Антенна для цифрового тв своими руками расчет

Правильный расчет и сборка антенны Харченко для эфирного цифрового ТВ
Антенна для цифрового тв своими руками расчет. Правильный расчет и сборка антенны Харченко для эфирного цифрового ТВ Имеет память DDR3 SDRAM для передачи данных.

Правильный расчет и сборка антенны Харченко для эфирного цифрового ТВ

Обязательным условием приема эфирного цифрового телевидения является антенна ДМВ-диапазона. Ее можно приобрести в магазине электронной техники или собрать своими руками. Существует более 10 эффективных схем самодельных конструкций, все они способны улавливать до 30 эфирных каналов. В этой статье мы расскажем о том, как изготовить одну из самых мощных самоделок — антенну Харченко для цифрового ТВ.

Что такое антенна Харченко и чем она хороша

В 1961 году в третьем выпуске журнала «Радио» была опубликована статья инженера К. Харченко «Зигзагообразная антенна», которая помогла улучшить качество картинки людям, проживающим за зоной уверенного приема. В сфере радиолюбителей она получила названия «ромбовидная», «восьмерка», «биквадрат» или просто «антенна Харченко».

У биквадратной конструкции есть ряд особенностей, которые позволяют ей оставаться популярной на протяжении более полувека:

• обеспечивает высокий коэффициент усиления ;
• подходит для приема телевидения и мобильного интернета — нужно только правильно подобрать размеры сторон;
• широкополосная — способна улавливать одновременно цифровые и аналоговые каналы;
• простая и недорогая в исполнении — позволяет любому собрать и использовать ее для приема слабого сигнала.

Делаем биквадратную антенну в домашних условиях

Самодельная антенна собирается за 30-40 минут. К тому же элементы конструкции изготавливаются из самых обычных материалов, которые с большой долей вероятности уже есть у вас дома или в гараже.

Необходимые материалы и инструменты

• медный провод сечением 1,5–5 миллиметров, длиной около метра;
• обычный антенный провод (коаксиальный), 3–5 метров;
• паяльник, соответственно, припой и канифоль;
• штекер для телевизора;
• напильник или наждачная бумага для зачистки провода;
• рулетка или линейка;
• маркер либо фломастер.

Дополнительные материалы, которые могут понадобиться:

• основа для антенны (например, деревянная рейка);
• клей;
• изоляционная лента.

Ручной расчет

Размеры антенны Харченко напрямую зависят от диапазона принимаемых частот.

Расчет под эфирное телевидение заключается в определении длины волны и переносе значений на собираемое устройство. Цифровые телеканалы транслируются в стандарте DVB-T2 на радиочастотах, которые варьируются от 400 до 800 МГц и отличаются в зависимости от региона.

Точный диапазон для вещающих мультиплексов вы узнаете из инструкции по определению частот цифрового ТВ.

В Москве вещание 1 мультиплекса идет частоте 546 МГц (ТВК 30), 2-ого — на 498 МГц (ТВК 24 ). Я хочу принимать оба пакета, поэтому беру среднее значение:

(546 + 498)/2 = 522 МГц .

1. Вычисляем длину волны по формуле:
   λ = с/F , где:
   λ — длина волны;
   с — скорость света (3×10 8 м/с);
   F — частота.
2. Подставляем значения:
   λ = 300/522 ≈ 0,5747 м = 57,47 см.

Можно использовать полученную величину, но для практического применения она может оказаться слишком большой. Мы имеем право взять ровно половину или четверть длины волны:

λ/2 = 0,5747/2 ≈ 0,287 м = 28,7 см.

λ/4 = 0,4918/4 ≈ 0,143 м = 14,3 см.

Зная длину волны, производится расчет размеров рамки. На примере значения 575 мм получаем следующее:

• длина внешней стороны ромба: 575/4 = 143,75 мм;
• общая длина проволоки – 1150 мм.

Калькулятор антенны Харченко

Можно поступить проще: рассчитать все параметры с помощью онлайн-калькулятора. Алгоритм его работы аналогичен представленному выше, действие всех формул автоматизировано. На выходе получится готовый чертеж с размерами «двойного квадрата».

Сборка

1. Возьмите проволоку. Для антенны подойдет только медь (алюминий или другой металл надежно спаять не получится, а от качества соединения контактов будет зависеть чистота принимаемого сигнала).
2. С помощью линейки и маркера отметьте 8 одинаковых отрезков, длину которых (L1) вы рассчитали на калькуляторе.
3. На чистом листе бумаги нарисуйте шаблон будущей рамки телеантенны, соблюдая вычисленные размеры.
4. Согните проволоку по отметкам, ориентируясь на шаблон. Должна получится ровная восьмерка с углами 90°.
5. Используя напильник или наждачную бумагу, зачистите края проволоки и место сгиба граней, а затем зафиксируйте свободные концы тонкой медной проволокой.
6. Спаяйте концы между собой.
7. Возьмите антенный провод, оголите его примерно на 2 см для и припаяйте к рамке антенны: центральная жила на один сгиб, экран — на второй. На другой конец кабеля установите RF-штекер.
8. Заизолируйте все места пайки. Можно использовать силиконовый герметик или простую изоленту.

Настройка

После сборки включите телевизор и выполните поиск цифровых каналов. Если у вас приставка — запустите автопоиск на ней. Дальше анализируйте:

• Прием сигнала хорошего качества.
  Можно закрепить полученную рамку на любую поверхность при помощи клея или жидких гвоздей. Кабель тоже нужно зафиксировать, чтобы не нарушать слабое место пайки.
• Качество принимаемого сигнала недостаточно хорошее.
  Попробуйте переместить антенну: меняйте вертикальные и горизонтальные углы наклона. Если это не помогает, то нужно усилить принимаемый сигнал, используя рефлектор.

Изготовление рефлектора

Рефлектор представляет собой экран, расположенный за основной рамкой антенны. Для изготовления подойдет металлическая пластина или стеклотекстолит, используемый для печатных плат. Можно взять решетку, состоящую из металлических прутьев. Или можно сделать экран самостоятельно из плотной фольги, наклеенной на твердую основу нужного размера.

В данном примере экран сделан из стенки корпуса домашнего ПК.

К расположению рефлектора предъявляются следующие требования:

• расстояние между ним и приемником — ровно 1/7 часть длины принимаемой волны (на калькуляторе это значение D). Изготовьте диэлектрические проставки, с помощью которых соберите единую конструкцию;
• площадь активной (токопроводящей) поверхности рефлектора на 20 % больше площади телеантенны;
• приемник должен «лежать» внутри плоскости рефлектора.

В этом примере проставки сделаны из старых маркеров, которые стягиваются пластиковыми жгутами.

Рекомендуем полную пошаговую видеоинструкцию по изготовлению биквадрата с экраном:

Для модемов 3G и 4G

Использование биквадратной антенны не ограничивается только приемом цифрового телевидения. Когда скорость работы мобильного интернета неудовлетворительна, антенна Харченко тоже может помочь.

Сначала, как и в случае с цифровым телевидением, необходимо выяснить частоту передачи 3G- или 4G-сигнала (LTE). У каждого оператора сотовой связи она своя, но находится в диапазоне 1.9–2.1 ГГц. Расчетное значение длины волны составляет от 14 до 16 сантиметров.

Исходя из этого получаем следующие размеры антенны:

• для 1,9 Gz = 3,5 сантиметра;
• для 2,1 Gz = 4 сантиметра.

Собирается конструкция так же, как и для цифрового ТВ.

Не помешает для данной антенны и рефлектор. Расстояние между ним и приемником следует обеспечить равным 2,3 сантиметра. К готовой антенне припаивается кабель сопротивлением 50–65 Ом, а на другой конец — штекер Jack 3,5 мм, который вставляется в антенный вход модема.

Для сотового телефона

Обычные GSM-телефоны основаны на приеме радиосигнала ультракоротких волн (УКВ) на частоте 900 или 1800 МГц. Чем выше это значение (короче длина волны), тем дальше он распространяется, но хуже огибает препятствия. То есть в бетонных джунглях лучше работает GSM на частоте 900 МГц, а вот за городом, на даче – 1800 МГц.

В современном телефоне уже нет возможности для свободного подключения внешней антенны. Однако внутри каждого из них есть встроенная, и разъем у нее универсальный. Поэтому в местности, где сотовой связи нет, вы можете найти старый телефон с возможностью подсоединить антенну или разобрать новый и подключить к нему внешнюю.

Как мы уже выяснили, нас интересует «дальнобойная» связь GSM на частотах 900 МГц.

Живые примеры

На пробке из под 5л бутылке С экраном из мелкой сетки С экраном из крупной сетки LTE
Удобное крепление 1 Удобное крепление 2 Вариант от подписчика 3G

Вместо заключения

Все описанные в этой статье принципы передачи информации основаны на радиоволнах. Хотя прогресс не стоит на месте и скорость передачи информации растет, принципы радиотехники остаются неизменными. Антенна Харченко – простое и эффективное устройство для приема слабого сигнала как цифрового телевидения, так и мобильного интернета.

Хорошая антенна. Покупал несколько разных и дорогих антенн — эта работает лучше всех покупных (те сдал обратно в магазины). Теперь вопрос: можно ли раздать с этой антенны сигнал по Wi-Fi на несколько смарт-ТВ? Есть ли в природе такие устройства? не хочется тянуть кабель — ремонт закончил уже.

Можно. Только у этой антенны относительная узкая диаграмма направленности. Можно сравнить с лучом фонарика. Другими словами, антенна точки доступа должна быть всенаправленной, иметь диаграмму направленности близкую к сфере или тору, а усиление таких антенн близкое к нулю.
Усиление и диаграмма направленности очень сильно связаны. Если сильно упростить, то можно рассматривать фонарик как пример для объяснения. Просто лампочка без отражателя и линзы светит во все стороны и поэтому ее свет виден с любой точки пространства, но стоит установить отражатель и линзу, как свет фокусируется в одном направлении и чем этот луч более узкий, тем усиление света этой системой более высокое.
Исходя из этого, подобные антенны лучше устанавливать на клиентских станциях по направлению на точку доступа (на базовую станцию), а на базовых станциях устанавливать максимально всенаправленные антенны (или системы антенн). То есть, данная антенна не совсем хорошо подойдет для «раздачи» wi-fi, только если ваши клиентские устройства не находятся в зоне диаграммы направленности этой антенны.

Денис, спасибо за грамотное и развернутое дополнение!

Не совсем соглашусь с Вами. Диаграмма направленности антенны Харченко, без рефлектора — восьмерка. И пример с фонариком, не совсем удачный. Это скорее светодиодный прожектор, который светит в одном направлении, под определенным углом (в нашем случае, без рефлектора, в два направления). Антенну Харченко, несложно сделать многоэлементной. То есть, если упрощенно, «ромба» может быть не два, а четыре, шесть и т.д. Коэффициент усиления антенны, при этом кратно возрастает. И если такую многоэлементную антенну свернуть в горизонтальное кольцо, мы получим антенну, с приемлемым коэффициентом усиления и с круговой диаграммой направленности, вполне пригодную для «раздачи» Wi-fi, на значительное расстояние. А если, такую антенну оснастить сетчатым металлическим рефлектором в виде отрезка трубы, коэффициент усиления, еще более возрастет.

Усиление антенны не бывает равной 0. наихудшее значение равно 1 это для всенаправленной антенны. любая хоть сколько то направленная(с диаграммой направленности направлением меньше шара) имеет КУ больше 1.

как я понял вы хотите смотреть смарт тв через интернет тогда надо подключить антенну к модему с симкой сотового оператора чья связь лучше в вашей местности а модем подключить к роутеру с функцией wi-fi

Алексей, большое спасибо вам за критику! Замечание абсолютно по делу!

А в центре антенны ( там где производится пайка) какое расстояние между проволокой, около 1 см?

Сергей, да, примерно 1 см. Но ничего страшного, если будет плюс минус 5 мм. Главное, чтобы контакта между местами сгиба не было.

Изображена антенна для вертикальной поляризации радиоволны.Не нужно ли её повернуть на 90 градусов для приёма DTV?

Виктор, не нужно.

У меня вертикальное положение антенны
даёт лучший сигнал

Тогда вопрос из предыдущего.Все ли передатчики (ретрансляторы) мультиплексов DTV работают на вертикальной поляризации

Здравствуйте. Сможете ли вы проконсультировать куда подключить внешнюю антенну в 3g роутеру. Снимки платы вышлю.

Здравствуйте. Можно не снимать изоляцию с медного провода, что бы не окислялась ?

Зависит от материала изоляции. Есть не радиопрозрачные изоляционные материалы. Проверить легко с помощью микроволновки. Кусочек изоляции провода (без металлической жилы) поместить в микроволновку на минуту. Если нагрелся, материал изоляции не радиопрозрачный и его лучше снять.

Можно ли вместо рефлектора использовать спутниковую тарелку? И нужно ли в таком случае размещать антенну в точке установки конвектора или выдерживать расстояние D из калькулятора?

Самостоятельное изготовление DVB-T2-антенны для цифрового ТВ

Надежная антенна и качественный сигнал – что еще нужно телезрителю для просмотра любимых каналов? Но если с качеством телесигнала, как правило, самому ничего нельзя сделать, то решить проблемы с приемом можно с помощью самодельной антенны для цифрового эфирного ТВ. Если использовать прямые руки и точно следовать этой инструкции, результат может оказаться даже лучше, чем у фабричных устройств.

Варианты самоделок для приема DVB-T2

В России после введения федерального цифрового вещания по всей территории (за исключением некоторых районов, где оказалось дешевле всем жителям дать бесплатно пользоваться спутниковым вещанием) должны приниматься два мультиплекса – набора из 20 каналов, входящих в государственный пакет. Доступ к ним бесплатен, они передаются хоть и в цифровом виде, но открыто на дециметровом диапазоне.

Вариантов конструкций, подходящих для приема телевизионного сигнала стандарта DVB-T2, множество: ДМВ-диапазон и условия его приема досконально исследованы поколениями ученых-физиков и радиолюбителей.

Перед вами сравнительная таблица характеристик наиболее простых и эффективных самоделок, используемых для приема цифрового телевидения:

Тип антенны	Коэффициент усиления, дБ	Макс. дальность приема без усилителя, км	Макс. дальность приема с усилителем, км	Принимаемый диапазон, МГц
Петля из кабеля	0–3	15	15	440–800
Из пивных банок	3–5	15	40	470–622
Бабочка	5–11	20	70	Любой (по расчету)
Тройной квадрат	9	15	60	Любой (по расчету)
Антенна Харченко	5–6	10	50	Любой (по расчету)
Логопериодическая	8–12	30	100	Любой (по расчету)

Разумеется, это далеко не полный перечень того, что можно сделать своими руками. Однако схемы таких конструкций, как антенны Ковачева, Туркина и «волновой канал» , имеют существенные недостатки:

• слишком сложны , при этом эффективность не настолько выше, чтобы неподготовленному человеку имело смысл пробовать их изготовить;
• дальнобойные, но узкополосные. Например, если оба мультиплекса разнесены на 6 и более каналов (что регулярно встречается у ретрансляторов в сельской местности), придется делать и настраивать две антенны конструкции Туркина, для каждого мультиплекса свою, а затем подбирать согласующий трансформатор и выравнивать (в идеале – до миллиметра) длину кабелей.

Далее рассмотрим каждый вариант отдельно, выделим основные плюсы и минусы.

Петля из антенного кабеля

Простейшей из самодельных телеантенн является петлевая. Для ее изготовления не нужно ничего, кроме самого кабеля (желательно с медным сердечником), ножа, плоскогубцев и F-штекера, который нужен, чтобы подключиться к телевизору.

Если же вкратце, то она делается так:

1. Возьмите отрезок коаксиального кабеля (лучше всего имеющего медный центральный провод) длиной около полутора метров.
2. На одном его конце снимается изоляция с центральной жилы и экрана.
3. Через 22 см обнажается центральная жила.
4. Еще через 22 см снимается изоляция с экрана.
5. В последнем разрезе центральная жила и обнаженная оплетка обматываются вокруг экранирующей оболочки так, чтобы сформировалось кольцо.
6. На другой конец кабеля надевается штекер .

• Простота изготовления. Зная, где надрезать и что замыкать, изготовить ее можно за 5 минут.

• Годится в качестве комнатной в условиях мощного сигнала, но не более. Подключать усилитель к ней бессмысленно, хотя некоторые и пытаются (в частности, производители фабричных кольцевых рамочных телеантенн, построенных на этом же принципе).

Петлю можно усовершенствовать, использовав вместо кольца спираль из кабеля заранее рассчитанного радиуса, улучшив качество сборки (заодно и уменьшив потери), рассчитав согласование. Однако единственным преимуществом этого типа является то, что оно самое примитивное. Проще только ловить на зачищенный коаксиальный кабель или кусок проволоки, вставленный в центральное гнездо антенного штекера на телевизоре.

Из пивных банок

Чуть сложнее антенна, собранная из пустых банок из-под пива или других напитков. Она достаточно эффективна (алюминий, из которого они изготавливаются, – отличный проводник), но требует тщательно вымерять расстояние между баночными вибраторами, а также соединять их в правильной последовательности.

В общих чертах процесс этот выглядит так:

1. Берется четное количество банок (минимум две, максимум – насколько хватит желания; чем больше, тем мощнее).
2. В банках с помощью дрели сверлятся отверстия для пропуска проволоки (лучше – медной или алюминиевой), которая будет соединять их между собой. Можно и не сверлить, воспользовавшись саморезами, которые будут крепить вибраторы на деревянном или пластиковом кронштейне (например, популярен вариант, когда банки крепятся на деревянной или пластиковой вешалке). В таком случае проводник можно зажать саморезом, который выступит в роли контакта.
3. Банки подключаются по строгой схеме.
4. В месте соединения двух концов проволоки подключается кабель (например, с помощью штатного крепежного устройства от старой антенны, пайки и пр.).

• Простота сборки. Все материалы можно найти буквально под ногами, за исключением коаксиального кабеля и крепежа.
• Эффективность. Если позволит рельеф местности, с нее можно ловить телесигнал с расстояния до 50 км.

• Чтобы в полной мере использовать мощность приемного устройства, нужен довольно точный расчет размеров вибраторов. Впрочем, это беда всех самоделок.
• Большая парусность в уличном варианте. Пустые и легкие вибраторы будут под действием ветра поворачиваться, если их качественно не закрепить.

«Бабочка»

«Бабочкой» называют относительно простую, но эффективную коротковолновую антенну для приема цифрового телевидения за ее специфическую форму: проводники-вибраторы отходят от крепежной оси веером, точно крылья реального насекомого.

Для изготовления потребуется :

• тонкая дощечка или фанера размером примерно 550 на 70 мм и толщиной около 5 мм;
• около 4 м медного или, что хуже, алюминиевого провода сечением в 4–6 мм;
• саморезы;
• отвертка или шуруповерт;
• нож для зачистки;
• паяльник с припоем и флюс-пастой;
• линейка для разметки;
• кусачки или плоскогубцы;
• карандаш для разметки дощечки;
• штекер на 75 Ом;
• F-разъемы для подключения.

Изготовление выглядит так :

1. Рассчитываются размеры вибраторов и расстояние между ними. В среднем можно считать длиной 37,5 см.
2. Нарезаются провода в соответствии с рассчитанными размерами. Потребуется восемь проводников.
3. Середина каждого проводника зачищается на 2 см.
4. Каждый провод сгибается дугой так, чтобы между концами было не менее 7,5 мм. Вместо двух проводов можно использовать лист металла, вырезанный в форме треугольника, тогда эта антенна будет ближе к конструкции, запатентованной в 1938 году под именем Butterfly dipole.
5. Отрезаются два провода длиной около 43 см. Они зачищаются в тех местах, где будут крепиться к доске.
6. Все проволоки соединяются между собой по схеме подключений.
7. Выходы антенны впаиваются в штекер.
8. К штекеру подключается провод-переходник на 75 Ом.
9. К переходнику подключается кабель.
10. Антенна настраивается на прием и крепится в подходящем положении.

• простота в изготовлении;
• эффективность.

• сравнительно невысокий коэффициент усиления.

Тройной квадрат

Тройной квадрат, он же антенна Сотникова (нестандартным радиоприборам принято давать название по имени изобретателя или популяризатора), состоит из трех квадратных рамок переменного периметра:

• директора;
• вибратора – именно с него снимается принятый сигнал;
• рефлектора.

Эта антенна – развитие принципов, заложенных в конструкции волнового канала, однако она гораздо проще в изготовлении. Внешне выглядит как три постепенно уменьшающихся в размерах квадрата, закрепленных на общих поперечинах так, чтобы их ось смотрела в направлении источника сигнала.

Если коротко, то собирается она из стальной или медной проволоки следующим образом:

1. Выгибаются три основных квадрата и перемычки между ними. При необходимости можно сразу выгнуть весь зигзаг в сборе по прилагаемому чертежу.
2. Стыки спаиваются между собой.
3. В расщеп вибратора (там, где проволока соединяется концами) впаивается зачищенный конец коаксиального кабеля на 75 Ом.

• Высокая чувствительность. Это неплохое устройство дальнего действия для приема слабого сигнала с большого расстояния.
• Технологичность. Если изгибать ее из единого куска проволоки, то пайка понадобится лишь для подсоединения кабеля и стыков.
• Есть возможность подключения усилителя, превращающего конструкцию в активную антенну, идеальную для дачи или загородного дома.

• Не самая удачная диаграмма направленности. Даже небольшой изгиб проволоки приводит к тому, что начинаются потери в мощности принятого сигнала.
• Крайняя узконаправленность. Тройной квадрат охватывает не более 10 каналов по старой разметке, поэтому при сильном расхождении мультиплексов по частоте придется либо делать две антенны (и решать проблемы согласования), либо жертвовать чувствительностью.
• Чтобы получить все плюсы от дальнобойности этой антенны, нужен точный расчет (в идеале – до миллиметра).

Антенна Харченко

Антенна Харченко (она же «биквадрат» или «Z-антенна») – простой, но технологичный приемник радиоволн, популярный в свое время не только у любителей-коротковолновиков, но и у обычных пользователей, которые смотрели аналоговое телевидение в метровом диапазоне. Дело в том, что эта конструкция одинаково эффективно принимает как ДМВ, так и МВ, если изготовлена в соответствующих размерах.

Внешне похожа на два квадрата (отсюда ее второе название – «биквадрат»), состыкованных между собой разомкнутыми углами. Поскольку прием осуществляется соединенными воедино вибраторами (у которых реально работает лишь каждая четверть), эта же конструкция часто в популярной литературе именуется Z-антенной.

Изготавливается она так:

1. По заранее рассчитанному контуру изгибается толстая стальная, алюминиевая или медная проволока.
2. Готовая конструкция крепится на каркас. Простейший его вариант – это длинная деревянная планка и две короткие поперечины (по длине диагоналей обоих квадратов).
3. Подключается антенный кабель. Он монтируется в центре, где стыкуются концы Z-образных вибраторов, а затем аккуратно фиксируется на нижнем зигзаге антенны. Эта мера обеспечивает хоть минимальное, но согласование сигналов.

• Технологичность. Ее легко изготовить из цельного куска провода и нескольких крепежных элементов.
• Эффективность. Антенна Харченко принимает вещание надежнее, чем почти любой другой самодельный приемник.

• Нужно учитывать поляризацию сигнала и соответствующим образом ориентировать антенну (длинной осью вертикально или горизонтально). При ошибке эффективность снизится в разы.
• Наилучшие показатели антенна Харченко обеспечивает только с рефлектором, который одновременно и отражает волны на вибраторы, усиливая сигнал, и препятствует приему паразитных волн с противоположного направления. Однако габариты и материал рефлектора надо рассчитывать отдельно.

Логопериодическая

Наконец, самостоятельно можно сделать домашнюю антенну по классической логопериодической схеме.