Покупать хорошую антенну на дачу не всегда целесообразно. Особенно если она посещается время от времени. Дело не столько в затратах, сколько в том, что ее через некоторое время может не оказаться на месте. Поэтому многие предпочитают делать антенну для дачи самостоятельно. Затраты минимальные, качество неплохое. И самый важный момент — ТВ антенна своими руками может быть сделана за полчаса-час и потом, в случае необходимости, легко повторяется…
Цифровое телевидение в формате DVB-T2 передается в диапазоне ДМВ, причем цифровой сигнал или есть, или его нет. Если сигнал принимается, то картинка получается хорошего качества. В связи с этим. для приема цифрового телевидения подходит любая дециметровая антенна. Многим радиолюбителям знакома телеантенна, которую называют «зигзагообразная» или «восьмерка». Эта ТВ антенна своими руками собирается буквально за считанные минуты.
Для уменьшения количества помех сзади антенны ставят отражатель. Расстояние между антенной и отражателем подбирают экспериментально — по «чистоте» картинки
Можно на стекле прикрепить фольгу и получить неплохой сигнал….
Медная трубка или проволока — оптимальный вариант, хорошо гнется, легко пр
Делать ее очень просто, материал — любой токопроводящий металл: трубка, прут, проволока, полоса, уголок. Принимает она, несмотря на простоту, хорошо. Выглядит как два квадрата (ромба), соединенных между собой. В оригинале за квадратом располагается отражатель — для более уверенного приема сигнала. Но он больше нужен для аналоговых сигналов. Для приема цифрового телевидения вполне можно обойтись и без него или установить потом, если прием будет чересчур слабым.
Материалы
Оптимально для этой самодельной телеантенны подходит медная или алюминиевая проволока диаметром 2-5 мм. В этом случае сделать все можно буквально за час. Также можно использовать трубку, уголок, полосу из меди или алюминия, но надо будет какое-то приспособление чтобы выгнуть рамки нужной формы. Проволоку же можно гнуть молотком, закрепив ее в тисках.
Также потребуется коаксиальный антенный кабель требуемой длины, штекер подходящий к разъему на вашем телевизоре, какое-то крепление для самой антенны. Кабель можно брать с сопротивлением 75 Ом и 50 Ом (второй вариант хуже). Если делается ТВ антенна своими руками для установки на улице, обратите внимание на качество изоляции.
Крепление зависит от того, где вы собираетесь повесить самодельную антенну для цифрового телевидения. На верхних этажах можно попробовать использовать ее как домашнюю и повесить на шторы. Тогда нужны крупные булавки. На даче или если выносить самодельную телеантенну на крышу, надо будет крепить ее к шесту. Для этого случая ищите подходящие фиксаторы. Для работы еще понадобится паяльник, наждачная бумага и/или напильник, надфиль.
Нужен ли расчет
Для приема цифрового сигнала нет необходимости считать длину волны. Просто желательно сделать антенну более широкополосной — чтобы принимать как можно больше сигналов. Для этого в оригинальную конструкцию (на фото выше) внесены некоторые изменения (дальше по тексту).
При желании можете сделать расчет. Для этого надо узнать на какой волне транслируется сигнал, разделить на 4 и получить требуемую сторону квадрата. Чтобы получить требуемое расстояние между двумя частями антенны, делайте наружные стороны ромбов чуть длиннее, внутренние — короче.
Чертеж антенны «восьмерки» для приема цифрового ТВ
- Длина «внутренней» стороны прямоугольника (В2) — 13 см,
- «наружной» (В1) — 14 см.
За счет разницы длин образуется расстояние между квадратами (они соединяться не должны). Два крайних участка делают длиннее на 1 см — чтобы можно было свернуть петлю, к которой припаивается коаксиальный антенный кабель.
Изготовление рамки
Если посчитать все длины, получится 112 см. Отрезаем проволоку или тот материал, который у вас есть, берем пассатижи и линейку, начинаем гнуть. Углы должны быть под 90° или около того. С длинами сторон можно немного ошибаться — это не смертельно. Получается так:
- Первый участок — 13 см + 1 см на петлю. Петлю можно согнуть сразу.
- Два участка по 14 см.
- Два по 13 см, но с поворотом в противоположную сторону — это место перегиба на второй квадрат.
- Снова два по 14 см.
- Последний — 13 см + 1 см на петлю.
Собственно рамка антенны готова. Если все удалось сделать правильно, между двумя половинами в середине получилось расстояние 1,5-2 см. Могут быть небольшие расхождения. Далее петли и место перегиба зачищаем до чистого металла (обработать наждаком с мелким зерном), залудить. Две петли соединить, обжать пассатижами чтобы держались крепко.
Подготовка кабеля
Берем антенный кабель, осторожно зачищаем. Как это делать показано на пошаговом фото. Зачистить кабель надо с двух сторон. Один край будет крепиться к антенне. Тут зачищаем так, чтобы провод торчал на 2 см. Если получилось больше, лишнее (потом) можно будет отрезать. Экран (фольгу) и оплетку скрутить в жгут. Получилось два проводника. Один — центральная моножила кабеля, второй — скрученный из множества проводков оплетки. Оба нужны и их нужно залудить.
Ко второму краю подпаиваем штекер. Тут достаточно длины 1 см или около того. Также сформировать два проводника, залудить.
Штекер в тех местах, где будем проводить пайку, протереть спиртом или растворителем, зачистить наждаком (можно надфилем). На кабель надеть пластиковую часть штекера, теперь можно начинать пайку. К центральному выходу штекера припаиваем моножилу, к боковому — многожильную скрутку. Последнее — обжать захват вокруг изоляции.
Дальше можно просто накрутить пластиковый наконечник, в можно залить клеем или токонепроводящим герметиком (это важно). Пока клей/герметик не застыл, быстро собираем штекер (накручиваем пластиковую часть), убираем излишки состава. Так штекер будет почти вечным.
DVB-T2 ТВ антенна своими руками: сборка
Теперь осталось соединить кабель и рамку. Так как мы не привязывались к конкретному каналу, припаивать кабель будем к средней точке. Это увеличит широкополосность антенны — принимать будет больше каналов. Потому второй разделанный конец кабеля припаиваем к двум сторонам посередине (те, которые зачищали и лудили). Еще одно отличие от «оригинальной версии» — кабель не надо обводить по рамке и припаивать внизу. Это тоже расширит диапазон приема.
Собранную антенну можно проверить. Если прием нормальный, можно закончить сборку — залить герметиком места пайки. Если прием плохой, попробуйте для начала найти место, где ловится лучше. Если положительных изменений нет, можно попробовать заменить кабель. Для простоты эксперимента можно использовать обычную телефонную лапшу. Она стоит копейки. К ней припаять штекер и рамку. Попробовать с ней. Если «ловит» лучше — дело в плохом кабеле. В принципе, можно работать и на «лапше», но недолго — она быстро придет в негодность. Лучше, конечно, поставить нормальный антенный кабель.
Для защиты места соединения кабеля и рамки антенны от атмосферных воздействий, места пайки можно замотать обычной изолентой. Но это способ ненадежный. Если не забудете, можно перед пайкой надеть несколько термоусадочных трубок, чтобы с их помощью заизолировать. Но самый надежный способ — залить все клеем или герметиком (они не должны проводить ток). В качестве «корпуса» можно использовать крышки на 5-6 литровые баллоны с водой, обычные пластиковые крыши на банки и т.п. В нужных местах делаем углубления — чтобы рамка «улеглась» в них, не забываем про вывод кабеля. Заливаем герметизирующим составом, ждем пока схватится. Все, ТВ антенна своими руками для приема цифрового телевидения готова.
Самодельная антенна двойной и тройной квадрат
Это узкополосная антенна, которая используется если принимать надо слабый сигнал. Она может даже помочь, если более слабый сигнал «забивается» более мощным. Единственный недостаток — нужна точная ориентация на источник. Эту же конструкцию можно сделать чтобы принимать цифровое телевидение.
Можно сделать и пять рамок — для более уверенного приема
Красить или лакировать нежелательно — ухудшается прием. Такое возможно только в непосредственной близости с передатчиком
Достоинства этой конструкции — прием будет уверенным даже на значительном расстоянии от ретранслятора. Только надо будет конкретно узнать частоту вещания, выдержать размеры рамок и согласующего устройства.
Конструкция и материалы
Делают ее из трубок или проволоки:
- 1-5 ТВ канал МВ диапазона — трубки (медь, латунь, алюминий) диаметром 10-20 мм;
- 6-12 ТВ канал МВ диапазона — трубки (медь, латунь, алюминий) 8-15 мм;
- ДМВ диапазон — медная или латунная проволока диаметром 3-6 мм.
Антенна двойной квадрат представляет собой две рамки, соединенных двумя стрелами — верхней и нижней. Меньшая рамка — вибратор, большая — рефлектор. Антенна, состоящая из трех рамок дает больший коэффициент усиления. Третий, самый маленький, квадрат называется директор.
Верхняя стрела соединяет середины рамок, может быть сделана из металла. Нижняя — из изоляционного материала (текстолит, геттинакс, деревянная планка). Рамки должны устанавливаться так, чтобы их центры (точки пересечения диагоналей) находились на одной прямой. И направлена эта прямая должна быть на передатчик.
Активная рамка — вибратор — имеет разомкнутый контур. Ее концы прикручиваются к текстолитовой пластине размером 30*60 мм. Если сделаны рамки из трубки, края расплющивают, в ни проделывают отверстия и через них крепят нижнюю стрелу.
Мачта для этой антенны должна быть деревянной. Во всяком случае, верхняя ее часть. Причем деревянная часть должна начинаться на расстоянии не менее 1,5 метров от уровня рамок антенны.
Размеры
Все размеры для изготовления этой ТВ антенны своими руками приведены в таблицах. Первая таблица — для метрового диапазона, вторая — для дециметрового.
В трехрамочных антеннах расстояние между концами вибраторной (средней) рамки делают больше — 50 мм. Остальные размеры даны в таблицах.
Подключение активной рамки (вибратора) через короткозамкнутый шлейф
Так как рамка — симметричное устройство, а подключить ее надо к несимметричному коаксиальному антенному кабелю, необходимо согласующее устройство. В данном случае обычно используют симметритрующий короткозамкнутый шлейф. Его делают из отрезков антенного кабеля. Правый отрезок называют «шлейф», левый — «фидер». К месту соединения фидера и шлейфа крепится кабель, который идет к телевизору. Длинна отрезков выбирается исходя из длины волн принимаемого сигнала (смотрите таблицу).
Короткий отрезок провода (шлейф) разделывают с одного конца, удалив алюминиевый экран и скрутив оплетку в плотный жгут. Его центральный проводник можно срезать до изоляции, так как он не играет значения. Разделывают и фидер. Тут тоже удаляют алюминиевый экран и скручивают оплетку в жгут, но центральный проводник остается.
Дальнейшая сборка происходит так:
- Оплетку шлейфа и центральный проводник фидера припаиваются к левому концу активной рамки (вибратору).
- Оплетка фидера припаивается к правому концу вибратора.
- Нижний конец шлейфа (оплетку) соединяют с оплеткой фидера с помощью жесткой металлической перемычки (можно использовать проволоку, только убедиться в хорошем контакте с оплеткой). Кроме электрического соединения она еще задает расстояние между участками согласующего устройства. Вместо металлической перемычки можно закрутить в жгут оплетку нижней части шлейфа (снять изоляцию на этом участке, удалить экран, свернуть в жгут). Для обеспечения хорошего контакта жгуты спаять между собой легкоплавким припоем.
- Куски кабеля должны быть параллельны. Расстояние между ними — около 50 мм (возможны некоторые отклонения). Для фиксации расстояния используют фиксаторы из диэлектрического материала. Также можно прикрепить согласующее устройство к текстолитовой пластине, например.
- Кабель, идущий к телевизору припаивается к нижней части фидера. Оплетка соединяется с оплеткой, центральный проводник — с центральным проводником. Для уменьшения количества соединений фидер и кабель к телевизору можно сделать единым. Только в том месте, где должен заканчиваться фидер надо снять изоляцию чтобы можно было установить перемычку.
Это согласующее устройство позволяет избавиться от помех, расплывшегося контура, второго размытого изображения. Особенно оно пригодиться на большом расстоянии от передатчика, когда сигнал будет забиваться помехами.
Другой вариант тройного квадрата
Чтобы не подключать короткозамкнутый шлейф, вибратор антенны тройной квадрат делают удлиненным. В этом случае можно подключать кабель напрямую к рамке как показано на рисунке. Только высота, на которой припаивается антенный провод, определяется в каждом случае индивидуально. После сборки антенны проводят «испытания». Подключают кабель к телевизору, центральный проводник и оплетку передвигают вверх/вниз, добиваясь лучшего изображения. В том положении, где картинка будет наиболее четкой, припаивают отводы антенного кабеля, места пайки изолируют. Положение может быть любым — от нижней перемычки, до места перехода на рамку.
Иногда одна антенна не дает требуемого эффекта. Сигнал получается слабым изображение — черно-белым. В этом случае стандартное решение — установить усилитель телевизионного сигнала.
Самая проста антенна для дачи — из металлических банок
Для изготовления этой телевизионной антенны кроме кабеля нужны будут только две алюминиевых или жестяных банки да кусок деревянной планки или пластиковой трубы. Банки должны быть металлическими. Можно брать пивные алюминиевые, можно — жестяные. Главное условие — чтобы стенки были ровными (не ребристыми).
Банки промывают и высушивают. Конец коаксиального провода разделывают — скрутив жилы оплетки и очистив центральную жилу от изоляции получают два проводника. Их крепят к банкам. Если умеете , можно припаять. Нет — берете два маленьких самореза с плоскими шляпками (можно «блошки» для гипсокартона), на концах проводников скручиваете петлю, в нее продеваете саморез с установленной на нем шайбой, прикручиваете к банке. Только перед этим надо металл банки очистить — сняв налет при помощи наждачной бумаги с тонким зерном.
Банки закрепляют на планке. Расстояние между ними подбирают индивидуально — по лучшей картинке. Не стоит надеяться на чудо — в нормальном качестве будет один-два канала, а может и нет… Зависит от положения ретранслятора, «чистоты» коридора, того, насколько правильно ориентирована антенна… Но как выход в аварийной ситуации — это отличный вариант.
Простая антенна для Wi-Fi из металлической банки
Антенну для приема сигнала Wi-Fi тоже можно сделать из подручных средств — из консервной банки. Эта ТВ антенна своими руками может быть собрана за пол часа. Это если все делать неторопясь. Банка должна быть из металла, с ровными стенками. Отлично подходят высокие и узкие консервные банки. Если ставить самодельную антенну будете на улице, найдите банку с пластиковой крышкой (как на фото). Кабель берут антенный, коаксиальный, сопротивлением 75 Ом.
Кроме банки и кабеля потребуется еще:
- радиочастотный соединитель RF-N;
- кусок медной или латунной проволоки диаметром 2 мм и длиной 40 мм;
- кабель с гнездом, подходящим к Wi-Fi карте или адаптеру.
Передатчики Wi-Fi работают на частоте 2,4 ГГц с длинной волны 124 мм. Так вот, банку желательно выбрать такую, чтобы ее высота была не менее 3/4 длины волны. Для данного случая лучше чтобы она была больше 93 мм. Диаметр банки должен быть как можно ближе к половине длины волны — 62 мм для данного канала. Некоторые отклонения могут быть, но чем ближе к идеалу — тем лучше.
Размеры и сборка
При сборке в банке делают отверстие. Его надо расположить строго в нужной точке. Тогда сигнал будет усиливаться в несколько раз. Он зависит от диаметра выбранной банки. Все параметры приведены в таблице. Измеряете точно диаметр вашей банки, находите нужную строчку, имеете все нужные размеры.
| D - диаметр | Нижняя граница затухания | Верхняя граница затухания | Lg | 1/4 Lg | 3/4 Lg |
|---|---|---|---|---|---|
| 73 мм | 2407.236 | 3144.522 | 752.281 | 188.070 | 564.211 |
| 74 мм | 2374.706 | 3102.028 | 534.688 | 133.672 | 401.016 |
| 75 мм | 2343.043 | 3060.668 | 440.231 | 110.057 | 330.173 |
| 76 мм | 2312.214 | 3020.396 | 384.708 | 96.177 | 288.531 |
| 77 мм | 2282.185 | 2981.170 | 347.276 | 86.819 | 260.457 |
| 78 мм | 2252.926 | 2942.950 | 319.958 | 79.989 | 239.968 |
| 79 мм | 2224.408 | 2905.697 | 298.955 | 74.738 | 224.216 |
| 80 мм | 2196.603 | 2869.376 | 282.204 | 070.551 | 211.653 |
| 81 мм | 2169.485 | 2833.952 | 268.471 | 67.117 | 201.353 |
| 82 мм | 2143.027 | 2799.391 | 256.972 | 64.243 | 192.729 |
| 83 мм | 2117.208 | 2765.664 | 247.178 | 61.794 | 185.383 |
| 84 мм | 2092.003 | 2732.739 | 238.719 | 59.679 | 179.039 |
| 85 мм | 2067.391 | 2700.589 | 231.329 | 57.832 | 173.497 |
| 86 мм | 2043.352 | 2669.187 | 224.810 | 56.202 | 168.607 |
| 87 мм | 2019.865 | 2638.507 | 219.010 | 54.752 | 164.258 |
| 88 мм | 1996.912 | 2608.524 | 213.813 | 53.453 | 160.360 |
| 89 мм | 1974.475 | 2579.214 | 209.126 | 52.281 | 156.845 |
| 90 мм | 1952.536 | 2550.556 | 204.876 | 51.219 | 153.657 |
| 91 мм | 1931.080 | 2522.528 | 201.002 | 50.250 | 150.751 |
| 92 мм | 1910.090 | 2495.110 | 197.456 | 49.364 | 148.092 |
| 93 мм | 1889.551 | 2468.280 | 194.196 | 48.549 | 145.647 |
| 94 мм | 1869.449 | 2442.022 | 191.188 | 47.797 | 143.391 |
| 95 мм | 1849.771 | 2416.317 | 188.405 | 47.101 | 141.304 |
| 96 мм | 1830.502 | 2391.147 | 185.821 | 46.455 | 139.365 |
| 97 мм | 1811.631 | 2366.496 | 183.415 | 45.853 | 137.561 |
| 98 мм | 1793.145 | 2342.348 | 181.169 | 45.292 | 135.877 |
| 99 мм | 1775.033 | 2318.688 | 179.068 | 44.767 | 134.301 |
Порядок действий такой:
Можно обойтись и без RF соединителя, но с ним все намного проще — легче выставить излучатель вертикально вверх, подключить кабель, идущий к роутеру (маршрутизатору) или карте Wi-Fi.
Время чтения ≈ 10 минут
Несмотря на то, что в XXI веке чуть ли не в каждом доме или квартире есть подключение к Сети Интернет, антенна Харченко для цифрового ТВ не теряет своей популярности, так как люди всё равно продолжают смотреть телевизор. Такую антенну вовсе не обязательно искать в магазинах, торгующих радиотоварами – её можно сделать своими руками из материалов, которые есть у вас дома, а также самостоятельно произвести расчёт её геометрических параметров.
Более того, приёмное устройство или биквадрат, разработанный инженером Константином Павловичем Харченко, используют для усиления сигнала, поступающего на модем Интернета или на мобильный телефон.
На сегодняшний день биквадрат можно назвать самой популярной ДМВ антенной
Приходилось встречать горе умельцев, критикующих двойной квадрат К. П. Харченко, мол, проку от него мало и сигнал ничуть не улучшился, а на вопрос о том, производил ли «мастер» расчёты, тот отвечал отрицательно. Но без вычислений даже вкусную кашу невозможно сварить (пропорции крупы, воды, жира и соли), а здесь приёмное устройство, которому нужно оказаться на нужной частоте. Помимо геометрических параметров, здесь также важен выбор материалов, а это может быть сталь, цветные металлы (медь, алюминий) и сплавы (чаще всего латунь), которые представляют собой проволоку, полоски, уголки или трубки. Порой для улучшения качества приёма контур монтируют на сетку или сплошной экран из жести или дюралюминия, но самое важное, что такую конструкцию можно собрать самостоятельно в домашних условиях.
Антенна, спроектированная Харченко, получила первые модификации с появлением эфирного вещания в дециметровом диапазоне. Инженерами и экспериментаторами-любителями представлен целый ряд усовершенствованных вариантов антенны для работы в распространенном диапазоне частот. Конструкции имели формы ромба, круга, треугольника и других геометрических фигур, и широко использовались для приема телевизионного и радиосигнала.
Для цифрового телевидения
Антенна К. П. Харченко для цифрового телевидения
Для функционирования цифрового телевидения, названного в обиходе «цифрой» требуются ДМВ или дециметровые волны, для чего используется стандарт DVB-Т2 (Digital Video Broadcasting), который на 30-50% способен увеличивать сетевую ёмкость. По сути, такие антенны выглядят, как незатейливые конструкции и если отнестись к этому с визуальной точки зрения, то становится совершенно неясно, в чём заключаются преимущества приёмного устройства такого типа. В классическом исполнении такое устройство состоит из двух квадратных ромбов, соединённых между собой в точках вершин углов, что на поверку является зигзагообразной антенной без рефлектора.
Для основы в данном случае используют токопроводящие материалы (металлы, о которых говорилось выше) сечением 1-5 мм (профиль не имеет значения). Лучше всего из всех профилей зарекомендовала себя медная моножила сечением 2-4 мм2 — такой провод можно приобрести почти в любом магазине, торгующем электротоварами. Для паечных работ медь можно назвать идеальным металлом, к тому же её легко гнуть или ровнять, задавая требуемые размеры. Важно также правильно подобрать телевизионный высокочастотный кабель, передающий сигнал от DVB-Т2 к телевизору – его сопротивление должно быть в рамках 50-75 Ом.
Примечательно, что качество картинки и звука на «цифре» в отличие от аналогового телевидения никак не зависит от расстояния передачи.
Если антенна сделана правильно и сам сигнал выдаётся передатчиком на приёмник в нормальном режиме, то никаких проблем не возникнет, но если в этом режиме возникнет сбой, то сигнал исчезнет вообще (не будет ни звука, ни изображения). Не следует забывать о том, что по сравнению с аналоговым ТВ у цифрового качество изображения или картинка на всех каналах одинаковая и не может быть где-то лучше, а где-то хуже. Но в разных регионах индивидуальные настройки могут отличаться, хотя ещё никто не жаловался на чёткость.
Исходные данные для изготовления антенны К. П. Харченко
Основные параметры для сборки антенны К. П. Харченко
Теперь давайте разберёмся в последовательности изготовления антенны Харченко для цифрового ТВ своими руками и произведём некоторые расчёты. О материалах мы уже говорили, так что можете использовать любой из них. А вот для качества принятия телевизионного цифрового сигнала придётся узнать величину ƛ (лямбда обозначает длину электромагнитной волны излучения). Именно под ƛ делаются вибрационные плечи геометрических фигур, величина которых определяет габариты антенны в целом. Вычислить ƛ в сантиметрах или миллиметрах очень просто – для этого нужно использовать формулу ƛ=300/F, где буквой F обозначается частота сигнала в MHz (МГц – мегагерц).
Таблица частот русскоязычных каналов для DVB-Т2 с горизонтальной поляризацией
Для примера возьмём Кировскую область, Белохолуницкий район, город Белая Холуница (он находится в таблице под №8), где есть 31 телевизионный канал, работающий на частоте 554 MHz. Значит, ƛ=300/F=300/554=0,541 м или 541 мм, следовательно, длина полуволны составит 541/2=270,05 мм, а внешняя сторона квадрата 270,05/2=135,25 мм – вот вам и размеры для выгибания контура. Для того чтобы найти значение F для вашего региона или местности, воспользуйтесь поиском Google или Яндекс, напечатав запрос на перечень районных пунктов телевидения. Если не хотите считать размеры вручную – найдите в Google или Яндекс онлайн калькулятор для расчётов антенны Харченко, введите в него значение ƛ и кликните по кнопке «рассчитать» — результаты будут такими же.
Внимание! Будьте внимательны при выгибании контура. Ошибка в размерах на 1 мм может привести к искажению изображения.
Заметьте, что при выгибании биквадратов в точке их стыковки угол каждого из квадратов должен быть разорванным на 10-12 мм, то есть, при общем контуре двух соединённых геометрических фигур между вершинами смыкающихся углов будет просвет, впрочем, это хорошо отмечено на видеоролике, который находится ниже этого абзаца. Телевизионный кабель зачищают примерно на 10-12 мм, разделив по сторонам оплётку и медную моножилу. Провода припаивают посредине – экран к одной части над разрывом, централь к другой, а кабель притягивают стяжками или изолированным проводом (можно даже кроссировкой) к плечу контура одного из квадратов. И ещё. Там есть рекомендация заделки места стыков термоклеем, но такой в хозяйстве есть не всегда, поэтому можно использовать одну из модификаций клея «Момент» или эпоксидную смолу (двухкомпонентный устойчивый к влаге и перепадам температуры препарат).
Видео: Биквадрат с экраном для любого частотного диапазона DVB-Т2
Примечание. При пайке экрана и централи к контуру место примыкания (контур и кабель) сначала лудят (обрабатывают кислотой или канифолью, но можно также надфилем или мелкозернистым напильником). После лужения прогревают контур в непосредственной близости от места пайки и только после этого накладывают припой (олово) – такие нюансы обеспечат прочность соединения на разрыв.
Крепление биквадрата к рефлектору – в данном случае это решётка от гриля
Для корректирования и усиления мощности приёма сигнала на DVB-Т2 двойной квадрат или другие геометрические фигуры устанавливают на решетку или кусок листового металла. На верхней фотографии используется решётка от гриля, но это также может быть полка от холодильника, сушилки и так далее, но желательно, чтобы площадь экрана на 20% превышала площадь контура антенны. Расстояние от поверхности экрана до средины контура (трубки, проволоки) можно рассчитать по формуле ƛ/7. В нашем случае это будет 554/7=79,14, то есть, 79 мм
В настоящее время на основе зигзага Харченко проектируются антенны для приема сигналов разных частот, где неизменной остается ее конструкционная форма, однако индивидуальным является размер конструкции. Современным усовершенствованным вариантом является двойной биквадрат, который состоит из четырех ромбов, присоединения к которым осуществляется в незамкнутых углах на грани второго и третьего квадратов. С распространением эфирного цифрового вещания стандарта DVB-T2, антенны, на основе биквадрата приобретают популярность и имеют множество вариаций как в антеннах с рефлекторами, так и безрефлекторных конструкциях.
Видео: Самое простое изготовление биквадратов для телевидения DVB-Т2
Для модема мобильной Интернет Сети
Владельцы мобильного Интернета, проживающие или надолго выезжающие за город, то есть, на значительное расстояние от базовых станций, прекрасно понимают, о чём сейчас идёт речь. Например, если скорость заявленная провайдером 3G составляет 3,1 Mbit/сек, то в реальности на прием у вас может быть менее 1 3,1 Mbit/сек, то есть, о видеороликах или фильмах в онлайн трансляции можно забывать – вы получаете услуги исключительно для чтения. Следовательно, стремление увеличить скорость в данном случае вполне понятна и к тому же, выполнима.
Антенна К. П. Харченко с объёмным рефлектором для модема
Чтобы усилить сигнал, принимаемый модемом, можно сделать антенну конструкции Константина Харченко, а для большей эффективности закрепить её на рефлекторе. Чаще всего для такого экрана используют алюминиевую, медную, латунную или стальную пластину, но на фотографии, приведенной вше, вы видите использование фольгированного текстолита. В данном случае, как и с цифровым телевидением, площадь рефлектора должна быть на 20% больше, нежели у самого биквадрата по углам (это усиливает отражение).
И для расчётов расстояния контура от экрана используют ту же формулу, где ƛ=300/F. Например, у оператора 3G MTS России 1920 MHz, значит, ƛ=300/F=300/1920=0,156 м или 156 мм, делим их пополам 156/2=78 мм, то есть, это длина полуволны, а протяжённость наружной стороны квадрата составит 78/2=39 мм. Расстояние от рефлектора составит ƛ/7=39/7=5,571, но если сечение проволоки для биквадрата будет 1,5 мм2, то 5 мм будет вполне достаточно.
Антенный кабель припаивают к контактам модема
В старых 3G модемах нет специального разъёма для дополнительной антенны, поэтому, чтобы подключить биквадрат Харченко, придётся аккуратно разобрать модем (вытащить его из корпуса) и припаять центральную моножилу к контакту после всех деталей (резисторов, конденсаторов и тому подобное), а экран паяют к корпусу (массе) – для этого тоже нужно найти контакт. Если на модеме есть специальный разъём для подключения, то к кабелю самодельной антенны припаиваете штекер, и этим всё заканчивается. Точно так всё происходит и с 4G модемом, но там меняется частота (F) и к тому же есть вертикальная и горизонтальная поляризация, поэтому для усиления сигнала делают сразу два биквадрата Константина Харченко. Подробнее об этом рассказывает и показывает видеоролик снизу.
Видео: Усиление сигнала роутеров 3G, 4G и Wi-Fi
Для мобильного телефона
Антенное гнездо в мобильном телефоне
Проблема может быть не только с мобильным Интернетом, но и с мобильной связью за городом в отдалённых районах, где плохое покрытие из-за малочисленности вышек или гористого рельефа местности. В этой ситуации можно использовать точно такой же биквадрат Константина Харченко, подключив его к через высокочастотный кабель 50 MHz к антенному гнезду мобилки. Но все расчёты, естественно, основываются на величине F вашего мобильного оператора. Такую конструкцию можно использовать не только дома – её можно взять с собой на отдых при выезде на природу или задействовать в своей машине.
Примечание. Если в вашем телефоне отсутствует отдельное антенное гнездо, попробуйте подключиться через разъём для наушников.
Заключение
Как видите, антенну Харченко для цифрового ТВ или усиления сигнала Интернет своими руками может сделать практически каждый человек, если, конечно, правильно произведёт расчёты и будет в точности соблюдать полученные размеры. Для того чтобы собрать весь нужный материал, зачастую не придётся даже ходить в магазин – у большинства хозяев все заготовки найдутся дома.
В самом начале 60-х годов прошлого века нашим соотечественником Харченко К. П. была предложена простая плоская зигзагообразная (Z) антенна с хорошими характеристиками. Ниже рассмотрены её возможные модификации, в том числе варианты с настроенным активным рефлектором.
Авторское свидетельство № 138277 на изобретение под названием "Диапазонная направленная антенна" Константину Павловичу Харченко было выдано в 1961 г. (по его заявлению от 16 июня 1960 г.). В том же году были опубликованы материалы в журнале "Радио" для повторения радиолюбителями . И впоследствии в течение более 50 лет редакция неоднократно вспоминала эти публикации. Зигзагообразная (Z) антенна Харченко стала знаменательным событием в ряду лучших разработок. Она оказалась не критичной к материалам и размерам при изготовлении, имеет хорошее согласование с отходящим кабелем. В ней удачно сочетаются кратные элементы синфазной антенной решётки с одной точкой питания.
Несмотря на прекрасные электрические и эксплуатационные характеристики, организованного широкого использования зигзагообразных антенн не произошло. У нас в стране в то время уже массово применяли признанные во всём мире протяжённые и объёмные директорные антенны Уда-Яги (их ещё называют "волновой канал"), так как их
освоили в производстве промышленные предприятия. Они, как сейчас говорят, обеспечивали рынок. Однако простота изготовления зигзагообразных антенн и их притягательные характеристики при информационной поддержке журнала "Радио" и радиолюбительских связей сделали эту антенну доступной даже для неподготовленных пользователей.
В предисловии книги "УКВ антенны" , выпущенной в 1969 г., К. П. Харченко сообщил, что многие радиолюбители, используя зигзагообразные антенны, вели приём телевизионных передач в диапазоне МВ, в том числе от телецентров, удалённых на 80, 120, 200 и даже 300 км. И действительно, из истории техники того времени можно узнать, что в удалённых от телецентров местностях зигзагообразные антенны вытесняли антенны "волновой канал" и другие конструкции. Кроме этого, Z-антенны Харченко были также удостоены внимания военных, воспользовавшихся их положительными качествами в радиорелейной связи диапазона ДМВ.
В последние годы авторы провели широкое компьютерное моделирование Z-антенн, в том числе с использованием программы MMANA, предложенной в журнале "Радио". Конструктивное их исполнение показало хорошие результаты. Антенны адаптированы к поддиапазону IV эфирного телевещания на ДМВ. Именно на частотах 470...582 МГц наиболее широко ведётся аналоговое телевизионное вещание и развёртывается цифровое телевидение.
Наиболее распространённая исходная зигзагообразная антенна, выполненная однопроводным полотном со стороной λ ср /4, изображена на рис.1,а. В указанном телевизионном диапазоне (с принятой для простоты средней частотой 525 МГц) она обладает диаграммами направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях, представленными на рис. 2,а. Результаты соответствуют размещению антенны на высоте 15 м над уровнем земли. Коэффициент усиления антенны равен 10,9 дБи, а коэффициент стоячей волны - 2,4. Их изменение в поддиапазоне показано на рис. 3,а. Элевация, т. е. возвышение максимума диаграммы направленности над уровнем земли, равна 6°.
Эффективность зигзагообразной антенны можно повысить за счёт улучшения направленности, применив экран-рефлектор , отстоящий от основного полотна на λ ср /4, как это изображено на рис. 1,б. Это приводит к увеличению коэффициента усиления до 14,6 дБи. Для сравнения аналогичные диаграммы и характеристики модернизированной конструкции представлены на рис. 2,б и 3,б.
Более поздней версией исходной зигзагообразной антенны можно назвать двойную треугольную зигзагообразную антенну, изображённую на рис.1,в. Она - одна из лучших Z-образных антенн , хотя и обладает немного худшими характеристиками, показанными на рис. 2,в и рис. 3,в. Однако снижение коэффициента усиления антенны всего на 1,4 дБи компенсируется на практике простотой и компактностью конструкции.
Стремление к дальнейшему совершенствованию классических вариантов антенны побудило обратиться к конструкциям других интервалов частот, особенно к использованию активного рефлектора. В сложных коротковолновых настроенных антеннах с линейными синфазными горизонтальными составляющими применяют идентичные активные рефлекторы, расположенные на λ ср /4 от основного полотна. Их подключают через фазирующие контуры, обеспечивающие в них опережающий сдвиг токов по фазе на 90 о . Прямой перенос такого способа на зигзагообразные антенны приводит лишь к ухудшению характеристик по сравнению с пассивным рефлектором.
Более интересным оказалось использование для классической антенны в качестве активного рефлектора двойной треугольной зигзагообразной антенны с удвоенными размерами плеч, как изображено на рис.1,г. Такое решение обеспечило увеличение коэффициента усиления антенны до 14,83 дБи, уменьшение уровня боковых лепестков, как показано на рис. 2,г, и значительное выравнивание и улучшение КСВ, что можно видеть на рис. 3,г.
За счёт дополнительной модернизации активного рефлектора, как представлено на рис. 1 ,д, можно ещё больше улучшить характеристики предложенного решения, как показано на рис. 2,д и 3,д. Особенно это касается увеличения коэффициента усиления и его выравнивания на верхних частотах интервала. Кроме того, антенна во всём поддиапазоне имеет КСВ менее двух. Самостоятельное изготовление инновационного образца не предполагает затруднений, так как его составляющие многократно были описаны раньше.
Литература
1. Харченко К. Зигзагообразная антенна. - Радио, 1961, № 3, с. 47, 48.
2. Харченко К. Антенна для дальнего приёма телевидения. - Радио, 1961, № 4, с. 28, 29, 32.
3. Харченко К. П. УКВ антенны. - М.: ДОСААФ, 1969, с. 77-96.
4. Сидоров И. Н. Идеальный телеприём в дачном доме, на садовом участке, далеко за городом. - С.-Пб.: Лениздат, 1998, с. 87-95.
5. Марков Г. Т. Антенны. - М.: Госэнерго-издат, 1960, с. 455-460.
Дата публикации: 02.12.2014
Мнения читателей
- Самовар
/ 21.12.2018 - 10:30
Авторы, конечно, постарались изложить достоинства антенны Харченко. Однако не все так просто. По существу при использовании этой антенны в диапазоне частот мы имеем картину перехода от полуволнового вибратора к волновому. КНД само собой растет, но одновременно меняется импеданс антенны, причем далеко не лучшим образом. При работе на передачу можно найти найти ограниченный интервал частот, в котором активная составляющая импеданса окажется близка к 75 или 50 Ом при достаточно малой реактивной компоненте. Другими словами, получим КСВН почти единицу. Но при не слишком большой отстройке благодать закончится. В случае работы на прием, да в широкой полосе частот, как например в ДМВ ТВ, входное сопротивление 75 Ом кабеля снижения к телевизору окажется равным тем же 75 Ом. Но активный и реактивный компоненты выходного импеданса антенны будут изменяться от нескольких десятков до нескольких сотен Ом, что неизбежно приведет к снижению уровня сигнала на входе приемного устройства и соответственно к снижению реального КУ антенны. Сюда же следует добавить некорректное симметрирование антенны с помощью нелепо изогнутого кабеля, проложенного по сторонам квадрата. Все сказанное ни в коей мере не имеет целью охаить действительно хорошую антенну, а лишь указывает на необходимость грамотного подхода к ее использованию. - Константин
/ 09.12.2018 - 19:16
Статья хорошая и полезная. Один недостаток - автор не осветил вопрос согласования с кабелем снижения вариантов, отличающихся от "классической" антенны Харченко. - Юрий
/ 19.05.2017 - 16:00
Антенна отличная. Я сам в 1990-е мелкосерийно выпускал классические зигзагообразные с рефлектором для раций и радиотелефонов диапазонов 300,400,900 МГц. КСВН для рабочей частоты можно настроить близко к 1. Статья интересная!
К. Харченко
Прием телевизионных передач на радиочастотах 470...622 МГц (21-39 каналы) диапазона дециметровых волн (ДЦВ) требует соответствующего подхода к расчету и конструированию антенных устройств.
Некоторые радиолюбители пытаются решить эту задачу простым пересчетом, основанным на принципах электродинамического подобия антенн, параметров имеющихся конструкций телевизионных антенн метрового диапазона (1-12 каналы). При этом, они неизбежно сталкиваются с трудностями самого пересчета и зачастую не получают желаемых результатов.
Каковы же основные принципы подхода к решению этой задачи?
В свободном пространстве радиоволны, излученные антенной, имеют сферическую расходимость, в результате чего электрическая напряженность поля Е убывает обратно пропорционально расстоянию r от антенны.
В реальных условиях распространяющиеся радиоволны претерпевают большее затухание, чем существующее в свободном пространстве. Для учета этого затухания вводят множитель ослабления F(r)= Е/Есв, который характеризует отношение напряженности поля для реальных условий, к напряженности поля свободного пространства при равных расстояниях, одинаковых антеннах и подводимых к ним мощностях и т. д. С помощью множителя ослабления напряженность поля, создаваемая передающей антенной в реальных условиях на расстоянии r, может быть выражена как
Приемная антенна преобразует энергию электромагнитной волны в электрический сигнал. Количественно эту способность антенны характеризуют ее эффективной площадью Sэфф. Она соответствует той плошади фронта волны, из которой поглощается вся содержащаяся в ней энергия, С КНД эта площадь связана соотношением:
Изложенное здесь позволяет написать уравнение радиопередачи, которое связывает параметры аппаратуры связи (передатчика и приемника) и антенн и определяет уровень сигнала на трассе: при мощности передатчика Р1 мощность Р2 сигнала на входе приемника будет равна
Множитель в этом выражении, заключенный в скобки, определяет основные потери при распространении радиоволн (основные потери передачи). При этом предполагается, что антенна согласована с фидером, а фидер с телевизионным приемником и, кроме того, антенна согласована по поляризации с полем сигнала.
Рассмотрим подробнее выражение (11).
Этот конкретный пример показывает, что с увеличением частоты (уменьшением длины волны) телевизионных передач мощность сигнала, поступающего на вход телевизора при прочих равных условиях, быстро уменьшается, т. е. условия приема ухудшаются. На стороне передачи эти неприятности стараются компенсировать увеличением произведения Р1У1. Но в реальных условиях множитель F(r) и КПД приемного фидера с ростом частоты уменьшаются, поэтому необходимость увеличения коэффициента усиления приемной антенны Y2 становится неизбежностью. Этот вывод влечет за собой еще один, заключающийся в том, что, как правило, для уверенного приема программ 21-39 телевизионных каналов нужно применять новые, более направленные антенны по сравнению с антеннами, применяемыми в диапазоне волн 1-5 каналов.
Стремясь получить устойчивый прием телепередач, радиолюбители вынуждены усложнять антенны, например, строить антенные решетки, т. е. объединяют несколько однотипных, зарекомендовавших себя на практике антенн (каждая из которых имеет свою пару точек питания) с общей системой питания и только одной (общей для всех) парой точек питания. При этом они нередко недооценивают важность этапа согласования при построении антенных решеток, связанного с относительно сложными измерениями. Сказанное проиллюстрируем таким конкретным примером.
Подобный эффект получается и при параллельном соединении трех элементов (рис. 1, в). Продолжая такие рассуждения, можно получить зависимость, которую иллюстрирует рис. 2.
Здесь эффективная площадь антенны прямо пропорциональна числу n излучателей в решетке, равно как и поглощаемая антенной мощность Р сумм. Мощность же Р пр подводимая к приемнику, с увеличением числа n асимптотически приближается к 4Рo. Этот пример показывает бесплодность попыток увеличить коэффициент усиления антенной решетки без учета согласования ее элементов с фидером. Трудности, связанные с согласованием, преодолевают либо применением специальных согласующих устройств, либо выбором специальных типов антенн. Например, в дециметровом и особенно в сантиметровом диапазонах волн применяют, как правило, так называемые апертурные антенны, т. е. рупорные или параболические. Особенность таких антенн заключена в том, что они имеют простой, «небольших» размеров облучатель, и «большой», сравнительно сложный рефлектор. Большой рефлектор и обусловливает направленные свойства антенны, определяет ее КНД.
Выполнить в любительских услозиях антенны апертурного типа на диапазон ДЦВ не представляется возможным, так как они громоздки и сложны. Но некоторое подобие апертурной антенны сконструировать можно, положив в основу облучатель в виде известной зигзагообразной антенны (з-антенны). Полотно такой антенны состоит из восьми замкнутых одинаковых проводников, которые образуют две ромбовидные ячейки (рис. 3).
Для формирования диаграммы направленности антенны, в частности, необходимо, чтобы излучатели были сфазированы и разнесены относительно друг друга. З-антенна имеет одну пару точек питания (а-б), к которой непосредственно подключают фидер. Благодаря такой конструкции антенны ее проводники возбуждаются так (частный случай направления токов на проводниках антенны на рис. 3 показан стрелками), что образуется своеобразная синфазная решетка из четырех вибраторов. В точках П-П проводники полотна антенны замкнуты между собой и здесь всегда имеется пучность тока. Антенна имеет линейную поляризацию. Ориентация вектора электрического поля Е на рис. 3 показана стрелками.
Диаграммы направленности з-антенны удовлетворяют диапазону частот с перекрытием fмакс/fмин =2-2,5. Ее КНД мало зависит от изменения угла а (альфа), так как с увеличением его уменьшение направленности антенны в плоскости Н компенсируется увеличением направленности в плоскости Е, и наоборот. Характеристика направленности з-антенны симметрична относительно плоскости, в которой расположены проводники ее полотна.
В связи с тем, что в точках П-П нет разрыва проводников полотна антенны, то здесь имеются точки нулевого потенциала (нули напряжения и максимумы тока) независимо от длины волны. Это обстоятельство позволяет обойтись без специального симметрирующего устройства при питании коаксиальным кабелем.
Кабель прокладывают через точку нулевого потенциала П и по двум проводникам полотна антенны подводят к точкам ее питания (рис. 4). Здесь оплетку кабеля соединяют с одной из точек питания антенны, а центральный проводник - с другой. Принципиально оплетку кабеля в точке П тоже нужно замкнуть накоротко на полотно антенны, однако, как показала практика, делать это не обязательно. Достаточно кабель подвизать к проводам полотна антенны в точке П, не нарушая его полихлорвиниловой оболочки.
Зигзагообразная антенна широкополосна и удобна тем, что ее конструкция сравнительно проста. Это ее свойство позволяет допускать значительные отклонения (неизбежные при изготовлении) в ту или иную сторону от расчетных размеров ее элементов практически без нарушения электрических параметров.
Кривая 1, показанная на рис. 5, характеризует зависимость КБВ от
Пользуясь графиками рис. 5, можно построить з-антенну, имеющую максимально возможный КНД для данного типа полотна антенны. Ее входное сопротивление в диапазоне частот в значительной степени зависит от поперечных размеров проводников, из которых выполнено полотно. Чем толще (шире) проводники, тем лучше согласование антенны с фидером. Вообще же для полотна з-антенны пригодны проводники самого различного профиля - трубки, пластины, уголки и т. п.
Рабочий диапазон з-антенны можно расширить в сторону более низких частот без увеличения размера L путем образования дополнительной распределенной емкости проводников ее полотна, а общие размеры, выраженные в длинах максимальной волны рабочего диапазона, уменьшить. Достигается это перемыканием части проводников з-антенны, например, дополнительными проводниками (рис. 6),
Которые и создают дополнительную распределенную емкость.
Диаграммы направленности такой антенны в плоскости Е аналогичны диаграммам симметричного вибратора. В плоскости H диаграммы направленности с увеличением частоты претерпевают значительные изменения. Так, в начале рабочего диапазона частот они лишь слегка сжаты под углами, близкими к 90°, а в конце рабочего диапазона поле практически отсутствует в секторе углов ±40...140°.
Для увеличения направленности антенны, состоящей из зигзагообразного полотна, применяют плоский экран-рефлектор, который часть высокочастотной энергии, падающей на экран, отражает в сторону полотна антенны. В плоскости полотна фаза высокочастотного поля, отраженного рефлектором, должна быть близка к фазе поля, создаваемого самим полотном. В этом случае происходит требуемое сложение полей и экран-рефлектор примерно удваивает первоначальный коэффициент усиления антенны. Фаза отраженного поля зависит от формы и размеров экрана, а также от расстояния S между ним и полотном антенны.
Как правило, размеры экрана значительные и фаза отраженного поля зависит, главным образом, от расстояния S. На практике редко выполняют рефлектор в виде единого металлического листа. Чаще он представляет собой ряд проводников, расположенных в одной плоскости параллельно вектору поля Е.
Длина проводников зависит от максимальной длины волны (Лямбда макс) рабочего диапазона и размеров активного полотна антенны, которое не должно выступать за пределы экрана. В плоскости Е рефлектор обязательно должен быть несколько больше половины максимальной длинны волны. Чем толще проводники, из которых делают рефлектор, и ближе они расположены друг к другу, тем меньшая часть энергии, падающей на него, просачивается в заднее полупространство.
По конструктивным соображениям экран не следует делать очень плотным. Достаточно, чтобы расстояния между проводниками диаметром 3...5 мм не превышали 0,05...0,1- минимальной волны рабочего диапазона. Проводники, образующие экран, можно соединить между собой в любом месте и даже приваривать или припаивать к металлической раме. Если они расположены в плоскости самого рефлектора или за ним, то их влиянием на работу рефлектора можно пренебречь.
Во избежание дополнительных помех не следует допускать, чтобы проводники (полотна антенны или рефлектора) от ветра терлись либо касались друг друга.
Один из возможных вариантов антенны с рефлектором показан на рис. 7.
Ее активное полотно состоит из плоских проводников - планок, а рефлектор - из трубок. Но она может быть полностью металлической. В местах соединений элементов антенны должен быть надежный электрический контакт.
На значение КБВ в тракте с волновым сопротивлением 75 Ом в значительной мере влияют как ширина планки dпл (или радиус провода) активного полотна антенны, так и расстояние S, на которое оно удалено от экрана.
С увеличением расстояния S КНД антенны снижается и сужается диапазон частот, в пределах которого направленные свойства з-антенны не претерпевают заметных изменений. Таким образом, с точки зрения улучшения КНД антенны расстояние S желательно уменьшать, а с точки зрения согласования - увеличивать.
Для крепления полотна антенны к плоскому рефлектору используют стойки. В точках П-П (рис. 6 и 7) стойки могут быть как металлическими, так и диэлектрическими, а в точках У-У-обязательно диэлектрическими.
В ряде практических случаев приема сигналов по 21-39 каналам телевидения имеющегося коэффициента усиления (КУ) з-антенны c плоским экраном может оказаться недостаточным. Увеличить КУ, как уже говорилось, можно построением антенной решетки, например, из двух или четырех з-антенн с плоским экраном. Есть, однако, другой путь увеличения КУ - усложнение формы рефлектора з-антенны.
Приводим пример, каким должен быть рефлектор з-антенны, чтобы ее КУ соответствовал значению КУ антенной синфазной решетки, построенной из четырех з-антенн. Этот путь наиболее простой и доступный в любительской практике, чем построение антенной решетки.
На рисунках антенны размеры всех ее элементов указаны применительно к приему телепрограмм по 21-39 каналам.
Активное полотно антенны, показанной на рис. 6, выполнено из плоских металлических пластин толщиной 1...2 мм, наложенных друг на друга «внахлест» и скрепленных винтами с гайками. В точках соприкосновения пластин должен быть надежный электрический контакт. Конструктивно активное полотно антенны имеет осевую симметрию, что позволяет прочно закрепить его на плоском экране. Для этого используют стойки-опоры, располагая их в вершинах П-П и У-У квадрата , образуемого пластинами полотна антенны. Точки П-П имеют «нулевой» потенциал по отношению к «земле», поэтому стойки в этих тачках могут быть из любого материала, в том числе металлическими. Точки У-У имеют некоторый потенциал по отношению к «земле», поэтому стойки в этих точках должны быть только из диэлектрика (например, из оргстекла). Кабель (фидер) к точкам а-б питания прокладывают по металлической опоре к одной (нижней) точке П и далее по сторонам полотна антенны (см. рис. 6). Особое внимание следует обратить на ориентацию вектора Е, характеризующего поляризационные свойства антенны. Направление вектора Е совпадает с направлением, соединяющим точки а-б питания антенны. Зазор между "точками а-б должен быть около 15 мм без зазубрин и прочих следов небрежной обработки пластин.
Основой плоского экрана-рефлектора служит металлическая крестовина, на которой, как на каркасе, размещают активное полотно антенны и проводники экрана. За крестовину антенну в сборе надежно прикрепляют к мачте с таким расчетом, чтобы поднятая она была выше местных мешающих предметов (рис. 8).
При изготовлении рефлектора типа «усеченный рупор» все стороны плоского рефлектора удлиняют створками и загибают их так, чтобы образовать фигуру по типу «полуразвалившейся» коробки, у которой дно -- плоский экран, а стенки - створки. На рис. 9
Такой объемный рефлектор показан в трех проекциях со всеми размерами. Сделать его можно из металлических трубок, пластин, проката различного профиля. В точках пересечения металлические стержни должны быть сварены или спаяны. На том же рис. 9 показано и место размещения активного полотна антенны с точками П-П , У-У. Полотно-удалено от плоского рефлектора - донышка усеченного рупора - на 128 мм. Стрелка символизирует ориентацию вектора Е. Почти все проекции стержней рефлектора на фронтальную плоскость параллельны вектору Е. Исключением являются лишь часть силовых стержней, образующих каркас рефлектора. Если рефлектор выполнен из трубок, диаметр трубок силовых стержней может быть 12...14 мм, а остальных - 4...5 мм.
КНД антенны с рефлектором типа «усеченный рупор» при заданных размерах соизмерим с КНД объемного ромба (1) и изменяется по диапазону частот в пределах 40...65. Это означает, что на верхних частотах рабочего диапазона антенны половина угла раскрыва ее диаграммы направленности составляет около 17°.
Форма диаграммы направленности антенны, показанной на рис. 9, примерно одинакова для обеих плоскостей поляризации. При установке антенны на местности ее ориентируют на телецентр. Конструкция антенны осесимметрична по отношению к направлению на телецентр, что может стать источником поляризационной ошибки при ее установке на мачту. Здесь надо учитывать, какую поляризацию имеют сигналы, приходящие от телецентра. При их горизонтальной поляризации точки питания а-б антенны должны быть расположены в горизонтальной плоскости, а при вертикальной поляризации - в вертикальной плоскости.
Литература
Харченко К., Канаев К. Объемная ромбическая антенна.
Радио, 1979, № 11, с. 35-36.
Антенна Харченко
-
Зигзагообразная антенна, предложенная К. П. Харченко в 60-е годы,
пользуется большой популярностью у радиолюбителей благодаря
простой конструкции, хорошей повторяемости и широкополосности.
В пределах диапазона частот, на который рассчитана антенна, она обладает постоянными параметрами и практически не требует настройки.
Она представляет собой синфазную антенную решетку из двух ромбовидных элементов, расположенных друг над другом и имеющих одну общую пару точек питания.
Зигзагообразную антенну наиболее часто применяют в качестве широкополосной антенны для приема программ телевидения в диапазонах 1 - 5, 6 - 12 или 21 - 60 ДМВ канала.
Так же её можно с успехом использовать для работы в любительских УКВ диапазонах
изготовив
её для 145 мгц или для 433 мгц. Зигзагообразная антенна с рефлектором
имеет одностороннюю диаграмму направленности в виде вытянутых эллипсов как в
горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, причем задний лепесток
практически отсутствует.
При кажущейся на первый взгляд громоздкости всей системы (Яги гораздо меньше и меньше требуют расхода матералов),эта система полностью перекрывает диапазон в 144-148 мгц (по факту полоса гораздо шире,примерно 12 мгц) с хорошим КСВ не превышающим 1.2-1.3 и имеет лучшию диаграмму излучения.Коэфициент усиления такой антенны порядка 8.5 DBd, что эквивалентно примерно 4el YAGI на 145 мгц. Система из двух таких антенн уже развивает порядка 15 DBd. Имеет более прижатый лепесток излучения, максимально адаптированный для проведения радиосвязей в УКВ диапазонах. Питание антенны кабелем 50 ом.
Мной была изготовлена антенна и подручного материала в буквальном смыле. Имелось в наличии лист оцинкованной жести толщиной 0.8мм из которой я нарезал все полоски на элементы антенны, да пара деревянных реек. Крепление полос выполнено с помощью обычного клёпальника на 3-4 заклепки по углам. Ширина всех полос порядка 40мм, что обеспечило бОльшую широкополосность данной антенне. Полоски рефлектора прикручены к деревянной несущей (предварительно покрашенной) обычными шурупами.
-
Для диапазона 145 мгц, размеры следующие:
Рефлектор имеет длинну 1050мм х 40мм для каждой полосы.
Сторона рамки 510мм.
Зазор между углами рамок в точке подключения кабеля - 40мм
Расстояние между активным элементом и рефлектором - 300мм
Весь конструктив виден и понятен по фотографиям.
- Антенну можно выполнить и на ТВ диапазон.
Установить её в горизонтальную или вертикальную поляризацию.
Ниже, показана таблица для частотных каналов ТВ
Горизонтальная поляризация
Вертикальная поляризация
Антенна Харченко
или как оно выглядит в натуре:))
Частота резонанса 145.0 МГЦ
 |
 |
 |
| Pic 1 Крепление элементов |
Pic 2 Рефлектор антенны |
Pic 3 Зигзагообразный элемент |
 |
 |
 |
| Pic 4 Точка питания |
Pic 5 Крепление несущей к мачте |
Pic 6 Стойки и изолятор по центру |
 |
 |
 |
| Pic 7 3 el.YAGI 145 mhz (для примера) |
Pic 8 Все готово к установке |
Pic 9 Стоит красавица! |
ON-LINE калькулятор, для расчета
антенны Харченко
Примечание: D - расстояние между антенной и рефлектором
Антенна Харченко
для низкочастного диапазона DCMA - 450-460 MHZ
Частота резонанса 452.0 МГЦ
-
Антенна была изготовлена из подручных материалов. Использован старый рефлектор-сетка
от польской УКВ-ТВ антенны, которая ввиду своей непригодности уже была попросту мной выброшена.
В качестве активного элемента, использовал аллюминевый провод от электрического
кабеля диаметром 4.5мм. Кабель использован тонкий, RG-58/C, на 50 ом, длинной
3 метра. Все расчеты выполненны на основе данных он-лайн калькулятора. Разница
в силе сигнала, согласно встроенному
в модем измерителю поля, по сравнению
со штатной антенной "хвостиком" составила более 20db, то есть показания при штатной
антенне никогда не опускались ниже отметки -95db по сигналу EvDO.
При подключении
антенны Харченко сигнал вырос и теперь находится на отметке -72db и иногда даже до -70db.
Базовая станция удалена от места приёма на 10 км.Благодаря своей широкополосности,
антенна не нуждается в настройке.
Таким образом, если поставить кабель с малым погонным затуханием на этих частотах, установить антенну на высоте более 15м от земли, можно запросто перекрыть дистанцию до БАЗЫ DCMA в более 20-25 км и получить доступ к интернету, даже в весьма удаленной деревне))))
 |
 |
 |
| Pic 1 Антенна готова к установке |
Pic 2 Установлена на уровне 2 этажа |
Pic 3 Вид на антенну из окна |
 |
 |
|
| Pic 4 Модем AXESS-TEL CDMA 1-EvDO |
Pic 5 Показания S-metr модема |
Под аббревиатурой ДМВ имеются ввиду дециметровые волны, находящиеся в промежутке от 10 сантиметров и до одного метра. Именно в этом диапазоне и вещают некоторые телеканалы, а их улавливает , украшающая крышу каждого дома.
Требования к антеннам
В случае поломки этого устройства или плохого уровня сигнала можно прибегнуть к использованию антенны для ДМВ, сделанной своими руками и собранной из материалов, которые имеются под рукой во многих домах страны.
Устройство для улавливания дециметровых волн может быть внешним и внутренним, различаться особенностями сборки, а также характеристиками. Лучший прием сигнала, безусловно, осуществляет внешний тип.
Такой прибор можно поднять на крышу, хотя устройство для комнатного применения иногда сравнимо со стандартной уличной антенной.
Еще все зависит от непосредственного места жительства пользователя, так как ДМВ распространяются на небольшие расстояния.
Итак, с каждым километром теряется сила сигнала, поэтому самодельная антенна, сделанная своими руками, может помочь только в том случае, если имеется хотя бы теоретическая возможность достижения сигнала от вышки пользователя.
Виды антенн и особенности сборки
Следует учитывать важные моменты при изготовлении данного устройства своими руками. Каждая из разновидностей имеет свои особенности сборки, описанные ниже.
Зигзагообразный тип своими руками
В данном видео, вам расскажут как можно сделать очень просто зигзагообразную антенну, своими руками.
Положительное качество зигзагообразной разновидности– широкое поле для проведения экспериментов с материалом, размерами.
Конструкция допускает возможное внесение в нее своих изменений в достаточно широких пределах, при этом продолжает свою работу, позволяя вносить усовершенствования.
Сборка этого устройства, достаточно проста и не нуждается в особенных навыках. Глядя на устройство в собранном виде, становится понятно, что такая конструкция способна усовершенствоваться созданием дополнительных экранов либо изменением ширины и числа планок.
Рефлектор антенны вполне может быть собран из полосок металла или из металлических трубок. Стойки должны быть обязательно из диэлектрика.
Рефлектор не «лежит» на полотне, он отстоит от него на малом расстоянии благодаря использованию стоек. Расстояние между проводниками решетки должно быть не больше одного сантиметра.
Простой комнатный тип
Пример комнатной самодельной антенны
Удобство комнатной антенны заключается в том, что имеется возможность мгновенной ее подстройки.
Стоит всего лишь переставить ее с места на место, либо повернуть вокруг своей оси, наблюдая за изменением качества сигнала.
Еще, на нее не действует ветер, а также осадки и другие условия окружающей среды.
Комнатная разновидность может изготавливаться несколькими способами. Самая простая изготавливается с применением коаксиального кабеля и материалов сподручных для придания ему нужной формы.
Из отреза 530 мм скручивается разомкнутое кольцо, к которому подсоединяется кабель, ведущий непосредственно к телевизору. Второй отрез в 175 мм загибается в виде петли, которая подключена к концам первого кабеля, между ними должно быть расстояние 20-30 миллиметров.
С использованием фанерной доски с центральным отверстием в ней получившаяся конструкция устанавливается на любую ровную поверхность. Так, получается антенна ДМВ, изготовленная из коаксиального кабеля. Ее нельзя назвать очень мощной, но ее можно легко смастерить, а также разобрать для переделки.
Рамочная антенна своими руками
Она обладает высоким коэффициентом усиления, может использоваться и в комнатном, и в наружном варианте. Ее отличает простота изготовления, доступность материалов, малые размеры, эстетический вид.
Для изготовления берется провод из меди, стали, латуни, алюминия диаметром 3-8 мм и выгибается. В местах соединений провода нужно спаять.
Антенный кабель припаивается, а оплетка кабеля должна соединяться с материалом всего прибора.
Логопериодический тип
Вид логопериодическаой ДМВ антенны
Это широкополосная эфирная антенна, обеспечивающая прием передач многопрограммных телецентров при различных сочетаниях каналов.
Рабочая полоса со стороны нижних частот ограничивается размерами большего вибратора устройства.
А со стороны верхних - размерами меньшего вибратора.
Времени на изготовление данной разновидности для цифрового телевидения потребуется немного, а качество приема высокое.
Она получается очень простой и надежной, а прием цифрового телевидения уверенный.
Размеры элементов, а также вариант подключения кабеля отрабатывались экспериментальным путем.
Прием телевизионных сигналов производится несколько лет.
Конструкция логопериодического вида являет собой двухпроводную симметричную распределительную линия, выполненная из 2-х одинаковых труб, расположенных параллельно.
На каждой из них закреплены 7 полувибраторов.
Каждый последующий полувибратор направляется в противоположную сторону по отношению к предыдущему.
Плоскости, при этом, параллельны, а полувибраторы на разных трубах направляются в противоположные стороны.
Коаксиальный кабель проходит внутри одной из труб, причем концы труб соединены металлической пластиной.
В том месте, где кабель выходит для придания конструкции жесткости, устанавливается диэлектрическая планка.
Оплетка кабеля распаяна при выходе кабеля из трубы, а центральный проводник припаивается к лепестку, который закреплен на заглушенном конце второй трубы.
В настройке не нуждается.
Простая ДМВ антенна своими руками
Пример простой самодельной антенны
Самодельная антенна позволяет вести достаточно уверенный прием сигналов телевещания в дециметровом диапазоне.
Антенна предназначается для внешней установки.
Конструкция представляет собой 2 вложенные “восьмерки”, согнутые из отдельного куска проволоки.
Соединение проволоки для получения формы конструкции, подобной “восьмерке”, производится в месте центрального изгиба.
Соединяются концы проволоки с помощью пайки.
Все соединения конструкции антенны выполняется пайкой, которая обеспечивает хороший электрический контакт, чем снижает шумы устройства.
Для надежности крепления и уверенности электрического контакта концы проволоки перед пайкой следует очищать наждачной бумагой, обезжириваться растворителем на основе ацетона, стягиваться медной проволокой только меньшего диаметра.
Использование паяльника не позволяет выполнить качественную пайку. Взамен использования паяльника, зона пайки нагревается над горелкой газовой плиты с добавлением канифоли. К внутренней “восьмерке” в сгибе припаивается маленький отрезок провода с целью подключения экрана кабеля.
Соединение двух “восьмерок” производится пайкой и тонкой проволокой из меди, внутренняя “восьмерка” при этом смещается внутри внешней. Две восьмерки находятся в одной плоскости.
Далее, на соединенные “восьмерки” необходимо установить две пластмассовые горизонтальные перекладины, которые усиливают конструкцию и выравнивают положение элементов в одной плоскости. Крепление пластин осуществляется при помощи витков полихлорвиниловой изоляционной трубки.
Из 2-х жестяных банок (0,5 л) может получиться вполне достойная замена купленной антенне.
Но здесь имеется и минус: такое устройство работает только в ДМВ диапазоне. Для достижения большего количества каналов понадобятся две литровых банки.
К одной банке припаивается центральная жила – сигнал, к другой – экранированная оплетка. Затем они крепятся при помощи скотча к вешалке (его нижней части).
С обратной стороны нужно вывести антенный штекер. Для получения приличного вида нужно отрегулировать расстояние меж банками. Так можно сделать самую простую самодельную антенну.
Выясним, как сделать данное устройство, с наименьшими потерями и затратами. Основную трубу, как и все остальные детали, следует выбирать из латуни, меди либо алюминия. Их поверхность не должна быть шершавой.
Антенна из стали будет тяжелой, а прием сигнала не качественный. Помимо этого, она будет ржаветь, так как предполагается ее монтирование на улице. Основная трубка должна иметь длину два метра.
На нее винтами диаметром 5 мм осуществляется крепление трубок меньшего диаметра с расстоянием между ними 30 см.
Для сборки потребуется дрель и сверло. Длина последующей трубки короче должна быть на 10 см. Напротив самой большой трубы крепится отражатель в виде конструкции из трех трубок, соединенных параллельно. Затем производится монтирование вибратора на трубу.
Многим непонятно, как сделать улавливатель для дециметровых волн, чтобы она имела эстетический вид, не была громоздкой и принимала все имеющиеся каналы. Выход есть – это антенна с петлевым вибратором. После сборки устройства, припаиваем петлю.
Берется кусок специального провода 60 см, зачищаются концы таким образом, чтобы оплетку соединялась вместе, и приделывается к основной трубке. Центральные провода - к вибратору.
Соединения должны быть хорошо герметизированы для избегания попадания влаги. Вибратор представляет собой петлю, выполненную из того материала, что и всё устройство.
Расстояние меж концами вибратора 10 см, к ним подводятся центральные провода. Затем подсоединяется антенный провод со штекером необходимой длины.
Обычно такой вариант, устанавливается повыше. Лучше использовать деревянный брусок 50х50 мм, длиной 6 метров. На нем нужно закрепить антенну, предварительно распределив провод по всей длине и установить данную конструкцию на крыше дома.
Обозрим истоки: биквадрат считают подвидом рамочных антенн, которые первым делом относятся к роду зигзагообразных. Первым антенну Харченко предложил Харченко К.П. В 1961 году для ловли телепередач. Доподлинно известно: на частоте 14 МГц, поставив биквадрат лугом, ярый энтузиаст сумел достать Америку. Неплохой результат. Полагаем, дело затрагивает рефракцию, плюс дифракция обыгрывает Землю. КВ диапазон, и ниже, используются благодаря способности волн преломляться, огибать препятствия, удается наладить общение на большом расстоянии. Давайте по порядку. Подробно посмотрим, как сделана антенна Харченко своими руками.
Антенна Харченко, «восьмерка», на которую сегодня ловят WiFi, сотовый 3G. При наружном монтаже защищайте изделие пластиковым корпусом.
Связь и антенны Харченко
Позже станет очевидным: устройство оригинальной антенны Харченко, мягко говоря, отличается от обозреваемого сегодня в сети. Не то чтобы любили, как говаривал Маяковский, копаться в доисторическом г…., но основы теории необходимо изучить, дабы избежать ошибок, знать особенности работы конструкции. Собираемся рассказать, как самостоятельно сделать антенну Харченко. Автор монографии избегает дачи указаний по выбору толщины проводов, говорит: снижение диаметра негативно влияет на диапазон. Самодельная антенна Харченко способна покрыть цифровое телевидение спектра 470 - 900 МГц. Характеристики устройства восхитительные, согласование не отличается великой сложностью. Расскажем, как сделать антенну Харченко, избегая углубляться в теорию. Рудокопам рекомендуем поштудировать оригинальное тематическое издание автора.
Длина провода биквадрата частоты 14 МГц составляет примерно 21 метр. Столько кабеля-полевки понадобится, чтобы сделать нехитрое приспособление. Запитывается устройство телевизионным коаксиальным проводом (волновым сопротивлением 75 Ом). Очевидцы уверены: настройка антенне Харченко не требуется. Последнее склонны авторы считать небольшим (гигантского размера) преувеличением. Вдумайтесь! Можете бороздить природный ландшафт, устлав спину двумя мотками провода:
- моток полевки;
- моток коаксиального телевизионного кабеля.
Потом разверните антенну, дальность действия которой просто восхитительна. Поляризация зависит от того, каким боком повернуть восьмерку. Расположим нехотя, как пишется значок циферки в учебниках арифметики – станем принимать телевидение, завалим набок, образуя бесконечность – ловиться начнет радиовещание. Поскольку полевка хорошо гнется, разгибается обратно: не нравится один канал, можем быстро сориентировать антенну на другой. Проблема опостылевшая: лишний провод, который излишен полезным нуждам, придется либо обрезать, либо смотать бухтой, разместить так, чтобы не создавалось помех приему. А сие не такая тривиальная задача, как кажется первому встречному:
- положишь горизонтально – станет ловить телевидение;
- протянешь до земли – станет принимать вертикальную поляризацию промежуточный провод;
- повесишь на сук – ловиться будет вертикальная поляризация.
Проектирование антенны Харченко
Привыкли небось видеть на рисунках одно и то же. Вот как предлагается проектировать антенну Харченко (портал ВашТехник идет в ногу):
- Необходимо выяснить частоту волны, поляризацию. Антенна Харченко дружна линейной.
- Медная антенна образована двумя квадратами. Оба стоят на углах, одним соприкасаются. Для горизонтальной поляризации восьмерка стоит стоймя; вертикальной – ложится набок.
- Сторона квадрата находится формулой: длина волны, деленная на четыре.
- Можно представить конструкцию, если вообразить овал, стянутый по центру поперек большей стороны. Бока не соприкасаются, хотя находятся близко друг от друга.
- Кабель питания подводится к точкам сближения сторон. Нужно одно направление диаграммы блокировать - ставится плоский медный экран на удалении 0,175 длины рабочей волны, сажается на оплетку кабеля питания. Рефлектор изготавливают из металлической пластины. В былые времена использовали текстолитовые платы, покрытые медью.
Законченная краткая конструкция антенны Харченко. Детали обрастают проблемами: задачка укрепить излучатель. Для диапазона связи - растяжки проволочные; телевидения - часто используется древесный каркас, унизанный поперечинами (напоминающими крест), в диапазоне СВЧ владельцы модемов подпирают излучатель парой пластиковых стоек, пронизывающих экран. Что думает касательно концепций конструирования Харченко. Покорные рабы портала ВашТехник потрудились достать книжку авторства инженера, текст обрисовывает изобретение, гора интересного написана:
Геометрические размеры указали, перечислим вкупе:
- Высота квадрата, стоящего на угле, - 0,28 максимальной длины волны, по среднему контуру из трех.
- Расстояние между крайними рамками поперек направления проволоки – 0,033 максимальной длины волны.
- Длина согласующей линии с волновым сопротивлением 100 Ом – 0,052 или 0,139 максимальной длины волны.
Что еще хотелось бы заметить по оригинальной конструкции… Чтобы не нарушать поле антенны Харченко, питающий кабель приходит снизу, вьется вдоль одного бока рамки, заходит в центр. Не идет жила по мачте! Современные конструкции подразумевают наличие экрана. Поэтому провод приходит откуда-то сзади, пробивает медный экран, подсоединяется в нужном месте к восьмерке. Вовсе необязательно, кстати, чтобы антенна состояла из квадратов. Характеристики устройства не сильно зависят от угла при вершине. Высота восьмерки (стоящей стоймя) выдерживаться должна. Поэтому, если угол меняется с 90 на 120 градусов, удлиняются стороны. Пропорционально. Можно посчитать конкретные значения.
Теперь читатели знают, как изготовлена антенна Харченко своими руками. И вот еще что. Доводилось видеть, бороздя сеть, конструкции, где излучатель изгибался вокруг экрана. Таким образом якобы расширяется основной лепесток диаграммы направленности. На практике в таком случае проще использовать патч. Вот площадки как раз можно направить в разные стороны.
Когда-то хорошая телевизионная антенна была дефицитом, покупные качеством и долговечностью, мягко говоря, не отличались. Сделать антенну для «ящика» или «гроба» (старого лампового телевизора) своими руками считалось показателем мастерства. Интерес к самодельным антеннам не угасает и в наши дни. Ничего странного тут нет: условия приема ТВ кардинально изменились, а производители, полагая, что в теории антенн ничего существенно нового нет и не будет, чаще всего приспосабливают к давно известным конструкциям электронику, не задумываясь над тем, что главное для любой антенны – ее взаимодействие с сигналом в эфире.
Что изменилось в эфире?
Во-первых, почти весь объем ТВ-вещания в настоящее время осуществляется в диапазоне ДМВ . Прежде всего из экономических соображений, в нем намного упрощается и удешевляется антенно-фидерное хозяйство передающих станций, и, что еще более важно – потребность в его регулярном обслуживании высококвалифицированными специалистами, занятыми тяжелым, вредным и опасным трудом.
Второе – ТВ-передатчики теперь покрывают своим сигналом практически все более-менее населенные места , а развитая сеть связи обеспечивает подачу программ в самые глухие углы. Там вещание в обитаемой зоне обеспечивают маломощные необслуживаемые передатчики.
Третье, изменились условия распространения радиоволн в городах . На ДМВ промышленные помехи просачиваются слабо, но железобетонные многоэтажки для них – хорошие зеркала, многократно переотражающие сигнал вплоть до его полного затухания в зоне, казалось бы, уверенного приема.
Четвертое – ТВ-программ в эфире сейчас очень много, десятки и сотни . Насколько это множество разнообразно и содержательно – другой вопрос, но рассчитывать на прием 1-2-3 каналов ныне бессмысленно.
Наконец, получило развитие цифровое вещание . СигналDVB T2 – штука особенная. Там, где он еще хоть чуть-чуть, на 1,5-2 дБ, превышает шумы, прием отличный, как ни в чем ни бывало. А чуть дальше или в стороне – нет, как отрезало. К помехам «цифра» почти не чувствительна, но при рассогласовании с кабелем или фазовых искажениях в любом месте тракта, от камеры до тюнера, картинка может рассыпаться в квадратики и при сильном чистом сигнале.
Требования к антеннам
В соответствии с новыми условиями приема, изменились и основные требования к ТВ-антеннам:
- Такие ее параметры, как коэффициент направленного действия (КНД) и коэффициент защитного действия (КЗД) ныне определяющего значения не имеют: современный эфир очень грязный, и по малюсенькому боковому лепестку диаграммы направленности (ДН), хоть какая-то помеха, да пролезет, и бороться с ней нужно уже средствами электроники.
- Взамен особое значение приобретает собственный коэффициент усиления антенны (КУ). Антенна, хорошо «облавливающая» эфир, а не смотрящая на него сквозь маленькую дырочку, даст запас мощности принятого сигнала, позволяющий электронике очистить его от шумов и помех.
- Современная телевизионная антенна, за редчайшими исключениями, должна быть диапазонной, т.е. ее электрические параметры должны сохраняться естественным образом, на уровне теории, а не втискиваться в приемлемые рамки путем инженерных ухищрений.
- ТВ-антенна должна согласовываться в кабелем во всем своем рабочем диапазоне частот без дополнительных устройств согласования и симметрирования (УСС).
- Амплитудно-частотная характеристика антенны (АЧХ) должна быть возможно более гладкой. Резким выбросам и провалам непременно сопутствуют фазовые искажения.
Последние 3 пункта обусловлены требованиями приема цифровых сигналов. Настроенные, т.е. работающие теоретически на одной частоте, антенны можно «растянуть» по частоте, напр. антенны типа «волновой канал» на ДМВ с приемлемым отношением сигнал/шум захватывают 21-40 каналы. Но их согласование с фидером требует применения УСС, которые либо сильно поглощают сигнал (ферритовые), либо портят фазовую характеристику на краях диапазона (настроенные). И «цифру» такая антенна, отлично работающая на «аналоге», будет принимать плохо.
В связи с этим, из всего великого антенного многообразия, в данной статье будут рассмотрены антенны для телевизора, доступные для самостоятельного изготовления , следующих типов:
Примечание: Z-антенна, если использовать предыдущую аналогию – частый бредень, сгребающий все, что есть в воде. По мере замусоривания эфира она было вышла из употребления, но с развитием цифрового ТВ вновь оказалась на коне – во всем своем диапазоне она так же отлично согласована и держит параметры, как «логопедка».
Точное согласование и симметрирование почти всех описанных далее антенн достигается благодаря прокладке кабеля через т.наз. точку нулевого потенциала. К ней предъявляются особые требования, о которых подробнее будет сказано далее.
О вибраторных антеннах
В полосе частот одного аналогового канала можно передать до нескольких десятков цифровых. И, как уже сказано, цифра работает при ничтожном отношении сигнал/шум. Поэтому в очень удаленных от телецентра, куда сигнал одного-двух каналов еле добивает, местах, для приема цифрового ТВ может найти применение и старый добрый волновой канал (АВК, антенна волновой канал), из класса вибраторных антенн, так что в конце уделим несколько строк и ей.
О спутниковом приеме
Делать самому спутниковую антенну нет никакого смысла. Головку и тюнер все равно нужно покупать, а за внешней простотой зеркала кроется параболическая поверхность косого падения, которую с нужной точностью может выполнить далеко не всякое промышленное предприятие . Единственное, что под силу самодельщикам - настроить спутниковую антенну, об этом читайте тут.
О параметрах антенн
Точное определение упомянутых выше параметров антенн требует знания высшей математики и электродинамики, но понимать их значение, приступая к изготовлению антенны, нужно. Поэтому дадим несколько грубые, но все же поясняющие смысл определения (см. рис. справа):
К определению параметров антенн
- КУ – отношение принятой антенной на основной (главный) лепесток ее ДН мощности сигнала, к его же мощности, принятой в том же месте и на той же частоте ненаправленной, с круговой, ДН, антенной.
- КНД – отношение телесного угла всей сферы к телесному углу раскрыва главного лепестка ДН, в предположении, что его сечение – круг. Если главный лепесток имеет разные размеры в разных плоскостях, сравнивать нужно площадь сферы и площадь сечения ею главного лепестка.
- КЗД – отношение принятой на главный лепесток мощности сигнала к сумме мощностей помех на той же частоте, принятой всеми побочными (задним и боковыми) лепестками.
Примечания:
Следует помнить, что КУ и КНД не обязательно взаимосвязаны. Есть антенны (напр. «шпионская» – однопроводная антенна бегущей волны, АБВ) с высокой направленностью, но единичным или меньшим усилением. Такие смотрят вдаль как бы сквозь диоптрический прицел. С другой стороны, существуют антенны, напр. Z-антенна, у которых невысокая направленность сочетается со значительным усилением.
О тонкостях изготовления
Все элементы антенн, по которым протекают токи полезного сигнала (конкретно – в описаниях отдельных антенн), должны соединяться между собой пайкой или сваркой. В любом сборном узле на открытом воздухе электрический контакт скоро нарушится, и параметры антенны резко ухудшатся, вплоть до полной ее негодности.
Особенно это касается точек нулевого потенциала. В них, как говорят специалисты, наблюдается узел напряжения и пучность тока, т.е. его наибольшее значение. Ток при нулевом напряжении? Ничего удивительного. Электродинамика ушла от закона Ома на постоянном токе так же далеко, как Т-50 от воздушного змея.
Места с точками нулевого потенциала для цифровых антенн лучше всего выполнять гнутыми из цельного металла. Небольшой «ползучий» ток на сварке при приеме аналога на картинке, скорее всего, не скажется. Но, если принимается цифра на границе шумов, то тюнер из-за «ползучки» может не увидеть сигнала. Который при чистом токе в пучности дал бы стабильный прием.
О пайке кабеля
Оплетка (да и центральная жила нередко) современных коаксиальных кабелей делаются не из меди, а из стойких к коррозии и недорогих сплавов. Паяются они плохо и, если долго греть, можно пережечь кабель. Поэтому паять кабели нужно 40-Вт паяльником, легкоплавким припоем и с флюс-пастой вместо канифоли или спиртоканифоли. Пасты жалеть не нужно, припой сразу же растекается по жилкам оплетки только под слоем кипящего флюса.
Частотнонезависимая антенна с горизонтальной поляризацией
Виды антенн
Всеволновая
Всеволновая (точнее, частотнонезависимая, ЧНА) антенна показана на рис. Она – две треугольных металлических пластинки, две деревянных рейки, да много медных эмалированных проволок. Диаметр проволоки значения не имеет, а расстояние между концами проволок на рейках – 20-30 мм. Зазор между пластинами, к которым припаяны другие концы проволок – 10 мм.
Примечание: вместо двух металлических пластин лучше взять квадрат из одностороннего фольгированного стеклотекстолита в вырезанными по меди треугольниками.
Ширина антенны равна ее высоте, угол раскрыва полотен – 90 градусов. Схема прокладки кабеля показана там же на рис. Точка, отмеченная желтым – точка квази-нулевого потенциала. Припаивать в ней оплетку кабеля к полотну не нужно, достаточно туго подвязать, для согласования хватит емкости между оплеткой и полотном.
ЧНА, растянутая в окне шириной 1,5 м, принимает все метровые и ДЦМ каналы почти со всех направлений, кроме провала около 15 градусов в плоскости полотна. В этом ее преимущество в местах, где возможен прием сигналов от разных телецентров, не нужно вращать. Недостатки – единичный КУ и нулевой КЗД, поэтому в зоне действия помех и вне зоны уверенного приема ЧНА не годится.
Примечание : есть и другие типы ЧНА, напр. в виде двухвитковой логарифимической спирали. Она компактнее ЧНА из треугольных полотен в том же диапазоне частот, поэтому иногда используется в технике. Но в быту это преимуществ не дает, сделать спиральную ЧНА сложнее, с коаксиальным кабелем согласовать труднее, поэтому не рассматриваем.
На основе ЧНА был создан очень популярный когда-то веерный вибратор (рога, рогулька, рогатка), см. рис. Его КНД и КЗД что-то около 1,4 при довольно гладкой АЧХ и линейной ФЧХ, так что для цифры он подошел бы и сейчас. Но – работает только на МВ (1-12 каналы), а цифровое вещание идет на ДМВ. Впрочем, на селе, при подъеме на 10-12 м, может сгодиться для приема аналога. Мачта 2 может быть из любого материала, но крепежные планки 1 – из хорошего ненамокающего диэлектрика: стеклотекстолита или фторопласта толщиной не менее 10 мм.
Веерный вибратор для приема МВ ТВ
Пивная всеволновка
Антенны из пивных банок
Всеволновая антенна из пивных банок явно не плод похмельных галлюцинаций спившегося радиолюбителя. Это действительно очень хорошая антенна на все случаи приема, нужно только сделать ее правильно. Причем исключительно простая.
В основе ее конструкции следующее явление: если увеличивать диаметр плеч обычного линейного вибратора, то рабочая полоса его частот расширяется, а прочие параметры остаются неизменными. В дальней радиосвязи с 20-х годов используется т.наз. диполь Надененко, основанный на этом принципе. А пивные банки по размерам как раз подходят в качестве плеч вибратора на ДМВ. В сущности, ЧНА и есть диполь, плечи которого неограниченно расширяются до бесконечности.
Простейший пивной вибратор из двух банок годится для комнатного приема аналога в городе даже без согласования с кабелем, если его длина не более 2 м, слева на рис. А если собрать из пивных диполей вертикальную синфазную решетку с шагом в полволны (справа на рис.), согласовать ее и отсимметрировать с помощью усилителя от польской антенны (о нем речь еще пойдет), то благодаря сжатию главного лепестка ДН по вертикали такая антенна даст и хороший КУ.
Усиление «пивнухи» можно еще увеличить, добавив заодно КЗД, если сзади нее поместить экран из сетки на расстоянии, равном половине шага решетки. Монтируется пивная решетка на мачте из диэлектрика; механические связи экрана с мачтой – тоже диэлектрические. Остальное ясно из след. рис.
Синфазная решетка из пивных диполей
Примечание: оптимальное количество этажей решетки – 3-4. При 2-х выигрыш в усилении будет небольшим, а большее трудно согласовать с кабелем.
Видео: антенна из пивных банок в программе «Дешево и сердито»
«Логопедка»
Логопериодическая антенна (ЛПА) представляет собой собирающую линию, к которой попеременно подключаются половинки линейных диполей (т.е. куски проводника длиной в четверть рабочей волны), длина и расстояние между которыми меняются в геометрической прогрессии с показателем меньше 1, в центре на рис. Линия может быть как настроенной (с КЗ на противоположном от места подключения кабеля конце), так и свободной. ЛПА на свободной (ненастроенной) линии для приема цифры предпочтительнее: она выходит длиннее, но ее АЧХ и ФЧХ гладкие, а согласование с кабелем не зависит от частоты, поэтому на ней мы и остановимся.
Конструкция логопериодической антенны
ЛПА может быть изготовлена на любой, до 1-2 ГГц, наперед заданный диапазон частот. При изменении рабочей частоты ее активная область из 1-5 диполей смещается вперед-назад по полотну. Поэтому, чем ближе показатель прогрессии к 1, и соответственно меньше угол раскрыва антенны, тем большее усиление она даст, но при этом возрастает ее длина. На ДМВ от наружной ЛПА можно добиться 26 дБ, а от комнатной – 12 дБ.
ЛПА, можно сказать, по совокупности качеств идеальная цифровая антенна , поэтому остановимся на ее расчете несколько подробнее. Основное, что нужно знать, что увеличение показателя прогрессии (тау на рис.) дает прирост усиления, а уменьшение угла раскрыва ЛПА (альфа) увеличивает направленность. Экран для ЛПА не нужен, он на ее параметры почти не влияет.
Расчет цифровой ЛПА имеет особенности:
Поясним на примере. Допустим, наши цифровые программы лежат в диапазоне 21-31 ТВК, т.е. в 470-558 МГц по частоте; длины волн соответственно – 638-537 мм. Также допустим, что нам нужно принимать слабый зашумленный сигнал вдали от станции, поэтому берем максимальный (0,9) показатель прогрессии и минимальный (30 градусов) угол раскрыва. Для расчета понадобится половина угла раскрыва, т.е. 15 градусов в нашем случае. Раскрыв можно еще уменьшить, но длина антенны непомерно, по котангенсу, возрастет.
Считаем В2 на рис: 638/2 = 319 мм, а плечи диполя будут по 160 мм, до 1 мм можно округлять. Расчет нужно будет вести, пока не получится Bn = 537/2 = 269 мм, и затем просчитать еще один диполь.
Теперь считаем А2 как В2/tg15 = 319/0,26795 = 1190 мм. Затем, через показатель прогрессии, А1 и В1: А1 = А2/0,9 = 1322 мм; В1 = 319/0,9 = 354,5 = 355 мм. Далее последовательно, начиная с В2 и А2, умножаем на показатель, пока не дойдем до 269 мм:
- В3 = В2*0,9 = 287 мм; А3 = А2*0,9 = 1071 мм.
- В4 = 258 мм; А4 = 964 мм.
Стоп, у нас уже меньше 269 мм. Проверяем, уложимся ли по усилению, хотя и так ясно, что нет: чтобы получить 12 дБ и более, расстояния между диполями не должны превышать 0,1-0,12 длины волны. В данном случае имеем для В1 А1-А2 = 1322 – 1190 = 132 мм, а это 132/638 = 0,21 длины волны В1. Нужно «подтянуть» показатель к 1, до 0,93-0,97, вот и пробуем разные, пока первая разница А1-А2 не сократится вдвое и более. Для максимума в 26 дБ нужно расстояние между диполями в 0,03-0,05 длины волны, но не менее 2-х диаметров диполя, 3-10 мм на ДМВ.
Примечание: остаток линии за самым коротким диполем, обрезаем, он нужен только для расчета. Поэтому реальная длина готовой антенны получится всего около 400 мм. Если наша ЛПА наружная, это очень хорошо: можно уменьшить раскрыв, получив большую направленность и защиту от помех.
Видео: антенна для цифрового ТВ DVB T2
О линии и мачте
Диаметр трубок линии ЛПА на ДМВ – 8-15 мм; расстояние между их осями – 3-4 диаметра. Учтем еще, что тонкие кабели-«шнурки» дают на ДМВ такое затухание на метр, что все антенно-усилительные ухищрения сойдут на нет. Коаксиал для наружной антенны нужно брать хороший, диаметром по оболочке от 6-8 мм. Т.е., трубки для линии должны быть тонкостенными цельнотянутыми. Подвязывать кабель к линии снаружи нельзя, качество ЛПА резко упадет.
Крепить наружную ЛПА к мачте нужно, разумеется, за центр тяжести, иначе малая парусность ЛПА превратится в огромную и трясущуюся. Но соединять металлическую мачту прямо с линией тоже нельзя: нужно предусмотреть диэлектрическую вставку не менее 1,5 м длиной. Качество диэлектрика большой роли тут не играет, пойдет проолифленное и покрашенное дерево.
Об антенне «Дельта»
Если ДМВ ЛПА согласуется с кабелем усилителем (см. далее, о польских антеннах), то к линии можно пристроить плечи метрового диполя, линейные или веерные, как у «рогатки». Тогда получим универсальную МВ-ДМВ антенну отличного качества. Такое решение использовано в популярной антенне «Дельта», см. рис.
Антенна «Дельта»
Зигзаг в эфире
Z-антенна с рефлектором дает усиление и КЗД такие же, как ЛПА, но главный лепесток ее ДН более чем вдвое шире по горизонтали. Это может быть важно на селе, когда есть прием ТВ с разных направлений. А дециметровая Z-антенна имеет небольшие в плане размеры, что существенно для комнатного приема. Но ее рабочий диапазон теоретически не безграничен, перекрытие по частоте при сохранении приемлемых для цифры параметров – до 2,7.
Z-антенна МВ
Конструкция Z-антенны МВ показана на рис; красным выделен путь прокладки кабеля. Там же слева внизу – более компактный кольцевой вариант, в просторечии – «паук». По нему хорошо видно, что Z-антенна родилась как комбинация ЧНА с диапазонным вибратором; есть в ней кое-что и от ромбической антенны , которая в тему не вписывается. Да, кольцо «паука» не обязательно должно быть деревянным, это может быть обруч из металла. «Паук» принимает 1-12 МВ каналы; ДН без рефлектора – почти круговая.
Классический же зигзаг работает или на 1-5, или на 6-12 каналах, но для его изготовления нужны только деревянные рейки, медный эмалированный провод c d = 0,6-1,2 мм да несколько обрезков фольгированного стеклотекстолита, поэтому даем размеры, через дробь для 1-5/6-12 каналов: А = 3400/950 мм, Б, С = 1700/450 мм, b = 100/28 мм, В = 300/100 мм. В точке Е – нулевой потенциал, здесь нужно оплетку спаять с металлизированной опорной пластиной. Размеры рефлектора, тоже 1-5/6-12: А = 620/175 мм, Б = 300/130 мм, Г = 3200/900 мм.
Диапазонная Z-антенна с рефлектором дает усиление в 12 дБ, настроенная на один канал – 26 дБ. Чтобы на основе диапазонного зигзага построить одноканальный, нужно взять сторону квадрата полотна по середине ее ширины в четверть длины волны и пересчитать пропорционально все прочие размеры.
Народный зигзаг
Как видим, Z-антенна МВ – довольно сложное сооружение. Но ее принцип показывает себя во всем блеске на ДМВ. Z-антенну ДМВ с емкостными вставками, сочетающая в себе достоинства «классики» и «паука», сделать настолько просто, что она еще в СССР заслужила звание народной, см. рис.
Народная ДМВ антенна
Материал – медная трубка или алюминиевый лист толщиной от 6 мм. Боковые квадратики цельные из металла или затянутые сеткой, или закрытые жестянкой. В двух последних случаях их нужно пропаять по контуру. Коаксиал резко гнуть нельзя, поэтому ведем его так, чтобы он дошел до бокового угла, а затем не выходил за пределы емкостной вставки (бокового квадратика). В т. А (точка нулевого потенциала) оплетку кабеля электрически соединяем с полотном.
Примечание: алюминий не паяется обычными припоями и флюсами, поэтому алюминиевая «народная» годится для наружной установки только после герметизации электрических соединений силиконом, в ней ведь все на винтах.
Видео: пример двойной треугольной антенны
Волновой канал
Антенна волновой канал
Антенна волновой канал (АВК), или антенна Удо-Яги из доступных для самостоятельного изготовления способна дать наибольшие КУ, КНД и КЗД. Но принимать цифру на ДМВ она может только на 1 или 2-3 соседних каналах, т.к. относится к классу остро настроенных антенн. Ее параметры за пределами частоты настройки резко ухудшаются. АВК рекомендуется применять с очень плохих условиях приема, причем для каждого ТВК делать отдельную. К счастью, это не очень сложно – АВК проста и дешева.
В основе работы АВК – «сгребание» электромагнитного поля (ЭМП) сигнала к активному вибратору. Внешне небольшая, легкая, с минимальной парусностью, АВК может иметь эффективную апертуру в десятки длин волн рабочей частоты. Укороченные и поэтому имеющие емкостный импеданс (полное сопротивление) директоры (направители) направляют ЭМП к активному вибратору, а рефлектор (отражатель), удлиненный, с индуктивным импедансом, отбрасывает к нему то, что проскочило мимо. Рефлектор в АВК нужен всего 1, но директоров может быть от 1 до 20 и более. Чем их больше, тем выше усиление АВК, но уже полоса ее частот.
От взаимодействия с рефлектором и директорами волновое сопротивление активного (с которого снимается сигнал) вибратора падает тем больше, чем ближе к максимуму усиления настроена антенна, и согласование с кабелем теряется. Поэтому активный диполь АВК делают петлевым, его исходное волновое сопротивление не 73 Ом, как у линейного, а 300 Ом. Ценой его снижения до 75 Ом АВК с тремя директорами (пятиэлементную, см. рис. справа) удается настроить почти что на максимум усиления в 26 дБ. Характерная для АВК ДН в горизонтальной плоскости приведена на рис. в начале статьи.
Элементы АВК соединяются со стрелой в точках нулевого потенциала, поэтому мачта и стрела могут быть любыми. Очень хорошо подходят пропиленовые трубы.
Расчет и настройка АВК под аналог и цифру несколько различны. Под аналог волновой канал нужно рассчитывать на несущую частоту изображения Fи, а под цифру – на середину спектра ТВК Fс. Почему так – здесь объяснять, к сожалению, нет места. Для 21-го ТВК Fи = 471,25 МГц; Fс = 474 МГц. ДМВ ТВК расположены вплотную друг к другу через 8 МГц, поэтому их настроечные частоты для АВК рассчитываются просто: Fn = Fи/Fс(21 ТВК) + 8(N – 21), где N – номер нужного канала. Напр. для 39 ТВК Fи = 615,25 МГц, а Fс = 610 МГц.
Чтобы не записывать множество цифр, удобно размеры АВК выражать в долях длины рабочей волны (она считается как Л = 300/F, МГц). Длину волны принято обозначать малой греческой буквой лямбда, но, поскольку в интернете греческого алфавита по умолчанию нет, мы условно обозначим ее большой русской Л.
Размеры оптимизированной под цифру АВК, по рис., таковы:
U-петля: УСС для АВК
- Р = 0,52Л.
- В = 0,49Л.
- Д1 = 0,46Л.
- Д2 = 0,44Л.
- Д3 = 0,43л.
- a = 0,18Л.
- b = 0,12Л.
- c = d = 0,1Л.
Если не нужно большого усиления, но важнее уменьшение габаритов АВК, то Д2 и Д3 можно убрать. Все вибраторы выполняются из трубки или прутка диаметром 30-40 мм для 1-5 ТВК, 16-20 мм для 6-12 ТВК и 10-12 мм на ДМВ.
АВК требует точного согласования с кабелем. Именно небрежным выполнением устройства согласования и симметрирования (УСС) объясняется большинство неудач любителей. Самое простое УСС для АВК – U-петля из того же коаксиального кабеля. Ее конструкция ясна из рис. справа. Расстояние между сигнальными клеммами 1-1 140 мм для 1-5 ТВК, 90 мм для 6-12 ТВК и 60 мм на ДМВ.
Теоретически длина колена l должна быть в половину длины рабочей волны, так и значится в большинстве публикаций в интернете. Но ЭМП в U-петле сосредоточено внутри заполненного изоляцией кабеля, поэтому нужно обязательно (для цифры – особенно обязательно) учитывать его коэффициент укорочения. Для 75-омных коаксиалов он колеблется в пределах 1,41-1,51, т.е. l нужно брать от 0,355 до 0,330 длины волны, и брать точно, чтобы АВК была АВК, а не набором железок. Точное значение коэффициента укорочения всегда есть в сертификате на кабель.
В последнее время отечественная промышленность начала выпускать перенастраиваемые АВК для цифры, см. рис. Идея, надо сказать, отличная: передвигая элементы по стреле, можно точно настроить антенну под местные условия приема. Лучше, конечно, чтобы это делал специалист – поэлементная настройка АВК взаимозависима, и дилетант непременно запутается.
АВК для цифрового ТВ
О «полячках» и усилителях
У многих пользователей польские антенны, ранее прилично принимавшие аналог, цифру брать отказываются – рвется, а то и вовсе пропадает. Причина, прошу прощения, похабно-коммерческий подход к электродинамике. Стыдно порой бывает за коллег, сляпавших такое «чудо»: АЧХ и ФЧХ похожи то ли на ежа-псориазника, то ли лошадиный гребень с выломанными зубьями.
Единственно, что хорошо в «полячках» – их усилители для антенны. Собственно, они и не дают сим изделиям бесславно помереть. Усилители «поячек», во-первых, широкополосные малошумящие. И, что еще важнее – с высокоомным входом. Это позволяет при той же напряженности ЭМП сигнала в эфире подать на вход тюнера в несколько раз большую его мощность, что дает возможность электронике «выдрать» цифру из совсем уж безобразных шумов. Кроме того, вследствие большого входного сопротивления польский усилитель – идеальное УСС для любых антенн: что ни цепляй ко входу, на выходе – точно 75 Ом без отраженки и ползучки.
Однако при очень плохом сигнале , вне зоны уверенного приема, польский усилитель уже не тянет. Питание на него подается по кабелю, и развязка по питанию отнимает 2-3 дБ отношения сигнал/шум, которых может как раз и не хватить, чтобы цифра пошла в самой глубинке. Тут нужен хороший усилитель ТВ сигнала с раздельным питанием. Располагаться он будет, скорее всего, возле тюнера, а УСС для антенны, если оно требуется, придется делать отдельно.
Усилитель ТВ сигнала ДМВ
Схема такого усилителя, показавшая почти 100% повторяемость даже при выполнении начинающими радиолюбителями, приведена на рис. Регулировка усиления – потенциометром Р1. Дроссели развязки L3 и L4 – стандартные покупные. Катушки L1 и L2 выполняются по размерам на монтажной схеме справа. Они входят в состав полосовых фильтров сигнала, поэтому небольшие отклонения их индуктивности не критичны.
Однако топологию (конфигурацию) монтажа нужно соблюдать точно! И точно также обязателен металлический экран (metal shield), отделяющий выходные цепи от прочей схемы.
С чего начать?
Мы надеемся, что и опытные мастера найдут в этой статье некоторое количество полезных им сведений. А новичкам, еще не чувствующим эфир, начинать лучше всего с пивной антенны. Автор статьи, отнюдь и отнюдь не дилетант в данной области, в свое время был немало удивлен: простейшая «пивнушка» с ферритовым согласованием, как оказалось, и МВ берет не хуже испытанной «рогатки». А что стоит сделать ту и другую – см. текст.
Несмотря стремительное развитие интернета, телевидение остаётся главным источником информации для большинства населения. Но для того чтобы в вашем телевизоре была качественная картинка, нужна хорошая антенна. Совсем не обязательно покупать телевизионную антенну в магазине, ведь её можно сделать своими руками и сэкономить при этом приличные деньги.
Как сделать качественные антенны для различных диапазонов вещания и какие материалы при этом использовать, вы сможете узнать прочтя нашу статью.
Существует множество типов и форм телевизионных антенн, ниже приведены основные из них:
Антенны для приёма цифрового телевидения
Весь мир, в том числе и наша страна, перешли с аналогового вещания на цифровое. Поэтому делая антенну своими руками или покупая её в магазине, необходимо знать какая антенна лучше подойдёт для приёма DVB-T2 формата:
Если вы живёте не далеко от телевышки, то вполне можете сделать простейшую антенну для приёма сигнала в DVB-T2 формате своими руками:
- Отмерьте от коннектора 15 сантиметров антенного кабеля.
- Снимите с обрезанного края 13 сантиметров внешней изоляции и оплётки, оставьте только медный стержень.
- Сверяясь с картинкой телевизора, выставите стержень в нужном направлении.
Всё антенна готова! Нужно отметить, что такая примитивная антенна не способна обеспечивать качественный и устойчивый сигнал на удалённом от телевышки расстоянии и в местах с источниками помех.
Антенны своими руками
Давайте рассмотрим несколько вариантов телевизионных антенн, которые можно сделать самостоятельно, из подручных материалов:
Антенна из пивных банок
Антенну из пивных банок можно изготовить буквально за полчаса, из имеющихся у вас под рукой средств. Конечно сверх-устойчивого сигнала такая антенна не обеспечит, но для временного пользования на даче или в в съёмной квартире вполне сгодится.
Антенна из пивных банок
Чтобы сделать антенну вам понадобятся:
- Две алюминиевые банки из под пива или другого напитка.
- Метров пять телевизионного кабеля.
- Штекер.
- Два шурупа.
- Деревянное или пластиковое основание на которое будут крепится банки (многие используют деревянную вешалку или швабру).
- Нож, плоскогубцы, отвёртка, изоляционная лента.
Убедившись в том, что все вышеперечисленные предметы у вас имеются в наличии, произведите следующие действия:
- Зачистите один конец кабеля и присоедините к нему штекер.
- Возьмите второй конец кабеля и снимите с него изоляцию длиной в 10 сантиметров.
- Расплетите оплётку и скрутите её в шнур.
- Снимите слой пластика изолирующий стержень кабеля на расстояние в один сантиметр.
- Возьмите банки и в крутите в них шурупы по центру дна или крышки.
- Присоедините к одной банке стержень, а к другой шнур оплётки кабеля, закрутив их на шурупы.
- Прикрепите банки на основание с помощью изоленты.
- Закрепите на основании кабель.
- Вставьте штекер в телевизор.
- Перемещаясь по комнате, определите место наилучшего приёма сигнала и закрепите там антенну.
Существуют и другие вариации данной антенны, с четырьмя и даже восемью банками, но явного воздействия количества банок на качество сигнала не выявлено.
Как сделать антенну из пивных банок вы также можете узнать из видеоролика:
Зигзагообразная антенна Харченко
Своё название антенна получила в 1961 году, по фамилии её изобретателя Харченко К. П., который предложил использовать для приёма телепередач антенны зигзагообразной формы. Данная антенна очень хорошо подходит для приёма цифрового сигнала.
Антенна Харченко
Для изготовления зигзагообразной антенны вам понадобится:
- Медная проволока диаметром 3-5 мм.
- Телевизионный кабель 3-5 метров.
- Припой.
- Паяльник.
- Штекер.
- Изоляционная лента.
- Кусок пластика или фанеры для основания.
- Болты креплений.
Для начала нужно изготовить рамку антенны. Для этого берём проволоку и и отрезаем кусок 109 сантиметров. Далее сгибаем проволоку таким образом, чтобы у нас получилась рамка из двух параллельных ромбов, каждая сторона ромба должна составлять 13,5 сантиметров, из оставшегося сантиметра сделайте петли для скрепления проволоки. С помощью паяльника и припоя, соедините концы проволоки и замкните рамку.
Возьмите кабель и зачистите его конец таким образом, чтобы у вас с была возможность припаять стержень и экран кабеля к рамке. Далее, припаяйте стержень и экран кабеля в центре рамки. Учтите что экран и стержень не должны соприкасаться.
Установите рамку на основание. Расстояние между углами рамки в месте соединения с кабелем, должно составлять два сантиметра. Размер основания сделайте примерно 10 на 10 сантиметров.
Зачистите второй конец кабеля и установите штекер.
Если необходимо присоедините основание антенны к стойке, для дальнейшей установки на крышу.
Более подробную инструкцию по изготовлению антенны Харченко, вы можете посмотреть в видеоролике:
Антенна из коаксиального кабеля
Для изготовления антенны вам понадобится 75-омный коаксиальный кабель стандартного разъёма. Чтобы рассчитать необходимую для антенны длину кабеля нужно узнать частоту цифрового вещания и разделить её в мегагерцах на 7500, а полученную сумму округлить.
Антенна из кабеля
Получив длину кабеля сделайте следующее:
- Зачистите кабель с одной стороны и вставьте в разъём для антенны.
- Отступите два сантиметра от края разъёма и сделайте отметку от которой будете отмерять длину антенны.
- Отмерив нужную длину, откусите лишнее плоскогубцами.
- В районе отметки снимите изоляцию и оплётку кабеля, оставьте только внутреннюю изоляцию.
- Загните очищенную часть под углом в 90 градусов.
- Произведите настройку телевизора с новой антенной.
Визуально закрепить информацию вы можете посмотрев видеоролик:
Спутниковая антенна
Стоит сразу оговорится, что для приёма спутникового сигнала необходим тюнер и специальная приставка. Поэтому, если у вас нет в наличии этого оборудования, то создание спутниковой антенны своими руками будет не возможно, поскольку сами вы сможете изготовить только параболический отражатель:
Все перечисленные выше способы, могут рассматриваться всерьёз только из спортивного интереса, поскольку изготовление параболического отражателя в ручную, процесс очень трудоёмкий и дорогой. К тому же, произвести точные расчёты параметров спутниковой антенны в домашних условиях, очень сложно. Поэтому советуем вам не оригинальничать и покупать спутниковую антенну в полном комплекте.
Антенный усилитель
Если в месте где вы живете слабый телевизионный сигнал и обычная антенна не может обеспечить качественную картинку в вашем телевизоре, то помочь в этой ситуации может антенный усилитель. Изготовить его своими руками, вы сможете если немного разбираетесь в радиоэлектронике и умеете паять.
Усилители нужно устанавливать как можно ближе к антенне. Питание антенного усилителя лучше осуществлять по коаксиальному кабелю через развязку.
Схема питания развязки
Развязка устанавливается внизу у телевизора и на неё от адаптера подаётся питание в 12 вольт. Двухкаскадные усилители потребляют ток не больше 50 миллиампер, по этой причине мощность блока питания не должна превышать 10 ватт.
Все соединения антенного усилителя на мачте нужно производить при помощи спаивания, поскольку установка механических соединений приведёт к их коррозии и разрыву, при дальнейшей эксплуатации в условиях агрессивной внешней среды.
Бывают случаи, когда приходится принимать и усиливать слабый сигнал при наличии мощных сигналов от других источников. В этом случаи на вход усилителя попадают одновременно слабые и сильные сигналы. Это приводит к блокировке работы усилителя или переводу его в нелинейный режим, смешивающий оба сигнала, что выражается в наложении изображения с одного канала на другой. Исправить ситуацию поможет уменьшение напряжения питания усилителя.
Учтите, что на дециметровые усилители очень сильно влияют сигналы в метровом диапазоне. Для ослабления воздействия метровых сигналов, перед усилителем ДМВ ставят фильтр верхних частот, который блокирует метровые волны и пропускает сигналы только дециметрового диапазона.
Ниже приведена схема антенного усилителя метрового диапазона:
Также предлагаем ознакомиться со схемой дециметрового усилителя:
С принципом работы антенного усилителя вы можете ознакомится в видеоролике:
Теперь, ознакомившись со схемами и вооружившись паяльником, вы смело можете начинать изготовление антенного усилителя.
Надеемся что наша статья про телевизионные антенны оказалась для вас полезной!