Antény a anténní soustavy jsou v souvislosti s příjmem digitální televize vedle set-top boxů jedním z nejčastěji poptávaných artiklů v obchodech s televizními přijímači. Problematice DVB-T příjmu, včetně toho dálkového, se ve svém seriálu Základy digitalizace detailně věnoval náš spolupracovník Zbyněk Poisl.
PSALI JSME: Antény a anténní soustavy pro příjem digitální televize
Knihu Tomáše Českého Antény pro příjem televize, ze které čerpá dnešní historické okénko, vydalo Státní nakladatelství technické literatury. V roce 1987 vyšlo už druhé, nezměněné vydání, první vydání spatřilo světlo světa v roce 1985.
Autorem knihy z roku 1987 je
Ing. Tomáš Český, CSc.
Anténní stožár a jeho uchycení
Umístění antény na stěně budovy nebo v půdních prostorách většinou nevyhovuje a je třeba postavit anténní stožár na střeše budovy. Přestože se ke stavbě stožáru nevyžaduje stavební povolení, vyplatí se ke stavbě přistupovat zodpovědně.
Zejména je třeba dodržet příslušná ustanovení ČSN 34 2820 (Bezpečnostní předpisy pro antény) a ČSN 34 1390 (Předpisy pro hromosvody).
Průměr anténního stožáru
Z elektrického hlediska by měl být stožár co nejtenčí. Tenký stožár má také menší plochu, kterou je vystaven tlaku větru. Z obou důvodů je tedy výhodné volit pro stožár co nejkvalitnější ocel.
Limitujícím faktorem při statickém návrhu stožáru není hmotnost antén, ale síla vyvozena tlakem větru. Měrný tlak větru v našich podmínkách dosahuje hodnoty p = 700 Pa (tj. 700 N/m2), v horských oblastech se počítá s dvojnásobkem. Síla působící na anténu je úměrná měrnému tlaku a ploše antény vystavené větru.
Platí
F = S p c [N; m2 , Pa, – ]
Konstanta c je aerodynamický součinitel, jehož hodnota se podle poryvů větru pohybuje mezi 1,5 a 7. Plocha antény je přibližně součtem ploch, jimiž jsou jednotlivé prvky vystaveny větru.
Anténa 4×TVA 21–60
Například buzená čtyřpatrová soustava TVA 21–60 má reflektor tvořen sítí vodičů s průměrem 2,5 mm s rozměry 1000 × 600 mm. Vodorovných vodičů je v síti 40, svislých 8. Plocha reflektorové stěny je asi 40 × 600 × 2,5 = 80 000 mm2.
Po započítání ostatních prvků vyjde plocha antény 0,122 m2. Jednoduchý výpočet vychází z předpokladu laminárního proudění vzduchu a je splněn, jsou-li jednotlivé prvky antény vzájemně dostatečně vzdáleny. Při použití hustého pletiva (průměr oka menší než 15 mm) se síla působící na anténu značně zvětší.
Jak dimenzovat ocel?
Dimenzování trubky z oceli ČSN 42 5715 podle síly působící na anténu v dané výšce udává přiložený graf. Při instalaci několika antén na jeden stožár se síly působící na jednotlivé antény přepočítají na fiktivní síly v místě nejvyšší antény a ty se sečtou.
Dimenzování anténního stožáru podle jeho délky a zatížení.
Je-li nejvyšší anténa ve výšce h1 a ostatní antény jsou ve výškách h2, h3, …, je výsledná síla pro statický výpočet
F = F1 + F2 * h2/h1 + F3 * h3/h1 + …
Uvedené výpočty platí pro vetknutý stožár bez dalšího kotvení. Další pomocné konstrukce stožár staticky zpevňují, takže hodnoty pro vetknutý stožár poskytnou bezpečný odhad rozměrů.
Další podrobnosti pro návrh stožárů jsou obsaženy v těchto předpisech:
- ČSN 73 0031 Výpočet stavebních konstrukcí a základů
- ČSN 73 0035 Zatížení konstrukcí pozemních staveb
- ČSN 73 1401 Navrhování ocelových konstrukcí
- ČSN 73 1430 Navrhování ocelových konstrukcí anténních stožárů
Umístění stožáru
V praxi je volba umístění antény omezena možnostmi ukotvení stožáru, vyplývajícími ze stavebního uspořádání střechy. Zpravidla však zbývá jistá volnost.
Umístění antény výhodné z elektrického hlediska vychází z typického rozložení intenzity elektromagnetického pole v blízkosti budovy. Největší intenzita pole je uprostřed šikmé střechy přivrácené k vysílači.
Příklad rozložení elektromagnetického pole v okolí pětipodlažní budovy.
Zajímavé je, že v dolní polovině odvrácené strany střechy je také poměrně velká intenzita pole. Nejméně výhodné je umístění antény na hřeben střechy. Umístěním antény v dolní polovině střechy lze navíc odstranit rušivé signály.
Vhodným umístění antény lze odstínit rušení působené pouličním provozem.
Velká intenzita pole na přivrácené straně střechy je způsobena tím, že pole dopadající vlny se sčítá s polem vlny odrážené od střechy. To má za následek, že výsledné pole není homogenní, takže použitá anténa nemusí vykazovat předpokládané vlastnosti.
Na ploché střeše je výhodné umístit anténu poblíž středu střechy, a to jak z hlediska odstínění, tak z hlediska homogenity pole. Ideální je stanovit umístění stožáru na základě měření, nejlépe s anténou plánovanou pro instalaci.
Výšku upevnění antény je třeba volit podle individuálních podmínek s ohledem na blízké překážky ve směru k vysílači. Zkušenosti s dálkovým příjmem na výškových domech ukazují, že optimální výška antény nad plochou střechou nezastíněného domu je dva až tři metry, zvětšováním výšky antény se příjem spíše zhoršuje.
ČLÁNKY DO MAILU