Xtrend 1000

Přijímáme DVB-T: 1. část - antény a jejich skutečné parametry

| Tisk

logo V tomto malém seriálu bych Vám chtěl trošku přiblížit problematiku přijímacího řetězce pozemního TV signálu. Na úplný začátek ale předesílám, že anténařina je především o zkušenostech, praxi a měření a v žádném případě se nedá dělat od stolu. To, co jednomu může fungovat, druhému nemusí a individuální přístup je téměř vždy nutností. A protože základem přijímacího řetězce je anténa, začnu právě anténami.

Pro vysílaní DVB-T signálu se až na výjimky využívá pásmo UHF, kanály 21-69 (tedy frekvence 470-860 MHz). Šíření signálu v tomto pásmu je přímočaré, ohyb signálu na překážkách je zanedbatelný. Dosah vysílačů je víceméně omezen jejich přímou viditelností, stačí překážka – kopec, pohoří apod... a signál se citelně zeslabuje nebo mizí úplně. Při výhodném terénním profilu není ovšem neobvyklý i příjem na poměrně velké vzdálenosti (i přes 100 km). Ovšem při nepříznivém profilu může být signál neměřitelný i po 10 km.

Antény v tomto pásmu dosahují zisku až 16 - 17 dB při docela přijatelných rozměrech. Antény můžeme rozlišit na kanálové, pásmové a širokopásmové.

Největšího zisku zpravidla dosahují antény kanálové (resp. Antény pro skupinu kanálů, zpravidla 3-6 kanálů z pásma UHF). Zisk kanálové antény je pro udávaný rozsah kanálů vyrovnaný a může dosahovat cca 13 dB oproti dipolu (dBd). Obdobně jsou na tom antény pásmové, určené pro větší skupinu kanálů – např. kanál 21-38, 38-69 apod... Výrazně hůře jsou na tom antény širokopásmové, kde zisk poměrně výrazně kolísá v celém pásmu (zpravidla roste směrem k vyšším kanálům), přičemž zejména na začátku pásma je často velmi nízký.

Na trhu je obrovské množství antén. Některé z nich jsou i funkční. Jak ale vybrat správný druh antény? Je to docela složité, správně se anténa vybírá na základě změření hodnot signálu a příjmových podmínek. Neexistuje žádná univerzální anténa, stejně tak neexistuje speciální anténa pro DVB-T. Existuje jen anténa pro dané příjmové podmínky vhodná a nevhodná. Zvláštní kapitolou jsou pak antény pokojové. V další části seriálu se k nim vrátím, ale – tak jako je nesmysl např. pokojové auto, pokojové letadlo, pokojový kotel na tuhá paliva, tak stejný nesmysl je pokojová anténa. To, že to někde funguje je fakt, ale úplně stejně by tam fungovala i jakákoliv náhražková anténa – dipol, prutovka apod...

V mém regionu jsou běžně dostupné antény od dvou dodavatelů – jedním z nich je přímo výrobce – firma Vaten - pan Vališ ze Střelic u Brna a dále antény Alcad, které dováží firma Antech. Jako jedny z mála jsou antény těchto výrobců změřené a jsou k většině z nich dostupné i měřicí protokoly.

Zisk je zpravidla jediný údaj, který výrobci uvádí a jak jsem se měl možnost přesvědčit, je často značně nadnesený, až nesmyslný. U širokopásmové antény pak často úplně chybí závislost zisku na frekvenci.

Před časem proběhlo měření antén firmy Vaten, následně pak proběhlo i srovnávací měření na jiném místě. Protože změřené výsledky z obou polygonů byly identické, provedli jsme následně i další srovnávací měření antén dalších výrobců.

První srovnávací test – průběh zisku v závislosti na frekvenci u tří antén – antény Color Klasik, síto malé husté z produkce firmy Vaten a pro srovnání anténa Televés DAT45. Myslím, že vzhledem k fyzické délce antén a jejich provedení je i průběh zisku odpovídající. Srovnejte Televes s malým sítem a pak srovnejte cenu! Marketing a reklama dělá hodně, ale reálné parametry jsou úplně někde jinde. Za čtvrtinovou cenu získáte ziskově srovnatelnou anténu!


obrázek

Protože pro zábavu (každý se nějak baví a pro mě je práce současně zábavou) jsme po okolních kopcích vyzkoušeli mnoho antén, vzal jsem celkem s radostí i nabídku na měření antén.

Test antén proběhl dne 11.2.2011 na zkušebním polygonu p.Petra Šťourače, Sulimov 57. Podrobnosti o průběhu měření a použité metodě a přístrojích najdete na stránce nanoboot5.cz . Podobné měření je časově náročné, takže jsem docela rád za tuto možnost.

Následuje tedy - Druhý srovnávací test – Antény ALCAD Neo85, BU119, IKSUI Flash HD, Alcad MX045 a pásmové antény Alcad BU453.
Průběh zisku v závislosti na kmitočtu u výše vyjmenovaných antén:


obrázek

Udávaný zisk u obou grafů je v dBd.

U antény BU453 končí nárust zisk někde u 47. kanálu a pak prudce padá – jde o pásmovou anténu pro kanály 21-47. U antény IKUSI Flash bylo měřeno pro obě možnosti rozevření reflektoru (90 a 120 st.) V grafu výše je pro 90 st. rozevření.

Číselné vyjádření zisku
470MHz500600700800860900
BU4539dB9,812,211<5
BU11977,27,4911,510,5<5
MX4588,5111212,5128
NEO8577,510,511,21212,511,5
IKUSI-907,589,810,511,511,99,5
Color klasik9,39,7121415,512<5

Pásmová anténa má maximum zisku na 46-47 kanále – 13dB
U antény IKUSI Flash je při obou rozevření reflektoru průběh zisku shodný až do 800MHz, při 120 st. rozevření již od 800 MHz klesá zisk směrem k 860 MHz o 2dB.

Všimněte si, že všechny širokopásmové antény mají na začátku pásma docela malý zisk, který narůstá až od frekvence 600-700 MHz (dle antény). Je tedy jasné, že při příjmu slabých signálů na nejnižších kanálech spektra (cca 21-35) jsou širokopásmové antény docela nevhodné. Výjimkou je jen dlouhá kolorka, která má velmi slušný zisk. Ale zisk není vše a zvláště v nehomogenním poli může být i na této ziskové, ale dlouhé anténě poměrně nízká úroveň signálu.

Zisk antén Alcad/IKUSI podle údajů výrobce:
BU453 – 13,5
BU119 - 12 dBd
MX45 – 15,5 dBd

NEOHD85 - 18 dBi
IKUSI FLASH – 17,5 dBi

Zde si všimněte dvou jednotek – dBd a dBi – první je zisk vůči dipolu a druhý je zisk vůči iztropnímu zářiči. Teorii vynechám, je nezáživná a na netu je ke studiu informací dost. Snad jen že dBi je opticky lepší (pro prodejce) a hodně zjednodušeně – dBi = dBd+2dB

Porovnejte s tabulkou výše – zisky klasických Alcad antén víceméně odpovídají tomu, co udává výrobce – ALE ten udává její maximální možný zisk, který platí jen v úzké části spektra. ALE – ke všem anténám Alcad existuje a je volně k dispozici průběh zisku v závislosti na frekvenci a jednoduchým porovnáváním můžeme zjistit, že přesně koresponduje s naměřenými hodnotami. Odchylky v rozsahu cca 1 dB přičítám lepšímu vybavení výrobce a jsou podle mě celkem nepodstatné.

Novinky v podobě NeoHD a IKUSI Flash celkem nepřekvapily – podobný výsledek jsem očekával zvláště po zkušenosti s anténami Televes. Již při měření v terénu mě Neo85 připadala jen o málo lepší než BU119 a měření to víceméně potvrdilo. Zisk antén je značně nadnesený a neodpovídá reálu – ostatně při jejich fyzické délce se není čemu divit. Očekávat zisk přes 15dBd u antény dlouhé cca 1m je nesmysl.

Velmi příjemným překvapením jsou pásmové antény ALCAD. Při praktických realizacích dosahují vynikajících výsledků a měření to potvrdilo – hodnoty udávané u BU453 korespondují s naměřenými. I výsledky v praxi u BU229 a 238, které používám jsou rovněž výborné. Tyto antény lze víceméně doporučit.

Z širokopásmových antén jsou výborné velká hustá síta Vaten, Colorky a MX045. V místě se silným signálem lze použít i BU119, často se může hodit i pro srovnání úrovní – takový přirozený náklon při příjmu signálu z vysílače, kde se používá kanálů v celém pásmu – např. Kojál – 29, 40, 59. Na výstupu pak můžu dostat celkem pěkně srovnané úrovně signálů.

Další měření, které proběhlo, bylo měření ČSV antén. Výsledky jsou uvedeny níže. Jedná se o antény z druhého měření. Měřicí protokoly ČSV u Vaten antén najdete i webu výrobce. Chválihodné, je to jeden z mála, který udává reálné změřené hodnoty u svých výrobků.


obrázek

Na druhém grafu je červenou barvou průběh ČSV pro IKUSI Flash HD při rozevření reflektoru 120 st. Ostatní je shodné s 1. obrázkem.


obrázek

Dále je často důležité znát vyzařovací diagramy antén. Ty se dají rovněž u všech výše uvedených antén prohlédnout na webech výrobců. U širokopásmové antény je ovšem vyzařovací diagram jiný na různých frekvencích. U všech výše uvedených antén jsme vyzařovací diagramy změřili a zájemcům je mohu poslat mailem. U širokopásmových antén jsme ho měřili na frekvencích 626MHz a 834 MHz (jihomoraváci pochopí) a u pásmové BU453 na frekvenci 570 MHz a 626 MHz.

Vhodnost antény do konkrétní lokality
Nastínil jsem několik parametrů antén, které se udávají, dají měřit a mají vliv na úspěšnost příjmu žádaného signálu. Ale pro volbu antény je nutné mít i cit a zkušenost. Jestliže přijdete do „elektry na náměstí“ a řeknete, že chcete anténu na digitál, nastanou v 95% případů dvě situace – prodají vám bez jakéhokoliv dalšího dotazu polské síto (poznáte lehce – je u toho zesilovač a zdroj, má to nápisy DVB-T a jsou k tomu přídavné direktory) nebo v lepším případě logaro (síta už jsou asi hodně profláklá, nepomáhají ani nápisy DVB-T). Rada je jedna – nekupujte a utečte. Nebo to chtějte i zprovoznit.

- Anténa se především kupuje podle příjmového místa. Ale jsou i místa, kde v každé ulici o 100 m dál bude signál úplně jiný. Prodejce by se měl alespoň zeptat, na jaký vysílač, do jakého místa tu anténu chcete.

Příklad z nedávné doby – byl jsem u zákazníka instalovat DVB-T. Na měření si vozím logaro, je to poměrně tupá a málozisková anténa, ale je vhodná pro převážení v autě. V úvahu připadal Kojál nebo Javořice, nakonec jsem měl na Kojál signál na K29 – 56 dBuV, K40 53 dBuV a K59 52 dBuV, Javořice byla výrazně slabší, digitální parametry srovnatelné. Použil jsem BU119 a domovní zesilovač (rozvod ke 4 TV). Byl jsem navíc požádán o opravu nebo seřízení antény o několik ulic dál. Zde byla situace horší – na Javořici přes kopec, na Kojál rovněž, navíc ze zadního směru rušící Trutnov. Zákazník měl logaro, které koupil v „elektře na náměstí“ a stb Gogen (takže docela smrtelná kombinace) Na logaro jsem ze žádného vysílače nedostal úroveň přes 34 dBuV. Zkusil jsem BU119, ale tam, kde hrál 29K nehrál 40K – rušení Trutnovem a naopak, navíc echo Kojál/Brno s rozdílem úrovní několik dB, takže pro Gogen nepoužitelné. Pole značně nehomogenní, zobrazení analogového 46k z Kojálu to jen potvdilo – samý duch. Nakonec s velkým hustým sítem Vaten jsem dosáhl úrovní na K29 42 dBuV a K40 45 dBuV, což jsou nízké úrovně, ale cBER se již pohyboval kolem 6E-3. Kanál 59 byl slabý při cBER 3E-2, takže příjem možný ale na hraně možností. Potlačení zpožděného signálu bylo po experimentování s umístěním antény skoro 17 dB a podařilo se eliminovat i Trutnov. Takže nakonec možný příjem s určitou minimální rezervou, ale vyzkoušeny v podstatě tři antény! Na zakoupenou anténu zákazníkem bez znalosti podmínek a měření příjem nemožný!

- Mám jako laik vůbec šanci koupit správnou anténu? Těžko odpovědět, odpovím jinak – když budete instalovat např. kotel, budete si ho také shánět sám a nebo se obrátíte na topenáře, který vybere vhodný model, výkon nadimenzuje podle vytápěného objemu, vše odborně zapojí a bude držet záruku na správnou funkci? A nebo je to jinak – ten mnou zmiňovaný případ je o něčem jiném – přece jen je to dost peněz, svařovat neumím a přece jen tohle je něco jiného než obyčejná anténa. Anténu snad zvládnu zapojit sám, v nejhorším pomůže Franta od vedle, to je dobrej elektrikář a aspoň ušetřím... Je to samozřejmě na Vás. Může se vám stát, že budete mít doma větší sortiment než prodejna a signál nikde.

Musíte především vědět, z jakého vysílače budete signál přijímat. Podle toho bude následovat to základní – rozsah kanálů, který musí anténa přijímat. Můžete sice koupit širokopásmovou, ale jak si můžete všimnout výše – na začátku pásma dost slabý zisk, nemusí to hrát. Zase případ z praxe – nedávno jsem instaloval antény na novostavbě RD. Od Kojálu jsem byl 12 km, kvůli terénu signál značně rozbitý a slabý – MUX1 celkem použitelný ale poměrně vysoká chybovost, MUX2 skoro neměřitelný, MUX3 neměřitelný vůbec. ALE – slabý signál z Javořice, kanály 30-33-35. Když by zákazník koupil širokopásmovou, nechytí nejspíš nic, protože i tento signál byl hluboko pod normu. Na logaru jsem měl 32 dBuV, signal na hranici detekce měřáku. S anténou BU453 jsem dostal signál na úrovni 38 dBuV při cBER 4E-3 na všech kanálech. Protože signál nedegraduje SFN ani odrazy, je PVBER lepší než E-7, což stačí pro stabilní příjem. Po doplnění předzesilovače, propusti a domovního zesilovače mám na zásuvkách 60dBuV při cBER v řádu E-3, bez echa a odrazů. Jde o příjem vysílače, vzdáleného přes 100 km, ačkoliv Kojál jen vzdálen 12 km a jeho převaděč na MUX1,2 jen 5 km!

Takže zde vidíte, že ani rozhodnutí, který vysílač přijímat nemusí být tak jednoduché. Ale abych aspoň trošku odpověděl na otázku – ano, jako laik máte za určitých příznivých okolností šanci koupit anténu, která bude fungovat. Ale šance se hodně mění dle kvality prodejců a složitosti terénu, přičemž do hry vstupují i další faktory – např. SFN sítě. Jako laik uděláte asi nejmenší chybu zakoupením antény (v tomto pořadí) velké husté síto Vaten (zdůrazňuji Vaten, ne polské imitace) nebo antény Color spektra (Color DIGI) případně ALCAD MX045. Jako laik ovšem uděláte nejlépe, když se poradíte s anténářem. Logaro kupujte jen v místech se silným signálem, logaro je až na jednu výjimku zcela nevhodné na dálkový příjem slabého signálu. Čím delší anténa, tím větší nároky na homogenitu pole – jinak řečeno mezi kopci, v údolí či členitém terénu anténu co nejkratší, často zde dá lepší výsledky kvalitní síto než dlouhá kolorka.

Na co si dát pozor především - na tyto „antény“:


obrázek

Toto je typické polské síto, často se „zesilovačem“, který bývá nejčastějším zdrojem problémů. Anténa má otřesné ČSV a zesilovači chybí hodně důležitých prvků a často kmitá a může zarušit i příjem v okolí! Po určitém „tuningu“ se z něj sice stane jakš-takš použitelná anténa,ale za tu cenu už mám logaro nebo síto Vaten a to nemluvím o neuvěřitelně špatném mechanickém provedení. Jako laik tohle rozhodně nekupujte.

Ono je to poněkud zamotané – již několikrát mě montážníci odmítli Vaten síto do místa, kde by hrálo rozhodně lépe než jiná anténa prostě proto, že se nechtějí se zákazníky dohadovat „vždyť tu síto mám, tak proč potřebuju nové ??“ Prostě síto je tak profláklá anténa, že anténáři je raději neberou. I v anténářském fóru již zazněl tento argument. Do podobné situace se dostává i logaro. Bohužel. Není síto jako síto.

Docela jsem se rozepsal, myslím že o anténách to bude prozatím stačit. V další části, pokud bude zájem nastíním užití a vlastnosti zesilovačů, předzesilovačů, dále se podíváme na slučování signálů a vrátím se i k pokojovým anténám.

Radomír Kovář





Pracovní nabídky Profesia.cz

• 21.11.2017 - Konzultant pro ERP Microsoft Dynamics (Brno - město)
• 21.11.2017 - SW Architect – Embedded C – relocation package/Prague! (Hlavní město Praha, Praha)
• 21.11.2017 - SW Architect – algorithm developer - relocation package/Prague! (Hlavní město Praha, Praha)
• 21.11.2017 - System Engineer - learn&grow - relocation package/Prague! (Hlavní město Praha, Praha)
• 21.11.2017 - SW Tools Developer C++ - learn&grow - relocation package/Prague! (Hlavní město Praha, Praha)
• 21.11.2017 - Test Engineers - learn&grow - relocation package/Prague! (Hlavní město Praha, Praha)
• 21.11.2017 - Embedded C/C++ Developers - learn&grow - relocation package! (Hlavní město Praha, Praha)
• 21.11.2017 - Senior C# and/or Java Developer - strong relocation package and pay! (Hlavní město Praha, Praha)
• 21.11.2017 - Senior C++ Lead - strong relocation package and pay! (Hlavní město Praha, Praha)
• 21.11.2017 - C#/HTML5 Developer – life-changing chance in Prague/strong relocation package! (Hlavní město Praha, Praha)
• 21.11.2017 - Sr. Cloud Developer – life-changing chance in Prague/strong relocation package! (Hlavní město Praha, Praha)
• 21.11.2017 - Hadoop/Spark/Kafka Engineer – life-changing chance in Prague/relocation package (Hlavní město Praha, Praha)
• 21.11.2017 - Projektový manažer (Olomoucký kraj)
• 21.11.2017 - Administrátor/ka IT (Postřižín, Praha - východ)
• 21.11.2017 - Týmový manažer systémů (Postřižín, Praha - východ)