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尋星族園地 : Powered by vBulletin version 2.3.0 尋星族園地 > DVB-T > 台灣DVB-T數位電視討論區 > 無線數位電視 - 選擇天線安裝地點篇
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作者
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kennykuo
五星會員

註冊日期: Jul 2008
來  自: Taiwan
文章數量: 1084

發現 無線數位電視 - 選擇天線安裝地點篇

無線數位電視的天線調來調去,一直無法得到滿意的結果,順著這"選擇天線安裝地點"篇,慢慢地來解開這個秘密。

衍射(Diffraction,亦可稱為「繞射」)

衍射波的遇到障礙物彎曲形成陰影的障礙區,但也不用過於擔心無論是吸收或反射障礙。通常無線電視的收視觀眾大多是依靠衍射來接收。但例外狀況則有:

  • 可以直視發射塔時。(譯者按:如果您不是千里眼也沒關係,即使拿個高倍或超高倍的望遠鏡看的到也算啦)
  • 有時在城市藉由的高樓反射的電波,其效果是優於衍射波。


VHF 衍射


圖1說明:以第3頻道(頻率 60MHz)為例,波長較長所作的 VHF 衍射模擬,左邊是發射台的方向,電波由左邊往右邊傳遞。(未模擬地面與建築物反射波的情況)

信號的方向總是垂直移動的波前。如果位於建築物後的陰影區時,就應該把天線安裝在建築物的頂端,因為這是電波發射的來源。

低頻的衍射效果較好,但VHF的繞射就比較不好。UHF(我國無線數位頻道所用的頻段)就更可能糟糕十倍之多。


UHF 衍射


圖2說明:以第35頻道(頻率 600MHz)為例,波長較短所作的 UHF 衍射模擬,我國的無線數位頻道位於此頻段。(未模擬地面與建築物反射波的情況)

這兩個圖是使用線性陰影(linear shading)法,其結果看起來或許過於悲觀,在這些圖沒有信號的區域其實仍有機會接收的到。若採用對數陰影(Logarithmic shading )法會有較樂觀的模擬結果。

<<< 待續 >>>

特別聲明

本文取材自 http://www.hdtvprimer.com/ANTENNAS/siting.html,基於該網站首頁底部的授權聲明"This document is Copyright 2002-2009 by Ken Nist. The document includes all web pages at www.hdtvprimer.com. The author places no restrictions on the use of this document. It may be used by anyone in any manner for any purpose.",同時我也寫信給原作者確認可任意引用,謹此聲明。

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最後由 kennykuo 在 2016-08-08 08:15 PM 編輯

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Old Post 2010-10-26 11:49 PM
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NVF
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Old Post 2010-10-26 11:58 PM
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jplin
初級會員

註冊日期: Oct 2010
來  自: 瑞芳
文章數量: 13

加油

希望該網站的資料,能讓非相關科系或產業的人
了解無線電的基本原理

今天看BS的夢幻豪華火車之旅,發現是介紹希臘
剛好鏡頭停留在可以看見屋頂的畫面超過10秒
發現屋頂的天縣是UHF,而且天線單元超過20個
畫面裡家家戶戶都將天線架很高,天線桿高大約6公尺

希臘也是使用DVB系統

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Old Post 2010-10-27 12:23 AM
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kennykuo
五星會員

註冊日期: Jul 2008
來  自: Taiwan
文章數量: 1084

其實是 jplin 大大分享此網站的啟發,再則響應總版主的呼籲,最後是希望能給台灣無線數位電視接收多了知性的參考資料。

其實,大家都知道我對於這方面的技術方面不是很懂,但我就是傻傻的作中學,也希望有此方面學養的先進,能夠共同來潤飾或修正本系列的譯文,希望能做到原作者寫給非技術的網友看的懂的初衷。

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Old Post 2010-10-27 12:25 AM
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NVF
總版主

註冊日期: May 2003
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引用:
最初由 kennykuo 發表
其實是 jplin 大大分享此網站的啟發,再則響應總版主的呼籲,最後是希望能給台灣無線數位電視接收多了知性的參考資料。

其實,大家都知道我對於這方面的技術方面不是很懂,但我就是傻傻的作中學,也希望有此方面學養的先進,能夠共同來潤飾或修正本系列的譯文,希望能做到原作者寫給非技術的網友看的懂的初衷。



還是要謝謝 kennykuo 兄的付出。

也歡迎大家一起來編撰這個資料讓更多人得到知識的好處!

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Old Post 2010-10-27 12:36 AM
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kennykuo
五星會員

註冊日期: Jul 2008
來  自: Taiwan
文章數量: 1084

地面反射(reflections)

通常電波波前的角度會略微向下傾斜,其結果往往超過衍射障礙的距離。如果在天線面向發射台的前方,是一大片平坦的地面時,大都能有效地接收到反射波。

瞬時電壓圖表(Instantaneous voltage diagram):


圖3說明:電波波前以15度射入,也將以15度角度射出(射入角等於射出角)。

這兩個波通過後彼此並不相互影響。但是天線則是瞬時響應兩波相交的總和之處,若兩波相減之處則接收效果是非常薄弱。

平均功率圖表(Average power diagram):


圖4說明:電波波前仍以15度射入,也將以15度角度射出(射入角等於射出角)。

其結果是條紋區域強弱相間是與地面平行。因此,在某些情況下降低天線的高度可能會得到較強的訊號。因此,在下面的選擇安裝位置雖非正統的方法,但結果是非常可接受的:
(譯者註:請參考原文的漫畫,本文未獲得漫畫授權,無法同步轉載,敬請見諒!)

無可避免的是增強了某個頻道的訊號會導致另一個頻道訊號的弱化,所以從中取得妥協與平衡則是必要的。

地面也不必然非得平坦到不行不可,雜草、矮小灌木甚至是樹木對於VHF大多可視為透通。雨後濕潤的地面,通常可視為100%反射電波。

UHF平均功率圖(Average power diagram for UHF):



這種層與層間的問題特別是對UHF影響更大。非常強大與非常微弱的訊號散佈層間可能只有90公分的間距。這時候雜草卻是可以扮演救星的角色,天線面向發射站台方向看去,如果你看到雜草或灌木或喬木,那就萬事OK免驚啦。但如果你看到草坪、泥土或鋪築過的路面時,那麼你可能會遇到這種強弱相間的狀況。



天線有一個接收孔徑(aperture)收集所有輸入的訊號。在此圖的孔徑距離是可收集兩個強與弱階層。相鄰層有相反的極性並相互抵銷。因此,這個天線是無法拾取到有效訊號(100%地面反射的假設):

當強弱階層存在時,就需要找一個較大的天線,選擇天線的接收孔徑要較寬但不需要高。否則,你可能會發現新買的天線效果並不比舊的好。



地面反射波是非常有用的。假設入射波的功率是P,且如果是100%的完全反射,你可能期待重疊的區域功率為2P。但有可能從0P至4P不等。(功率是電壓的平方。如果電壓增加一倍,功率就會上升到4倍。)

如果你把天線放在最極端的地方,將會收集到4倍的功率,或是根本收不到任何地面反射的訊號(100%地面反射的假設)。

<<< 待續 >>>

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最後由 kennykuo 在 2016-08-08 08:18 PM 編輯

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Old Post 2010-10-28 01:51 AM
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NVF
總版主

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贊成 期待與感謝....

給kennykuo 兄拍拍手,辛苦了,請加油!!

也歡迎大家發表心得!

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Old Post 2010-10-28 08:08 AM
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kennykuo
五星會員

註冊日期: Jul 2008
來  自: Taiwan
文章數量: 1084

問題 水平還是垂直波?

原作者這個電波是所謂的水平還是垂直波,我有印象說台灣無線數位電視是採用垂直波(所以雙菱DIY天線需要垂直擺放),這篇的論述適不適合我國的實際狀況呢?請知道的網友釋疑!

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Old Post 2010-10-28 01:25 PM
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goofy.dog
四星會員

註冊日期: Dec 2004
來  自: Taipei
文章數量: 263

回覆: 水平還是垂直波?

引用:
最初由 kennykuo 發表
原作者這個電波是所謂的水平還是垂直波,我有印象說台灣無線數位電視是採用垂直波(所以雙菱DIY天線需要垂直擺放),這篇的論述適不適合我國的實際狀況呢?請知道的網友釋疑!


台灣數位電視都是"水平"極化

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Old Post 2010-10-28 01:58 PM
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jplin
初級會員

註冊日期: Oct 2010
來  自: 瑞芳
文章數量: 13

絕大部分的廣播都是水平極化
但是台東地區有VHF是垂直極化喔!

看起來結論是UHF天線上下移動會有不小的信號差異

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Old Post 2010-10-28 03:17 PM
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kennykuo
五星會員

註冊日期: Jul 2008
來  自: Taiwan
文章數量: 1084

樹木與UHF的關係

一葉知秋~~~立秋時分是欣賞落葉繽紛的好時光,在那之後雖位於樹木後面,其接收效果也將大大地提高。有些人在冬至吃湯圓的時候購買了一台電視機,並把天線架設完畢後,歡天喜地的收看穩定訊號的電視節目。卻驚訝立夏節氣時為什麼就沒辦法看了。影響的關鍵就是~~~樹木。

在以下的模擬可見,此樹建制成完美球體的模型時,是會阻擋掉90%的信號。



(此為進行3度空間的模擬。下圖顯示通過樹的中心在一個平面上的場強。由於對稱的圖表看起來都一樣,如同從上面觀看時的樣子。阻礙被視為圓盤而非球體,但大多數地方的差異是顯得微不足道的。)



如果天線是位在樹木的後方,它是在重疊的場域:穿過樹的微弱場域,加上衍射到樹周的微弱場域。具有強度的點和微弱的點重疊而成的場域是非常複雜的。即使樹木不是一個完美的球體這個現象也是存在的。如果你安裝UHF天線在樹木的後面,刮風的時候你可能會無法收看到電視訊號,因為強弱點因樹木搖擺變形而移動。即使在良好的信號附近是不宜把UHF天線安裝在樹木的後面。

樹木離的越遠,問題就越小。對於遠離樹木的範圍之外,會當作信號並不穿透過樹木,而是經由樹木邊緣作衍射。樹木是絕對百分百會阻隔從衛星下來的信號。


樹木與VHF(高波段)的關係(樹木阻隔60%的訊號)



在這種情況下,樹木不至於那麼變形,而導致無法收視。對於收視而言此時風影響程度是沒有那麼大的。


樹木與VHF(低波段)的關係(樹木阻隔30%的訊號)



天線安裝在樹木的後面,仍能正常的收看頻道CH2~頻道CH6。

譯者補充資料:

BAND   CH #  頻 率

VHF LOW  02  54-60 Mhz   

VHF LOW  03  60-66 Mhz   

VHF LOW  04  66-72 Mhz   

VHF LOW  05  76-82 Mhz    民視無線類比台

VHF LOW  06  82-88 Mhz    民視無線類比台

VHF HIGH 07  174-180 Mhz   台視無線類比台

VHF HIGH 08  180-186 Mhz   台視無線類比台

VHF HIGH 09  186-192 Mhz   中視無線類比台

VHF HIGH 10  192-198 Mhz   中視無線類比台

VHF HIGH 11  198-204 Mhz   華視無線類比台

VHF HIGH 12  204-210 Mhz   華視無線類比台

VHF HIGH 13  210-216 Mhz

參考來源:NCC"類比無線電視及數位無線電視頻道現況表"

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最後由 kennykuo 在 2016-08-08 08:19 PM 編輯

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Old Post 2010-10-29 12:32 AM
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NVF
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贊成 哈哈~很傳神的引導.....

好的導引有畫龍點睛之妙,讀來趣味盎然 .....

一葉知秋~~~立秋時分是欣賞落葉繽紛的好時光,在那之後雖位於樹木後面,其接收效果也將大大地提高。有些人在冬至吃湯圓的時候購買了一台電視機,並把天線架設完畢後,歡天喜地的收看穩定訊號的電視節目。卻驚訝立夏節氣時為什麼就沒辦法看了。影響的關鍵就是~~~樹木。

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Old Post 2010-10-29 08:37 AM
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kennykuo
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回覆: 哈哈~很傳神的引導.....

引用:
最初由 NVF 發表
好的導引有畫龍點睛之妙,讀來趣味盎然 .....


插科打諢的譯法 ,希望大家還看的下去

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Old Post 2010-10-29 06:53 PM
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kennykuo
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天際線多路徑

以下四個圖看起來是一樣的,只是視角作了不同角度的旋轉。



電波從發射站台往地面放送後越過天際線稜線。這有可能是一排連成45公尺成行的樹木或連成8公里寬的小山脈。電波衍射在稜線上,停留在垂直於稜線的平面。往往是交疊(overlay)電波的現象。

交疊的區域將產生強信號的熱點區與弱信號的熱點區。


圖說明:由相當高度往下看的視界

UHF強信號的熱點區與弱信號的熱點區往往有1.5至6公尺的間距。如果你位於交疊區附近,將天線移動幾公尺就有可能產生訊號強度巨大的變化。看起來將天線架在煙囪上似乎是個完美的決定,不過如果煙囪正好位於是弱信號的熱點區,那你還強強非得架在煙囪上的話,恐怕也會是個美麗的錯誤。

沒有事情比這個更糟的了,該地點正好在X頻道強信號的熱點區,對於Y頻道卻是弱信號的熱點區。其實你一定期望能找到一個地點,正好是所有頻道都是強信號的熱點區。但這樣的點可能不存在府上的屋頂。折衷的狀況就只能優先尋找,你非看不可的頻道所在強信號的熱點區。最壞的情況下,你可能需要利用切換器來切換兩支天線。

更糟糕的是,直到您購買並安裝了天線之前,你都無法預期或發現會有此現象的發生。為了改善這樣強弱不均的狀況,你可以試著將天線向左移一點和向右移一點,向上移一點和向下移一點,直到它讓你觀看數位電視時,獲得美的冒泡的信號強度為止。(蝦米?打個大哥大給你家女王幫你在屋裡看訊號就好,千萬不要把電視機搬到屋頂上去喔!)也確實不容易操作大支的天線讓它調整的很準,所以一半尺寸大小的天線比較不會垂落下來,不過小的天線有可能無法有效鎖定訊號。

這時一個專業的安裝技師就會開始作最好的打算。他可能會堅持下去繼續調整,或很快告訴你說"伊嘛無法度啦",然後跟你說 Bye Bye?他將毫不猶豫地提高他的估價,虧錢的生意可是沒人要作。

這些問題不僅是UHF問題,VHF也是一樣,強弱區域相距15到60公尺,他們不見得很明顯,即使有心也通常讓你無計可施。

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最後由 kennykuo 在 2016-08-08 08:20 PM 編輯

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NVF
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贊成 謝謝付出,辛苦了....

大家經常將電波的行進以光來比喻,但是波長不一樣產生的繞射就有很大的差距。

由圖示讓我有了許多體悟。

謝謝kennykuo兄的耕耘和付出,也先在此預告:過幾天這主題將置頂,請關心此欄目的網友要在置頂上看後續了......

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