Расчет антенны харченко для wifi. Как сделать антенну цифрового телевидения своими руками для дачи и дома. Тестирование самодельной антенны на самодельном телевизоре

22.10.2023

Покупать хорошую антенну на дачу не всегда целесообразно. Особенно если она посещается время от времени. Дело не столько в затратах, сколько в том, что ее через некоторое время может не оказаться на месте. Поэтому многие предпочитают делать антенну для дачи самостоятельно. Затраты минимальные, качество неплохое. И самый важный момент — ТВ антенна своими руками может быть сделана за полчаса-час и потом, в случае необходимости, легко повторяется…

Цифровое телевидение в формате DVB-T2 передается в диапазоне ДМВ, причем цифровой сигнал или есть, или его нет. Если сигнал принимается, то картинка получается хорошего качества. В связи с этим. для приема цифрового телевидения подходит любая дециметровая антенна. Многим радиолюбителям знакома телеантенна, которую называют «зигзагообразная» или «восьмерка». Эта ТВ антенна своими руками собирается буквально за считанные минуты.

Для уменьшения количества помех сзади антенны ставят отражатель. Расстояние между антенной и отражателем подбирают экспериментально — по «чистоте» картинки
Можно на стекле прикрепить фольгу и получить неплохой сигнал….
Медная трубка или проволока — оптимальный вариант, хорошо гнется, легко пр

Делать ее очень просто, материал — любой токопроводящий металл: трубка, прут, проволока, полоса, уголок. Принимает она, несмотря на простоту, хорошо. Выглядит как два квадрата (ромба), соединенных между собой. В оригинале за квадратом располагается отражатель — для более уверенного приема сигнала. Но он больше нужен для аналоговых сигналов. Для приема цифрового телевидения вполне можно обойтись и без него или установить потом, если прием будет чересчур слабым.

Материалы

Оптимально для этой самодельной телеантенны подходит медная или алюминиевая проволока диаметром 2-5 мм. В этом случае сделать все можно буквально за час. Также можно использовать трубку, уголок, полосу из меди или алюминия, но надо будет какое-то приспособление чтобы выгнуть рамки нужной формы. Проволоку же можно гнуть молотком, закрепив ее в тисках.

Также потребуется коаксиальный антенный кабель требуемой длины, штекер подходящий к разъему на вашем телевизоре, какое-то крепление для самой антенны. Кабель можно брать с сопротивлением 75 Ом и 50 Ом (второй вариант хуже). Если делается ТВ антенна своими руками для установки на улице, обратите внимание на качество изоляции.

Крепление зависит от того, где вы собираетесь повесить самодельную антенну для цифрового телевидения. На верхних этажах можно попробовать использовать ее как домашнюю и повесить на шторы. Тогда нужны крупные булавки. На даче или если выносить самодельную телеантенну на крышу, надо будет крепить ее к шесту. Для этого случая ищите подходящие фиксаторы. Для работы еще понадобится паяльник, наждачная бумага и/или напильник, надфиль.

Нужен ли расчет

Для приема цифрового сигнала нет необходимости считать длину волны. Просто желательно сделать антенну более широкополосной — чтобы принимать как можно больше сигналов. Для этого в оригинальную конструкцию (на фото выше) внесены некоторые изменения (дальше по тексту).

При желании можете сделать расчет. Для этого надо узнать на какой волне транслируется сигнал, разделить на 4 и получить требуемую сторону квадрата. Чтобы получить требуемое расстояние между двумя частями антенны, делайте наружные стороны ромбов чуть длиннее, внутренние — короче.

Чертеж антенны «восьмерки» для приема цифрового ТВ

Длина «внутренней» стороны прямоугольника (В2) — 13 см,
«наружной» (В1) — 14 см.

За счет разницы длин образуется расстояние между квадратами (они соединяться не должны). Два крайних участка делают длиннее на 1 см — чтобы можно было свернуть петлю, к которой припаивается коаксиальный антенный кабель.

Изготовление рамки

Если посчитать все длины, получится 112 см. Отрезаем проволоку или тот материал, который у вас есть, берем пассатижи и линейку, начинаем гнуть. Углы должны быть под 90° или около того. С длинами сторон можно немного ошибаться — это не смертельно. Получается так:

Первый участок — 13 см + 1 см на петлю. Петлю можно согнуть сразу.
Два участка по 14 см.
Два по 13 см, но с поворотом в противоположную сторону — это место перегиба на второй квадрат.
Снова два по 14 см.
Последний — 13 см + 1 см на петлю.

Собственно рамка антенны готова. Если все удалось сделать правильно, между двумя половинами в середине получилось расстояние 1,5-2 см. Могут быть небольшие расхождения. Далее петли и место перегиба зачищаем до чистого металла (обработать наждаком с мелким зерном), залудить. Две петли соединить, обжать пассатижами чтобы держались крепко.

Подготовка кабеля

Берем антенный кабель, осторожно зачищаем. Как это делать показано на пошаговом фото. Зачистить кабель надо с двух сторон. Один край будет крепиться к антенне. Тут зачищаем так, чтобы провод торчал на 2 см. Если получилось больше, лишнее (потом) можно будет отрезать. Экран (фольгу) и оплетку скрутить в жгут. Получилось два проводника. Один — центральная моножила кабеля, второй — скрученный из множества проводков оплетки. Оба нужны и их нужно залудить.

Ко второму краю подпаиваем штекер. Тут достаточно длины 1 см или около того. Также сформировать два проводника, залудить.

Штекер в тех местах, где будем проводить пайку, протереть спиртом или растворителем, зачистить наждаком (можно надфилем). На кабель надеть пластиковую часть штекера, теперь можно начинать пайку. К центральному выходу штекера припаиваем моножилу, к боковому — многожильную скрутку. Последнее — обжать захват вокруг изоляции.

Дальше можно просто накрутить пластиковый наконечник, в можно залить клеем или токонепроводящим герметиком (это важно). Пока клей/герметик не застыл, быстро собираем штекер (накручиваем пластиковую часть), убираем излишки состава. Так штекер будет почти вечным.

DVB-T2 ТВ антенна своими руками: сборка

Теперь осталось соединить кабель и рамку. Так как мы не привязывались к конкретному каналу, припаивать кабель будем к средней точке. Это увеличит широкополосность антенны — принимать будет больше каналов. Потому второй разделанный конец кабеля припаиваем к двум сторонам посередине (те, которые зачищали и лудили). Еще одно отличие от «оригинальной версии» — кабель не надо обводить по рамке и припаивать внизу. Это тоже расширит диапазон приема.

Собранную антенну можно проверить. Если прием нормальный, можно закончить сборку — залить герметиком места пайки. Если прием плохой, попробуйте для начала найти место, где ловится лучше. Если положительных изменений нет, можно попробовать заменить кабель. Для простоты эксперимента можно использовать обычную телефонную лапшу. Она стоит копейки. К ней припаять штекер и рамку. Попробовать с ней. Если «ловит» лучше — дело в плохом кабеле. В принципе, можно работать и на «лапше», но недолго — она быстро придет в негодность. Лучше, конечно, поставить нормальный антенный кабель.

Для защиты места соединения кабеля и рамки антенны от атмосферных воздействий, места пайки можно замотать обычной изолентой. Но это способ ненадежный. Если не забудете, можно перед пайкой надеть несколько термоусадочных трубок, чтобы с их помощью заизолировать. Но самый надежный способ — залить все клеем или герметиком (они не должны проводить ток). В качестве «корпуса» можно использовать крышки на 5-6 литровые баллоны с водой, обычные пластиковые крыши на банки и т.п. В нужных местах делаем углубления — чтобы рамка «улеглась» в них, не забываем про вывод кабеля. Заливаем герметизирующим составом, ждем пока схватится. Все, ТВ антенна своими руками для приема цифрового телевидения готова.

Самодельная антенна двойной и тройной квадрат

Это узкополосная антенна, которая используется если принимать надо слабый сигнал. Она может даже помочь, если более слабый сигнал «забивается» более мощным. Единственный недостаток — нужна точная ориентация на источник. Эту же конструкцию можно сделать чтобы принимать цифровое телевидение.

Можно сделать и пять рамок — для более уверенного приема
Красить или лакировать нежелательно — ухудшается прием. Такое возможно только в непосредственной близости с передатчиком

Достоинства этой конструкции — прием будет уверенным даже на значительном расстоянии от ретранслятора. Только надо будет конкретно узнать частоту вещания, выдержать размеры рамок и согласующего устройства.

Конструкция и материалы

Делают ее из трубок или проволоки:

1-5 ТВ канал МВ диапазона — трубки (медь, латунь, алюминий) диаметром 10-20 мм;
6-12 ТВ канал МВ диапазона — трубки (медь, латунь, алюминий) 8-15 мм;
ДМВ диапазон — медная или латунная проволока диаметром 3-6 мм.

Антенна двойной квадрат представляет собой две рамки, соединенных двумя стрелами — верхней и нижней. Меньшая рамка — вибратор, большая — рефлектор. Антенна, состоящая из трех рамок дает больший коэффициент усиления. Третий, самый маленький, квадрат называется директор.

Верхняя стрела соединяет середины рамок, может быть сделана из металла. Нижняя — из изоляционного материала (текстолит, геттинакс, деревянная планка). Рамки должны устанавливаться так, чтобы их центры (точки пересечения диагоналей) находились на одной прямой. И направлена эта прямая должна быть на передатчик.

Активная рамка — вибратор — имеет разомкнутый контур. Ее концы прикручиваются к текстолитовой пластине размером 30*60 мм. Если сделаны рамки из трубки, края расплющивают, в ни проделывают отверстия и через них крепят нижнюю стрелу.

Мачта для этой антенны должна быть деревянной. Во всяком случае, верхняя ее часть. Причем деревянная часть должна начинаться на расстоянии не менее 1,5 метров от уровня рамок антенны.

Размеры

Все размеры для изготовления этой ТВ антенны своими руками приведены в таблицах. Первая таблица — для метрового диапазона, вторая — для дециметрового.

В трехрамочных антеннах расстояние между концами вибраторной (средней) рамки делают больше — 50 мм. Остальные размеры даны в таблицах.

Подключение активной рамки (вибратора) через короткозамкнутый шлейф

Так как рамка — симметричное устройство, а подключить ее надо к несимметричному коаксиальному антенному кабелю, необходимо согласующее устройство. В данном случае обычно используют симметритрующий короткозамкнутый шлейф. Его делают из отрезков антенного кабеля. Правый отрезок называют «шлейф», левый — «фидер». К месту соединения фидера и шлейфа крепится кабель, который идет к телевизору. Длинна отрезков выбирается исходя из длины волн принимаемого сигнала (смотрите таблицу).

Короткий отрезок провода (шлейф) разделывают с одного конца, удалив алюминиевый экран и скрутив оплетку в плотный жгут. Его центральный проводник можно срезать до изоляции, так как он не играет значения. Разделывают и фидер. Тут тоже удаляют алюминиевый экран и скручивают оплетку в жгут, но центральный проводник остается.

Дальнейшая сборка происходит так:

Оплетку шлейфа и центральный проводник фидера припаиваются к левому концу активной рамки (вибратору).
Оплетка фидера припаивается к правому концу вибратора.
Нижний конец шлейфа (оплетку) соединяют с оплеткой фидера с помощью жесткой металлической перемычки (можно использовать проволоку, только убедиться в хорошем контакте с оплеткой). Кроме электрического соединения она еще задает расстояние между участками согласующего устройства. Вместо металлической перемычки можно закрутить в жгут оплетку нижней части шлейфа (снять изоляцию на этом участке, удалить экран, свернуть в жгут). Для обеспечения хорошего контакта жгуты спаять между собой легкоплавким припоем.
Куски кабеля должны быть параллельны. Расстояние между ними — около 50 мм (возможны некоторые отклонения). Для фиксации расстояния используют фиксаторы из диэлектрического материала. Также можно прикрепить согласующее устройство к текстолитовой пластине, например.
Кабель, идущий к телевизору припаивается к нижней части фидера. Оплетка соединяется с оплеткой, центральный проводник — с центральным проводником. Для уменьшения количества соединений фидер и кабель к телевизору можно сделать единым. Только в том месте, где должен заканчиваться фидер надо снять изоляцию чтобы можно было установить перемычку.

Это согласующее устройство позволяет избавиться от помех, расплывшегося контура, второго размытого изображения. Особенно оно пригодиться на большом расстоянии от передатчика, когда сигнал будет забиваться помехами.

Другой вариант тройного квадрата

Чтобы не подключать короткозамкнутый шлейф, вибратор антенны тройной квадрат делают удлиненным. В этом случае можно подключать кабель напрямую к рамке как показано на рисунке. Только высота, на которой припаивается антенный провод, определяется в каждом случае индивидуально. После сборки антенны проводят «испытания». Подключают кабель к телевизору, центральный проводник и оплетку передвигают вверх/вниз, добиваясь лучшего изображения. В том положении, где картинка будет наиболее четкой, припаивают отводы антенного кабеля, места пайки изолируют. Положение может быть любым — от нижней перемычки, до места перехода на рамку.

Иногда одна антенна не дает требуемого эффекта. Сигнал получается слабым изображение — черно-белым. В этом случае стандартное решение — установить усилитель телевизионного сигнала.

Самая проста антенна для дачи — из металлических банок

Для изготовления этой телевизионной антенны кроме кабеля нужны будут только две алюминиевых или жестяных банки да кусок деревянной планки или пластиковой трубы. Банки должны быть металлическими. Можно брать пивные алюминиевые, можно — жестяные. Главное условие — чтобы стенки были ровными (не ребристыми).

Банки промывают и высушивают. Конец коаксиального провода разделывают — скрутив жилы оплетки и очистив центральную жилу от изоляции получают два проводника. Их крепят к банкам. Если умеете , можно припаять. Нет — берете два маленьких самореза с плоскими шляпками (можно «блошки» для гипсокартона), на концах проводников скручиваете петлю, в нее продеваете саморез с установленной на нем шайбой, прикручиваете к банке. Только перед этим надо металл банки очистить — сняв налет при помощи наждачной бумаги с тонким зерном.

Банки закрепляют на планке. Расстояние между ними подбирают индивидуально — по лучшей картинке. Не стоит надеяться на чудо — в нормальном качестве будет один-два канала, а может и нет… Зависит от положения ретранслятора, «чистоты» коридора, того, насколько правильно ориентирована антенна… Но как выход в аварийной ситуации — это отличный вариант.

Простая антенна для Wi-Fi из металлической банки

Антенну для приема сигнала Wi-Fi тоже можно сделать из подручных средств — из консервной банки. Эта ТВ антенна своими руками может быть собрана за пол часа. Это если все делать неторопясь. Банка должна быть из металла, с ровными стенками. Отлично подходят высокие и узкие консервные банки. Если ставить самодельную антенну будете на улице, найдите банку с пластиковой крышкой (как на фото). Кабель берут антенный, коаксиальный, сопротивлением 75 Ом.

Кроме банки и кабеля потребуется еще:

радиочастотный соединитель RF-N;
кусок медной или латунной проволоки диаметром 2 мм и длиной 40 мм;
кабель с гнездом, подходящим к Wi-Fi карте или адаптеру.

Передатчики Wi-Fi работают на частоте 2,4 ГГц с длинной волны 124 мм. Так вот, банку желательно выбрать такую, чтобы ее высота была не менее 3/4 длины волны. Для данного случая лучше чтобы она была больше 93 мм. Диаметр банки должен быть как можно ближе к половине длины волны — 62 мм для данного канала. Некоторые отклонения могут быть, но чем ближе к идеалу — тем лучше.

Размеры и сборка

При сборке в банке делают отверстие. Его надо расположить строго в нужной точке. Тогда сигнал будет усиливаться в несколько раз. Он зависит от диаметра выбранной банки. Все параметры приведены в таблице. Измеряете точно диаметр вашей банки, находите нужную строчку, имеете все нужные размеры.

D - диаметр	Нижняя граница затухания	Верхняя граница затухания	Lg	1/4 Lg	3/4 Lg
73 мм	2407.236	3144.522	752.281	188.070	564.211
74 мм	2374.706	3102.028	534.688	133.672	401.016
75 мм	2343.043	3060.668	440.231	110.057	330.173
76 мм	2312.214	3020.396	384.708	96.177	288.531
77 мм	2282.185	2981.170	347.276	86.819	260.457
78 мм	2252.926	2942.950	319.958	79.989	239.968
79 мм	2224.408	2905.697	298.955	74.738	224.216
80 мм	2196.603	2869.376	282.204	070.551	211.653
81 мм	2169.485	2833.952	268.471	67.117	201.353
82 мм	2143.027	2799.391	256.972	64.243	192.729
83 мм	2117.208	2765.664	247.178	61.794	185.383
84 мм	2092.003	2732.739	238.719	59.679	179.039
85 мм	2067.391	2700.589	231.329	57.832	173.497
86 мм	2043.352	2669.187	224.810	56.202	168.607
87 мм	2019.865	2638.507	219.010	54.752	164.258
88 мм	1996.912	2608.524	213.813	53.453	160.360
89 мм	1974.475	2579.214	209.126	52.281	156.845
90 мм	1952.536	2550.556	204.876	51.219	153.657
91 мм	1931.080	2522.528	201.002	50.250	150.751
92 мм	1910.090	2495.110	197.456	49.364	148.092
93 мм	1889.551	2468.280	194.196	48.549	145.647
94 мм	1869.449	2442.022	191.188	47.797	143.391
95 мм	1849.771	2416.317	188.405	47.101	141.304
96 мм	1830.502	2391.147	185.821	46.455	139.365
97 мм	1811.631	2366.496	183.415	45.853	137.561
98 мм	1793.145	2342.348	181.169	45.292	135.877
99 мм	1775.033	2318.688	179.068	44.767	134.301

Порядок действий такой:

Можно обойтись и без RF соединителя, но с ним все намного проще — легче выставить излучатель вертикально вверх, подключить кабель, идущий к роутеру (маршрутизатору) или карте Wi-Fi.

Хотите собрать дальнобойную WiFi антенну, тогда следует знать о некоторых её особенностях.

Первое и самое простое: большие антенны в 15 или 20 dBi (децибел изотропных) являются предельными по мощности, и не нужно делать их ещё мощнее.

Вот наглядная иллюстрация, как с ростом мощности антенны в dBi уменьшается зона её покрытия.

Так получается, что с увеличением дистанции действия антенны, площадь её покрытия значительно уменьшается. Дома вам придется постоянно ловить узкую полоску действия сигнала при слишком мощном WiFi излучателе. Встанете с дивана или приляжете на пол, и связь тут же пропадет.

Вот почему домашние роутеры имеют обычные, излучающие во все стороны, антенны мощностью в 2 dBi-так они наиболее эффективны на короткой дистанции.

Направленная

Антенны на 9 dBi работают только в заданном направлении (направленного действия) - в комнате они бесполезны, их лучше применять для дальней связи, во дворе, в гараже рядом с домом. Направленную антенну при установке потребуется регулировать для передачи четкого сигнала в нужном направлении.

Теперь к вопросу о несущей частоте. Какая антенна будет лучше работать на дальнем расстоянии, в 2.4 или 5 ГГц?

Сейчас есть новые роутеры, работающие на удвоенной частоте в 5 ГГц. Такие маршрутизаторы все еще остаются новинкой, они хороши для скоростной передачи данных. Но сигнал 5 ГГц не очень хорош для дальних расстояний, так как затухает быстрее, чем при 2.4 ГГц.

Потому старые роутеры на 2.4 ГГц будут работать лучше в дальнобойном режиме, чем новые быстродействующие в 5 ГГц.

Чертёж двойного самодельного биквадрата

Первые образцы самодельных распространителейWiFi сигнала, появились еще в 2005 году.

Наилучшие из них конструкции биквадрат, обеспечивающие усиление до 11–12 dBi и двойной биквадрат, имеющие несколько лучший результат в 14 dBi.

Согласно опыту использования, конструкция биквадрат является более подходящей в качестве многофункционального излучателя. Действительно, преимуществом этой антенны является то, что при неизбежном сжатии поля излучения, угол раскрытия сигнала остается достаточно широким, чтобы покрыть всю площадь квартиры при правильной установке.

Все, возможные, версии биквадратной антенны являются простыми в реализации.

Необходимые детали

Металлический рефлектор-кусок фольгированноготекстолита123х123 мм, лист фольги, CD, DVD компакт диск, алюминиевая крышка с чайной банки.
Медная проволока сечением 2.5 мм.кв.
Отрезок коаксиального кабеля, лучше с волновым сопротивлением 50 Ом.
Пластмассовые трубочки - можно нарезать из шариковой ручки, фломастера, маркера.
Немного термоклея.
Разъем N-типа - пригодится для удобного подсоединения антенны.

Для частоты 2.4 ГГц, на которой планируется использовать передатчик, идеальными размерами биквадрата будут 30.5 мм. Но все-таки мы делаем не спутниковую антенну, поэтому допустимы некоторые отклонения в размерах активного элемента -30–31 мм.

К вопросу о толщине проволоки также нужно отнестись внимательно. С учетом выбранной частоты 2.4 ГГц, медную жилу надобно найти толщиной точно в 1.8 мм (сечением 2.5 мм.кв.).

От края проволоки отмеряем расстояние 29 мм до загиба.

Делаем следующий загиб, проконтролировав наружный размер в 30–31 мм.

Следующие загибы вовнутрь делаем на расстоянии 29 мм.

Проверяем самый важный параметр у готового биквадрата -31 мм по средней линии.

Пропаиваем места для будущего крепления выводов коаксиального кабеля.

Рефлектор

Основная задача железного экрана за излучателем - отражать электромагнитные волны. Правильно отраженные волны будут накладываться своими амплитудами на колебания только что выпущенные активным элементом. Возникающая усиливающая интерференция даст возможность максимально далеко распространитьэлектромагнитныеволны от антенны.

Чтобы добиться полезной интерференции надо расположить излучатель на расстоянии кратном четверти длины волны от отражателя.

Расстояние от излучателя до рефлектора для антенн биквадрат и двойной биквадрат находим как лямбда / 10 - определяемую особенностями данной конструкции / 4.

Лямбда - длина волны, равная скорости света в м/с деленной на частоту в Гц.

Длина волны при частоте 2.4 ГГц - 0.125 м.

Увеличив пятикратно рассчитанное значение, получим оптимальное расстояние - 15.625 мм.

Размер рефлектора сказывается на коэффициенте усиления антенны в дБи. Оптимальные размеры экрана для биквадрата - 123х123 мм или больше, только в этом случае можно добиться усиления в 12 dBi.

Размеров CD иDVD дисков явно недостаточно для полного отражения, поэтому антенны биквадраты, построенные на них, имеют коэффициент усиления лишь в 8 dBi.

Ниже приведен пример использования крышки с чайной банки в качестве рефлектора. Размера такого экрана тоже недостаточно, коэффициент усиления антенны меньше, чем ожидалось.

Форма рефлектора должна быть только плоской. Старайтесь также найти пластинки максимально гладкие. Изгибы, царапины на экране приводят к рассеиванию высокочастотных волн, по причине нарушения отражения в заданном направлении.

В выше рассмотренном примере бортики на крышке явно лишние - они снижают угол раскрытия сигнала, создают рассеиваемые помехи.

Как только пластинка рефлектора будет готова, у вас есть два способа собрать на нем излучатель.

Установить медную трубку с помощью пайки.

Чтобы зафиксировать двойной биквадрат понадобилось дополнительно сделать две стоечки из шариковой ручки.

Закрепить все на пластмассовой трубке используя термоклей.

Берем пластмассовую коробочку для дисков на 25 штук.

Отрезаем центральный штырь, оставив по высоте на 18 мм.

Прорезаем надфилем или напильником четыре шлица в пластмассовом штыре.

Подравниваем шлицы одинаково по глубине

Устанавливаем самодельную рамочку на шпиндель, проверяем, дабы её края оказались на одинаковой высоте от дна коробочки - около 16 мм.

Припаиваем выводы кабеля к рамке излучателя.

Взяв клеевой пистолет, закрепляем CD диск на дне пластмассой коробочки.

Продолжаем работать клеевым пистолетом, фиксируем на шпинделе рамку излучателя.

С обратной стороны коробочки фиксируем термоклеем кабель.

Подключение к роутеру

У кого есть опыт, тот с легкостью припаяется к контактным площадкам на монтажной плате внутри роутера.

Иначе, будьте осторожны, тонкие дорожки могут оторваться от печатной платы при долговременном прогреве паяльником.

Можно к уже припаянномукусочку кабеляродной антенны подключиться через разъем SMA. С приобретением любого другого радиочастотного соединителя N-типа в ближайшей точке торговли электроникой не должно возникнуть проблем.

Тесты антенны

Испытания показали, что идеальный биквадрат дает усиление около 11–12 дБи, а это до 4 км направленного сигнала.

Антенна из CDдиска дает 8 дБи, поскольку получается поймать WiFiсигнал на расстоянии 2 км.

Двойной биквадрат предоставляет 14 дБи- немного больше 6км.

Угол раскрытия антенн с квадратным излучателем составляет около 60 градусов, чего вполне достаточно для двора частного дома.

О дальности действия Вай Фай антен

От родной роутерной антенны на 2 dBi сигнал 2.4 ГГц, стандарта 802.11n может распространиться на 400 метров в пределах прямой видимости. Сигналы 2.4 ГГц, старых стандартов 802.11b, 802.11g хуже распространяются, имея вдвое меньшую дальность по сравнению с 802.11n.

Считая WiFi антенну за изотропный излучатель - идеальный источник, распространяющий электромагнитную энергию равномерно во всех направлениях, можно руководствоваться логарифмической формулой перевода дБи в прирост мощности.

Децибел изотропный (дБи) - коэффициент усиления антенны, определяемый как умноженный на десять десятичный алгоритм отношения усиленного электромагнитного сигнала к исходному его значению.

AdBi = 10lg(A1/A0)

Перевод дБи антен в прирост мощностей.

A,дБи	30	20	18	16	15	14	13	12	10	9	6	5	3	2	1
A1/A0	1000	100	≈64	≈40	≈32	≈25	≈20	≈16	10	≈8	≈4	≈3.2	≈2	≈1.6	≈1.26

Судя по таблице, несложно сделать вывод, что направленный WiFi передатчик максимально допустимой мощности в 20 дБи может распространить сигнал в даль на 25 км при отсутствии преград.

Антенна Харченко - это отличное решение для подключения модема в доме. По конструкции модели могут довольно сильно различаться. В зависимости от размеров пластины частотность устройства заметно меняется. Также следует учитывать, что самодельные модели могут включать в себя как пластиковые, так и металлические предметы. При этом соединение стоек осуществляется разными способами. Чтобы более подробно разобраться в этом вопросе, необходимо рассмотреть существующие на сегодняшний день антенны.

Антенна с медной обмоткой

Собирается данного типа антенна Харченко своими руками довольно просто. Рассчитаны такие модификации, как правило, на 300 Гц. Однако в данном случае многое зависит от длины рефлектора. Изготовление антенны Харченко в первую очередь необходимо начинать с заготовки пластины. Как правило, для этого подбирают лист из нержавеющей стали. Следующим шагом изготавливается вибратор для устройства. Для этого проволока понадобится толщиной около 2.3 мм. Кабель для подключения, как правило, используется двухпроводной.

Для устройства на 300 Гц он подходит идеально. Соединяться кабель должен непосредственно с пластиной. Для того придется воспользоваться паяльной лампой. Далее на антенну крепятся стойки. Передние секции должны располагаться под углом в 45 градусов. В конце работы останется только на мачте сделать медную обмотку. В данном случае ее целесообразнее начинать с верхней стороны.

Устройство на алюминиевой мачте

Делается на алюминиевой мачте антенна Харченко для 3G своими руками по стандартной процедуре. Однако в первую очередь важно определиться с частотностью устройства. Расчет антенны Харченко осуществляется исходя из размеров пластины. Если рассматривать модификации на 300 Гц, то длина ее обязана составлять ровно 35 см. При этом толщина нержавеющей стали должна равняться не более 1.3 мм. Следующим шагом устанавливается непосредственно мачта.

Крепить ее следует к пластине сварочным методом. Вибратор для модификации на 300 Гц важно подбирать алюминиевого типа. Далее нужно закрепить секции для улавливания сигнала. Чтобы изготовить их ромбовой формы, придется воспользоваться станком. Боковые секции обязаны располагаться под углом в 90 градусов. При этом толщина упоров составляет в среднем около 3.3 мм. Фидеры для таких модификаций подходят с диэлектриком.

Использование алюминиевых стоек

Собирается с алюминиевыми стойками антенна Харченко для 3G своими руками довольно просто. В первую очередь важно заняться пластиной. В данном случае можно рассмотреть модификацию с частотность в 400 Гц. Расчет антенны Харченко стандартно производится, исходя из размеров пластины. В этой ситуации ее длина обязана составлять 30 см. При этом толщина листа приветствуется на уровне 2.3 мм. Вибратор для антенны необходимо подбирать секционного типа.

Для того чтобы самостоятельно его изготовить, необходимо приобрести алюминиевую проволоку диаметром ровно 2.6 мм. После этого ее важно зафиксировать на станке и сделать две стойки в форму ромба. После этого вибратор важно закрепить на пластине. При этом медные обмотки на мачте используются довольно редко. Непосредственно область подключения фидера перед пайкой необходимо тщательно зачистить. Для этого можно воспользоваться наждачной бумагой.

Антенна на 300 Гц

Делается антенна Харченко своими руками на 300 Гц при помощи пластины из нержавеющей стали. Длиной она подбирается около 35 см. При этом толщина металла обязана составлять не более 2.2 мм. Кабель для подключения многие специалисты рекомендуют припаивать двухпроводной. В среднем диаметр его обязан составлять 3.3 см. Вибратор в данном случае можно изготовить абсолютно самостоятельно. С этой целью рекомендуется воспользоваться проволокой диаметром 2.6 мм. Боковые стоки для антенны должны располагаться под углом в 45 градусов.

В данном случае передние секции припаиваются в последнюю очередь. Максимум их длина обязана составлять 20 см. Центральные штыри для антенны подбираются из алюминия. Однако некоторые устанавливают их из нержавеющей стали. Также следует учитывать, что матчу целесообразнее монтировать алюминиевого типа. Диаметр ее приветствуется на отметке в 3.5 см. Фидер для нее может применяться только с диэлектриком. В конце рабаты останется лишь припаять вибратор и сделать отверстия на пластине с целью закрепления антенны.

Модель на 400 Гц

Данного типа антенна Харченко для модема пластину обязана иметь длиной около 30 см. При этом толщина металла приветствуется на уровне 2.3 мм. Кабель для подключения может использоваться трехпроходного типа. Однако диаметр его сечения обязан минимум составлять 2.2 см. Для сборки вибратора в первую очередь лучше закрепить боковые секции.

Только после этого можно приступать к нижним стойкам. Располагаться они должны по отношению к пластине под углом в 90 градусов. Центральные штыри для фиксации, как правило, используются стальные. Мачта в данном случае делается с медной обмоткой. Таким образом, проводимость антенны значительно увеличивается.

Устройство антенны на 500 Гц

Собирается на 500 Гц антенна для модема своими руками (Харченко), как правило, из пластины толщиной около 2.2 мм. При этом длина ее должна составлять не менее 35 см. В данном случае вибратор можно сделать самостоятельно при помощи станка. Для этого алюминиевая проволока понадобится диаметром около 3.7 мм. Длина одной секции обязана составлять примерно 20 см. Также следует учитывать, что сборку вибратора целесообразнее начинать с верхних стоек. При этом боковые опоры фиксировать необходимо под углом ровно в 90 градусов. Для этого придется воспользоваться сварочным инвертором. В некоторых случаях вибраторы устанавливаются на отдельную пластину. При этом пластиковые чаши также применяются. В данном случае придется воспользоваться клеем. Задние секции на антенне крепятся в последнюю очередь.

Следующим шагом необходимо подсоединить кабель к пластине. Для антенны на 500 Гц его подбирают трехпроходного типа. Диметр его должен составлять как минимум 1.8 см. После фиксации кабеля крепятся центральные штыри, которые необходимы для удержания мачты. В данном случае ее часто используют из нержавеющей стали. Однако алюминиевые аналоги встречаются довольно часто. Непосредственно фидер следует крепить на мачту с медной основой. Рефлекторы в данном случае используются как диэлектрического, так и недиэлектрического типа.

Модификации без фидера

Антенна Харченко для ТВ без фидера в среднем частоту имеет на уровне 300 Гц. Начинать сборку в данном случае необходимо с фиксации мачты. Использовать ее можно как стального, так и алюминиевого типа. При этом сечение ее должно быть овальным. Все это позволит проще сделать на ней обмотку. Диметр мачты в среднем составляет 2.3 см.

При этом пластины можно использовать различной длины. В данном случае многое зависит от размеров вибратора. Если заниматься самостоятельной его сборкой, то проволока подбирается только алюминиевого типа, а диаметр ее минимум обязан составлять 2.9 мм. Центральные штыри в данном случае можно подобрать медные. При этом рефлектор используется чаще всего недиэлектрического типа.

Устройства с двойной центральной жилой

Антенна Харченко данного типа в среднем частотой способна похвастаться на уровне 400 Гц. При этом многое в данной ситуации зависит от формы и размеров вибратора. Как правило, он изготавливается стандартной формы ромба. Однако в наше время встречаются и исключения. Пластины в этой ситуации часто заменяются решетками. Длина их обязана составлять минимум 35 см.

Отверстия для креплений делать не обязательно. Также следует учитывать, что мачта должна использоваться большого диаметра. Припаивать ее необходимо только после фиксации вибратора. При этом особое внимание следует уделить типу рефлектора. Для стабильного принятия сигнала его чаще всего используют коаксиального типа. В свою очередь, фидеры применяются самые разнообразные. В конце работы останется только найти кабель для подключения антенны. Использоваться он при частоте в 400 Гц может двухпроводного типа.

Модель вертикальной поляризации с оплеткой

Антенна Харченко данного типа в среднем выдает около 300 Гц. При этом вибраторы на нее можно устанавливать самые разнообразные. Проволоки для нее чаще всего используются алюминиевого типа. При этом пластины также могут заменяться решетками. Однако опоры в данной ситуации следует изготавливать в форме ромбов. При этом боковые стойки важно располагать под углом в 45 градусов. Для лучшего принятия сигнала многие специалисты рекомендуют пользоваться только диэлектрическими фидерами.

Непосредственно оплеткой важно заниматься после установки мачты. Монтируется она чаще всего именно из алюминия. При этом стальные аналоги в наше время встречаются довольно редко. Центральная жила для хорошего принятия сигнала подбирается диаметром около 3.8 мм. В конце работы по сборке антенны останется лишь припаять кабель для подключения. Использовать его можно различного типа, однако многие эксперты все же отдают предпочтение двухпроводным моделям.

Устройство вертикальной поляризации без оплетки

Антенна Харченко без оплетки предназначена для модемов с частотностью около 200 Гц. Начинать сборку модели важно с заготовки стойки. При этом пластину многие специалисты советуют брать малой толщины. Перед ее установкой при помощи дрели делаются отверстия для монтажа. Вибратор в данном случае подбирается алюминиевого типа. В нем также необходимо сделать два отверстия для монтажа. Боковые стойки в некоторых случаях используются стального типа.

Также следует учитывать, что задние опоры необходимо припаивать в первую очередь. При этом кабель подключения важно подготовить заранее. Для антенны с частотностью в 200 Гц он подойдет двухпроводного типа. После подключения антенны устанавливаются передние стойки. Далее на мачту необходимо закрепить фидер. После этого устанавливается непосредственно рефлектор для приема сигнала.

Радиоволны пронизывают пространство вокруг нас. Мы все уже привыкли к беспроводным технологиям, особенно к Wi-Fi, однако не всех устраивает покрытие домашних роутеров. Стены, деревья и прочие препятствия ослабляют сигнал. Если для квартиры качество связи вполне подходящее, то для загородного участка в несколько соток мощности роутеров явно недостаточно. Недалеко от дома, например в гараже, тоже хотелось бы пользоваться домашним интернетом без прокладки дополнительных кабелей или установки мощного оборудования. Да мало ли где может понадобиться усиление радиосигнала! В любом случае применение антенны будет простейшим и выгодным вариантом.

Используем опыт радиотехники

Простой кусок проводника, присоединённый к антенне, конечно, способен улучшить сигнал, но зачастую не сработает. А всё из-за свойств радиоволн. Телевизионная модель тоже не даст никаких результатов для Wi-Fi, поскольку рассчитана на работу с частотами телевещания. Чтобы создать правильную антенну, нужно знать длину волны сигнала, усиление которого планируется. Форму устройства стоит позаимствовать у радиолюбителей. Например, антенна биквадрат давно зарекомендовала себя как лёгкий в изготовлении и надёжный прибор усиления сигнала. Эти компактные устройства дают приличное усиление от 11 дБи и выше, тогда как встроенные в роутер аппараты мощностью не превышают 5 дБи.

Для людей, крайне далёких от электромагнитной части физики, расшифровать эти показатели можно как повышение скорости соединения по Wi-Fi в несколько раз, а также увеличение расстояния подключения. Антенна биквадрат является направленной, покрывающей сектор в 40-50° перед собой, что вполне подходит для подключения удалённого от основного жилища строения, а также для создания локальной беспроводной сети между стационарными станциями. Различные умельцы отмечают устойчивый сигнал на расстоянии от 400 до 2500 м, но это вряд ли понадобится, достаточно и нескольких десятков метров.

В магазин при деньгах или с паяльником в руках?

Всегда проще приобрести готовое фабричное изделие, однако цена такого устройства соразмерна стоимости нового роутера, да и исполнение не всегда надёжное. Недорогие модели с дружественного Востока довольно хрупкие, а контакты и соединения в них далеки от совершенства. Где взять хорошее устройство биквадрат? WiFi- антенна своими руками может быть собрана любым радиолюбителем. Для этого понадобится паяльник. Если вы знакомы с этим инструментом, то инструкция подскажет, что и как сделать.

Биквадрат - антенна, состоящая из двух квадратов, сделанных из проволоки или другого электропроводящего материала. Они расположены в одной плоскости и соединены определённым образом. Контур этот является основной рабочей деталью антенны, вибратором, предназначенным для приёма и передачи радиоволн. Изготовить такой элемент антенны лучше всего из куска одножильного силового медного провода сечением не менее 2 мм 2 .

Толщина зависит скорее от выбранных размеров антенны, количества креплений и условий использования. Это влияет лишь на прочность конструкции, а не на качество сигнала, так что подбирать лучше, исходя из планируемых размеров и наличия материала. Простейшая самодельная биквадрат-антенна собирается только из контура, присоединённого к коаксиальному кабелю, как показано на рисунке выше.

Дополнительные материалы и инструменты

Само собой, для улучшения качеств антенны потребуются дополнительные детали. В качестве рефлектора подойдёт пластина из любого электропроводящего материала, предъявляются требования лишь к износоустойчивости и прочности. Подойдут даже CD-диск или алюминиевая фольга, используемая в кулинарии для выпечки. Главное, закрепить её на ровном прочном основании из дерева или пластика, куда будут установлены остальные детали антенны. Дополнительно понадобятся крепежи из диэлектрика, чтобы жёстко зафиксировать антенну относительно рефлектора, а также сопротивлением 50 Ом.

Присоединить устройство к роутеру позволит специальный штекер, который придётся приобрести в магазине. В случае отсутствия разъёмов у роутера, как у большинства недорогих моделей, придётся разобрать его и припаять кабель прямо на плату. Помните, такие действия с роутером лишат его гарантии, и вся ответственность за такие действия ляжет целиком на вас. Остальные материалы можно подобрать по месту из того, что найдётся в кладовой у домашнего мастера.

Как понятно из вышеизложенного, обязательным инструментом является паяльник, немного припоя и флюса. Линейка с миллиметровыми делениями позволит соблюдать точные размеры изделия, а пассатижи или плоскогубцы потребуются для точного сгибания проволоки в контур. Нож и бокорезы (кусачки) понадобятся для работы с кабелем, а при сверлении отверстий нужна будет дрель или шуруповёрт и сверло.

Новички, возможно, столкнутся с трудностями при паянии, но помните, что мастерство приходит со временем. Выполнять все работы с разогретым паяльником нужно не спеша, соблюдая меры предосторожности и все необходимые этапы, чтобы не обжечься и произвести прочное соединение. Перед использованием электроприбора обязательно нужно проводить проверку на целостность корпуса, кабеля и вилки.

Защитите рабочее пространство стола от возможных повреждений расплавленным припоем или каплями горячего флюса, накрыв его деревянным щитом или специальным огнеупорным материалом. Не оставляйте нагретый паяльник без присмотра даже после его отключения. Разогретый прибор может привести к возгоранию поверхностей и предметов из легковоспламеняющихся материалов. Тем, кто держит паяльник в руках впервые, рекомендуется выполнить несколько соединений на остатках материала или кусках похожей проволоки, чтобы набить руку.

Немного формул

Перед началом работы произведём небольшой расчёт антенны биквадрат. Диапазон большинства Wi-Fi-роутеров, согласно стандарту IEEE 802.11n, составляет 2.4 ГГц. Применяя формулу соотношения длины волны, скорости и частоты, нужно разделить скорость света на частоту. 0,1249 м или 125 мм - это приблизительно нужный нам размер, значит, сторона квадратов антенны должна быть кратной именно этому расстоянию для работы в нужном диапазоне. Для небольшой антенны, описанной здесь, было выбрано расстояние в 32 мм. Само собой, кратное увеличение этого расстояния приведёт к улучшению сигнала на большей площади покрытия.

Оптимальный отражатель

Было множество идей, что использовать в качестве рефлектора, но для таких размеров оптимально подошла пустая монтажная плата размером 10 х 10 см. Во-первых, это упростило соединение оплётки коаксиального кабеля с рефлектором. Обычным припоем кабель плотно устанавливается в нужном месте. Во-вторых, жёсткость текстолита вполне удовлетворяет размерам изделия и позволяет отказаться от дополнительных крепежей. Проблемы при использовании модели таких размеров могут возникнуть в случае неточного соблюдения размеров, поэтому все действия производятся с помощью миллиметровой линейки.

Ход работы

Самодельная антенна биквадрат для wifi довольно проста в изготовлении. В центре монтажной платы или другого подходящего листа металла нужно высверлить отверстие согласно диаметру коаксиального кабеля или чуть больше. Кабель нужно зачистить от верхней изоляции на 2,5 см и аккуратно вставить в отверстие в плате. Верхнюю экранирующую оплётку или кожух кабеля пропаивают по всей окружности. Кабель должен плотно сидеть в плате редуктора, потому что кроме него в этой модели не предусмотрено креплений для антенны. Можно дополнительно использовать металлическую трубку для усиления конструкции, это особенно актуально, если вы задумаете увеличить размеры антенны.

Расположение антенны

Для биквадратного вибратора потребуется 256 мм медного провода. Можно выполнить маркером отметки на местах сгиба через каждые 32 мм и взять немного больше провода, чтобы отрезать лишнее в конце. А можно сгибать точно отмеренный кусок провода каждый раз ровно посередине. Концы его нужно аккуратно спаять и отвести от противолежащего угла на 2 мм, также можно оставить соединение концов на следующий этап.

Последним шагом будет пайка соединений биквадратного вибратора и кабеля. Следите за его расположением относительно рефлектора, расстояние между ними должно сохраняться около 15 мм на всей плоскости. Такой зазор вымерен различными испытателями опытным путём. При наличии оборудования можно собственноручно поискать оптимальное расстояние с лучшим коэффициентом для конкретной модели.

Совершенству предела нет

Направьте вашу антенну в сторону рабочей зоны и присоедините к роутеру, используя специальный штекер, или установите с помощью паяльника прямо на рабочую плату. Увеличение дальности сигнала Wi-Fi не заставит себя ждать. Что ещё можно сделать для увеличения мощности антенны, кроме увеличения размеров? Тех, кто уже сооружал что-либо подобное, может заинтересовать двойная или тройная антенна биквадрат. Своими руками умельцы добиваются усиления сигнала на 2 и 4 дБи больше, а это ощутимое улучшение.

Выполняется это увеличением количества квадратов и, соответственно, площади отражателя (металлического редуктора). Умельцы также создают дугообразные или круговые антенны на базе биквадрата, основное правило при изготовлении которых - чёткое соблюдение расстояния в 15 мм от рефлектора на всей площади устройства. Также стоит упомянуть, что пересечения проводов должны быть изолированы, чтобы не было соединений проводника.

Места, где устанавливается антенна биквадрат, могут быть самыми разнообразными. Чаще всего такие изделия монтируют на окнах или снаружи здания. Для защиты от непогоды маленькой модели, вроде описанной выше, прекрасно подойдёт пластиковый контейнер. Усиление сигнала, полученное благодаря биквадрат-антенне, соответствует моделям фабричного производства, а порою превосходит их.

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.

Today:

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.

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

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.

Что изменилось в эфире?

Требования к антеннам

О вибраторных антеннах

О спутниковом приеме

О параметрах антенн

О тонкостях изготовления

Виды антенн

О «полячках» и усилителях

С чего начать?

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:

Частотнонезависимая (всеволновая) – не отличается высокими параметрами, но очень проста и дешева, ее можно сделать буквально за час. За городом, где эфир почище, она вполне сможет принимать цифру или достаточно мощный аналог не небольшом удалении от телецентра.

Диапазонная логопериодическая. Ее, образно выражаясь, можно уподобить рыболовецкому тралу, уже при облавливании сортирующему добычу. Она тоже довольно проста, идеально согласуется с фидером во всем своем диапазоне, абсолютно не меняет в нем параметры. Техпараметры – средние, поэтому более подойдет для дачи, а в городе в качестве комнатной.

Несколько модификаций зигзагообразной антенны , или Z-антенны. В диапазоне МВ это весьма солидная конструкция, требующая немалого умения и времени. Но на ДМВ она вследствие принципа геометрического подобия (см. далее), настолько упрощается и съеживается, что вполне может быть использована как высокоэффективная комнатная антенна при почти любых условиях приема.

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:

Если антенна диапазонная, мощности считаются на частоте полезного сигнала.

Поскольку совершенно ненаправленных антенн не бывает, за такую принимают полуволновой линейный диполь, ориентированный по направлению электрического вектора поля (по его поляризации). Его КУ считается равным 1. ТВ программы передаются с горизонтальной поляризацией.

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:

Начинают его, ради запаса по частоте, со второго по длине вибратора.

Затем, взяв обратную величину от показателя прогрессии, рассчитывают самый длинный диполь.

После самого короткого, исходя из заданного диапазона частот, диполя, добавляют еще один.

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.