Anténní soustavy pro příjem digitální televize a rozhlasu

Pro příjem televize a rozhlasu v problematických oblastech se slabým signálem nebo pro dálkový příjem se vždy snažíme využít co nejlepší a nejvýkonnější anténu. Ani ta ale mnohdy nemusí stačit – a v tu chvíli přicházejí na řadu anténní soustavy tvořené více anténami najednou.

Anténní soustava pro UHF pásmo ze čtyř kratších pásmových antén Emme Esse 40XWL s maximálním ziskem 15-20 dB, nad ní soustava dvojice antén pro DAB+ rozhlas (Foto: Marek Svoboda)

Pokud nám nestačí zisk a směrovost samostatné antény, je možné využít pro zlepšení příjmu anténní soustavu. Zejména v minulosti se soustavy různých typů antén využívaly nejčastěji pro dálkový příjem zahraničního vysílání, ale bylo je možné vidět i v oblastech s problematickým signálem domácího vysílání. S nástupem satelitního příjmu a poklesem popularity přeshraničního příjmu sice anténních soustav na střechách ubylo, stále se ale jedná o vhodné řešení dálkového nebo problematického příjmu pozemních signálů. Hned na začátek je ale nutné zdůraznit, že stavba a zapojení anténní soustavy není vůbec jednoduchá záležitost a často s ní má potíže i zkušený profesionál. Pokud se tak do ní pustí laik bez potřebných zkušeností a zejména měřicí techniky, výsledek je většinou problematický a soustava vůbec nemusí příjem signálu zlepšit.

Antény lze do soustav řadit v násobných dvojicích, pro příjem UHF pásma se nejčastěji využívá soustava dvou antén (hovorově „dvojče“), v některých případech se využívá i čtveřice antén (hovorově „čtyřče“). Antény se montují do uspořádání s přesně zvolenými rozestupy, i jejich spojení musí být velmi přesné – délky kabelů od antén k slučovacímu prvku musí být identické s co nejmenší odchylkou. Spojením dvojice antén do soustavy se zisk proti jedné anténě zvedne až o 3 dB, spojením čtyř antén pak docílíme až o 6 dB vyššího zisku. Spolu se zvýšením zisku se také zužuje směrovost soustavy proti samostatné anténě.

Výše uvedené hodnoty jsou maximální, zda bude anténní soustava naplno efektivní a těchto teoretických hodnot reálně dosáhneme, záleží na mnoha faktorech. Tím hlavním je dostatečný prostor kolem antén – nesmí zde být jiné antény, kovové prvky a další věci, které by mohly narušovat pole signálu kolem soustavy a také mechanická přesnost při montáži i zapojení soustavy. Druhým faktorem je homogenita pole – to znamená, že signál přicházející na jednu anténu v soustavě není výrazně jiný, než signál přicházející na další z antén. Nehomogenní pole bývá hlavně v členitých oblastech, údolích a mezi domy a anténní soustava, zejména pokud je složená z dlouhých antén typu Yagi, nemusí v těchto místech přinést kýžený efekt, nebo může dokonce fungovat hůř, než jedna samostatná anténa.

Anténní soustava pro pásmo UHF tvořená dvěma dlouhými Yagi anténami Hirschmann, zisk soustavy 16-21 dB (Foto: Jakub Melín, DVB Servis)

Pokud je ale při stavbě soustavy vše odladěno ideálně, může dojít i k tomu, že tam, kde by na samotnou anténu příjem nebyl vůbec možný nebo by signál často vypadával, s anténní soustavou bude naprosto stabilní. To platí zejména tam, kde lze antény umístit do otevřeného prostoru, například na střechu panelového domu, nebo dostatečně vysoko nad okolní terén a ve výhledu směrem na vysílač nebrání blízké domy nebo terénní překážky, v tu chvíli většinou využijeme plný potenciál, který anténní soustava přináší.

Anténní soustavy tvořené směrovými anténami Yagi

Prvním druhem anténní soustavy využívané pro příjem DVB-T2 nebo DAB+ vysílání je soustava tvořená anténami typu Yagi. Ty se řadí buď do dvojice antén vedle sebe v případě dvojčete, v případě čtyřčete se pak druhá dvojice antén umístí výše nebo níže a soustava tak vytvoří čtyřúhelník. Rozměrově je soustava Yagi antén celkem rozsáhlá. Vzdálenost antén od sebe se určuje dle frekvence (čím vyšší frekvence, tím blíže jsou antény k sobě – antény pro DAB+ budou od sebe dále, než antény pro DVB-T2, a dále dle jejich zisku (antény s delším ráhnem a vyšším ziskem musí od sebe být dál, než kratší antény s menším ziskem).

Extrémně výkonná anténní soustava tvořená čtveřicí úzkopásmových antén Kathrein AOS32, určených pro kanály 21-32. Reálný zisk této sestavy je 21-23 dB. Pod ní vertikální dvojče z antén Kathrein AOP65 se ziskem 12,5-18 dB. (Foto: Daniel Paul, Rundfunkforum)

Anténní soustavu tvořenou Yagi anténami lze využít nejen ke zlepšení příjmu díky vyššímu zisku, ale i k potlačení rušícího vysílače, například i v rámci SFN. Změnou vzdálenosti antén od sebe lze totiž tvarovat přijímací diagram soustavy a docílit tak minima příjmu v různých úhlech. Tím lze minimalizovat příjem i úhlově velmi blízkého signálu, zejména u anténního čtyřčete. Pro podobné „ladění“ anténní soustavy je nicméně nutný profesionální měřicí přístroj, aby byly na spektrální analýze okamžitě vidět změny signálu. I za jeho pomoci je podobná akce velmi náročná a zabere nemálo času i zkušenému anténáři.

Anténní soustavy tvořené anténami typu „síto“

Velmi populární byly v dobách příjmu „západní“ televize soustavy sítových antén, tvořené dvojicí a nebo velmi často i čtveřicí velkých sít, většinou dovybavených i přídavnými direktory. Vzhledem k zisku jedné antény typu síto s přídavnými direktory, který se pohybuje kolem 13-15 dB, měla taková soustava maximální zisk až 19-21 dB, který byl navíc vyrovnaný v celém UHF pásmu více než u Yagi antén Výhodou soustavy sítových antén je zejména možnost použití v oblastech s nehomogenním polem, typicky v kopcovité krajině. Sítové antény jsou méně citlivé na nehomogenní pole než antény typu Yagi, soustava jimi tvořená zabírá i menší prostor a v porovnání se soustavou čtyř dlouhých antén typu Yagi je i méně zatěžována větrem. I sfázování sítových antén je jednodušší a méně citlivé na přesnost.

Soustava antény typu síto. Antény lze řadit do čtverce, kosočtverce nebo vedle sebe. Maximální zisk se u čtveřice antén pohybuje kolem 19-21 dB. (Foto: DX Com, www.dxc.cz)

Sítové antény se dají skládat v případě dvojice vedle sebe nebo i nad sebe, v případě čtveřice lze vytvořit buď čtvercovou, nebo kosočtverečnou soustavu, nejčastěji se sítové antény v případě „čtyřčete“ skládaly právě do kosočtverečného uspořádání. Zásadní je využít pouze kvalitních a hustých sítových antén české výroby. Takzvaná „polská síta“ s nízkým ziskem a nekvalitní mechanickou konstrukcí v žádném případě pro vytvoření anténní soustavy nepoužívejte, výsledek by absolutně neodpovídal vynaložené námaze.

Pro sloučení dvojice antén lze využít klasický hybridní rozbočovač, pro čtveřici antén pak speciální slučovač

Ke sloučení dvojice antén lze využít klasický hybridní slučovač, pokud potřebujeme spojit čtveřici antén, využije se speciální slučovací článek, který transformuje impedanci jednotlivých antén tak, aby výsledná impedance soustavy na výstupu byla opět 75 ohm. Zásadní je dodržet na milimetr přesnou délku všech přívodních kabelů od antén ke slučovači, se zvyšující se nepřesností se zhoršuje směrovost a zisk antény (soustava je pak „rozladěná“). Za slučovač pak zapojíme výstupní kabel nebo případně nízkošumový zesilovač.

Využití pro hraniční a dálkový příjem nejen DVB-T2, ale i DAB+ rozhlasu

Anténní soustavy lze samozřejmě stavět nejen pro příjem DVB-T2, v principu je lze stavět pro jakékoliv frekvenční pásmo. V případě analogového FM rozhlasu jsou anténní soustavy vzhledem k nízké frekvenci velice rozměrné, a proto se nikdy příliš nepoužívaly. Vedle anténních soustav pro pásmo UHF je rozměrově schůdné pro běžnou instalaci dvojče pro pásmo VHF, tedy pro příjem digitálního rozhlasu DAB+. Při využití dvojice dlouhých Yagi antén (na fotce čtrnáctiprvkových) je rozteč mezi anténami kolem 150 cm a s touto sestavou lze dosáhnout zisku až kolem 15 dBd. Taková zisková a velmi směrová sestava se tak perfektně hodí pro dálkový příjem různých DAB+ sítí, její směrovosti využijeme naplno zejména pokud ji umístíme na anténní rotátor a můžeme s ní tak otáčet.

Anténní soustava tvořená dvojicí antén pro pásmo VHF (DAB+ rozhlas). Zisk soustavy je 13-15 dB. (Foto: Jakub Melín, DVB Servis)

Při instalaci anténní soustavy je vedle technické náročnosti vždy nutné zohlednit i mechanickou náročnost montáže. Vzhledem k rozměrům antén a jejich větrné zátěží je podmínkou zejména dostatečně dimenzovaný, pevný a kvalitně ukotvený anténní stožár. Při instalaci anténní soustavy na nedostatečně dimenzovaný stožár může docházet nejen k výkyvu celé soustavy, což může mít zejména u soustavy čtyř antén mít vliv i na přijímaný signál, ale také k rušivým vlivům (vrzání a bouchání stožáru) nebo v extrémním případě i k poškození domu i celé anténní soustavy za vichřice, kdy se stožár vlivem větru může vytrhnout z kotvení nebo i zlomit a spadnout. Z výše napsaného vyplývá, že instalace anténní soustavy není pro každého. Také z hlediska estetiky mají někteří problém už s běžnou anténní instalací, rozměrnou anténní soustavu na střeše tedy každý nestrpí, byť by byla vhodným řešením příjmové situace.

Autor se věnuje profesionálním instalacím individuálních a společných antén pro DVB-T2, DAB+ i FM rozhlas, více informací a objednávky instalací na www.dvbservis.cz

Vstup do Diskuse

30 komentářů: “Anténní soustavy pro příjem digitální televize a rozhlasu”

  1. Xmux napsal:

    To dvojče 14P od vatenu má při rozteči 151 cm zisk 10,5-14,1 dBd, plus na dolním konci pásma už dost špatný SWR a na horním konci pásma dokonce tragický, plus na obou krajích pásma bídný F/B. Plus jestli si to někdo ještě sloučí obyč hybridem, jak je napsáno v článku, tak to teda završí 🙂 A to nevím, co k tomu dává vaten za symetráky, doufám, že na 8mm feritu od Malýho, vše jiné je jen horší. Článek s „hezkýma“ fotkama pro laiky na podívání, pro někoho, kdo o tom něco víc ví žádný přínos. Ale i snaha se cení 🙂

  2. Pevy napsal:

    Koukám, jestli se mi to jenom nezdá, ale použít běžný hybridní slučovač ke spojení dvou antén za účelem zvětšení zisku, to snad nikdo nemůže myslet vážně. To tedy nezlobte vážení odborníci….

  3. Pevy napsal:

    Při spojování antén do sestav se vždy musely dodržovat některé základní zásady. Především antény musely být správně sfázované, což lze zajistit precizním mechanickým provedením (rovnoběžnost antén, konstantní vzdálenosti, délky napájecích kabelů atd.) a jednak impedančním přizpůsobením (jednotlivé antény spojené dohromady). Vše se dělá s důrazem na minimální ztráty. Nic se v těchto případech neslučuje, soustava antén tvoří jeden celek. Takže pokud spojím dvě antény totožnými kabely paralelně (dodržím fázování) a pokud zanedbám přizpůsobení (spojení 2x 75 Ohm paralelně), získám nějaký užitečný signál navíc, teoretické maximum u dvojčete by bylo 3dB, které samozřejmě v praxi nikdy nedosáhnu (nesměl bych především zanedbat to přizpůsobení). Jak je možné získat 2,8 dB přes hybridní slučovač – to používáte nějaký zázrak, ne hybrid ?
    Ale takhle to bylo dřív, jak říkal vrchní v Kurvahošigutentag: Dnes je nová doba, nové metody….

    • ivovi napsal:

      Pevy, asi si pletete hybridni a odporovy slucovac.

      Hybridni slucovac zajisti jak (virtualne) paralelni zapojeni, tak naslednou transformaci impedance. Oproti transformacnimu vedeni navic sirokopasmove.

    • ivovi napsal:

      Jinak ano, hybrid ma urcite pruchozi utlum, mozna 0,5 dB do 500 MHz. Spojovani vedeni bude mit ale taky nejake ztraty i kdyz asi o neco mensi.

    • Jakub Melín napsal:

      Ale vždyť všechno, co píšete, je popsáno i v článku – antény v určité vzdálenosti, samozřejmě rovnoběžně (to jsem tam ani nepsal, protože to považuji za logické, že obě antény musí mířit naprosto stejně) a zejména ty identické kabely od antén, aby se dodrželo fázování.

      Ohledně toho hybridu už to napsal ivovi, k tomu nemám co dodat. A opakuji, že u dvojčete při dodržení všech výše popsaných věcí a využití hybridu (různých tipů – Tonery, Schwaigery…) funguje soustava přesně jak má.

      Níže popisovaný rozdíl mezi zapojení s „téčkem“ a hybridem by mne zajímal, v praxi ale bude podle mne mít malý vliv maximálně na směrovost a boční laloky, u zisku už těžko může být (a pokud ano, tak naprosto minimální).

  4. Saxon napsal:

    Svou selektivní soustavu mam sloucenou obyčejným efkovým téčkem a za nim kus 50ohm koaxu kvůli transformaci, pak preamp.

    • Xmux napsal:

      Ahoj Saxon, jestli se ti chce, jelikož máš vybavení, tak to na té tvé soustavě změř, pak to téčko + 50ohm vyměň za hybrid a změř znovu a dej vědět. Já sem to za 35 let nikdy nepoužil, ani nezkoušel, jelikož mi jednak uniká kam se poděje průchozí útlum toho hybridu a druhak, a to je pro mě podstatnější, je mě divný, že se Jindra Macoun 60 let drbe s nějakým fázováním, slučováním, transformováním a místo toho tam může teda jebnout hybrid a nemusí nic řešit. Ale jinak je mi to fuk, ať si každý dělá co chce 🙂
      PS: Potom teda na čtyřče můžu dát taky hybrid, nebo na osmici či šestnáctku, atd., i takový jsou, ale na tisíc procent tam nikdo hybrid nemá.

  5. Pitrs napsal:

    Zdraví Pitrs,dlouholetý DXér v pásmech UHF,VHF .Můžu jen souhlasit se Saxonem.K bezeztrátovému sfázování anténního dvojčete, se osvědčilo f-kové Téčko a balun z 50 ohm. koax.kabelu,sym,členy na feritovém jádře typ TASY 01 z 80.let na VHF,nízkošumový zesilovač Teroz 23dB se zádrží na K12C ,který je zde díky převaděči hodně silný. Nic lepšího není, ani nikdy nebylo co antény na světě jsou ,stačí se podívat do časopisů amatérské rádio z 80.let,od Jindry Macouna legendy DXingu .Jak se antény sfázují pro lepší zisk a směrovost.V lokalitě, kde není prakticky žádný příjem kvalitní místní pozemní tv, v hlubokém údolí v Posázaví na Benešovsku, zavřeném vysokými kopci v nadmořské výšce 257m.n.m, tak stabilně funguje dálkový příjem na dvojici antén Vaten DAB 14P přímý směr ze Saska na 9A z vysílače Neustadt Unger ze vzdálenosti 154km.Potom při dobrých podmínkách i Bavorsko 11D,10A,5C z vysílačů Hochberg,Hohe Linie,Einodriegel,Landshut-Altdorf ze vzdáleností přes 200km.

  6. Pevy napsal:

    „,,,je mě divný, že se Jindra Macoun 60 let drbe s nějakým fázováním, slučováním, transformováním a místo toho tam může teda jebnout hybrid a nemusí nic řešit.“
    Přesně tohle jsem měl na mysli !!

  7. rf-test napsal:

    Pokud se jedná o širokopásmové sloučení antén, tak použití hybridního slučovače je snadným a hlavně vhodným řešením. U kvalitního slučovače ( ten zobrazený Toner se dá mezi ně zařadit ) je měřením ověřený přídavný útlum cca 0,2dB/200MHz a 0,4dB/500MHz. V konkrétním případě, jenž uvádí autor článku, je při sloučení dvou antén v pásmu VHF ten přídavný útlum minimální.

  8. Pitrs napsal:

    Zdravím proč si lámeme hlavu nad slučovačem,když firma Emme esse je přímo vyrábí pro sfázování antén jak na UHF tak i na VHF.

  9. Pitrs napsal:

    Dávám odkaz na firmu TIPA ,která je prodává za 250Kč slučovač je typ Emme esse VHF/VHF č.83196ce útlum 0,2dB.Zdraví Pítrs.

  10. Pitrs napsal:

    Dal jsem si práci a ten slučovač otevřel a zjistil jsem že je v něm udělaný balun z 50 ohmového káblíku stočeného uvnitř krabičky to bylo celé složení slučovače Emme esse za 250Kč.Žádný hybrid v tom nebyl.

    • ivovi napsal:

      Pak je otazka co si kdo predstavuje pod pojmem „hybrid“…

      Ale o tom puvodni spor vubec nebyl. Slo o to, ze lze slucovat anteny v soustave obycejnym „hybridnim rozbocovacem“.

      Combiner (coupler) a splitter je porad to same. U toho Emme Esse je pouze rozdil v tom , ze splitter je VHF+UHF coz asi prinasi mirne vetsi ztratu nez combiner ktery je delan bud pro VHF nebo UHF.

      Je mozne, ze ten kdo chce dosahnout absolutni maximum, tak si bude hrat s transformacnim vedenim. Ostatni pouziji „hybridni rozbocovac“, spokoji se se ztratou par desetin dB a ziskaji jednoduche a sirokopasmove reseni.

  11. Saxon napsal:

    v době analogu bylo selektivní řešení logickým krokem, většinou se tímto řešil příjem jednou signálu, nikoliv COFDM kanálu, nebo více signálů v pásmu, takže širokopásmovost nebyla třeba. V dnešní době je širokopásmovost užitečnější. Zkoušel jsem vyhodit téčko s transformačním vedením(pro st.kmitočet kanálu 9A) a vložit hybrid Toner a na 9A mám signál cca 0,7dB nižší. Na krajích DAB pásma VHF3 (175 a 230MHz) je nyní zisk větší, ale to mě nic nepřináší, já potřebuju maximální zisk na 9A…

  12. Pitrs napsal:

    Ta firma Emme Esse dělá ten slučovač ne jako hybridní, ale jako na způsobu transformačního vedení,pomocí balunu 50 ohmů.Tím je útlum při slučování jen 0,2dB.Provedení slučovače je buď pro dvě antény VHF,nebo dvě antény UHF,nebo 4 antény UHF.Proč by ty to typy slučovačů vyráběli, kdyby stačil jen hybridní slučovač, ale ten má větší útlum.Zdraví Pitrs.

  13. Pitrs napsal:

    Zdraví Pitrs,kdyby někdo potřeboval jen pro dálkový příjem 9A, mám úplně nový nevyužitý kanálový zesilovač na 9A zisk 30dB šum 1,5dB.zn.Teroz na zakázku dělaný jednou odzkoušený nechám za rozumnou cenu se slevou,nevyužiji ho a zbytečně leží ladem,někomu se může hodit.Je i s účtenkou a 24měs.zárukou.

  14. Xmux napsal:

    Konečně po x letech všemožnýho plevelení všude možně nějaká rozumná debata o něčem 🙂 ( což bylo záměrem vyvolat).
    K „ivovi“ : Otázka skutečně je, co si kdo představuje pod pojmem hybrid. Co mi paměť sahá, tak kdysi dávno, když jsem začínal, zkoušel sem to s PBC21, a nefungovalo to. Teda fungovalo, ale přínos nula. Takže sem to opustil a jal se o všem více studovat. Hybrida sem opustil. Co se za ta léta změnilo, co ty rozbočovače dnes skutečně obsahují, kdo a jestli se s tím pajšlem nějak zabýval a upravoval, to netuším. Další otázka je, jak se to chová v UHF, máte taky změřeno nebo je to jen náhoda, že v VHF je situace příznivá vzhledem k rozměru a materiálu ferit jádra a způsobu vinutí plus případně pas součástkám kolem?

    K „saxon“ : Jestli se ti ještě chce, změř si to jen s tím téčkem, bez 50hm tr, třeba budeš překvapenej. SWR je 2, což není až tak tragický a dost možná, že to tvýmu preampu bude víc vyhovovat, navíc když si to do něj pošleš lichým násobkem lambda/4. Nezkusíš, nezjistíš 🙂
    Co se týká toho, že ti to s hybridem vykazuje vyšší zisk na spodním a horním konci pásma, to bych řekl že není tím, že by tr L/4 byla až tak úzkopásmévá ( což není), ale tím, že ten hybrid na krajích pásma „umravnil“ SWR, který je prakticky u všech komerčně dostupných antén právě na krajích pracovního pásma celkem dost tragický, aspoň u těch, který sem zatím „prověřil“. A právě SWR má v digitálu hodně velký vliv na chybovost, to už mám taky hodně dlouho ověřený. bavíme se samozřejmě o dx-ingu, komerční výrobci na to prostě prdí, běžně to nějak funguje a prodává se, pro běžný příjem vyhoví 🙂 Takže já už si pro sebe navrhuju a stavím svoje antény, kde si pohlídám a vyladím všechny parametry. PS: Pokud máš náhodou 2x14P jako na obr. v článku, tak ta je na tom co se týká SWR zatím nejhůř z těch běžně dostupných.

    • Jakub Melín napsal:

      Zopakuju to otázku ze začátku – jaké komerčně dostupné ziskové VHF antény jsou tedy ideální?

      Zatím jsem dvojčata dělal z Kathreinu AV12, Emme Esse 15RB3 a těch Vatenek. Vatenky mi přišly ziskově a směrově skoro nejlepší, srovnatelné s Kathreinem. U Emme Esse se trochu bojím životnosti těch antén, už jako nové se celkem prohýbají, co s tím udělá pár let na střeše je otázka.

      Jinak všem díky za přínosnou debatu, po dlouhé době se tu rozjela zajímavá diskuze 😉 Plánuji i článek vyloženě o příjmu DAB+, tak se tam k těm dvojčatům ještě vrátím.

  15. rf-test napsal:

    xmux, „Další otázka je, jak se to chová v UHF, máte taky změřeno nebo je to jen náhoda, že v VHF je situace příznivá vzhledem k rozměru a materiálu ferit jádra a způsobu vinutí plus případně pas součástkám kolem?“

    sloučení sidnálů ve stejné fázi, o stejné úrovni a jmenovité impedanci 75ohm zmiňovaným slučovačem xghs-2 (malý odlitek, červený štítek) v laboratorních podmínkách:
    100MHz/+2,80dB
    200/+2,78
    300/+2,76
    400/+2,75
    500/+2,72
    600/+2,65
    700/+2,53
    800/+2,43

    • Xmux napsal:

      Čili chápu-li správně v lab. pod. útlum 0,2 – 0,6 dB? Měřil jste sám nebo odněkud převzato? Ptám se proto, je-li možnost a chuť proměřit „širokopásmovost“ L/4 tr. vedení 50ohm. Zde je komunikace tak nějak na dlouhý lokte, tak pokud nejste proti, spojení na mne je b-modul@seznam.cz , mám celkem dost podnětů k ověření a prověření 🙂 Díky.

Napsat komentář