Übertragungsleitung für UHF-TV-Antenne

Ich habe eine UHF-TV-Antenne für den digitalen ISDB-T-TV-Empfang. Der Sender, nur eine einzige Antenne, ist 70 km entfernt und einige Kanäle leiden unter „digitalem Rauschen“. Das heißt, das Bild ist nicht perfekt und einige Bilder gehen verloren.

Die Übertragungsleitung zur Antenne ist ein Standard-75-Ohm-Koaxialkabel. Die Antenne hat jedoch eine Impedanz von 300 Ohm und 1 m Verwenden Sie einen 4: 1-Balun, um die Impedanzen anzupassen.

Verbessert das Ändern der Leitung auf ein 300-Ohm-Band und das Anbringen des 4: 1-Baluns direkt neben dem digitalen TV-Empfänger den Empfang?

Im Abschnitt 20.4.4 des ARRL-Handbuchs 2010 („Anpassen der Leitung an den Sender“) finden Sie eine Tabelle, aus der hervorgeht, dass der größte Verlust darin besteht, dass sich der Balun direkt neben der Antenne befindet (wie bei meinem Setup).

Warum führt die Platzierung des Baluns am Empfänger und die Verwendung einer symmetrischen Leitung zu einer besseren Leistung als die Verwendung einer unsymmetrischen Zuleitung wie Koax und die Platzierung des Baluns an der Antenne?

EDIT : Ich suche auch nach einer Theorie und einigen Kommentaren zu einem Balun. Gibt es einen 4: 1-Balun, den ich bauen kann? eine große Bandbreite im Bereich von 473-800 MHz?

Kommentare

  • Waren ‚ t one- Das sieht für mich so aus …
  • Das sieht so aus, als würde jemand versuchen, eine Antenne an seinen Fernseher anzuschließen, aber vielleicht irre ich mich.
  • Wann wurde die Diskussion über die Verluste verschiedener Übertragungsleitungen außerhalb der Disziplin von EE?
  • @JonnyBoats Ich habe nicht sieht keine Versuche des OP, sich um das Verständnis der Übertragungsleitungstheorie zu kümmern. Ich wollte nur wissen, was der beste Weg war, es anzuschließen. Ihre Antwort unterstützt auch, dass dies wirklich nichts mit Elektronikdesign zu tun hat, sondern nur damit, wie man Unterhaltungselektronik anschliesst. ‚ Gehen Sie auf eine aktuelle EM-Theorie ein und sie wird sehr thematisch sein.
  • Manchmal wissen Sie ‚ nicht, was Sie ‚ fragen. Ich denke, wir können die Fragen des Fragestellers ‚ mit einer guten Theorie beantworten. Der Fragesteller ist glücklich und wir ‚ sind glücklich, weil Wissen geteilt wird. Win-Win!

Antwort

Alle Übertragungsleitungen erleiden Verluste, Sie werden nie so viel Strom erhalten am anderen Ende als das, was an der Quelle eingegeben wird. Dies gilt sowohl für Sender als auch für Empfänger. Bei Gleichstrom (DC) ist der Verlust der Widerstandsverlust des verwendeten Drahtes oder anderer Leiter. Bei höheren Frequenzen treten die Widerstandsverluste immer noch auf, aber es treten auch andere Verluste aufgrund des dielektrischen Verlusts auf, der mit zunehmender Frequenz zunimmt und im Allgemeinen viel höher als der Widerstandsverlust ist. In Koax ist das Dielektrikum im Allgemeinen etwas Art von Kunststoff zwischen dem Mittelleiter und dem äußeren Geflecht.

Schnittansicht des Koaxialkabels

Eine symmetrische Leitung kann in Form einer Doppelleitung vorliegen,

Twinlead

Leiterlinie

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

oder offene Drahtleitung

offene Drahtübertragungsleitung

Bei einer symmetrischen Leitung ist der einzige Grund, überhaupt etwas zwischen den beiden Leitern zu haben ist es, einen gleichmäßigen Abstand zu halten und aus diesem Grund ist es umso besser, je weniger Material vorhanden ist. Dies gilt auch für Koax, ist aber in der Praxis viel schwieriger umzusetzen. Darüber hinaus besteht in allen Arten von symmetrischen Leitungen im Allgemeinen ein größerer Abstand zwischen den Leitern als bei Koaxialkabeln. Im Allgemeinen bildet Luft ein viel besseres Dielektrikum als jede andere Substanz, wenn die Größe keine Rolle spielt, da sich die freie Luft nicht verschlechtert Zeit. Es ist die Natur des Dielektrikums, die hauptsächlich die Signalverluste bei Funkfrequenzen bestimmt, und wie im ARRL-Handbuch ausgeführt, sind die Verluste für Koax höher als für symmetrische Leitungen und je höher die Frequenz, desto größer der Vorteil.

Als Randnotiz wird im Vorstehenden eine perfekt angepasste Leitung angenommen, dh die Quellenimpedanz = die Lastimpedanz = die charakteristische Impedanz der Leitung. Wenn es irgendeine Art von Fehlanpassung gibt, ist ein Stehwellenverhältnis (SWR) größer als Eins und die Koaxialverluste nehmen mit zunehmendem SWR dramatisch zu.

Sie haben völlig Recht, dass der Verlust pro Fuß für offene Drahtleitung bei diesen Frequenzen ist weit weniger als Koax; wenn es richtig installiert ist . Das ist ein großes Wenn. Das erste, was ich überprüfen würde, ist die Art des Koax, das Sie verwenden. Handelt es sich um billige, generische Produkte von einem Ort wie Radio Shack oder um ein Produkt von höchster Qualität von einem Unternehmen wie Belden, das speziell für geringe Verluste bei UHF-Frequenzen entwickelt wurde? In Ihrem ARRL-Handbuch sind Verluste für verschiedene Arten von Koax aufgeführt.

Ein weiterer Versuch ist ein am Mast montierter Vorverstärker an der Antenne. Es ist besser, das Signal vor und nicht nach der Übertragungsleitung zu verstärken.

Wenn Sie wieder wissen, wie Sie die offene Leitung am besten installieren, sollte sie direkt in freier Luft von der Antenne bis zu dem Ort verlaufen, an dem sie in das Gebäude eintritt. Wenn Sie es an einen Metallmast kleben, sich um Ecken biegen, es durch Wände usw. laufen lassen, funktioniert es alles andere als ideal. Koax leidet weit weniger unter einer solchen Behandlung.

Antwort

Ich denke, die ARRL-Richtlinie ist nicht so sehr, um den Balun am zu haben „fernes Ende“, sondern um Verluste bei der Frequenz zu minimieren, mit der Sie arbeiten. Sehen Sie sich den Kabelverlust pro Fuß für 300-Ohm-Doppelkabel gegenüber 75-Ohm-Koaxialkabel mit Quad-Shield bei der Frequenz an, auf der sich Ihre schwache Station befindet überrascht.

Am Ende möchten Sie, dass der Balun dort platziert wird, wo es Sinn macht. Wenn Ihre Antennenimpedanz 300 Ohm beträgt und das Kabel von der Antenne zum Boden 75 Ohm beträgt, müssen Sie Ihren Balun anbringen die Antenne, weil sie die Impedanz der Antenne an die der Übertragungsleitung anpassen muss. Wenn Sie eine Standard-300-Ohm-Doppelleitung verwenden würden, würden Sie Ihren Balun am Fernseher platzieren, wo 75 Ohm und die 300-Ohm-Doppelleitung erwartet werden In beiden Fällen möchten Sie sicherstellen, dass sich Ihr rauscharmer Verstärker so elektrisch wie möglich in der Nähe der Antenne befindet. Die meisten Verstärker haben 75 Ohm, also haben Sie Um einen Balun zwischen Antenne und Verstärker zu haben, verwenden Sie daher Kabel von ausgezeichneter Qualität und starre, wetterfeste Montagetechniken. Sie versuchen, superschwache Stationen aufzunehmen, und jeder Anschluss, jedes Gerät und jeder Knick im Kabel schwächt das bereits schwache Signal, das Sie möchten. Die Qualität und Länge des Kabels NACH dem LNA ist weniger wichtig als die Verbindungen von der Antenne zu die LNA, aber Sie möchten sich wirklich Zeit nehmen und das Geld für ein erstklassiges Kit für die ersten 6 bis 12 Zoll ausgeben.

Haben Sie keine Angst, andere Baluns zu probieren. Ich habe einen großen Qualitätsunterschied zwischen verschiedenen Baluns festgestellt, und die Kosten sind KEIN Leistungsindikator. Die Standard-Baluns mit „PCB Trace Shorted Stub“, die Teil der meisten Antennen sind, die Sie heute kaufen können, sind totaler Müll. Die alten Torroidal Baluns auf der Rückseite von 25 Jahre alten Fernsehern sind besser! Ich habe allgemein festgestellt, dass die Baluns, die tatsächlich Transformatoren verwenden, die besten sind, aber das ist eine ziemlich breite Aussage, ohne sie zu qualifizieren. Machen Sie also Ihre eigenen Experimente. 🙂 Die gute Nachricht ist, dass Baluns billig sind. Versuchen Sie es ein paar verschiedene. Das Besteigen des Turms ist ein Schmerz, aber ohne ein komplettes Testsystem zu entwickeln und es vor Ort auszuprobieren, ist dies wahrscheinlich der schnellste Weg, um Ihr Problem zu lösen.

Es ist hübsch, Koax-Loop-Baluns zu bauen einfach. Vor der digitalen Umstellung in Kanada habe ich alle Stationen vom CN Tower in Toronto mit einem hausgemachten Balun und einer LNA von guter Qualität angefahren. Ich bin ungefähr 80 Meilen entfernt (in Luftlinie). Mit dem mit der Antenne gelieferten Balun konnte ich nur CBC aufnehmen. Mit einem billigen $ 2 Home Depot Balun konnte ich so ziemlich alles bekommen, und mit meinem eigenen Balun bekam ich alles solide. Ich habe meinen Koax-Loop-Balun so eingestellt, dass er die beste Impedanzanpassung bei der Frequenz des schwächsten Senders aufweist. Der von mir gebaute 4: 1-Spannungsschleifen-Koaxialschleifen-Balun ist hier zu sehen: http://www.digitalhome.ca/forum/showpost.php?p=992185&postcount=502 . Der gesamte Thread ist eine hervorragende Lektüre, ebenso wie die meisten Threads im Antennendesign-Teil dieser Site.

Kommentare

  • Einige der Koax Baluns, die ich ‚ im Internet ausgegraben habe, sind für eine sehr schmale Bandbreite auf einer bestimmten Frequenz. Funktioniert dieser von Ihnen verknüpfte Koax-Balun im gesamten UHF-Band?
  • Ja, ein Koax-Balun mit einer halben Wellenlänge (Ihre Verbindung) funktioniert am besten bei einer schmalen Bandbreite. vk5ajl.com/projects/baluns.php#voltage
  • Ich kann ‚ nicht finden Die Theorie-Seite, die ich beim Erstellen dieses speziellen Baluns verwendet habe, aber ich erinnere mich an die Bandbreite, die groß genug war, dass ich mir wirklich keine Sorgen über Verluste an beiden Enden des ATSC-Spektrums machte. Ich habe es so eingestellt, dass es ‚ bei der Frequenz des schwächsten Senders ‚ so wenig Verlust wie möglich hat, aber anders als das, ich habe keine Nummern zur Verfügung zu stellen. Ich ‚ werde weiter suchen und wenn ich es finde, werde ich ‚ die Antwort aktualisieren.

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