В продолжении темы антенн для цифрового телевидения, сегодня мы с вами, уважаемый аноним, рассмотрим подробнее весьма популярную антенну Yagi-Uda (или «Ягу », или Волновой канал ). Антенна довольно капризна в изготовлении, о чем мы уже говорили , но она настолько популярна у антенных DIY-шников, что мы просто не можем обойти эту тему стороной. С другой стороны, в отличии от СВЧ диапазона, в диапазоне ДМВ, где и вещает цифровое телевидение , DIY-шнику вполне под силу изготовить антенну с хорошим усилением без настройки по приборам. Под катом представлены две конструкции Yagi-Uda для DVB-T2 из доступных материалов...
Однако, прежде чем мы с вами рассмотрим практические конструкции, анониму далекому от теории антенн необходимо уяснить для себя несколько важных моментов:
- Прежде всего, Yagi-Uda - это не просто конструкция антенны, это - очень большой класс антенн, включающий в себя огромное число подклассов и несметное количество практических конструкций. Волновой канал может быть как узкополосный, так и широкополосный, иметь совершенно различное входное сопротивление и при этом содержать разное число элементов. Обычно, при прочих равных условиях, более длинная антенна, с бóльшим числом элементов имеет бóльшее усиление.
- Представленный на нашем сайте калькулятор Yagi-Uda конструкции DL6WU рассчитывает узкополосную антенну подкласса Long-Yagi с входным сопротивлением 200 Ом, которая была специально разработана для любительской УКВ радиосвязи. Очевидно, что такая антенна совершенно не пригодна для приема DVB-T2.
- Для приема цифрового телевидения нам потребуется широкополосная Yagi-Uda, перекрывающая по критерию КСВ < 2 по возможности большую часть ДМВ диапазона, с входным сопротивлением около 300 Ом, что позволит использовать ее с широко распространенными пластинчатыми усилителями или широкополосными балунами/симметризаторами 300:75 Ом, так же как и в антенне Харченко для DVB-T2 .
- В старых книжках по телевизионным антеннам обычно перепечатываются размеры для канальных не широкополосных конструкций Yagi-Uda. Поскольку сейчас трудно найти регион, в котором работает лишь один мультиплекс, такие "дедовские, проверенные временем" конструкции уже малопригодны для приема DVB-T2. Тем более не пригодны такие конструкции как антенна Туркина и другие подобные .
Данным выше критериям отбора может отвечать огромное количество практических конструкций. Поэтому вопросы типа «А почему там-то и там-то размеры отличаются от ваших?» будут некорректны, друзья. По той же самой причине не бывает идеальной конструкции Yagi-Uda. У каждой конструкции есть свои плюсы и минусы по сравнению с другими подобными. Общие технические приемы для расширения полосы волнового канала - это применение сдвоенного или уголкового рефлектора вместо одиночного, сдвоенный первый (или несколько) директоров, более близкое расположение первого директора к вибратору, усложнение конструкции вибратора, отказ от линейных элементов и переход к более широкополосным "бабочкам ". Подобрать оптимальные размеры с помощью компьютера довольно затруднительно, поскольку, чем больше элементов имеет антенна, чем сложнее они конструктивно, тем больше у нее степеней свободы. Тем не менее, предлагаемые ниже конструкции, авторства yurik82
, оптимизированы с помощью скрипта Н.Младенова для 4NEC2 с последующей «доводкой» в программе HFSS (также как и антенна Харченко). Кроме того, в данном случае нужно понимать, что поскольку антенны рассчитаны почти на весь ДМВ диапазон, не нужен никакой «калькулятор» для расчета и тем более «формулы», достаточно изготовить антенну максимально близко к чертежу с точностью не хуже ±1 мм.
Пластинчатая Yagi-Uda для DVB-T2 из оцинковки на диэлектрической стреле.
Первая конструкция - наиболее дешевый «гаражный» вариант. Она изготовлена из полосок оцинковки шириной 15 мм и толщиной от 0,5 до 1 мм. Полоски размещены на диэлектрической стреле, например деревянной, из соснового бруса, обработанного антисептиком и лаком. Конструкция состоит из петлевого вибратора, сдвоенного рефлектора и десяти директоров. Антенна не способна перекрыть весь ДМВ диапазон по критерию КСВ < 2, поэтому предлагаются два варианта размеров. Первый рассчитан на полосу 470-690Мгц (21-48 частотные каналы), второй - 500-800МГц (25-61 частотные каналы). Вам необходимо выбрать один из вариантов в зависимости от того, на каких частотах работают мультиплексы в вашем регионе. Ниже представлен чертеж антенны, размеры сведены в таблицу.
| f MHz | d5 | d6 | d7 | d8 | d9 | d10 | r | h | Z |
| 470..590 | 408.9 | 530 | 619.3 | 748 | 924.2 | 1051.8 | 96.7 | 20.5 | 174.4 |
| 500..800 | 357.8 | 463.8 | 541.9 | 654.5 | 808.7 | 920.3 | 84.6 | 20.5 | 160.5 |
Входное сопротивление антенны 300 Ом. Усиление - от 8,5 dBi на нижнем участке рабочего диапазона до 14,5 dBi на верхнем. Подавление заднего лепестка диаграммы направленности не хуже 17 dB. КСВ в пределах рабочего диапазона не превышает двух. При таком КСВ антенна способна устойчиво работать совместно с современным малошумящим антенным усилителем . Более подробно, с графиками, характеристики антенны можно посмотреть по первой ссылке в конце статьи, а по четвертой ссылке представлена семиэлементная конструкция с полосой пропускания 470..690 МГц и усилением 8..12 dBi.
Yagi-Uda для DVB-T2 из трубок на металлической стреле.
Вторая конструкция с уголковым рефлектором похожа на ту, что изображена в начале статьи, только с 12-ю директорами. Она несколько сложнее в изготовлении и под силу более продвинутым DIY-шникам. Входное сопротивление антенны также 300 Ом и она тоже устойчиво работает совместно с антенным усилителем.
Директоры и элементы рефлектора антенны сделаны из дюралюминиевых трубок диаметром 6 мм, для изготовления вибратора используется трубка диаметров 8 мм. Бум и уголковый рефлектор изготовлены из дюралевого профиля 15х15 мм. Элементы антенны не изолированы от бума, при этом бум монтируется на металлическую заземленную мачту, что позволяет защититься от атмосферной статики . В этом преимущество данной конструкции перед предыдущей. Вибратор крепится на нижнюю грань стрелы, директоры и элементы рефлектора запрессовываются внутри бума. Оси директоров смещены вверх относительно оси стрелы на 3,5 мм (или 4мм от верхней грани бума до оси директора), в результате чего они фактически находятся внутри бума непосредственно по его верхней гранью. Это если антенна расположена так как на фото и чертеже, конечно же ее можно и развернуть на 180° относительно оси стрелы. Конструктивные размеры антенны можно видеть на следующем изображении:
Рабочий диапазон антенны по критерию КСВ < 1,7 от 470 МГц до 710 МГц (21-50 частотные каналы). Усиление антенны от 9,5 dBi на нижнем участке рабочего диапазона до 14,5 dBi на верхнем. Подавление заднего лепестка диаграммы направленности не хуже 14 dB. Подавление частот метрового диапазона не хуже 19 dB, подавление FM диапазона не хуже 38 dB в сравнении с изотропным излучателем. Подробнее, с графиками, характеристики антенны смотрите по второй ссылке в конце статьи.
Для тех, кому проще крепить полосы, чем запрессовывать трубки, разработана модель этой антенны на квадратном металлическом буме 15х15 мм с элементами в виде полос 15х2 мм: https://ypylypenko.livejournal.com/91602.html Размеры W1..W12 - длины директоров, X1..X12 - расстояние от центра вибратора до центра соответствующего директора. Конструктивные размеры рефлектора и вибратора приведены на отдельных изображениях. Расстояние между концами вибратора 24 мм можно смело менять в пределах 16..24 мм, в зависимости от имеющегося
В наш век цифровое телевидение имеет большую зону покрытия и активно развивается, а аналоговое скоро попросту исчезнет как вид. Исходя из этого я вам предлагаю изготовить простейшую антенну для приема цифрового телевидения которая будет принимать сигнал не хуже заводских моделей, а порой даже и лучше.
Изготавливать антенну будем на примере так называемой “восьмерки”, ее можно использовать как без отражателя так и с ним. Если источник сигнала от вас далеко, то лучше добавить отражатель, с применением его прием сигнала будет лучше и устойчивей, главное знать где установлена вышка и направить на нее.
Материал для изготовления антенны можно использовать любой токопроводящий с подходящим сечением (алюминиевая проволока, труба, профиль, уголок, шина и т. д.), но как показала практика, лучше всего использовать медный провод сечением не мене 6 мм2 (чем толще тем лучше прием), а так же ее легко гнуть, паять или выровнять если необходимо.
Изготовление антенны
Для изготовления антенны берем кусок провода длиной 112 мм и гнем в таком порядке: первый участок делаем 13 см + 1 см для петли (для прочности соединения) . Второй и третий делаем по 14 см, четвертый и пятый будет по 13 см, шестой и седьмой по 14 см, и последний восьмой 13 см + 1 см петля жесткости.
Концы провода необходимо закрутить в петли и хорошо пропаять, это место будет контактом для подключения кабеля, куда припаивать центральную жилу кабеля значения не имеет.
Не бойтесь ошибиться или обсчитаться, мы не делаем антенну соответствующую всем стандартам, нам нужна простая и рабочая, так сказать суррогат, но надежный. Я лично размер не выдерживал, без рефлектора, кабель использовал 50 Ом, а не 75 Ом, но с густой оплеткой. Тем не менее антенна работает и довольно неплохо. Ниже я напишу какая длина сторон квадрата должна быть именно под вашу передающую сигнал вышку (на какой частоте она передает) и как рассчитать ее.
Для жесткости данной конструкции можно использовать обычную крышку от двадцати литровой бутылки и залить места пайки пластмассовым клеем из пистолета, так будет лучше контакт и не возможно будет случайно оторвать кабель.
Получилась вот такая конструкция и ее как видите можно установить где угодно, карниз, штора, оконную раму и т.д.
P.s. Для того, что бы узнать на какой частоте передает ближайшая до вас телевизионная вышка и в какую сторону направить изготовленную вами антенну достаточно зайти на оф. сайт Российских телевизионных радиовещательных сетей и следовать по инструкции, там все просто.
Посте того как узнаете частоту передатчика воспользуйтесь онлайн калькулятором (найти в интернете не проблема) для расчета длины сторон квадрата, там тоже все просто, вставляете полученные данные, получаете результат.
Простейшая антенна для цифрового телевидения. Сделать самостоятельно.
Уже свершившийся факт- аналоговое эфирное телевидение заканчивает свою славную историю в России. На смену ему пришло цифровое ТВ вещание. Это в целом хорошо, качество ТВ картинки существенно выше. Сегодня я расскажу как самостоятельно изготовить простую, с хорошими характеристиками антенну.
Немного воспоминаний. В школе я занимался в радио кружке, вели его специалисты из СОНИИР, дядьки очень профессиональные, передавали свои знания молодежи. А в то время появился у нас в городе первый альтернативный государственному вещанию телеканал. Крутили там всякие фильмы, что в то время в видесалонах показывали. Ну мы естественно к преподам, мол расскажите как изготовить антенну, чтоб несложная и чтоб прям хорошая. Ну и недолго думая антенна была рассчитана изготовлена и протестирована- показав отличный результат. И собственно когда встал вопрос о антенне для цифрового ТВ, у меня сомнений в конструкции антенны не было.
Для изготовления антенны применяется обычная медная проволока, чем толще диаметр тем изделие получится прочнее. Конструкция показана выше. Думаю никаких вопросов по изготовлению возникнуть не должно. Дополнительным плюсом является то, что волновое сопротивление антенны совпадает с волновым сопротивлением кабеля и не требуется дополнительных согласующих элементов.
Простая доработка домашней комнатной антенны!
Итак, вы приобрели цифровую приставку для телевизора. Самое время начать ей пользоваться – но что, если в вашем распоряжении нет подходящей уличной антенны ? Не беда – возьмите простую комнатную и добавьте к ней… усилитель ! О том, как правильно их соединить – читайте далее!
Почему это работает?
Влияние шума на изображение в аналоговом и цифровом варианте сигнала
Со старым аналоговым сигналом, присоединение усилителя к простой антенне не давало результата – вместе с полезным сигналом усиливался шум и картинка по-прежнему была снежной и прерывистой . Но цифровые каналы – совсем другое дело ! Для того, чтобы извлечь полезный сигнал, приёмнику достаточно небольшой разницы с шумом. Если усилить даже зашумленный сигнал комнатной антенны, его уровня хватит , чтобы цифровые каналы были извлечены и расшифрованы .
Как это сделать?
Вам понадобится простой усилитель сигнала (адаптер с антенным штекером) и сама комнатная антенна . Подключите штекер антенны к входу усилителя. Выход усилителя соответственно, присоединяется к телевизору.
Поэкспериментируйте с положением антенны – и всё заработает. Включите приставку, вставьте адаптер усилителя в розетку и включите настройку – через некоторое время приставка найдёт до 30 каналов с чётким изображением – и всё это без уличной антенны! Согласитесь, очень удобно!
Удачного монтажа и интересных телепередач!
Цифровая телевизионная антенна за 15 минут
Многие из нас хотя бы раз в жизни сталкивались ситуацией, когда при наличии телевизора имеем полное отсутствие антенны или кабельного телевидения. Причём самое досадное, что телевышка вон она, а телевизор показывает погодные явления в виде снега. И радиоволны никак не хотят сами залетать в антенное гнездо и двигать электроны.
Часть населения, воспитанная под неусыпным взглядом всевидящего ока партии, несомненно, бросится сломя голову исполнять свой гражданский долг потребителя в ближайший супермаркет бытовых приборов, где хитрый взгляд консультанта, сразу выделит вас, как объект стопроцентного развода. – Почему? – усомнитесь вы, перебирая в голове файлы в поисках знаний об антеннах…
Так вот для тех кто ничего не нашёл, поясню. Вам будут усиленно впаривать антенну, «специально созданную для цифрового телевещания» и без неё родимой ваш телевизор ну никак не сможет дать качественного изображения. Некоторые, особо рьяные консультанты будут утверждать, что она даже спутник берет. (Консультант, он как гаишник обладает навыками психологического воздействия и с первых слов распознает уровень вашей компетенции.) Цена такой «крутой» антенны может быть выше 1500 рублей. По виду она примерно такая:
Давайте подробнее рассмотрим, что здесь к чему. Два телескопических активных элемента симметричного вибратора для приёма волн метрового диапазона (очень мало каналов работает в этом диапазоне, а цифровые вообще не работают). Выдвигая или задвигая эти трубочки вы настраиваете антенну в резонанс с несущей частотой того или иного ТВ канала, причём оба элемента должны быть при этом одинаковой длины. Чёрный «бублик» – это антенна дециметрового диапазона (ДМВ) (там внутри находится проволочное разорванное кольцо, всего лишь). Эта антенна точно не настроена ни на один ДМВ канал, а имеет усреднённые характеристики, то есть ловит неважно, за то на всех каналах. Внутри подставки находятся согласующие трансформаторы и, если есть сетевой шнур, то и усилитель, коэффициент усиления которого изменяется регулятором. Вот этот усилитель самая бесполезная вещь во всей этой конструкции. Поясню. Когда телебашня в пределах видимости (10 – 15 км) мощности полезного сигнала и так будет достаточно для уверенного приёма, а если дальше то такая широкополосная антенна будет принимать и помехи, которые тоже будут усиливаться усилителем. В таких удалённых местах необходимо озаботиться наружной антенной.
А что касается приёма цифрового сигнала, так антенне по барабану какой сигнал принимать: цифровой ли, аналоговый ли, он же весь частотно-модулированный. Все необходимые преобразования происходят в телевизоре.
И вот тут у уважающего себя гражданина непременно возникают крамольные мысли:
– китайцы под видом высоких технологий, впаривая нам две трубочки и одну проволочку (остальное нефункционально) – врут;
– продавцы, продающие копеечную вещь втридорога – тоже врут, присваивая ей несуществующие функции;
– у власти, позволяющей открыто обманывать своих граждан тоже, видимо рыло в пуху.
А потому призываю ударить по мировому буржуйскому ширпотребу качественной самоделкой.
При наличии ТВ кабеля со штекером, а также куска проволоки длинной 125 см и диаметром не менее 1 мм из любого металла можно соорудить высококачественную ДМВ антенну минут за 15. Если, конечно не добавлять дизайнерских изысков.
Итак, вооружившись пассатижами, по возможности паяльником и мудрёным русским словом сгибаем из проволоки вот такую загогулину (см. рис. 3-4), со сторонами 13 -15 см. Концы проволоки можно спаять, а можно просто скрутить на верхнем или нижнем углу. На рисунке видно, в каких местах припаиваются центральная жила и оплётка кабеля. Внимательно посмотрите, чтобы тонкие проводки оплётки не соприкасались с центральной жилой. Расстояние между точками «а» и «б» должно быть 1,2 -1,5 см, углы желательно прямые и находиться все должно в одной плоскости. Кстати конструкцию можно смастерить из металлической ленты. Чем шире лента, тем шире диапазон частот, но меньше коэффициент усиления, который в проволочном варианте будет примерно 8,5 децибел (у китайской безделушки, около 4). Подключите антенну к телевизору, установите её вертикально и перпендикулярно её плоскостью к направлению на ретранслятор.
Если сделано все правильно, то и заработает все сразу и можно подумать о дизайне. Ибо сказано: функциональность, есть предтеча дизайна.
Сделав такое дело, вы вдруг ощутите, как приподнялась ваша самооценка и это не пройдёт незамеченным вашей супругой или подругой. А сэкономленные средства можно потратить на семейный романтический ужин, потому что в глазах супруги (подруги) вы станете гением, по крайней мере, до первых разбросанных носков.
Буду рад, если моя писанина породит мудрые мысли, которые подвигнут на путь технического рукоприкладства.
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.
Если вы живете в городе, то вам совсем не обязательно иметь большую и громоздкую ТВ-антенну, тем более закидывать ее на крышу и тянуть кабель. Каналы цифрового телевидения стандарта DVB-T2 можно отлично принимать и на комнатную, благо мощности передающих вышек вполне достаточно для уверенного приема. Я покажу как сделать миниатюрную домашнюю антенну по типу «Биквадрат» за 15 минут. Ее ещё называю антенной Харченко. Данный мастер-класс избавит вас от покупки дорогостоящих китайских аналогов.
Обычно расчет таких конструкций ведется по 1/4 длине волны. Такая антенна будет хорошо принимать все каналы даже за городом на значительном расстоянии, но дома (в городе) ее размеры могут показаться немного большими. Да и собственно такая чувствительность будет не к чему. Можно уменьшить все размеры вдвое и взять за расчет 1/8 длины волны. Токая антенна будет совсем крохотная, но с достаточной чувствительностью.
Что нужно
Схема домашней антенны для цифрового телевиденияСама схема антенны. Это, пожалуй, самый простой и распространенный вариант, а мы сделаем ее ещё меньше.
Берем провод и не снимая изоляции сгибаем плоскогубцами два одинаковых квадрата со сторонами 67 мм.
Спаиваем соединившиеся концы и счищаем немного изоляции с середины и лудим.
Затем, на небольших проводах подпаиваем гнездо. В крышке канцелярским ножом сделаем надрезы под плечи вибраторов.
Заливаем все горячим клеем.
Во второй крышке сверлим отверстие под гнездо и также горячим клеем вклеиваем его. Соединяем крышки и спаиваем их паяльником, чтобы было одно целое. Антенна готова.
Все умещается на ладони, поэтому, с вопросом «Где ее разместить?» проблем быть не должно.
Результат
Подключаем и направляем на вышку.
Сравнивать антенну я буду с такой же, только полноразмерной на 1/4 длины волны.
Датчиком уровня послужит китайская приставка для приема цифрового телевидения.
Результат:
- Классическая антенна Харченко 1/4 длины волны, приставка выдала – 40% чувствительности.
- Наш уменьшенный вариант 1/8 длины волны – 22% .
- И для сравнения, воткнем обычный кусок провода – 1% .
Вывод:
При уменьшении размеров вдвое, примерно во столько же упала и чувствительность. Но, как видите из результатов, с куском провода сравнивать не приходится.
В домашних условиях антенна показала себя отлично. Все каналы ловятся и принимаются устойчиво, так же как и на полноразмерный вариант. Рекомендую для повторения.
Простая антенна для Цифрового ТВ своими руками
zen.yandex.ru/media/komp/
Сейчас наверное только ленивый не знает, что планируется переход на трансляцию телевизионного сигнала в цифровом стандарте DVB-T2. Можно много рассуждать о пользе и вреде просмотра телевизора вообще, но сегодня не об этом. Я хочу рассказать о том, как дома самостоятельно из доступных и недорогих материалов сделать антенну для приема телевизионного сигала в цифровом стандарте.
Вариант установки антенны
1. В качестве материала можно выбрать практически любой токопроводящий материал, но наиболее удобно работать с медной проволокой диаметром 3-4 мм. Необходимо отмерить кусок медной проволоки длиной 112 см. После чего нужно согнуть из данного куска проволоки 2 квадрата по следующей схеме:
– сторона №1 = 13 см + 1 см петля (на фото);
– стороны №2 и 3 = 14 см;
– сторона №4 и 5 = 13 см;
– сторона №6 и 7 = 14 см;
– сторона №8 = 13 см + 1 см петля (как сторона №1).
Сторона №1 длиной 13 см с петлей на конце проволоки.
На конце проволоки загибаем по одной петле, предварительно немного зачистив проволоку, а затем сцепляем петли и обжимаем плоскогубцами получившееся соединение. Сюда будет подключаться одна из жил коаксиального кабеля. Расстояние между внутренними углами квадратов должно получится около 2 см.
Так соединяются концы проволоки
Теперь необходимо взять кусок коаксиального кабеля нужной длины и зачистить оба конца. После чего один из концов кабеля припаять к антенне, а второй к штекеру.
Место пайки заливается термоклеем
Теперь антенна готова к установке!
Готовая антенна
Если не нравится вариант с пайкой штекера, то можно использовать разъемы без пайки – F-разъем rg-6:
Как просто сделать антенну для цифрового ТВ за 5 минут, которая ловит 20 каналов и 3 радио
zen.yandex.ru/samodelka/
С января 2019 года по всей России произойдет отключение аналогового телевидения. Если в городах с населением более 100 тыс. человек аналоговый сигнал еще будет распространяться, то в маленьких населенных пунктах он исчезнет совсем.
Если же телевизор не принимает цифровые каналы, дополнительно потребуется цифровая приставка DVB-T2. Цены на приставки начинаются от 700 рублей .
На всей территории России сейчас транслируется 20 цифровых телеканалов и 3 радиоканала.
Для приема цифровых каналов также понадобится антенна, подключаемая к телевизору или приставке.
В магазинах на диване и в интернете сейчас часто можно встретить рекламу чудо-антенн, которые подключаются к ТВ и ловят цифровой сигнал в самых глухих местах, ни слова не говоря о цифровых приставках, без которых ничего работать не будет . Более того обещают прием более 50 каналов, что в принципе невозможно.
На удочку мошенников чаще всего попадаются люди пожилого возраста, которые выкладывают несколько тысяч рублей и разочаровываются в покупке.
На самом деле не нужно ни каких уникальных антенн, подойдет обычная телевизионная дециметровая антенна.
Более того такую антенну можно изготовить самостоятельно буквально за несколько минут, не потратив ни копейки.
Для этого понадобится небольшой отрезок коаксиального кабеля RG-6 .
1 способ
К кабелю подсоединяем штекер, и отступаем пару сантиметров. Затем делаем надрез, убираем изоляцию и оплетку. Внутреннюю часть загибаем. Длина загнутой части антенны должна составлять 12-14 сантиметров.
Такую антенну можно подключить непосредственно к телевизору или приставке, если находитесь в условиях хорошего приема сигнала. Или же с помощью коаксиального кабеля вывести на улицу.
2 способ
Снимаем с кабеля внешнюю и внутреннюю изоляцию с 5-6 сантиметров от края, не трогая оплетку. Далее отступаем 21-23 сантиметра и убираем внешнюю изоляцию и оплетку на отрезке 1,5-2 сантиметра. Затем опять отступаем 21-23 сантиметра и на отрезке 1 сантиметра убираем только внешнюю изоляцию, не трогая оплетку.
Сгибаем кабель в окружность и скручиваем край кабеля с отрезком, где оставили оплетку.
Получаем простую антенну для уверенного приема всех цифровых каналов.
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.
Загрузка...