Srovnávací test antén: Porovnali jsme pro vás jednoduchou venkovní a aktivní digitální anténu!

Antén je na trhu velké množství a v zejména v poslední době se na trhu často objevují vedle klasických typů venkovních antén i různé aktivní typy roztodivných tvarů, u kterých výrobci udávají někdy až zázračné vlastnosti. Jednu z těchto antén jsme pro vás otestovali v porovnávacím testu za použití profesionální techniky.

Různé aktivní antény se na trhu objevují stále častěji. Mnozí prodejci je dokonce doporučují jako modernější náhradu klasických venkovních antén (typu yagi, síto a podobně). Tyto antény mají většinou velmi malou pasivní část (tedy samotnou anténu), ale vždy obsahují vestavěný zesilovač (proto označení „aktivní“), jehož zisk navíc výrobci takřka vždy sčítají se ziskem samotné antény a tak se na obalech těchto výrobků setkáme s udávaným ziskem klidně i 50 dB, což může laika zmást, když i nejvýkonnější třímetrové pásmové antény docilují maximálních zisků kolem 17-18 dB.

Speciální antény pro DVB-T2? Pouze marketingová fáma

Zatímco větší sortiment klasických venkovních antén a výkonnější typy nalezneme jen u specializovaných prodejců, tyto aktivní antény se běžně prodávají v hypermarketech, hobbymarketech a v obchodech či e-shopech se spotřební elektronikou. Výrobci a prodejci tyto antény označují jako venkovní a doporučují je i pro domácí instalace například pro rodinné domy. Navíc tyto antény velmi často vybavují přívlastky jako digitální anténa, DVB-T2 ready, 4K UHD HEVC kompatibilní a podobně nebo je označují jako antény speciálně určené pro příjem digitálního vysílání a DVB-T2.

Obr. 1 – Mnozí výrobci a prodejci udávají u antén nesmyslné parametry a marketingová označení, která na příjem nemají žádný vliv

U veškerých antén je ovšem třeba všechna tato označení brát pouze jako marketingový nástroj, prakticky nemají absolutně žádný dopad. Anténa totiž nikdy není určena pro žádný vysílací standard ani kodek a je určena pouze k příjmu daných frekvencí. Jako anténa pro DVB-T2 tak plně poslouží jakákoliv anténa pro frekvenční pásmo UHF, tedy v současné době 474-790 MHz, a může být klidně 40 let stará – pokud je v dobrém technickém a mechanickém stavu, zachytí stejně dobře DVB-T2, jako dříve zachytila černobílé analogové vysílání.

Porovnání aktivní antény s klasickou venkovní anténou

Pro srovnávací test jsme dostali zapůjčenu aktivní anténu výrobce Evolveo s označením Jade 1 LTE. Jedná se o anténu v plastovém krytu s vestavěným zesilovačem, výrobce u antény uvádí, že je všesměrová a zisk udává až 48 dBi. Tato hodnota zisku je i s přihlédnutím k všesměrovosti antény pozoruhodná, pokud by byl tento udaný zisk antény reálný, znamenalo by to, že vestavěný zesilovač musí mít zisk výrazně přes 40 dB, protože zisk samotné antény bude velmi nízký, maximálně v jednotkách dB.

Testovanou aktivní anténu Evolveo Jade 1 LTE jsme podrobili srovnávacímu testu za použití jednoduché klasické venkovní antény – logaritmicko-periodické antény Fracarro. U této antény s označením LP45F výrobce udává zisk 8-9 dB vyrovnaný v celém UHF pásmu. Za anténu LP45F jsme zapojili nízkošumový zesilovač Teroz typ 434X pro pásmo UHF se ziskem 18 dB. Pokud bychom použili metodiku výrobců aktivních antén a sečetli zisk antény a zesilovače, dostáváme se na kombinovaný zisk až 27 dB, což je o 21 dB méně, než udává výrobce u testované aktivní antény Evolveo.

Obr.2 a 3 – Vybalená anténa Evolveo Jade 1 LTE s příslušenstvím a detail udaných parametrů výrobcem

Výrobce dodává společně s anténou Evolveo Jade 1 LTE i další příslušenství. V balení nalezneme vedle komponent potřebných k uchycení antény na stožár i napájecí zdroj s výhybkou a 10 metrů koaxiálního kabelu. To vše za cenu, která se pohybuje mezi 800-900 Kč. Jestliže srovnáváme v poměru výkon/cena s klasickou venkovní anténou, tak v testu použitá venkovní anténa LP45F patří mezi ty nejlevnější a základní antény na trhu (pokud si odmyslíme nekvalitní polská síta a podobně), lze ji sehnat za cenu kolem 350 Kč. Využitý zesilovač Teroz 434X vyjde na 290 Kč a ještě k němu potřebujeme napájecí zdroj s výhybkou, jejichž cena začíná kolem 100 Kč. Pokud si tedy zakoupíme tento anténní „komplet“, vyjde nás na 740 Kč, k tomu připočítejme cenu venkovního kabelu, který má smysl zakoupit na metráž dle potřebné délky. Jestliže bude anténa sloužit jen pro jeden přijímač a máme k dispozici dostatečně silný signál místního vysílače, ve většině případů ale není využití zesilovače třeba. V tom případě pro příjem stačí jen samotná anténa za 350 Kč a kabel k ní. V tomto srovnání tedy anténa Evolveo Jade 1 LTE vyjde na podobnou nebo vyšší cenu než klasická venkovní anténa resp. komplet antény a zesilovače.

Praktický test antén v reálném příjmovém prostředí

Pojďme se ale nyní podívat na výsledky z reálného testování aktivní antény v porovnání s klasickou venkovní anténou. Test antén proběhl v lokalitě Zásada na svahu Černé Studnice, v nadmořské výšce 700 m.n.m. a s otevřeným výhledem na SV až JZ. Antény jsme umístili na teleskopický stožár s dostatečnými odstupy od sebe, přičemž anténa Evolveo byla výše na stožáru a srovnávací anténa LP45F o něco níže. Od antén vedly stejně dlouhé přívodní kabely k měřicímu přístroji. U LP45F byl zesilovač Teroz zapojen na kabelu dva metry za anténou. V obou případech bylo využito přímé 12V napájení z měřicího přístroje.

Obr. 4 – Testované antény na mobilním výsuvném stožáru, výše anténa Evolveo, níže LP45F

Nejprve se podívejme na funkci vestavěného LTE filtru aktivní antény Evolveo. Tu si lze prohlédout na screenu spektra z měřicího přístroje. Screen byl pořízen při natočení antén směrem na Prahu. U kombinace LP45F a zeilovače Teroz je pásmo bez LTE filtrace, zesilovač zesiluje celé původní UHF pásmo 21-69. Na screenu ze zapojené antény Evolveo je vidět vliv LTE filtru. Jeho efekt není velký, zejména u prvního LTE bloku T-Mobile, který začíná na 791 MHz, je potlačení minimální, výraznější potlačení začíná až u druhého bloku O2 a dále se potlačení zvyšuje. Pokud tedy máme v blízkosti silnou LTE BTS T-Mobile, filtr vestavěný v anténě Evolveo nám nijak nepomůže a protože vestavěný zesilovač nelze vypnout, může se aktivní anténa zahltit tímto silným signálem, což má následně negativní efekt na příjem signálu.

Obr. 5 – Spektrum signálu na konci UHF pásma a LTE pásmo z antény LP45F se zesilovačem Teroz – bez jakékoliv filtrace LTE signálu

Obr. 6 – Spektrum signálu na konci UHF pásma a LTE pásmo z antény Evolveo Jade 1 LTE s vestavěným LTE filtrem. Jeho efekt je malý, projevuje se až v druhé polovině LTE pásma 800 MHz.

Dále se podíváme na reálné výsledky příjmu DVB-T a DVB-T2 sítí. Jako testovací vysílače pro příjem silných a místních signálů jsme zvolili kanál 23 z Benešova-Kozmic (DVB-T síť RS7), kde není žádná SFN a signál je v místě příjmu perfektní, a dále kanál 26 z Černé hory (DVB-T2 multiplex ČT), který zde doslova burácí, ale zároveň jsou tu v SFN velmi silné i vysílače Cukrák, Žižkov a Votice.

Při příjmu z Kozmic byl výsledný signál plně použitelný jak na testovací LP45F se zesilovačem, tak i na anténu Evolveo Jade 1 LTE. Lze si nicméně povšimnout znatelně horší kvality MER a chybovosti při příjmu na anténu Evolveo, což lze přičíst její všesměrovosti – anténa zachytí vedle bezchybného přímého signálu z vysílače i různé odrazy od okolního terénu nebo budov, což pak může příjem degradovat. Roli může hrát také horší kvalita vestavěného zesilovače a jeho vyšší šumové číslo.

Obr. 7 a 8 – Parametry příjmu RS 7 z Kozmic na anténu Evolveo Jade 1 LTE a spektrum signálu

Obr. 9 – Parametry příjmu RS 7 z Kozmic na anténu LP45F se zesilovačem

Málo směrové antény mohou přinést problém s echem nebo pre-echem

U příjmu DVB-T2 sítě ČT, kdy je vysílač Černá hora na čistou optickou viditelnost a signál je v místě příjmu velmi silný (75 dBuV na samotnou pasivní anténu LP45F), taktéž obě antény poskytly plně použitelný signál, přičemž síla signálu byla víceméně totožná (94, 8 dBuV na LP45F a zesilovač Teroz a 94 dBuV na aktivní Evolveo Jade 1 LTE). Opět si ale lze povšimnout velmi výrazného rozdílu v MER a chybovosti v neprospěch antény Evolveo. Proč tomu tak je nám snadno napoví echoanalýza. Zatímco LP45F při natočení na Černou horu eliminuje další vysílače v SFN (užitná síla Černé hory je o více než 36 dB vyšší než jakýchkoliv jiných vysílačů), u antény Evolveo Jade 1 LTE se naplno projeví i echo ze vzdálenějších vysílačů – slaběji je zde vertikální Žižkov, silněji pak Cukrák a nejsilněji Votice, kdy je signál tohoto vysílače jen o 8 dB slabší než Černá hora. Jak už jsme zmiňovali v článku o echu a pre-echu, zejména u rozsáhlých SFN se ukazuje zásadní přínos kvalitních a směrových antén, zatímco s méně směrovými anténami může být příjem problematický, byť je signál v místě příjmu silný.

Je také třeba zdůraznit, že síla signálu přes 85-90 dBuV na vstupu do přijímače už může znamenat příliš silný signál na to, aby jej přijímač bez problému zpracoval, a může se dostavit efekt, kdy přijímač bude signalizovat maximální sílu signálu, ale kvalita bude buď malá (případně nestabilní), nebo vůbec žádná a nebude možné programy sledovat. V místech s takto silným signálem je tak použití zesilovače ve chvíli, kdy máme svod přímo do přijímače spíše nevhodné a kontraproduktivní, a stačí využít jen pasivní anténu. U aktivní antény ale bohužel zesílení deaktivovat nelze, a tak může dojít k výše popisovanému problému.

Obr. 10 a 11 – Parametry příjmu PS11 z Černé hory na anténu Evolveo Jade1 LTE a spektrum signálu

Obr. 12 a 13 – Parametry příjmu PS11 z Černé hory na anténu LP45F se zesilovačem a spektrum signálu

Obr. 14 a 15 – Porovnání echo analýzy – Evolveo Jade 1 LTE s více signály, LP45F pouze s primární Černou horou

Zaměřili jsme se také na příjem středně silných signálů. Pro tyto účely posloužila RS 8 z Prahy a polský vysílač Jelenia Gora – Sniezne Kotly. Signál těchto vysílačů na samotnou pasivní anténu LP45F je zde v úrovni 42 dBuV (RS8) respektive 56 dBuV (Jelenia Gora).

Při příjmu RS8 se ukazuje výrazně horší kvalita příjmu na aktivní anténu Evolveo. Zatímco klasická venkovní anténa LP45F se zesilovačem zpracuje tento signál s vynikající kvalitou MER přes 30 dB a je tak možný stabilní příjem s rezervou, na anténu Evolveo je MER už pouze kolem 20 dB, což pro stabilní příjem nemusí stačit. Přitom síla signálu po zesílení je u antény Evolveo o něco vyšší (64 dBuV) než u kombinace antény LP45F a zesilovače Teroz (59 dBuV). Zde se v praxi ukazuje efekt „vysoká síla a nízká kvalita signálu“, který často popisují diváci, kteří si zakoupí anténu se silným zesilovačem, kdy ale daná anténa není příliš kvalitní nebo se zesilovač zahlcuje silným signálem.

Obr. 16 a 17 – Parametry příjmu RS8 z Cukráku na anténu Evolveo Jade 1 LTE a spektrum signálu

Obr. 18 a 19 – Parametry příjmu RS8 z Cukráku na anténu LP45F se zesilovačem a spektrum signálu

Zázračné zisky aktivních antén? Většinou jen na papíře

U příjmu z polského vysílače Jelenia Gora na kanále 30 je vidět kvalitativní rozdíl mezi příjmem na Evolveo Jade 1 LTE a LP45F, opět ve prospěch klasické venkovní antény. Na obě antény by nicméně byl příjem stabilně možný. Pozorní čtenáři si nicméně určitě na tomto i na dalších screenech z měřicího přístroje povšimli parametru síly signálu. Ten byl u všech přijímaných signálů ve prospěch kombinace LP45F a zesilovače Teroz se ziskem 18 dB, až na kanál 51, kde měla v síle signálu mírně navrch aktivní anténa Evolveo. Zde lze nižší zisk přičíst charakteristice použitého zesilovače Teroz, kdy 18 dB je průměrný zisk v celém pásmu UHF, reálně má zesilovač na začátku pásma zisk cca. 24 dB a na jeho konci cca. 16 dB. U antény Evolveo je ovšem udáván zisk 48 dBi. Jak výrobce k tomuto zisku došel je záhadou. Odvažuji se tvrdit, že reálný zisk zesilovače vestavěného v anténě Evolveo se bude pohybovat někde mezi 25-30 dB a zesílení bude širokopásmové s LTE filtrem na konci UHF pásma, přičemž zisk samotné antény bude kolem 0-2 dB. Udaný zisk 48 dBi je každopádně silně nadsazený a realitě vzdálený.

Obr. 20 – Parametry příjmu polského vysílání z vysílače Jelenia Gora na anténu Evolveo Jade 1 LTE

Obr. 21 – Parametry příjmu polského vysílání z vysílače Jelenia Gora na anténu LP45F se zesilovačem

Přijímáte slabý signál? Sáhněte vždy po klasické venkovní anténě

A nakonec pro otestování vlastností antén při příjmu slabého signálu posloužil signál jihočeského vysílače Kleť na kanále 22. Jedná se o dálkový příjem, vysílač je od místa příjmu 217 km daleko, přesto zde lze jeho signál slušně zachytit. Při kvalitě příjmu takto slabých multiplexů hrají zásadní roli vlastnosti antény, zejména směrovost a zisk, a následně pak kvalita použitého zesilovače. Na samotnou anténu LP45F lze kanál 22 zachytit s úrovní přibližně 34 dBuV. Je třeba zdůraznit, že pokud bychom chtěli takto slabý signál přijímat co nejlépe, je samozřejmě vhodné použít anténu s vyšším ziskem než má LP45F a tu doplnit nízkošumovým zesilovačem.

I na LP45F se zesilovačem lze ale Kleť stabilně zachytit, jak si lze prohlédnout na přiložených screenech z měřicího přístroje, kde signál dosahuje při úrovni kolem 59 dBuV velmi slušné kvality a chybovosti. A právě při příjmu Kleti se naplno ukázala nevýhoda antény Evolveo Jade 1 LTE a všech podobných aktivních antén. Jak praví stará anténářská poučka, nejlepší zesilovač je anténa. A pokud anténa zabudovaná v plastovém krytu, která má spíše záporný zisk, signál nezachytí, tak ani sebevýkonnější zesilovač nepomůže a signál nebude použitelný. Jak si lze prohlédnout na screenech z měřicího přístroje, anténa sice nějaký signál zachytí a vestavěný zesilovač ho následně zesílí až na úroveň kolem 48 dBuV, signál je ale naprosto nepoužitelný a příjem je tak nemožný. Negativní vliv má také velmi silný signál na vedlejším kanále 21 z blízkého vysílače Černá Studnice, který anténa kvůli své všesměrovosti nijak nepotlačí.

Obr. 22 a 23 – Parametry příjmu MUX3 z Kleti na anténu Evolveo Jade 1 LTE a spektrum signálu. Signál je nepoužitelný, na přijímači by se zřejmě ani nenačetl.

Obr. 24 a 25 – Parametry příjmu MUX3 z Kleti na anténu LP45F se zesilovačem a spektrum signálu. Na přijímači by byl možný stabilní příjem bez výpadků.

Reálné využití aktivních antén? Spíše jen místní a mobilní příjem

Využití antény Evolveo Jade 1 LTE a podobných aktivních antén v plastovém krytu lze tak opodstatnit pouze v případech mobilního příjmu například na karavanech, kamionech a podobně, případně při využití jako „venkovní pokojové antény“ na balkoně nebo za oknem domu, jehož vlastník by s klasickou venkovní anténou mohl mít estetické problémy. U těchto aplikací může podobný typ antény uspokojivě fungovat, je-li v místě velmi silný signál vysílače prostý větších odrazů nebo echa a pre-echa z jiných vysílačů.

V případě klasického příjmu na rodinném domě a instalaci na střechu je ale vhodné určitě i nadále využít klasických venkovních antén, doplněných případně přídavným zesilovačem. I ty základní a levné typy jako je v testu využitá Fracarro LP45F, zajistí mnohem lepší kvalitu příjmu televizních programů než aktivní antény v plastovém krytu.