Антенна харченко расчет под цифровое эфирное телевидение

а также GSM, 3G, 4G и Wi-Fi — антенны своими руками.

Какой же русский не любит халявы? Заслышав это слово, мы сразу активируем чакры Муладхара и радостно наполняемся сакральной энергией Вселенского Космоса.
А на кой хрен нам этот бесплатный каталог в красивом мешочке от производителя женского белья? А шестисотый мерин в обмен на "заполните анкету участника конкурса и укажите свой номер (чтобы мы позвонили Вам и обрадовали победой!)"?
Эти бесхитростные мысли, рано или поздно сработают в голове, но не сразу и не у каждого. Да и речь сегодня пойдёт совсем о другом.

С наступлением эпохи DVB-T2 пришёл в мир посланник Божий и сказал всем ищущим: "Бросайте братья прочь тарелки свои спутниковые поганые, да берите в руки паяльники лудильные. То, что мы с вами пытались когда-то сделать с чайником, теперь можно попробовать замутить с любым другим продуктом!"

А замутим мы на этой странице маленькую комнатную антеннку для приёма пока ещё халявного цифрового телевидения DVB-T2 (от английского Digital Video Broadcasting — Second Generation Terrestrial). Да такую, чтоб под стать некрупному «волновому каналу», широко известному в узких кругах как антенна Яги-Уда.

Начну с хорошего. Антенну Харченко (она же двойной квадрат, она же BiQuad) мы делать не будем!
И не то, чтобы она плохая — вполне достойная антенна, но только излишне габаритная для комнатной, к тому же пережёванная вдоль и поперёк могучими челюстями рукодельного народа.

А для разминки начнём с простейшей, но весьма эффективной ДМВ антенны из коаксиального кабеля, которую несложно сделать своими руками, буквально за пять минут.

Рис.1

Антеннка эта фигурирует в нескольких заслуживающих доверия источниках информации. Была она замечена и в книге "Антенны для радиолюбителей", под авторством И.Григорова, и в книге "Антенны КВ и УКВ" от И.В. Гончаренко, и, наверняка, где-то ещё — тоже должна была засветиться.

Вот что пишет про неё автор первого источника:

«Магнитные антенны часто используют для приёма радиовещательных станций, но их можно использовать и при приёме телевидения.
Магнитную антенну можно выполнить из коаксиального кабеля любой марки. Такая антенна проигрывает по усилению традиционным телевизионным антеннам, но за счёт того, что она реагирует только на магнитную составляющую, обеспечивает гораздо лучшее качество приёма в городских условиях при работе в широком диапазоне частот.
Длина кабеля от антенны к телевизору некритична.»

Здесь надо ненадолго притормозить и обратить внимание на распространённую ошибку, допускаемую желающими поучаствовать в мероприятии по воплощению данной конструкции.

Рис.2

Конструкция обсуждаемой антенны является продуктом преобразования классической магнитной антенны (Рис.2 а)) с разрезом в середине оплётки кабеля в модифицированную — без разреза (Рис.2 b)). Причём, если первая из них требует наличия симметрирующего трансформатора для согласования с несимметричным коаксиальным кабелем, то во второй — подобное согласование не требуется, оно уже заложено в самом конструктиве антенны.
К чему это я клоню?
А к тому, что это две разные антенны, и попытки совместить в их в одну конструкцию (полотно антенны с разрезом в кабеле + согласование путём замыкания центральной жилы на оплётку), приведёт на выходе к суррогатному продукту с соответствующими характеристиками.

Данная петлевая антенна способна работать не только на приём, но и на передачу и прекрасно справится с функцией 3G, 4G или Wi-Fi — антенны, при пересчёте её размеров на соответствующий диапазон.

Простенький калькулятор для расчёта размеров петли из коаксиального кабеля, думаю, ещё никому не помешал.

Далее мы плавно переходим к приёмной ДМВ антенне посложнее. При этом — по дальности приёма она вполне может составить конкуренцию активным комнатным антеннам именитого голландского производителя Funke, который заслуженно считается эталоном в антенностроительной отрасли.

В основе конструкции лежит двойная треугольная антенна, описанная в книге Борийчука Г. И. и Булыча В. И. "Радиолюбителю о телевизионных антеннах", а затем и в журнале Радио №6, 1998 г.(статья "Антенна — за час работы", под авторством В. Михайлова, с подробным описанием этой конструкции для приёма ДМВ каналов).

Рис.3

Эта антенна хороша тем, что при значительно меньших габаритах она обеспечивает практически такое же усиления, как и антенна Харченко — около 5 дБ без рефлектора.
Давайте обратимся к выдержкам из статьи В. Михайлова.

«Антенна позволяет принимать телевизионные программы в ДМВ диапазоне с весьма неплохим качеством, даже вне прямой видимости передающей антенны.
Предлагаемую двойную треугольную конструкцию антенны можно изготовить довольно быстро. Основными материалами служат листы гофрированного картона от упаковочных коробок, бытовая алюминиевая фольга подходящих размеров, а также коаксиальный кабель с полиэтиленовой изоляцией (только не фторопластовой) и волновым сопротивлением 75 Ом.

Изготовление антенны начинают с нанесения контуров ее полотна на листы фольги и картона по Рис.3. Острые углы по краям допустимо немного обрезать. Затем, аккуратно вырезав полотно антенны из листа фольги, наносят клей на водной основе (например, "Бустилат", "ПВА" и др.) на полотно и картон. Совместив с нанесенным контуром, приклеивают их друг к другу. Очищают полотно от попавшего на него клея, особенно в местах прокладки кабеля и электрических соединений.

Пока клей сохнет, формуют кабель в соответствии со схемой прокладки, показанной на Рис.3. Далее оголяют оплетку и центральный проводник кабеля в местах электрических соединений с полотном антенны и, следя за тем, чтобы клей не попал на них, приклеивают кабель к полотну антенны (а если это необходимо — то и к картону) клеем "88", "Момент", "Контактол".

После того как кабель приклеился, предварительно обернув его оплетку и центральный проводник полосками фольги для надежного контактирования, соединяют их с полотном антенны пришиванием (по три стежка на каждое соединение). При этом, чтобы нитка не перерезала картон, с обратной стороны приклеивают прокладки из дерева или пластмассы. Концы ниток также фиксируют клеем. Подставку под антенну можно склеить из картона.

Антенна имеет коэффициент перекрытия указанного интервала около 1,45 при КБВ>0,48 и коэффициенте усиления около 5 дБ. При дальнейшем повышении частоты принимаемого сигнала эффективность антенны падает.

Экран-рефлектор — эффективное средство от сильных отраженных сигналов (правда, в рассматриваемых условиях приема особой необходимости в нем все же нет). Изготовляют экран из сплошного листа фольги, который приклеивают к куску картона размерами 0,5λ(ширина)х0,44λ (высота) и крепят параллельно на расстоянии 0,175λ от полотна антенны, используя П-образно согнутые полоски картона. Для удобства последующей сборки размеры листа картона с антенной рекомендуется сделать такими же, как и у листа с экраном.

Размеры двойной треугольной антенны рассчитывают по формулам, опубликованным в книге Г. И. Борийчука и В. И. Булыча "Радиолюбителю о телевизионных антеннах" (М.: ДОСААФ, 1977).»

Размеры эти указаны в приведённой статье в весьма скромном ассортименте:
L8=0,27 х λmax (без экрана);
L8=0,25 х λmax (с экраном);
L6=0,09 х L8;
L7=0,72 х L8;
L5=10мм,
где λmax — максимальная длина принимаемой несущей волны.
Так, что хочешь — не хочешь, а придётся погрузиться в умную книжку, а результат погружения отразить в калькуляторе.

Расчёт двойной треугольной антенны для ДМВ аналоговых и цифровых DVB-T2 каналов.

Как водится, для улучшения направленных свойств двойной треугольной антенны и некоторого увеличения усиления, её возможно снабдить экраном, выполненным их металлических трубок, прутков, либо проводников, натянутых на раму.
Вот как видят конструкцию данной антенны с рефлектором авторы вышеупомянутой книги.

Хороша получилась хреновина — трудолюбива, скромна, нарядна. Но, а для того, чтобы подняться на новый уровень развития и поупираться в сложных условиях слабого сигнала цифрового ТВ, не хватает самого малого — усилителя.
Малошумящий УКВ усилитель можно расположить внутри полотна антенны (красный прямоугольник на Рис.3).
Если входное сопротивление применяемого усилителя составляет 50-75 Ом (как в случае с подробно описанным нами "Простым антенным усилителем на микросхеме SPF504"), кабель следует загнуть вверх и подвести к нижней части усилителя через согласующую петлю вдоль рамки антенны, как это показано на Рис.3. Если величина входного сопротивления усилителя 200-300 Ом, то петлю делать не следует, а опустить коаксиал без всяких изгибов к верхней части усилителя.

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 двойного квадрата, 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.

Антенна Харченко для модема

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.

Антенна Харченко для цифрового ТВ

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 антенна для цифрового ТВ 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 расчет антенны для цифрового ТВ, хотя индивидуальные настройки могут быть разными для того или иного региона.

Непосредственно телевизионная антенна Харченко изготавливается в определенной последовательности:

• Вначале нужно отмерить кусок проволоки общей длиной 112 см и согнуть его, соблюдая размеры участков попеременно 13 и 14 см.
• После всех изгибов образуется два конца, которые необходимо зачистить на расстояние 1,5-2 см. На концах делаются петли и фиксируются между собой. Место стыков полностью запаивается. Затем, к одному из стыков припаивается центральная жила, а к другому – оплетка. В результате, получается готовая антенна или двойной квадрат.
• Биквадратная антенна для телевизора требует телевизионного кабеля примерно 3 метра. Со стороны антенны он зачищается на 2 см, а со стороны штекера – на 1 см. Штекер можно выбирать на свое усмотрение. Его так же как и проволоку нужно зачистить с помощью надфиля или какого-то острого предмета. Таким образом, зигзагообразная антенна Харченко для цифрового ТВ почти готова к использованию.
• По окончании пайки все стыки следует залить горячим клеем из пистолета. Пока клей не остыл, его излишки нужно собрать. Получается одновременно надежное и эластичное соединение. На самой антенне места пайки тоже заливаются клеем.

Антенна Харченко для телефона

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.

Калькулятор антенны Харченко

Кабельное цифровое телевидение в городе перестает быть диковинкой. Но что делать на даче или загородном доме? Сегодня во многих регионах есть трансляционные станции DVB T2, передающие телесигнал радиоволновым излучением. Для того чтобы смотреть за городом любимые программы и ток шоу, достаточно рассчитать и сделать антенну Харченко для цифрового ТВ. Это устройство отличается максимальной простотой не только конструкции, но и принципа выбора ее отдельных размеров.

Преимущества антенны Харченко

Главные достоинства антенны Харченко перед другими конструкциями — простота изготовления и масштабируемость. В базовом исполнении она имеет два модуля приема. Это называется биквадрат Харченко. Для дальнего приема антенна может быть масштабирована добавлением дополнительных петель. Это позволяет получить достаточный уровень сигнала в областях облучения неоптимальной мощности.

Если еще наращивать количество петель-квадратов, можно построить антенну под цифровое эфирное телевидение в точках, от которых до вышки 100 км с наличием помех на линии обзора транслятора. На практике таких антенн никто не делает, поскольку размеры конструкции становятся чрезмерными, увеличиваются требования к пространству размещения, и устройство начинает генерировать паразитный шум.

Необходимые материалы и инструменты

Антенну Харченко можно сделать практически из любого проводника. Различные умельцы используют как медный прут, так и шины прямоугольного сечения и даже стальную проволоку катанку. Широко применяется плоский алюминиевый провод без изоляции.

Совет! Лучше всего изготавливать устройство из медного прута или проволоки большого (до 10 кв.мм) сечения.

Достоинства именно такого материала очевидны:

• медь не подвержена коррозии;
• провод предлагает оптимальный баланс между мягкостью (легко гнуть) и сохранением формы сделанной фигуры;
• медь без проблем паяется, что будет особенно ценно для начинающих при закреплении концов кабеля.

Для изготовления антенны с дефлектором понадобится ряд простых инструментов и материалов. Краткий список необходимого выглядит так:

• проволока нужной длины и рекомендуемого сечения, характеристики определяются по результатам расчетов;
• планка из дерева для крепления дефлектора;
• небольшие отрезки изолирующего материала (можно куски деревянной планки) для размещения приемного контура на расстоянии от дефлектора;
• плоскогубцы или тиски для изгибания проволоки, молоток;
• изолента;
• паяльник, олово, флюс;
• ножовка по металлу или ножницы.

Для подключения к телевизору потребуется кабель достаточной длины и один F-коннектор.

Расчет антенны

Зигзагообразная антенна Харченко для цифрового ТВ своими руками может быть рассчитана при помощи калькулятора. Ее конструкция состоит из двух приемных петель в форме квадратов. В общем случае, чтобы получить максимально возможный коэффициент усиления, сторона каждого квадрата должна быть равна длине волны ДМВ диапазона, в котором вещает передающая станция.

То есть, расчет антенны Харченко для цифрового ТВ сводится к делению 300 000 000 (скорость света в секунду) на частоту трансляции, например, 676 000 000 (676 МГц). Полученный результат в 0,443 м и будет базовым ориентиром, длиной стороны квадрата.

Но при использовании такой простой формулы при реализации антенны в материале трудно будет учесть толщину проволоки для формирования расстояния между точками подключения кабеля. Запутаться и испортить материал при этом совсем нетрудно. Поэтому рекомендуется использовать онлайн калькулятор антенны Харченко. Подобные сервисы есть на множестве сайтов, предлагаются даже приложения для смартфонов.

Сборка конструкции

Сборка конструкции начинается с гнутья квадратов приемных петель.

Совет! Рекомендуется начать с внешнего угла приемного блока (вибратор).

Если использовать результаты расчета онлайн-калькулятора, достаточно будет отмерять нужные отрезки длины и проводить изгиб плоскогубцами или при помощи тисков.

При ориентировке только на длину волны несущей, стоит предварительно сделать шаблон из бумаги. Изгибая прут или проволоку и размещая ее по сторонам вырезанного квадрата, легко отмерить правильную длину отрезка для формирования расстояния между точками подключения кабеля в 6-20 мм.

Если хочется увеличить коэффициент усиления сигнала, антенну Харченко масштабируют, добавляя петли. При этом стоит учесть главный фактор: в точках пересечения проволок не должно быть замыкания, то есть участок нижней или верхней покрывается изолентой.

После завершения изгибов основной приемной части приступают к изготовлению дефлектора. Его можно делать точно по правилам, размещая проволоки строго отмеренной длины на вычисленном по онлайн калькулятору расстоянии, следуя ограничениям площади.

Ту же задачу создания отражающей поверхности можно решить, используя стальной лист с размерами, равными длине волны излучения.

А можно установить в роли дефлектора стальную строительную сетку с ячейкой не менее 1 см. Ее размеры по двум габаритам желательно делать равными длине волны излучения. Сетка сильно облегчит конструкцию и уменьшит ее парусность.

После соединения между собой отдельных блоков и деталей, остается только припаять концы антенного кабеля к средним точкам вибратора. На этом сборка антенны Харченко завершена.

Подключение и проверка работы антенны

Для приема сигнала цифрового телевидения антенну Харченко располагают вертикально. Положение нужно подбирать так, чтобы перпендикуляр к квадратам вибратора и плоскости дефлектора был направлен точно на станцию трансляции.

Выполнить позиционирование нетрудно. Для этого достаточно постепенно вращать устройство вокруг оси, отслеживая изменение качества картинки на экране телевизора. Или воспользоваться индикаторами, которые предлагает большинство моделей современных ресиверов. После подбора оптимального положения антенну фиксируют на опоре.