Известная в СССР антенна «волновой канал» может иметь и другие названия: директорная, Яги и Уда – Яги .
Последние таинственные сочетания слов - это фамилии двух японских изобретателей, которые в 1926 году создали эту антенну.
Как правило, это основной тип антенн, которые в настоящее время используются для приёма телевизионных программ на расстоянии до 70 километров от передатчика, как в метровом, так и дециметровом диапазоне волн. Будущее за вещанием именно в дециметровом диапазоне, где помимо основных программ вот уже несколько лет идут передачи в цифровом формате и в этом же режиме уже передаются все программы, которые занимают пока ещё метровый диапазон (50 -220 МГц).
Наступило время малогабаритных антенн диапазона 480 – 800 МГц, ибо, чем выше частота, тем меньше длина волны и, следовательно, меньше размеры самой конструкции, и нет никакого смысла держать на шесте громоздкие и дорогие антенны.
На сегодня не все покупные антенны внешне похожие на «волновой канал» обеспечивают уверенный приём в дециметровом диапазоне. Чтобы разобраться в происходящем я решил сделать самодельную антенну из металлопласта, а для удобства собрать её трансформируемой, чтобы на практике убедиться, как её элементы влияют на параметры приёма.
Для этого вытаскиваю на белый свет из прошлого века пожелтевший листок из старинного советского справочника радиолюбителя, и начинаю делать самодельную антенну, которую ещё мастерили наши отцы и деды.
Как образец я сделал комнатную или чердачную антенну, и, забегая вперёд скажу, что количество элементов с запасом хватило, чтобы без усилителя принять мультиплексные пакеты на уровне мансардного окна деревянного дома, на расстоянии 90 километров от Останкино в низине.
В качестве элементов антенны я использовал металлопласт с диаметром 16 мм, материал, продающийся на строительных рынках. Это высококачественная алюминиевая трубка со всех сторон обтянутая пластиком.
Элементы антенны.
1.Активный петлевой вибратор, его периметр равен длине волны, а входное сопротивление 292 Ом. Максимальная ширина рабочей полосы частот составляет +/- 20 процентов (для средней частоты 600 МГц рабочая полоса частот будет в пределах 480 – 720 МГц).
2.Рефлектор. У современных антенн их бывает несколько.
3.Директоры. Их количество в основном у самых широко распространённых антенн доходит до 12 штук. Считается, что чем их больше, тем выше коэффициент усиления антенны и уже диапазон. У девятидиректорной дециметровой антенны из справочника, коэффициент усиления составляет от 11,5 до 8,5 дБ, и его величина падает с ростом частоты. А чтобы добиться прироста коэффициента усиления на 2 дБ, стрелу антенны с наращенными директорами придётся увеличить в два раза. Правда, таких длинных антенн я ещё не встречал.
Конструктивные части антенны.
4.Стрела – часть конструкции, которая служит для крепления элементов антенны. Вдоль стрелы находятся точки нулевого потенциала, поэтому используемый материал не влияет на параметры антенны и может быть выполнен из металла или диэлектрика, например, из дерева или пластика. Если антенна будет эксплуатироваться вне помещения на мачте, то стрела обязательно должна быть металлической, и точка крепления середины вибратора к стреле должна иметь отличный электрический контакт для дальнейшего заземления антенны.
 |
| Директорная антенна. |
5.Скобы крепления элементов антенны.
6.Коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, например RG -59 или РК 75 - 3,7 – 35 М. На частотах дециметрового диапазона важно качество кабеля снижения, так как чем длиннее кабель, тем сильнее потери в нём.
7.Симметрирующе-согласующее устройство, выполненное в виде U – колена из того же коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом. Длина этого кабеля в виде буквы U равна от 0,33 до 0,5 длины волны. Согласно старым справочным данным данное согласующее устройство обеспечивает согласование не более +/- 20 процентов от центральной частоты, что составит диапазон 480 - 720 МГц, а учитывая и диапазон согласования петли, общая максимальная полоса рабочих частот антенны составит 480 – 650 МГц.
 |
U -колено - симметрирующе-согласующее устройство, длина которого теоретически равна половине длины волны. Учитывая материал изоляции кабеля, используют коэффициент укорочения, который для коаксиального кабеля из вспененного полиэтилена составляет около Ку = 1.51 (указывается в характеристиках на данный кабель). Поэтому реальная длина U -колена будет меньше в 1.51 раз, что составит 0,33 длины волны. В процессе регулировки, уменьшая длину кабеля, добиваются оптимального согласования по минимальному КСВ в полосе частот. Первоначальная длина согласующего устройства 250 мм. |
8. Изолирующая коробка.
Изготовление антенны.
Исходные размеры даны на рисунке. Как видно они не сильно критичны. Выбирая частоту, я учёл из практического опыта изготовления простых антенн из металлопласта его характеристики, способные уводить настройку частоты вниз примерно на 50 МГц и выбрал для удобства округлённую расчётную частоту 600 МГц, чтобы настроить антенну на диапазон московских мультиплексных пакетов 498 – 578 МГц.
Испытание антенны.
Осенняя изморось и туман – вот то радостное настроение, самое подходящее время для испытания самодельных антенн. Дополняют тяжёлые условия испытаний – мокрая крыша из мягкой кровли, не сброшенная холодами листва деревьев и низкая болотистая местность, окружённая лесами Владимирской области в 90 километров от Останкино. В полдничное время, под звук дождя, удобно устроившись в мансарде, я словно мальчишка, устанавливающий корабельные мачты на каравеллу собирал антенну. Вот уже перещелкиваю аналоговые телевизионные каналы дециметрового диапазона, неплохо для самоделки (от «Перца», 487 МГц до «Пятницы», 607 МГц просто отлично). Именно на эти частоты я планировал сделать антенну.
Настраиваясь на один из каналов, трансформирую антенну, оставляя её без крайнего элемента-директора. Качество изображения не меняется.
Вытаскиваю второй элемент-директор, и замечаю появления зашумлённости, что указывает на уменьшение усиления антенны.
Удаляю рефлектор, оставляя одну петлю – совсем плохо.
Возвращаю элемент-директор на место. Такая же картина качества изображения, что и с рефлектором.
Выводы.
Антенна имеет ограниченный диапазон усиления. Трехэлементная антенна вполне достаточна для моих условий приёма.
Теперь подключаю цифровую приставку к вновь восстановленной антенне. Как и ожидал, с запасом по усилению, проходят 3-и мультиплексных пакета. Опять вытаскиваю по очереди элементы директоры и слежу за уровнем сигнала в процентах.
Крайний ни на что не влияет.
Вытаскиваю второй элемент, и уровень сигнала возрос на процент!?....
А в это время «директорная» покупная антенна «Локус - Про», что в гостевом домике брала только один из трёх мультиплексных пакета. Звоню соседу, который в 2-х километрах от меня, у него крутая покупная антенна с тремя директориями, а он говорит, что сейчас цифровое вещание не работает….
Выводы.
Для приёма эфирного цифрового телевидения нет необходимости использовать сложные громоздкие антенны. Сама антенна не требует слишком большой высоты установки. Не редко сбои при приёме эфирного цифрового телевидения бывают из-за некачественного антенного усилителя. Надежнее будет использовать несколько малогабаритных антенн без усилителя для каждого телевизора, если таковые имеются.
Если сравнивать мои самодельные антенны «волновой канал» с 4-х петлевой антенной «Олимп 2014», то кольца пока в лидерах, так как перекрывают весь дециметровый диапазон и неплохо зарекомендовали себя при работе в плохих погодных условиях на предельных расстояниях приёма.
Так почему же в плохую, дождливую погоду остронаправленные антенны, с большим коэффициентом усиления, с отличной помехозащищённостью повели себя неадекватно?
Понять это явление можно, если представить приёмную антенну как передающую. Тогда антенна - это фонарь с узким сфокусированным лучом, а чем больше директоров в антенне, тем более острая её диаграмма и лучше фокусировка луча, а этот сфокусированный луч просто упёрся в мокрые верхушки деревьев или в дождевую тучу и растворился там. При более широкой диаграммы направленности, то есть при меньшем усилении антенны, когда элементы–директора отсутствуют, фокус луча более расплывчатый, зато охватывает большую зону приёма, и широкий луч просто обходит тучу по кругу, или проходит между мокрыми верхушками деревьев и тучей.
Москвичам всегда везёт, у них все цифровые каналы рядом! Им антенна «волновой канал» подойдёт и в упрощённом виде. Да им любая антенна подойдёт! А как быть нам? У нас разнос между мультиплексными пакетами более 200 МГц! Складывать антенны этажерками, где каждый этаж работает на свой диапазон! Именно эти комментарии я уже предвидел и даже начал складывать антенны этажеркой. Но что из этого получилось, вы узнаете позже. Впрочем, уже неплохо получается.
Ю. ФИЛИЧЕВ, г. Вильнюс, Литва
Радио, 2003 год, № 2
Для приема телевизионных сигналов в диапазоне ДМВ , особенно в неблагоприятных условиях, необходимо использовать хорошие антенны с антенными усилителями, т. е. активные антенны . Об опыте постройки таких антенн и рассказывает автор публикуемой статьи.
В диапазоне ДМВ применение эффективных антенно-фидерных систем (АФС) для приема сигналов в сложных условиях не потеряло своей актуальности. Относительно малая длина λ этих волн позволяет создавать высокоэффективные антенны при сравнительно небольших размерах.
После длительных экспериментов с разными антеннами за основу была взята известная зигзагообразная антенна Харченко , показанная на рис. 1.
Конструктивно в классическом виде полотно антенны состоит из двух одинаковых ромбовидных частей, повернутых одна относительно другой на 180°. Следовательно, такая антенна симметрична. Эта особенность допускает применение антенных усилителей (АУ) с симметричным входом и большим усилением, например, пластинчатых усилителей (ПАУ) SWA и др. .
Усиление зигзагообразной антенны зависит от отношения l/λ, а ее входное сопротивление - от отношений l/d и l/λ. Максимальное усиление достигается при длине l = 0,375λ, но при этом оно сильно зависит от диаметра провода.
При l = 0,25λ усиление получается, конечно, меньше, но и зависимость от диаметра провода уменьшается.
При изменении угла α изменяются габариты полотна. Так, если α = 90°, то SH = 2√2l = 2,83l; SE = l√2= 1,41l, а если α = 120°, то SH = 2l; SE = 1,73l. Это необходимо учитывать при создании сложных АФС (об этом дальше). Основные размеры полотна антенны, например, для 29-го канала сведены в табл. 1.
Следует также иметь в виду и то, что с уменьшением диаметра провода и увеличением периметра полотна усиление растет. Кроме того, при выборе более тонкого провода уменьшается парусность антенны.
Различные конструктивные исполнения антенны имеют разные входные сопротивления (табл. 1). Следовательно, необходимы и разные способы согласования симметричного входа полотна с симметричным входом АУ, имеющим входное сопротивление 300 Ом. Они показаны на рис. 2 .
При входном сопротивлении полотна 300 Ом АУ, конечно, можно подключить непосредственно к точкам а - а. Однако для увеличения усиления и направленного действия антенны полотно обычно используют вместе с рефлектором (о нем будет рассказано ниже). Поэтому АУ лучше установить за рефлектором, соединив с полотном симметричной линией с волновым сопротивлением 300 Ом так, как показано на рис. 2,а - для воздушной линии, на рис. 2,6 - для кабеля КАТВ или на рис. 2,в - для кабеля РК-150. В последнем случае оплетки двух отрезков кабеля спаивают одну с другой на концах.
Во всех случаях необходимо учитывать коэффициент укорочения линии К. Для воздушной линии из проводов (рис. 2,а) - К=0,975, для КАТВ (рис. 2,6) - К = 0,8, для кабеля РК-150 (рис. 2,в) - К = 0,75...0,86 в зависимости от типа кабеля.
Наиболее удобно (по мнению автора) использовать полотно с входным сопротивлением 75 Ом. В этом случае для согласования можно применить четвертьволновый согласующий трансформатор из линии с волновым сопротивлением 150 Ом так, как изображено на рис. 2, г. Он образован двумя отрезками кабеля РК-75 длиной 0,25λKn, где n - нечетное число. Коэффициент К равен 0,65789 для кабеля с полиэтиленовой изоляцией. Размеры трансформатора даны по спаянным на концах оплеткам.
Формула для расчета трансформатора известна:
Zтр = √Zвх Zвых,
поэтому и получается
Zтр = √75 300 = 150 Ом.
Разомкнутый согласующий шлейф, показанный на рис. 2,д, и четвертьволновый трансформатор (рис. 2,е) позволяют согласовать АУ и антенну с входным сопротивлением, равным менее 300 Ом. Для изготовления шлейфа используют графики в . Ориентировочные коэффициенты для расчета шлейфа и параметры четвертьволнового трансформатора указаны в табл. 2 . Основное требование для шлейфа - Zл = Zш = 300 Ом. Размеры шлейфа и соединительной линии связаны соотношением А = В + С.
На рис. 2,д представлен способ подключения полотна с Rвх = 100 Ом к АУ с Rвх = 300 Ом, причем В = 0,13λК, а С = 0,09λК. Для подключения используют симметричный кабель КАТВ (SLX-300) или воздушную линию с волновым сопротивлением 300 Ом. Для второго случая отношение (D/d) = 6,11. При использовании провода диаметром 3,569 мм расстояние между осями проводов равно D = 21,8 мм. Для сохранения фиксированного расстояния между проводами вдоль линии размещают несколько поперечных распорок из высококачественных изоляционных материалов, не ухудшающих свойств при воздействии окружающей среды (фторопласт, полиэтилен, органическое стекло). Следует иметь в виду, что, перемещая шлейф в точках в - в и изменяя тем самым размер С, можно добиться более четкого изображения на экране телевизора.
Четвертьволновый трансформатор можно изготовить из трубок диаметром более 10 мм, как на рис. 2,е . При меньшем диаметре зазор между трубками будет очень мал, что затруднит изготовление трансформатора.
Приведем пример расчета полотна для 29-го канала. При Fиз = 535,25 МГц найдем λиз = 300 000/Fиз = 560,48 мм. Если Rвх = 75 Ом и α = 90°, размер стороны ромбовидной части (см. табл. 1) равен l = 0,29λ = 162,5 мм, α (l/d) = 32.. .75. Следовательно, диаметр провода полотна равен 2,1...5,1 мм. Можно применить полоски шириной 2d, т. е. 4,2...10,2 мм, из меди или дюралюминия.
Отметим, что на всех последующих рисунках размеры даны для 29-го канала. Пересчет на другие каналы не сложен: зная отношение частоты 29-го канала к частоте определяемого канала, известные размеры умножают на это отношение.
Конечно, полотно антенны, кроме ромбовидных частей, может представлять собой и другие формы, например, зигзагокольцеобразную со сплошными металлическими секторами, как показано на рис. 3 . В зависимости от угла β полотно имеет различное входное сопротивление. Например, при β = 90° оно равно Rвх = 100 Ом, а при β = 140° - Rвх = 75 Ом. Это определяет и разные способы согласования полотна с АУ. Так, полотно при β = 90° более широкополосно и согласуется шлейфом в соответствии с рис. 2, д . При β = 140° антенна будет более узкополосной из-за необходимости применения четвертьволнового согласующего трансформатора по рис. 2, г.
Для изготовления такого полотна используют пластины из латуни толщиной 0,3 мм. С целью уменьшения парусности полотна в каждом секторе сверлят по 15-20 отверстий диаметром 5 мм с равномерным распределением по площади.
Размеры шлейфа для согласования по рис. 2, д следующие: В=60 мм, С=40 мм, отрезки в - с кабеля КАТВ могут быть длиной 224n мм, где n=1,2,3.... Четвертьволновый трансформатор из кабеля РК-75 при согласовании по рис. 2, г может иметь длину 92,18n мм, где n = 1,3,5,7....
По табл. 1 можно выбрать любое полотно из 25 предложенных исходя из наличия материалов или других характеристик.
Диаграмма направленности полотна антенны (без рефлектора) - двухлепестковая вида «восьмерки», поэтому применение рефлектора во всех случаях целесообразно и эффективно, так как улучшает направленные свойства и повышает усиление антенны примерно на 3 дБ при конструктивном исполнении рефлектора, аналогичном полотну. Однако более эффективный способ увеличения усиления антенны примерно на 7 дБ - установка рефлекторной решетки или сетки с мелкими ячейками. Решетка/сетка должна быть сварной и иметь антикоррозионное покрытие. Размеры решетки/сетки должны быть на 5...10 % больше вертикального (Sн) и горизонтального (SE) размеров полотна.
Решетку/сетку располагают на расстоянии h=100...50 мм позади полотна в зависимости от принимаемого канала (21-69). Значение h влияет на входное сопротивление полотна и может служить дополнительным способом улучшения согласования всей АФС. Изменяя h при размещении решетки на резьбовых шпильках, добиваются более четкого изображения с наименьшим уровнем шумов («снега») на экране телевизора.
Использование рефлекторной решетки/сетки изменяет диаграмму направленности антенны, превращая ее в узкую однолепестковую. В результате прием со стороны рефлектора значительно ослаблен, что повышает помехозащищенность АФС.
Еще большего увеличения направленного действия и усиления антенны можно добиться, если применить синфазное включение двух и более полотен - синфазные решетки. Это позволяет принимать передачи на значительном расстоянии и в сложных условиях. Такие антенны представляют собой несколько параллельно включенных полотен, разнесенных по горизонтали или (и) по вертикали в одной плоскости.
Для примера на рис. 4 представлено синфазное включение двух полотен с входным сопротивлением 150 Ом, разнесенных по вертикали. Изображенное на рисунке полотно можно считать модификацией зигзагокольцеобразной антенны с углом β = 0 или разновидностью кольцевой. Антенна хорошо работает в диапазоне ДМВ при диаметре провода всего 1,5 мм.
Способы согласования такой антенны с АУ могут быть различными. Так, на рис. 4 показан вариант включения двух полотен, расположенных на оптимальном расстоянии 0,7λ по вертикали, с линией питания, подключенной к нижнему полотну (зтажу). Для связи между этажами использована двухпроводная линия длиной λК. Линия образована двумя отрезками кабеля РК-75 (К=0,65789). Она симметрична и имеет волновое сопротивление 150 Ом, что обеспечивает хорошее согласование с полотном.
В результате такого параллельного соединения двух одинаковых полотен входное сопротивление всей АФС в точках а - а1 получается равным 75 Ом. Согласование с АУ сделано четвертьволновым согласующим трансформатором по рис. 2,г. образованным двумя отрезками кабеля РК-75.
Для объединения полотен при центральном питании между ними включают две последовательно соединенные симметричные линии по рис. 2,в длиной 0.5ХК (184,4 мм по спаянным оплеткам на концах), но образованных отрезками кабеля РК-75. При этом в центральных точках в - в получается входное сопротивление антенны 75 Ом. К ним и подключают тот же четвертьволновый согласующий трансформатор, что и на рис. 4.
Аналогично используют полотна по рис. 1 с углом α = 120°. Если применены такие полотна с углом α = 90°, то лучше их разнести по горизонтали.
Синфазное включение трех одинаковых полотен по рис. 1 с центральным питанием изображено на рис. 5. Решетка снабжена рефлекторной сеткой. Входное сопротивление каждого полотна равно около 100 Ом и слабо зависит от диаметра провода. Для проверки были использованы провода диаметром 1,2 [(l/d) = 117] и 2,76 [(l/d) = 51] мм. Размеры соединительных линий λК останутся те же, если использовать и другие полотна с Rвх = 100 Ом (по рис. 1 при α = 120° или по рис. 3 при β = 90°).
Полотна соединяют между собой параллельно симметричными линиями с волновым сопротивлением 100 Ом, образованными отрезками кабеля РК-50 длиной (по спаянным оплеткам), равной λК (это условие - обязательное!). В точках в - в общее входное сопротивление антенны равно 33,3 Ом. Согласование с АУ обеспечивается четвертьволновым трансформатором из отрезков кабеля РК-50 (по рис. 2,г) длиной 277 мм.
Все полотна закрепляют на планке из органического стекла толщиной 5 мм. К рефлектору и мачте планка закреплена четырьмя резьбовыми шпильками в точках 0. Рефлекторную сетку (ячейки с размерами 18x18 мм) удаляют от полотна антенны на расстояние h = 105 мм, изменяемое на ±15 мм.
Как уже было выше сказано, АУ устанавливают за рефлектором на мачте и подключают к полотну в точках с - с. Блок питания (БП) АУ размещают рядом с телевизором или на его задней стенке так, как показано на рис. 6 . Постоянное напряжение 12 В с БП поступает по кабелю снижения РК-75 через развязывающее устройство (РУ), включенное в соответствии с рис. 7. РУ состоит из дросселя L1 и конденсатора С2.
Обычно ПАУ типов SWA, GPS и др. питают от маломощных БП, которые имеют различные схемные решения, но чаще всего не защищены от короткого замыкания в нагрузке. А такая защита необходима. Кроме того, если прием телевизионных сигналов происходит с разных направлений, например, на две антенны, то переключение кабелей от антенн на входе телевизора вносит ряд неудобств, причем быстро изнашиваются разъемы. Поэтому желательно предусмотреть их автоматическое переключение.
Для устранения указанных недостатков были разработаны различные БП АУ. Принципиальная схема одного из вариантов БП с применением реле для автоматического переключения антенн представлена на рис. 8 . Прием сильных сигналов ДМВ обеспечивает антенна А1 без АУ, подключенная к гнезду XW2, причем БП в этом случае выключен. Для приема слабых сигналов подключается антенна А2 (XW3) с АУ, что происходит при включении БП.
БП включается при нажатии на кнопку SB1. При этом срабатывает реле К1 и его контакты К1.1 блокируют кнопку SB1, удерживая БП включенным. Контакты К1.2 отключают антенну А1 и подключают антенну А2 к телевизору. Выпрямленное напряжение, индицируемое светодиодом HL2, с выхода БП проходит на АУ.
При коротком замыкании в АУ или фидере напряжение на выходе БП и ток через обмотку К1 реле упадут. Реле отпустит контакты К1.1, которые выключат БП. Светодиод HL2 и лампа HL1 погаснут.
Резистор R1 подбирают так, чтобы при стабилизированном напряжении 12В обеспечить четкое срабатывание реле при минимальном токе через его обмотку. Реле может быть любое, например, РЭС47 (паспорт РФ4.500.409). Лампа HL1 (6,3 В х 0,28 А) индицирует включение БП по сети и одновременно служит предохранителем в первичной цепи трансформатора Т1. Трансформатор - любой с напряжением на обмотке II - 9...11 В. Дроссель L1 - также любой, например, ДМ-0,6. Микросхема КР142ЕН8Б обеспечивает максимальный ток 1,5 А и имеет защиту от перегрузок по току. Однако БП потребляет не более 0,1 А, поэтому можно применить менее мощную микросхему, например, 78L12.
Для приема сигналов в диапазоне ДМВ в журнале рассмотрено несколько АУ, например, . Все они имеют входное сопротивление 75 Ом. Их тоже можно использовать с описанными антеннами с симметричным входом. Для этого нужно применить известное согласующее симметрирующее устройство (ССУ) на ферритовом кольце, включаемое по схеме на рис, 9,а . Но можно установить ССУ в виде U-пет-ли по рис. 9 ,б. Кабель, идущий к АУ, должен быть коротким и лучше длиной 0.5λК.
Выбирая место установки антенны, необходимо помнить, что каждый лишний метр кабеля снижения ослабит сигнал в диапазоне ДМВ на 0,16...0,4 дБ. Чем тоньше кабель, тем больше потери. При окончательном монтаже АФС желательно устанавливать новый кабель, так как к концу его срока хранения (он определен в 12 лет) коэффициент затухания увеличивается на 30...60%. Кабель лучше выбирать более высокочастотный, с большим диаметром центрального проводника. Следует также обеспечить надежную гидроизоляцию в местах пайки.
ЛИТЕРАТУРА
Популярность интернета среди населения постоянно растет. Однако многие люди проживают в таких местах, где сигнал очень слабый или отсутствует вообще. В связи с этим, очень остро встает проблема увеличения мощности и качества приема интернета. Медленная скорость отнимает много времени и не дает желаемого результата. Поэтому нередко на помощь приходит внешняя антенна Харченко, сконструированная в виде , материалом для которого служит толстая медная проволока. Соединение квадратом между собой происходит в местах незамкнутых углов, где и выполняется подключение телевизионного кабеля.
Такая антенна требует точный расчет под цифровое эфирное телевидение. Для улучшения направленности в некоторых конструкциях может быть установлена решетка или сплошной экран из токопроводящего материала. Подобная биквадратная антенна позволяет решить множество проблем с приемом сигнала и скоростью интернета. Самодельные конструкции, включающие в себя различные типы антенны Харченко изготавливаются сравнительно легко и включают в себя металлические и пластиковые детали, а также элементы из других материалов, соединяемые разными способами. Подобные конструкции легко изготавливаются самостоятельно, в том числе и антенна Харченко для ТВ своими руками.
В настоящее время многие пользователи стремятся увеличить скорость своего мобильного интернета. Особенно остро эта проблема стоит перед теми, кто проживает на значительном удалении от базовой станции, пользуясь интернетом на очень низкой скорости. В таких ситуациях наилучшим выходом из положения становится антенна Харченко для 3g модема своими руками, которую достаточно легко изготовить в домашних условиях.
Эта рамочная конструкция известна как ДМВ антенна еще с 60-х годов прошлого века. Она имеет зигзагообразную рамочную конфигурацию, благодаря которой устройство становится очень эффективным.
Система состоит из двух квадратных элементов. Для того чтобы сделать расчет антенны для 3g модема на частоту 2100 МГц, размер каждой стороны квадрата должен составлять 53 мм. Вся конструкция выполняется в виде сцепленной структуры, включающей в себя две ромбовидные фигуры с внутренними углами 1200. Это делается с целью снижения внутреннего сопротивления устройства. Соединение ромбов осуществляется между собой методом пайки. Сюда же в дальнейшем припаивается кабель высокой частоты.
Более точные данные можно получить, используя онлайн калькулятор для расчета антенны Харченко, в который достаточно всего лишь ввести необходимые исходные данные.
Для повышения эффективности прибор может использоваться совместно с рефлектором. Обычно эта деталь является металлической пластиной, а наиболее подходящим материалом для ее изготовления служит фольгированный текстолит. В данном случае антенны включает в себя определение расстояния между приемным устройством и рефлектором. После расчетов и заготовки материалов, может быть изготовлена антенна Харченко для модема своими руками.
Соединение деталей между собой осуществляется с помощью термоклея. Зафиксировать нужное расстояние между элементами можно с помощью какого-либо предмета с наиболее подходящими размерами. Затем выполняется подключение антенны к устройству. Поскольку в модемах отсутствуют разъемы для подключения внешних антенн, они просто обматываются проволокой, которая затем соединяется через кабель с приемным устройством. В случае необходимости, по такой же схеме может быть изготовлена антенна Харченко для 4g модема.
По окончании сборки, на противоположном конце кабеля, который будет соединяться с модемом, нужно собрать так называемое устройство согласования, предусмотренное специально для таких приборов. Для этой цели используется медная фольга, такая же, как в печатных платах. Выполняемый расчет антенны для 4g модема такой же, как и в предыдущем варианте.
При наличии разъема для внешней антенны, подключение кабеля осуществляется с помощью специального переходника. После всех соединений, антенна для модема считается готовой к использованию. Настройка приема сигнала для 4g выполняется экспериментально, путем медленного поворота конструкции вокруг оси до получения наиболее четкого сигнала. Качество сигнала определяется количеством черточек на значке, отображаемом на компьютере или мобильном телефоне.
Для работы цифрового телевидения используется диапазон дециметровых волн. Поэтому перед конструированием следует выполнить антенны Харченко для DVB t2, чтобы максимально усилить прием сигнала.
Сама конструкция выглядит достаточно компактно, изготавливается в классическом варианте из двух ромбов, в итоге получается антенна зигзагообразная без рефлектора. В качестве основы может использоваться любой токопроводящий материал, например, медный или алюминиевый проводник, диаметром 1-5 мм. Также подойдут трубки, полоски, уголки, профили и т.д. Лучше всего для этих целей подходит медная проволока толщиной 3 мм. Она очень легко гнется, выравнивается и паяется. Далее должна изготавливаться в определенной последовательности. Сопротивление телевизионного кабеля должно быть примерно 50-75 Ом.
Качество цифрового сигнала не зависит от расстояния, как это происходит в аналоговом телевидении. В данном случае, когда антенна для ТВ нормально работает сигнал нормально поступает в телеприемник, если же имеют место сбои, то никакого сигнала вообще не будет. Соответственно не будет и изображения. Если сигнал есть и он нормально принимается, то изображение будет одинакового качества на всех каналах. Этот фактор нужно обязательно учитывать, когда выполняется для цифрового ТВ, хотя индивидуальные настройки могут быть разными для того или иного региона.
Непосредственно телевизионная антенна Харченко изготавливается в определенной последовательности:
Выносная антенна направленного действия способна существенно увеличить возможности мобильного телефона и повысить качество связи при нахождении абонента в отдаленной местности. В продаже не всегда можно встретить наиболее подходящий вариант, поэтому лучшим выходом из положения становится антенна Харченко для сотовой связи, изготовленная из подручных материалов своими руками.
Наиболее доступный вариант представляет собой стандартную конструкцию, рассмотренную выше. Такая антенна размеры должна иметь исходя из конкретных условий эксплуатации. Все необходимые материалы продаются в хозяйственном магазине. Наиболее простые конструкции могут напрямую соединяться с кабелем и не требуют каких-либо специальных настроек.
Необходимо в первую очередь запастись медной проволокой, диаметром 2-3 мм. Можно взять изолированный провод и снять с него изоляцию. Если соединения будут производиться без пайки, потребуются специальные разъемы для антенн F-типа и соединители. Когда планируется две антенны Харченко соединить в параллель возможно понадобится рефлектор, который может быть жестяным или алюминиевым. Изоляция стыков выполняется с помощью термоусадочной трубки или изоленты. Для соединения методом пайки потребуется паяльник.
Медная проволока, подготовленная заранее, изгибается и превращается в зигзагообразную рамку, представляющую собой два ромба. Стороны каждого из них имеют длину 80 см, а общее расстояние между противоположными углами составит 226 см. Далее калькулятор антенны определяет точку соединения этих ромбов, как место соединения с кабелем. К данной точке припаивается кусок кабеля, размером 50 см, а к его противоположному концу накручивается разъем F-типа. Далее к разъему подключается основной кабель необходимой длины.
В некоторых случаях расчет антенны Харченко онлайн предполагает установку рефлектора, значительно усиливающего прием сигнала в определенной местности. Конструкция получается такая же, как антенна для т2, когда выполняется соединение между собой нижнего конца рамки и рефлектора через оплетку кабеля. С этой целью в рефлектор дополнительно вкручивается болт длиной 50 мм, к которому с помощью стяжки притягивается разъем F-типа. Предварительно к этому разъему припаивается кабель и рамка, расположенная на расстоянии свыше 40 мм. Таким образом, антенна Харченко для мобильного телефона, сделанная самостоятельно в наиболее простом варианте, готова к использованию.
Для непосредственного соединения приемного устройства с мобильным телефоном используется пигтейл, представляющий собой специальный провод. Один его конец соединяется с антенным кабелем, а другой - при помощи разъема с антенным гнездом телефона. В данном случае проблема рассчитать антенну отсутствует и какие-либо отдельные настройки не требуются, достаточно всего лишь наиболее оптимально расположить антенну, ориентируясь на качество принимаемого сигнала. Мачту с приемным устройством рекомендуется устанавливать, как можно ближе к дому, лучше всего возле окна, чтобы максимально уменьшить длину кабеля.
Цифровое телевидение вещается именно в диапазоне дециметровых волн. Поэтому использовать можно практически любую антенну ДМВ. Но мне понадобилась простая
, легкоповторяемая и крепкая антенна ДМВ
диапазона.
Такая чтобы ее можно было носить с собой, и при случае не жалко было отдать за небольшую сумму людям.
За основу была взята известная «восьмерка
«, с той разницей, что я использовал ее без отражателя.
Материал для полотна антенны можно взять любой токопроводящий, подходящего сечения. Это может быть медная или алюминиевая проволока толщиной от 1 до 5 мм, трубка, полоска, шина, уголок, профиль… Я взял медную проволоку диаметром 3 мм. Легко паять, легко гнуть при сборке, легко выровнять если погнулась.
Наружная сторона квадрата 14 см, внутренняя чуть меньше — 13 см за счет того что середина двух квадратов не сходится, около 2 см от угла до угла.
Итак если вы делаете антенну не из проволоки, то так и отмеряете — верхние стороны по 14 см, боковые по 13.
Все размеры примерно. Не бойтесь обсчитаться или ошибиться. В наши планы не входит изготовить антенну соответствующую всем стандартам. Нам нужна простая, но рабочая лошадка. Суррогат, но надежный. Суррогат потому что:
1
. Размеры лично я точно не выдерживал.
2
. Рефлектор отсутствует.
3
. Кабель я брал 50 ом вместо 75 ом, но с густой оплеткой. Такой кабель друзья обычно использовали для автомобильных антенн для радиостанций 27 мгц.
Тем не менее антенна работает и весьма неплохо.
У цифрового сигнала есть особенность, он или есть, или его нет. При приеме аналогового телевидения, разные каналы показывали с разным уровнем помех, и при удалении просто увеличивался уровень снега на экране, до полного пропадания сигнала. В цифре сигнал практически одинаков на всех каналах и если прием есть, то есть все каналы.
Данная антенна проверена мною не на одном десятке телевизоров в нашем регионе.
Итак. Отмеряем кусок общей длиной 112 см и гнем проволоку. Первый участок 13 см + 1 см для петли (для прочности) . Второй и третий — по 14 см, четвертый и пяты — по 13 см, шестой и седьмой — по 14 см, и последний восьмой — 13 см + 1 см петля жесткости.
На двух концах зачищаем по 1.5 — 2 см, закручиваем две петли друг за друга, а после запаиваем место стыка. Это будет один контакт подключения кабеля. Через 2 см другой. Куда паять центральную жилу, куда оплетку, значения не имеет.
Расстояние между пайкам 2 см
Кабеля я взял около трех метров. В большинстве случаев хватает если делаете не для себя лично. Для себя отмеряете сколько нужно.
Кабель зачистил со стороны антенны на два сантиметра, к штеккеру — 1 см. Если штеккер такой как на фотографии. Можно брать любой, покрепче.
Зачистка кабеля
Штеккер зачистил надфилем и скальпелем.
После запайки оба места пайки заливаются клеем из пистолета. На штеккере, сначала горячий клей заливается на место пайки и в пластмассовый колпачок, с запасом, лишнее после можно убрать. Затем, пока не остыл клей все быстро собирается. Такой стык после зубами не разгрызешь. Надежно, в то же время эластично.
Пайка на самой антенне так же заливается клеем, но для жесткости конструкции берется каркас — любая крышка, коробка,…. Я взял крышку от 20-ти литровой бутыли для воды, коих у меня накопилось достаточное количество. Если делаете антенну как и я для массового производства, то материалы лучше сразу использовать распространенные, буквально валяющиеся под ногами для лучшей повторяемости антенны. Если антенна делается в единичном экземпляре для побыстрому склепать, то можно совсем ничего не заливать.
Получилась такая вот конструкция, которую можно прилепить где угодно — на карниз, на штору, на оконную раму. Для этого можно носить с собой кусок проволоки, пару саморезов, пару булавок…
Антенна в сборе
Если антенна помялась при переносе, она легко и без повреждений выравнивается. Это пожалуй самый главный ее плюс.
Такую конструкция я не всегда таскаю с собой, а только когда получаю конкретный заказ на подключение тюнера цифрового телевидения DVB-T2. Она легко умещается вместе с инструментом в моем рюкзаке.
Удобнее делать сразу несколько антенн одновременно. Занимает меньше времени.
Вот таким образом закрепил антенну мой друг, используя ее в качестве наружной. До вышки порядка 9 км. Прием уверенный несмотря на простоту антенны.
Антенна – это радиотехническое устройство, предназначенное для приема и излучения электромагнитных волн через эфир.
Если вы живете на расстоянии прямой видимости телевизионной вышки, то для приема цифрового телевидения вполне подойдет простейшая самодельная комнатная телевизионная антенна, конструкция которой представлена в этой статье. Данная антенна предназначена для приема телепередач в диапазоне частот цифрового телевидения (470–790-МГц).
Конструкция телевизионной антенны простая и для повторения не требует специальных знаний. Для ее изготовления понадобится 70 см медного провода диаметром 2-3 мм, кусок листа двухстороннего стеклотекстолита, 1,5 м коаксиального телевизионного кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом и F-штекер .
Первое, что необходимо это подобрать отрезок медного провода диаметром 2-3 мм длиной 70 см. Для этих целей хорошо подойдет медный одножильный провод для прокладки электропроводки. Если проводников в кабеле несколько, то нужно аккуратно отрезать вдоль канавки один проводник, стараясь не повредить изоляцию. Она для работы антенны не нужна, изоляция оставляется только для эстетического вида.
Подойдет и алюминиевый провод, но тогда к контактам платы согласующего трансформатора его придется присоединять с помощью резьбового соединения. Обратите внимание, гайка не должна касаться экранирующей фольги трансформатора, если касается, то нужно проложить изолирующую шайбу или подрезать фольгу.
Если используется провод без изоляции, то можно для красоты надеть на него хлорвиниловую трубку.
Далее провод нужно согнуть в кольцо диаметром приблизительно 220 мм. Тут высокая точность не нужна. Для этого хорошо подойдет оправка в виде ведерка от краски или любая другая круглая емкость подходящего размера.
Когда кольцо для антенны готово можно приступать к изготовлению печатной платы согласующего трансформатора.
Печатная плата делается из стеклотекстолита или гетинакса фольгированного с двух сторон, толщиной 1,5 мм размером 25×30 мм. На фотографии представлен внешний вид печатной платы трансформатора с двух сторон.
На этой фотографии негатив печатной платы антенны. Ширина токоведущих дорожек равна 1 мм, расстояние между дорожками составляет 1,5 мм. Размер платы антенны 25×30 мм.
Если нет возможности сделать для изготовления антенны печатную плату химическим способом, то можно ее сделать механическим. Для этого нужно удалить ненужные участки фольги, оставив только контактные площадки, а токоведущие дорожки выложить из медного провода диаметром 0,3-0,5 мм, приклеив его плате, например клеем «Момент».
Для придания эстетического вида, и увеличения механической прочности антенны трансформатор помещается в пластмассовую коробку, в которой предварительно просверливаются отверстия для кольца и антенного кабеля.
Когда все детали подготовлены, можно приступать к сборке антенны. Заводятся, предварительно залуженные припоем , концы кольца в коробку и загибаются под прямым углом на расстоянии 3 мм. Далее концы вставляются в печатную плату трансформатора антенны и запаиваются припоем с помощью паяльника.
Плата антенны проворачивается ко дну коробки и закрепляется с помощью винта и гайки М3.
На один его конец предварительно нужно установить телевизионный F-разъем, а второй разделать и его концы распаять на печатную плату. Центральная жила кабеля припаивается непосредственно к правому концу кольца, а экранирующая оплетка припаивается непосредственно к фольге платы антенны.
Для надежной работы антенны припаивать или крепить кабель нужно в следующем порядке. Сначала припаивается экранирующая оплетка, затем за кабель нужно хорошо потянуть, чтобы выбрать слабину, и только после этого припаять центральную жилу. В таком случае, при перемещении антенны с целью поиска места в помещении с максимальным уровнем сигнала и натягивания кабеля не будет обрываться центральная жила.
Если экран у кабеля сделан из алюминиевой фольги, то его можно прижать к фольге платы с помощью металлического хомута, одетого на винт и закрепленного гайкой. Технология крепления экрана хомутом рассмотрена в статье «Как сделать телевизионный краб своими руками» .
Осталось закрыть коробку крышкой, вставить разъем в телевизор и настроить каналы на нужные программы. Для того, чтобы качество изображения было с минимальными шумами, нужно перемещать антенну по помещению с целью поиска места с максимальной величиной телевизионного сигнала.
Применение печатной платы для согласования антенны с коаксиальным кабелем позволяет сделать антенну более компактной.
Если печатную плату изготавливать нет желания или возможности, то ее без потери качества работы антенны можно заменить петлей, которую еще называю U-коленом, представляющей собой согнутый пополам отрезок телевизионного кабеля, соединенного с антенной по схеме, как на представленной ниже фотографии.
Для изготовления согласующей петли необходимо взять отрезок телевизионного кабеля длиной 162 мм, с помощью которого антенна будет подключаться к телевизору. Разделать его концы и припаять центральные жили к концам кольца, расстояние между которыми должно составлять 60 мм. Далее разделывается конец кабеля, идущего к телевизору и центральная его жила припаивается к любому из концов кольца антенны, а экранирующий провод соединяется с экранирующими проводами петли, как показано на фотоснимке.
При пайке экранирующей оплетки надо соблюдать осторожность, чтобы не расплавилась изоляция центральной жилы, и оплетка не соприкоснулась с ней.
На фотографии показана припайка кабеля к кольцу антенны, сделанной из алюминиевого провода диаметром 3мм. Так как к алюминию сложно припаять провода мягким припоем, то концы кольца были немного расплющены, в них просверлены отверстия и с помощью заклепок закреплены латунные лепестки. Центральные жилы кабеля к лепесткам припаялись надежно.
