på en lokal marknad (särskilt i Nordamerika) där vissa digitala stationer förblir på sina ursprungliga höga VHF- frekvenser .
Receptionsproblem
Platser som inte kan nås av TV-sändare är kända som "svarta fläckar" i Australien. I Östtyskland hänvisades till de områden som inte kunde ta emot västerländska TV-signaler som Tal der Ahnungslosen , eller "De aningslösas dal".
Inomhus
Inomhusantenner kan monteras på själva TV:n eller stå på ett bord bredvid den, anslutna till TV:n med en kort matningsledning . På grund av utrymmesbegränsningar kan inomhusantenner inte vara lika stora och utarbetade som utomhusantenner, de är inte monterade på så hög höjd och byggnadens väggar blockerar en del av radiovågorna; av dessa skäl ger inomhusantenner i allmänhet inte lika bra mottagning som utomhusantenner. De är ofta helt adekvata i stads- och förortsområden som vanligtvis ligger inom det starka "fotavtrycket" för lokala TV-stationer, men i lantliga utkantsmottagningsområden kan endast en utomhusantenn ge tillräcklig mottagning. Några av de enklaste inomhusantennerna beskrivs nedan, men det finns en mängd olika mönster och typer. Många har en ratt på antennen med ett antal olika inställningar för att ändra antennens mottagningsmönster. Denna bör vridas med enheten på medan du tittar på skärmen tills den bästa bilden erhålls.
Kaninöron
Den äldsta och mest använda inomhusantennen är kaninöronen eller kaninöronen , som ofta förses med nya tv-apparater. Det är en enkel halvvågsdipolantenn som används för att ta emot VHF-tv-banden, som i USA består av 54 till 88 MHz ( band I ) och 174 till 216 MHz ( band III ), med våglängder på 5,5 till 1,4 m (18 till 5 fot). Den är konstruerad av två teleskopstavar fästa vid en bas, som sträcker sig ut till cirka 1 m (3,3 fot) längd (ungefär en kvarts våglängd vid 54 MHz), och kan kollapsas när den inte används. För bästa mottagning bör stavarna justeras så att de är lite mindre än 1/4 emot . våglängd vid frekvensen för den TV-kanal som tas Men dipolen har en bred bandbredd , så ofta uppnås tillräcklig mottagning utan att justera längden.
Den uppmätta förstärkningen för kaninöron är låg, cirka -2 dBi, eller -4 dB med avseende på en halvvågsdipol. Det betyder att den inte är lika riktad och känslig för avlägsna stationer som en stor takantenn, men dess vidvinkelmottagningsmönster kan göra det möjligt för den att ta emot flera stationer placerade i olika riktningar utan att behöva justeras när kanalen byts. Dipolantenner är dubbelriktade, det vill säga de har två huvudlober i motsatta riktningar, 180° från varandra. Istället för att fixeras i position som andra antenner, är elementen monterade på kulleder och kan justeras till olika vinklar i en "V"-form, vilket gör att de kan flyttas ur vägen i trånga utrymmen. En annan anledning till V-formen är att när man tar emot kanaler i toppen av bandet med stängerna helt utsträckta, kommer antennelementen typiskt att resonera vid sin 3:e överton . I detta läge är riktningen för maximal förstärkning ( huvudloben ) inte längre vinkelrät mot stavarna, utan strålningsmönstret kommer att ha lober i vinkel mot stavarna, vilket gör det fördelaktigt att kunna justera dem till olika vinklar.
Piska antenn
Vissa bärbara tv-apparater använder en piskantenn . Den består av en enkel teleskopstång som är ungefär en meter lång fäst vid TV:n, som kan dras in när den inte används. Den fungerar som en kvartsvågsmonopolantenn . Den andra sidan av matningsledningen är ansluten till jordplanet på TV:ns kretskort, som fungerar som jord . Piskantennen har i allmänhet ett rundstrålande mottagningsmönster, med maximal känslighet i riktningar vinkelräta mot antennaxeln, och förstärkning som liknar kaninöron.
Slingantenn
UHF-kanalerna tas ofta emot av en slingantenn med en enda vridning . Eftersom en "kaninöron"-antenn bara täcker VHF-banden kombineras den ofta med en UHF-slinga monterad på samma bas för att täcka alla TV-kanaler.
Platt antenn
Strax efter att tv-sändningar bytte från analog till digital sändning, utvecklades marknadsföringen av inomhusantenner bortom de traditionella "kaninöronen". Platta antenner är lätta, tunna och vanligtvis kvadratiska med påståendet att de har mer rundstrålande mottagning. [ citat behövs ] De ansluter till tv-apparater endast med en koaxialkabel; de kan också säljas med en signalförstärkare som kräver en strömkälla. Internt är den tunna, platta fyrkanten en slingantenn, med dess cirkulära metalliska ledningar inbäddade i ledande plast. [ citat behövs ]
Utomhus
När en antenn med högre förstärkning behövs för att uppnå adekvat mottagning i förorts- eller utkantsmottagningsområden , används vanligtvis en riktad utomhusantenn . Även om de flesta enkla antenner har nollriktningar där de har noll respons, är riktningarna för användbar förstärkning mycket breda. Däremot kan riktade antenner ha ett nästan enkelriktat strålningsmönster så den korrekta änden av antennen måste riktas mot TV-stationen. Eftersom en antenndesign ger högre förstärkning (jämfört med en dipol) blir strålningsmönstrets huvudlob smalare. Utomhusantenner ger upp till 15 dB förstärkning i signalstyrka och 15-20 dB större avvisning av spöksignaler i analog TV. I kombination med en signalökning på 14 dB på grund av höjden, och 11 dB på grund av avsaknad av dämpande byggnadsväggar, kan en utomhusantenn resultera i en signalstyrkaökning på upp till 40 dB vid TV-mottagaren.
Utomhusantennkonstruktioner är ofta baserade på Yagi–Uda-antenn eller log-periodic dipole array ( LPDA). Dessa är sammansatta av flera halvvågsdipolelement , bestående av metallstavar ungefär hälften av tv-signalens våglängd , monterade i en linje på en stödbom. Dessa fungerar som resonatorer ; det elektriska fältet för den inkommande radiovågen trycker elektronerna i stavarna fram och tillbaka, vilket skapar stående vågor av oscillerande spänning i stavarna. Antennen kan ha ett mindre eller större antal stavelement; i allmänhet, ju fler element desto högre förstärkning och desto mer riktad. En annan design, som främst används för UHF-mottagning, är den reflekterande arrayantennen , som består av en vertikal metallskärm med flera dipolelement monterade framför sig.
TV-sändningsbanden är för breda i frekvens för att täckas av en enda antenn, så antingen används separata antenner för VHF- och UHF-banden, eller en kombination (kombo) VHF/UHF-antenn. En VHF/UHF-antenn är egentligen två antenner som matar samma matningslinje monterad på samma stödbom. Längre element som tar upp VHF- frekvenser är placerade på "baksidan" av bommen och fungerar ofta som en log-periodisk antenn . Kortare element som tar emot UHF- stationerna är placerade på "framsidan" av bommen och fungerar ofta som en Yagi-antenn .
Eftersom riktantenner måste riktas mot sändarantennen är detta ett problem när de TV-stationer som ska tas emot är placerade i olika riktningar. I det här fallet är två eller flera riktade takantenner som var och en pekar mot en annan sändare ofta monterade på samma mast och anslutna till en mottagare; för bästa prestanda används filter eller matchande kretsar för att hålla varje antenn från att försämra prestandan hos de andra som är anslutna till samma transmissionslinje. Ett alternativ är att använda en enda antenn monterad på en rotator , ett fjärrservosystem som roterar antennen till en ny riktning när en ratt bredvid TV:n vrids.
Ibland är televisionssändare avsiktligt placerade så att mottagare i en given region endast behöver ta emot sändningar i ett relativt smalt band av hela UHF-televisionsspektrumet och från samma riktning, vilket tillåter användningen av en grupperad antenn med högre förstärkning.
En UHF-tv-antenn
En kaninöra inomhusantenn väderbeständig och installerad utomhus
Installation
Antenner placeras vanligtvis på hustak och ibland på vindar. Att placera en antenn inomhus dämpar avsevärt nivån på den tillgängliga signalen. Riktningsantenner måste riktas mot sändaren de tar emot; i de flesta fall behövs ingen stor noggrannhet. I en given region är det ibland arrangerat att alla TV-sändare är placerade i ungefär samma riktning och använder frekvenser så nära att en enda antenn räcker för alla. En enda sändarplats kan sända signaler för flera kanaler. CABD (communal antenna broadcast distribution) är ett system installerat inuti en byggnad för att ta emot gratis TV/FM-signaler som sänds via radiofrekvenser och distribuera dem till publiken.
Analoga tv- signaler är känsliga för spökbilder i bilden, flera tätt placerade bilder ger intrycket av suddiga och upprepade bilder av kanter i bilden. Detta beror på att signalen reflekteras från närliggande föremål (byggnader, träd, berg); flera kopior av signalen, av olika styrka och utsatta för olika fördröjningar, plockas upp. Detta är olika för olika sändningar. Noggrann placering av antennen kan skapa en kompromissposition som minimerar spöken på olika kanaler. Ghosting är också möjligt om flera antenner anslutna till samma mottagare tar upp samma station, speciellt om längden på kablarna som ansluter dem till splittern/sammanslagningen är olika långa eller om antennerna är för nära varandra. Analog tv håller på att ersättas av digital, som inte är föremål för spökbilder; samma reflekterade signal som orsakar spökbilder i en analog signal skulle inte producera något synligt innehåll alls i digitalt. Men i det här fallet orsakar störningar avsevärt större försämring av bildkvaliteten.
Takantenner och andra utomhusantenner
Antenner fästs på tak på olika sätt, vanligtvis på en stolpe för att höja den över taket. Detta är i allmänhet tillräckligt på de flesta områden. På vissa ställen, till exempel i en djup dal eller i närheten av högre strukturer, kan antennen dock behöva placeras betydligt högre med hjälp av en försedd mast eller mast . Ledningen som ansluter antennen till inomhus kallas downlead eller drop , och ju längre downlead är desto större blir signalförsämringen i tråden. Vissa kablar kan bidra till att minska denna tendens.
Ju högre antennen är placerad, desto bättre presterar den. En antenn med högre förstärkning kommer att kunna ta emot svagare signaler från sin föredragna riktning. Mellanliggande byggnader, topografiska särdrag (berg) och tät skog kommer att försvaga signalen; i många fall kommer signalen att reflekteras så att en användbar signal fortfarande är tillgänglig. Det finns fysiska faror med höga eller komplexa antenner, som att strukturen faller eller förstörs av väder. Det finns också olika lokala förordningar som begränsar och begränsar sådant som höjden på en struktur utan att erhålla tillstånd . Till exempel i USA Telecommunications Act från 1996 alla husägare att installera "En antenn som är designad för att ta emot lokala TV-sändningssignaler", men som "master högre än 3,5 meter över taklinjen kan vara föremål för lokala tillståndskrav."
Inomhusantenner
Som diskuterats tidigare kan antenner placeras inomhus där signalerna är tillräckligt starka för att övervinna antennbrister. Antennen ansluts helt enkelt till tv-mottagaren och placeras bekvämt, ofta ovanpå mottagaren ("set-top"). Ibland behöver positionen experimenteras med för att få den bästa bilden. Inomhusantenner kan också dra nytta av RF-förstärkning, vanligen kallad TV-booster. Mottagning från inomhusantenner kan vara problematisk i områden med svag signal. [ citat behövs ]
Vindsinstallation
Ibland är det önskvärt att inte sätta en antenn på taket; i dessa fall monteras ofta antenner avsedda för utomhusbruk på vinden eller loftet, även om det också finns antenner avsedda för vindsbruk. Att placera en antenn inomhus minskar dess prestanda avsevärt på grund av lägre höjd över marknivå och mellanliggande väggar; dock i områden med stark signal kan mottagningen vara tillfredsställande. Ett lager asfaltshingel , takpapp och ett takdäck i plywood anses dämpa signalen till ungefär hälften .
Flera antenner, rotatorer
Det är ibland önskvärt att ta emot signaler från sändare som inte är i samma riktning. Detta kan uppnås, för en station i taget, genom att använda en rotator som drivs av en elmotor för att vrida antennen enligt önskemål. Alternativt kan två eller flera antenner, var och en pekar mot en önskad sändare och kopplade med lämpliga kretsar, användas. För att förhindra att antennerna stör varandra måste det vertikala avståndet mellan bommarna vara minst halva våglängden av den lägsta frekvens som ska tas emot (Avstånd = λ / 2 ) . Våglängden på 54 MHz (Kanal 2) är 5,5 m (18 fot) (λ × f = c ) så antennerna måste vara minst 2,25 m (90 tum) från varandra. Det är också viktigt att kablarna som ansluter antennerna till signaldelaren/sammanslagningen är exakt lika långa för att förhindra fasningsproblem som orsakar spökbilder med analog mottagning. Det vill säga, antennerna kan båda plocka upp samma station; signalen från den med den kortare kabeln kommer att nå mottagaren något tidigare, vilket förser mottagaren med två bilder som är något förskjutna. Det kan finnas fasningsproblem även med samma längd av nedledningskabel. Bandpassfilter eller "signalfällor" kan hjälpa till att minska detta problem.
För placering sida vid sida av flera antenner, vilket är vanligt i ett utrymme med begränsad höjd, såsom en vind, bör de separeras med minst en hel våglängd av den lägsta frekvensen som ska tas emot vid deras närmaste punkt.
Ofta när flera antenner används är den ena för en rad samlokaliserade stationer och den andra för en enda sändare i en annan riktning.
Säkerhet
- TV-antenner är bra ledare av elektricitet och drar till sig blixtar och fungerar som en blixtstång . Användningen av en blixtavledare är vanligt för att skydda mot detta. En stor jordstav ansluten till både antennen och masten eller stolpen krävs.
- Korrekt installerade master, särskilt höga, är försedda med galvaniserad kabel; inga isolatorer behövs. De är designade för att klara värsta väderförhållanden i området och placerade så att de inte stör kraftledningar om de faller.
- Det finns en inneboende fara med att vara på taket av ett hus, vilket krävs för att installera eller justera en tv-antenn.
Se även
- Radiomaster och torn , ibland kallade radio- och tv-antenner
- Parabolantenn
- Satellit-TV
- Marksänd tv
externa länkar
- Artikel om den grundläggande teorin om TV-antenner och deras användning
- Se vilka TV-stationer du kan få på en karta
- 'Upp på taket' antennsida
