Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Строим КВ Антенну

Строим КВ Антенну

Антенна – это радиотехническое устройство, которое преобразует энергию радиоволн в электрический сигнал и наоборот. Антенны различаются по типу, по назначению, по диапазону частот, по диаграмме направленности и т.д. В этой статье мы рассмотрим постройку самых распространенных радиолюбительских антенн. Лучший усилитель – это антенна!
Опытные радиолюбители это прекрасно знают и не жалеют времени и средств на совершенствование своих антен. Но даже представить трудно, сколько времени, усилий и средств, потребовалось “горячим финским парням” с OH8X, что бы соорудить такого “монстра”. Три элемента на 160м и четыре полноразмерных элемента на 80м. Причем, так как размеры элементов волнового канала равны половине длины волны, то каждый из четырех элементов длиной в сорок метров. И все это на высоте 100 метров. Впечатляет и вес этой конструкции – почти 40 тонн

Но “горячие” парни есть не только в Финляндии. Антенна RN6BN, а это

синфазная решетка из 65-ти пятнадцатиэлементных волновых каналов на 144мГц, впечатляет не меньше. Или же антенна UN7L. Конечно не “монстр”, но большинство радиолюбителей о такой могут только мечтать.

Ну и для тех, кто является счастливым обладателем автомобиля и мечтает установить на нем УКВ антенну. Как говорится, просто, но со вкусом

Все эти, и подобные антенны, требуют кропотливой настройки, огромных финансовых вложений, и, главное, большого опыта и знаний. Следует отметить, что простая, но отлаженная антенна, к примеру диполь, будет намного эффективней многоэлементной, но не настроенной антены.Настроенная резонансная антенна, позволит вам слушать и проводить радиосвязи с очень слабыми и дальними станциями. Плохая же антенна – сведёт на нет все ваши усилия по покупке или постройке приемникатрансивера
Теперь рассмотрим сами антенны. Начнем с самых простых и до самых качественных.

Антенна «Наклонный луч»

Ее полотно, это отрезок медного провода, который с одного конца закреплен за дерево, фонарный столб, крышу соседнего дома, а другой стороной подключается к приёмнику/трансиверу. Преимущества:- простота конструкции.

Недостатки:- слабое усиление, сильно подвержена городским шумам, требует согласования с трансивером/приёмником. Дла изготовления антенного полотна подойдет любой медный провод – одножильный, многожильный, в изоляции и без. Толщиналюбая, но – «чтобы не порвался» от своего веса, натяжения и ветра. В среднем, сечение 2.5-6 кв.мм. Вполе подойдет и расплетенный армейский телефонный провод. Антенна многодиапазонная, но колличество диапазонов, на которых ее можно использовать, зависит от ее размеров.
Длину антенного полотна определяем для самого низкочастотного диапазона по формуле 300/2*f, где f – срелняя частота диапазона. В частности, для 80-ти метрового диапазона это 42,6 метра. Антенна с такими разьерами будет прилично работать на 3.5, 7,0, 14,0, 21,0 и 28.0 мГц. Уменьшив размеры в два раза, мы получим все тоже, но без 3,5мГц Понятно, что размер приблизительный, так как длина полотна зависит от окружающих предметов, высоты подвеса, от того, в изоляции провод или нет. Точные размеры можно получить только после тщательной настройки.
Следует помнить, что провод антенны нельзя подвязывать непосредственно к опорам. Нужно установить несколько изоляторов на конце полотна антенны. Идеальные изоляторы – «орешкового типа»:

Для чего нужны изоляторы, должно быть понятно уже из самого их названия. Они изолируют полотно антенны по электричеству от дерева, столба и других конструкций, к которым вы будете крепить антенну. Если орешковые изоляторы не нашли, можно сделать самодельные из любого прочного диэлектрического материала: – пластик, текстолит, оргстекло, пвх трубки и т.д.

Дерево и производные (ДСП, двп и т.д.) использовать нельзя. На концах антенны должно быть 2 – 3 изолятора, с расстоянием 30-50см друг от друга. Как известно, полуволновый вибратор, запитаный с конца, коим и является резонансный (полуволновый) наклонный луч, имеет большое сопротивление и для подключения его к трансиверу или приемнику с низкоомным входом, необходимо согласующее устройство. О различных согласующих устройствах будет расказано в отдельной статье.

Антенна «Диполь»

Это уже более серьезная антенна, чем наклонный луч. Диполь – это два отрезка провода, в центре которых подключается коаксиальный кабель снижения к трансиверу.

Длина диполя равна L/2. То есть, для участка 80м диапазона, длина равна 40м. Или по 20м провода в каждом плече диполя. Для более точного расчета применяем формулы. Точная формула: Длина диполя = 468/F х 0.3048 , где F–частота в МГц середины диапазона, для которого делаете диполь. Пример для 80м диапазона: – частота 3.65 МГц. 468/3.65 х 0.3048 = 39.08 метров. Обратите внимание – это общая длина диполя. Значит, каждое плечо будет в 2 раза меньше, то есть по 19.54 метра. Погрешность при построении плеч диполя должна быть сведена к минимуму, не больше 2-3см. Самое главное, чтобы плечи были одинаковой длины. В интернете так же есть онлайн «калькуляторы» для расчета диполей и других антенн: http://dxportal.ru/raschet-antenn.html и др.

Для изготовления антенны нам потребуется так же, как и для наклонного луча, медный провод. Сечение 2.5-6кв.мм. Можно использовать провод в изоляции, на низкочастотных диапазонах пвх-изоляция вносит несущественные потери. Размещение диполя – аналогично размещению наклонного луча. Но, тут уже высота подвеса играет более заметную роль.
Низкоподвешенный диполь работать не будет! Для нормальной работы высота подвеса диполя должна быть не ниже L/4. То есть, для 80м диапазона должна быть не ниже 17-20м.
В случае, если у вас рядом нет такой высоты, то диполь можно сделать на мачте, чтобы он принял форму перевёрнутой буквы V.

Последний вариант установки диполя называется «Inverted-V», то есть форма перевернутой буквы V. Центр диполя должен быть не ниже L/4, то есть для 80м диапазона – 20м. Но, в реальных условиях, допускается подвешивать центр диполя и на небольшие мачты, деревья, высотой 11-17м. Диполь на такой высоте работать будет, правда, заметно хуже.

Подключается диполь коаксиальным кабелем, с волновым сопротивлением 50 Ом. Это или отечественный кабель серии РК-50, или импортный серии RG и аналогичные. Длина кабеля особой роли не играет, но, чем он будет длиннее, тем больше в нём будет затухание сигнала. Так же и с толщиной кабеля, чем тоньше– тем больше затуханий сигнала.
Нормальная толщина кабеля для диполя (измеряется по внешнему диаметру) 7-10мм.

К сожалению, современный мир – это мир бытовых радиопомех – мощных, жирных, свистящих, стрекочущих, рычащих, пульсирующих и прочих, нехороших. Причина помех – наша современная жизнь: – телевизоры, компьютеры, светодиодные и энергосберегающие лампы, микроволновки, кондиционеры, Wi-Fiроутеры, компьютерные сети, стиральные машины и т.д. и т.п. Весь этот набор «жизни», радиосмог, создаёт адский шум в радиоэфире, который делает приём любительских радиостанций, на низкочастотных диапазонах, порой вообще невозможным… Поэтому, подключать диполь как раньше, в советское время уже нельзя.

Теперь подробнее. Стандартное подключение кабеля к Диполю. Конечно, из за подключения несимметричного коаксиального кабеля к симметричному Диполю, его диаграмма направленности немного косит, но на КВ это не так существенно

Плечи диполя прикручиваются на любую прочную, диэлектрическую пластину. Центральная жила кабеля подпаивается к одному плечу, оплетка кабеля – ко второму плечу.
Прикручивать кабель нельзя, только паять. Такое подключение было стандартным, и вполне устраивало в советские времена, когда не было бытовых помех в эфире. Сейчас такое подключение можно использовать только в одном случае: – вы живёте на даче или в лесу. Но, такое бывает редко, поэтому переходим к современным вариантам подключения.

Читайте так же:
Как варить аргонной сваркой видео

Более приемлимый вариант подключения кабеля для города, при использовании мощного передатчика трансивера.Само подключение кабеля к диполю такое же, но, перед припаиванием –надеваем на кабель 15-30 ферритовых колечек, чем больше, тем лучше. Главное, чтобы эти колечки были как можно ближе к месту подпайки кабеля, почти вплотную.
Кольца желательно использовать с магнитной проницаемостью 1000НМ. Но, подойдут любые, которые найдёте, и которые плотно будут сидеть на вашем кабеле. Можно использовать кольца из телевизоров и мониторов:После установки колец на кабель, наденьте на них термоусадочную трубку и феном обожмите, чтобы они плотно сидели. Если нет термоусадочной трубки, то просто обмотайте плотно изолентой.

Такой способ немного снизит уровень шума по приёму. К примеру, если у вас шум был на уровне 8 баллов, то станет 7. Не много конечно, но лучше, чем ничего. Суть такого метода – ферритовые кольца снижают приём помех самим кабелем.

Вариант подключения для города, а так же для маломощных передатчиков. Самый лучший вариант. Есть два способа подключения. 1. Берём ферритовое кольцо необходимого диаметра, с проницаемостью 1000НМ, обматываем его изолентой(чтобы кабель не повредить), и продеваем сквозь него 6-8 витков кабеля. После чего припаиваем кабель к диполю обычным способом. У нас получился трансформатор. Его нужно так же подключать как можно ближе к точкам припаивания диполя.

Если нет большого ферритового кольца, чтобы просунуть сквозь него толстый, жесткий коаксиальный кабель, тогда придётся попаять. Берем кольцо поменьше, и наматываем на него 7-9 витков провода, диаметром 2-4мм. Мотать нужно сразу двумя проводами, а кольцо так же обернуть изолентой, чтобы не повредить провод. Как подключать – показано на рисунке:То есть плечи диполя подпаиваем к двум верхним проводам трансформатора, а центральную жилу и оплётку кабеля – к двум нижним.

Такое подключение кабеля к диполю убивает сразу двух зайцев: – снижает уровень шумов, которые принимает сам кабель и согласовывает симметричный диполь, с нессиметричным кабелем. А это, в свою очередь увеличивает шанс на то, что вас, со слабым передатчиком (1-5Вт) – услышат.

Антенна Диполь – хорошая антенна, которая имеет небольшую диаграмму направленности и лучше принимает и усиливает, нежели антенна Наклонный луч. Диполь, особенно с 3-м вариантом подключения – идеальное решение для работы в походных условиях. Особенно, если у вас маломощный трансивер с выходной мощностью 1-5Вт. Так же диполь – идеальное решение для города и для начинающих радиолюбителей, т.к. его просто натянуть между крышами, не содержит каких-либо дорогих деталей и не требует настройки,
естественно, если вы изначально правильно рассчитали его длину.

Антенна «Дельта» или треугольник

Треугольник – это самая лучшая антенна низкочастотных КВ диапазонов, которую только можно построить в городских условиях.

Эта антенна представляет собой треугольную рамку из медного провода, растянутую между крышами 3-х домов, в разрыв любого угла подключается кабель снижения. Антенна представляет собой замкнутый контур, поэтому бытовые помехи синфазно гасятся в ней. Уровень шума у Дельты – много ниже, чем у Диполя. Для сравнения. Если с наклонным лучом – уровень шума 9 баллов, то .Диполь с простым подключением – уровень шума 8 баллов. Диполь с трансформаторным подключением – уровень шума 6.5 балла.Треугольник – уровень шума 3-4 балла. Так же, Дельта имеет большее усиление, чем Диполь. Для работы на дольшие расстояния (свыше 2000км), один из углов антенны надо поднять, или наоборот, опустить. То есть, чтобы плоскость треугольника была под углом к горизонту.

Треугольник изготавливается как же из медного провода. Растягивается между крышами соседних домов. Длина провода дельты рассчитывается по формуле: L (м )= 304.8/F (MГц).
Или можно на сайте, по онлайн калькулятору: http://dxportal.ru/raschet-antenn.html Например для 80м диапазона длина треугольника должна быть 83.42м, или 27.8м каждая сторона.
Высота подвеса – не ниже 15м. Идеально – 25-35м.

Напрямую подключать 50-омный кабель к треугольнику нельзя, потому, что волновое сопротивление треугольника 160-210 Ом. Его нужно согласовать с кабелем. Для этих целей создаются согласующие трансформаторы. Их еще называют балуны. Нам нужен балун 1:4. Качественно и правильно изготовить балун можно только с помощью приборов, которые измеряют параметры антенны. Поэтому, мы не будем приводить описание его изготовления. Для начинающих радиолюбителей, единственный вариант – это или купить балун, или пойти к более опытным радиолюбителям-соседям, или, например, в местный радиокружок и попросить их помощи.

В заключении, еще раз обращаем ваше внимание на то, что Антенна – это самый важный элемент у радиолюбителя. При хорошей антенне, вас будут прекрасно слышать, даже если у вас самодельный трансивер с 1-5Вт выходной мощности. И, вы можете купить за 2 – 3 тысячи у.е. японский трансивер, а антенну сделать плохую, в итоге – вас никто не услышит. Да, и еще совет: – если не знаете, какое расстояние между вашими домами – загляните в Яндекс-карты, там есть функция линейки + карты были в 2015 году обновлены.
Можно по ним антенну рассчитывать.

И еще. Вот мнение об антенне Дельта известного коротковолновика RZ9CJ

За многие годы работы в эфире опробованы большинство из существующих антенн. Когда после всех них сделал и попробовал работать на вертикальной Дельте,понял – сколько времени и сил я потратил на все те антенны – зря. Единственная ненаправленная антенна , которая принесла массу приятных часов за трансивером – это вертикальная Дельта с вертикальной поляризацией . Так она мне понравилась , что я сделал 4 штуки на 10,15,20 и 40 метров. В планах – сделать еще и на 80 м . Кстати – почти все эти антенны сразу же после постройки *попали * более-менее по КСВ.Все мачты метров по 8 высотой. Трубы 4 метра – из ближайшего ЖЭКа Выше труб – бамбуковые палки по две связки вверх. Ох и ломаются же они, заразы. Раз 5 уже менял. Лучше их по 3 штуки связывать – получится потолще но и простоит подольше. Стоят палки недорого – в общем бюджетный вариант лучшей ненаправленной антенны. По сравнению с диполем – земля и небо. Реально *пробивал* pile-up -ы Что не удавалось на диполе. Кабель 50 Ом подключается в точке питания к полотну антенны. Горизонтальный провод должен быть на высоте не менее 0,05 волны ( спасибо VE3KF ) Т.е. для 40 м диапазона – это 2 метра. RZ9CJ

На этом всё, удачи вам в постройке эффективной и малошумящей антенны!
73!

7 видов самодельных антенн для цифрового ТВ

Сделать антенну для цифрового ТВ самостоятельно, не так сложно, как это кажется на первый взгляд. Для изготовления простой антенны можно применить подручные материалы, которые есть дома.

Это решение сэкономит деньги и время, особенно, если рядом нет магазина с ТВ техникой. Ведь в себестоимость готовой антенны закладываются такие расходы как: бренд, технологии, материал изделия, налоги.

Типы принимающих антенн

Антенна — это устройство, входящее в ряд диполярных, которое работает как на приём, так и на передачу частоты.

Сегодня телевещание происходит в следующих диапазонах:

  • 1-300 МГц — приём аналогового телевидения стандарта МВ и VHF;
  • 470-862 МГц — ДМВ диапазон (дециметровые волны), которые и передают изображение в цифровом стандарте DVB-T2.
Читайте так же:
Как проверить свечу на бензопиле

Несмотря на это, присутствует стандартизация рабочего диапазона. Благодаря этому цифровое телевидение работает по принципу сотовой связи. Для того, чтобы антенна из кабеля для цифрового тв была эффективной в работе, нужно рассчитать все параметры.

Расчёт

Проводят расчёт в зависимости от типа конструкции, а также необходимости работы в выбранном заранее частотном диапазоне. Но перед тем, как приступать к работе, следует помнить, что всеволновые устройства не могут принимать слабые сигналы. Если говорить о других моделях приёмника, то такая самодельная антенна не в состоянии охватить все частоты, исходящие от цифрового вещания.

Чтобы верно изготовить антенну для цифрового ТВ своими руками, проводят точные расчёты. Это нужно делать заранее, потому что при подключении проверить качество приёма цифрового телевещания невозможно.

Для аналогового телевидения при слабом сигнале возможны помехи, а при цифровом сигнале изображения просто не будет. Это приведет к к вопросу, который очень сложно решить — проблема с кабелем или с самими устройством?.

Правила расчёта

Цифровое телевидение вещает на других частотах, с использованием возможных вариантов мультиплексов. Для того, чтобы приемка сигнала была качественной, волна, которая излучается должна попасть на сам приёмник. Поэтому проводить расчёт нужно по следующей модели:

  1. Произвести расчёт длины нужной волны цифрового вещания, которая исходит из мультиплекса.
  2. Выбрать самую длинную волну.
  3. Найти полудлину поперечного сечения выбранной длины, так как она перпендикулярно передается на сам приёмник.

Рассмотрим как проводится этот расчёт на практике.

Практический пример

Предположим, что в вашем регионе расположены три вышки, у которых рабочие характеристики следующие:
• 32 ТВК, 546 МГц.
• 34 ТВК, 578 МГц.
• 24 ТВК, 498 МГц.

Для изготовления самодельной телевизионной антенны, рассчитаем длину нужной волны, используя формулу: λ = c/F, где c – скорость света, F – частота (для упрощения расчета можно сократить нули — 300/546, 300/578, 300/498) .

Полученные значения равны соответственно: 0,55; 0,52 и 0,60 (значения округляются в большую сторону). Выбираем характеристики третьего мультиплекса, так как его длина волны оказалась большей.

Делим показатель на два, чтобы найти активную зону телеантенны (волна имеет синусоидальную форму) — 0,60/2=0,3.

И, наконец, находим полудлину поперечного сечения волны — 0,3/2=0,15 метров. Если перевести единицы измерения, то 15 сантиметров — это и есть длина активной области приемника.

Пример был выполнен с учётом нескольких мультиплексов, но задачу можно облегчить, производя вычисления для одного пакета телеканалов.

Когда будут закончены все расчёты, можно приступать к проектированию чертежей для дальнейшего изготовления антенны.

Расположение и подключение

После того, как расчёты выполнены, подбираются необходимые детали для будущей антенны и планируется сборка.

  1. Если планируется изготовить комнатную антенну, то с монтажом здесь будет намного легче.
  2. А если речь идет об уличной, то её монтируют так, чтобы она была направлена на ретранслятор цифры.

Антенну для улицы можно установить на крыше дома. Таким образом, сигнал не будут заглушать стены, заборы и другие конструкции. Для уличной установки телеантенны понадобится кусок кабеля. Но здесь важно верно рассчитать и учитывать то, чем длиннее кабель, тем слабее сигнал будет поступать к самому приёмнику. Нет единого правила, которое бы регламентировало установку антенны, каждое размещение особое.

Как сделать антенну для телевизора своими руками

Привычная самодельная антенна не будет уникальной и подходить во всех случаях.

Если у вас старый телевизор, который не поддерживает стандарт DVB-T2 и формат видео MPEG4, то нужно купить приставку, которая будет декодировать и передавать сигнал от антенны к телевизору.

Антенна Харченко

Для цифрового телевидения подойдёт популярная антенна “восьмерка” или “биквадрат”, которую называют антенной Харченко. Состоит из двух квадратов, которые имеют форму ромба.

Антенна Харченко из медной проволоки

Эта антенна универсальна, так как способна работать в любых условиях. Исключение составляет лишь сплошная застройка, и в таких условиях сигнал не может быть отражён.

Для изготовления этой антенны нужно будет провести необходимые расчёты касательно длины волны. Каждая из сторон квадрата должна равняться половине длины сечения самой волны. В итоге сам периметр будет равняться длине волны.

Для работы понадобится проволока или медная толщиной до 3 мм., или алюминиевая толщиной до 6 мм. Итого нужно изготовить два квадрата. От окончания проволоки надо отрезать 2 см., чтобы соединить их между собой. В результате должно получиться единая деталь из двух квадратов, но имеющая общий угол.

Схема антенны Харченко

Не стоит забывать и об изоляции! Пары концов проволоки должны быть изолированы между собой. Если этого не будет конструкция будет только излучать сигнал. Как основу можно использовать палку или балку. Приемник может быть закреплён без начальной фиксации.
Далее, нужно припаять кабель, так, чтобы он соприкасался с одним и концов самой проволоки.

Двойной и тройной квадрат

Изготовление такой антенны сходно с изготовлением биквадратного оборудования. Основа изделия состоит из нескольких квадратов, имеющих одинаковые параметры, которые расположены друг за другом.

Схема антенны тройного квадрата

В отличие от антенны Харченко, она не принимает качественный сигнал если сам ретранслятор находится далеко. Двойной и тройной квадраты предназначены для принятия сигнала в случае избыточного излучения.

Так как антенна многоуровневая, ее конструкция будет дополнительным усилителем. Для закрепления квадратов на бруске, в качестве основы подойдёт деталь, которая способна передавать электрический ток. При условии того, что толщина изделия будет довольно толстая.

В виде рамки

Рамочные антенны очень примитивны. Одна рамка применяется не так часто. Преимущество этого типа антенны заключается в том, что они не подвергаются различным помехам. Для того, чтобы приемник был выполнен правильно, размеры самого квадрата следует увеличить на 1,5%.

Для изготовления понадобятся:

  • металлическая сетка;
  • кабель;
  • штекер;
  • алюминиевая пластина;
  • болты и гайки.

Для работы понадобятся алюминиевые пластины с высверленными отверстиями для болтов.

Чтобы избежать возможного окисления отверстий на поверхности, проведите их покраску. Далее рамку нужно закрепить на рефлекторе.

После этого антенну разместите на мачте и приготовьте место для установки.

Из коаксиального кабеля

Антенна из коаксиального кабеля

Эта антенна довольна проста в изготовлении и материал для деталей можно найти везде. Такая ситуация возможна если антенна вышла из строя в деревне, где нет магазинов.

Для работы понадобится провод или обычный кабель для телевидения. Сборка устройства займет не больше пяти минут.

Для сборки требуется:

  1. Отсоединить кабель от устройства, которое неисправно.
  2. Конец провода нужно очистить от остатков изоляции.
  3. Оголенную часть кабеля и отмеренный отрезок соединяют проволокой довольно прочно.
  4. В итоге должен получиться круг из кабеля диаметром до 15 см. Он и будет приемником.
  5. По центру нужно отмерить 4 см. и снять изоляцию.

Теперь, устройство для цифрового телевидения готово. Единственный минус, приёмника в том, что постоянно пользоваться такой антенной не получится. Это связано с тем, что открытый конец кабеля будет шумен.

Бабочка

Конструкция этой антенны состоят из ряда расположенных по вертикали усиков.

Антенна бабочка

Для изготовления такого приемника нужно:

  • деревянный брус;
  • линейка;
  • проволока из алюминия до 3 м;
  • кусачки;
  • саморезы;
  • дрель.

Так как усы антенны восприимчивы к ветру, то рекомендуется использовать проволоку толщиной не менее 3 мм.

Сделать “бабочку” можно как из болтов, так и используя паяльник. Здесь многое зависит от того, что по факту есть в наличии.

Сначала требуется разметить 4 точки на одном и том же расстоянии друг от друга, не более 20 см.

Читайте так же:
Маркировка электрических цепей гост

От каждой точки следует провести линии, причём перпендикулярно. От прямых линий отложить 4 смежных угла 30 и поставить точки.

Далее, провести линии от головных до отмеченных точек под углом. Линии, которые будут располагаться под углом смогут являться указателями по расположению усиков приёмника.

Из пивных банок

В домашних условиях используют антенну, изготовленную из банок. Ее цена будет копеечной. Ведь для изготовления приёмника подойдёт вторсырьё. Точнее, использованные алюминиевые банки из-под напитков.

Антенна из пивных банок

Минус этой антенны — для её эксплуатации нужно отсутствие преград. Только в таком случае сигнал будет качественный. Такая конструкция подойдёт для жителей загородных домов.

Для сборки нужно:

  • 2 и более банок из-под пива или другого напитка;
  • болты;
  • медная проволока;
  • изолента;
  • 2 палки из дерева;
  • кабель.

Для сборки нужен каркас Т-образной конструкции. Для этого используйте деревянные бруски.

Далее, на дне банок прорезать дырочки под саморезы или болты. С кабеля нужно снять изоляцию, банки расположить на одном уровне.

Через отверстия протянуть кабель друг к другу. Концы зафиксировать болтом. Кабель, который отходит из отверстий закрепить надёжно проволокой. Банки следует приклеить скотчем или изолентой к основе каркаса.

Далее, нужно объединить штекер с самим кабелем. Штекер нужно подсоединить к антенне. Если такое приёмное устройство планируется использовать на улице, то предварительно рекомендуется выполнить обмотку полиэтиленом, чтобы не произошло окисление контактов.

Оголенный кабель должен в обязательном порядке быть обмотан изолентой.

Логопериодическая

Частотно-независимые антенны относится к разряду логопериодических.

Предлагаемый вид приёмных устройств работает с высоким диапазоном частоты. По конструкции эти приёмники делятся на плоские, пространственные, плоские однонаправленные.

Методика изготовления этой конструкции довольно сложна, но и вместе с тем ее применять можно не только для того, чтобы ловить телевещание. Разработчики считают, что в таком приемнике существует некая область, где происходит активность. Существует вариант уменьшить излучатель, тем самым уменьшая размеры логопериодической антенны.

Антенна Харченко

Антенна для приема цифровых сигналов, рассчитанная и собранная инженером Харченко, чисто внешне выглядит как обычный двойной квадрат, изготовленный из толстого медного провода. Своими незамкнутыми углами эти квадраты объединяются в общий контур, а к зоне их стыковки подпаивается отвод телевизионного кабеля (рисунок ниже).

Антенна Харченко

Классическая дмв антенна Харченко своими руками изготавливаемая в домашних условиях, помимо двух квадратов, содержит в своем составе отражатель из проводящего материала (он позволяет повысить показатель эффективности направленного приёма).

При соблюдении ряда условий такая антенна может использоваться для приема сверхвысоких частот мобильных каналов в формате 3g, в частности.

Особенности конструкции антенны

Дециметровый вариант

Особенностью конструкции антенны Харченко является фиксированное соотношение между периметром каждого из ее двух квадратов и длиной принимаемых волн (они должны быть равны). Для получения нужной напряженности наведенного поля также важно правильно подобрать диаметр провода рамки.

Поскольку эфирное вещание ранее было ориентировано на метровый диапазон, для приема такого сигнала потребовался бы провод диаметром порядка 12 см. В этом случае зигзагообразная антенна получалась слишком громоздкой и неудобной в эксплуатации, а ее размеры не позволяли бы пользоваться ей в домашних условиях.

Второе свое рождение зигзагообразные антенны Харченко пережили в момент появления эфирного вещания в дециметровых диапазонах.

Дополнительная информация. Рассчитанная на приём ДМВ сигнала зигзагообразная антенна должна иметь фиксированные размеры, которые будут рассмотрены в следующих разделах.

Волновое сопротивление, на которое рассчитываются такие самодельные конструкции, составляет обычно порядка 50 Ом. Этот показатель, тем не менее, хорошо согласуется с типовой коаксиальной линией с соответствующим параметром, равным 50-ти (75-ти) Омам. Для расширения полосы пропускания телевизионного сигнала такая антенна изготавливалась не из простой проволоки, а из плоской медной или алюминиевой шины, отдельные части которой соединялись в биквадрат посредством заранее отобранных алюминиевых заклепок (фото ниже).

Изделие из шины на заклепке

В местах сочленения полос из меди антенна диапазона ДМВ дополнительно пропаивалась; при этом за ее длину принималось расстояние между заклепками. В тех случаях, когда с целью уверенного приема приходилось пользоваться стандартным антенным усилителем, разработчики обходились без второго квадрата (для уверенного приема достаточно было и одного).

Исполнение в стандарте DVB-T2

Цифровое вещание, обозначаемое стандартом «dvb t2», ведется, как известно, на частотах дециметрового диапазона, соответствующих ТВ каналам с 21 по 69-ый, с использованием формата «мультиплекс». Во многих городах России местные телевизионные станции постепенно переходят на формат вещания тв dvb, что вызывает определенный интерес к обеспечению его уверенного приема.

В связи с этим пользователь обязан знать, что самодельная конструкция для т2 должна иметь те же размеры, что и классическая антенна для дециметрового цифрового вещания.

Важно! Современные телевизионные приемники, в комплект которых входит антенна для цифрового сигнала, при близком расположении передающей станции могут ослаблять его.

В особых ситуациях, когда передатчик для т2 диапазона находится совсем близко, при использовании старой рамочной конструкции придется либо полностью снять второй квадрат (или экран), либо выбрать менее чувствительный усилитель.

В качестве вариантов изготовления дцв конструкции можно выбрать следующие решения:

  • Сделать совершенно новое приемное устройство для t2 своими руками;
  • Попробовать соорудить комбинированную антенну, содержащую элемент в виде окружности из проволоки длиной 55,5 см (смотрите фото ниже);
  • С ее помощью можно будет принимать все известные форматы (включая 3g мобильной связи).

Комбинированная антенна

Второй из этих способов изготовления антенны для цифровой связи подробно рассмотрен в следующем источнике https://elquanta.ru/antenna/kharchenko.html.

В том случае, когда нужно изготовить конструкцию для приема сигналов Интернета, включая каналы Bluetooth, WiFi (3g, 4g) или мобильной связи, работающие на сверхкоротких волнах, габариты такой антенны будут совсем миниатюрными.

Размеры антенны для 3g из-за высокой частоты будут ограничены длиной в 10 сантиметров, а все возможные разновидности самодельного изделия можно будет собирать, используя один и тот же чертеж.

Существенные различия, касающиеся всевозможных вариантов исполнения миниатюрной антенны (для Bluetooth или для сотового телефона), проявятся только в размерах самой приемной конструкции.

Дополнительная информация. При необходимости расчета такой антенны вы можете использовать онлайн-калькулятор.

Порядок расчета в этом случае задается методикой использования конкретного сетевого ресурса (эти методики широко представлены в сети как для т2, так и для других форматов тв сигнала).

Самостоятельное изготовление

ДМВ антенна

После того, как произведены расчеты антенны Харченко для телевизора, можно будет переходить к ее изготовлению своими руками.

Для того чтобы сделать антенну качественно, обязательно потребуются следующий материал и инструменты:

  • Толстый одножильный провод (лучше, если он будет медный);
  • Электропаяльник, обычные плоскогубцы, а также линейка и быстро схватывающийся клей;
  • Отрезок кабеля с Rволн., равным 50-ти Омам;
  • Фольгированный стеклотекстолит, старый DVD (CD) диск и/или, в крайнем случае, банка из-под шпрот (они нужны для изготовления отражающего экрана зигзагообразной антенны).

И, наконец, следует изготовить особую прокладывающую стойку, задающую нужное расстояние между шиной антенны и экраном (в качестве такой прокладки может использоваться крышка бутылки из пластика).

Всю процедуру, по ходу которой изготавливается антенна своими руками, лучше всего разбить на ряд этапов, а именно:

  • Сначала нужно снять с медного провода защитную изоляцию;
  • Затем посредством линейки четко наметить места будущих сгибов тв антенны;
  • После этого с помощью плоскогубцев следует перегнуть проволоку в размеченных ранее местах;
Читайте так же:
Вилка у духового шкафа встраиваемого

Обратите внимание! Чем точнее делается разметка провода и аккуратнее сгибы, тем антенна для цифрового телевидения будет лучше принимать сигнал.

  • По завершении формовки рамки участки присоединения антенного кабеля тщательно лудятся посредством паяльника;
  • Затем подводящий провод припаивается к залуженному участку, но прежде на отрезок кабеля последовательно нанизываются стойка и защитный экран;
  • На завершающей стадии сборки вся получившаяся конструкция проклеивается типовым силиконом (рисунок далее по тексту).

Готовая антенна

Повышение качества WiFi и Bluetooth

Известно, что сигнал WiFi передается, подобно другим видам эфирной связи, по радиоканалу, что позволяет использовать антенную конструкцию для улучшения приема роутера или подобных ему устройств. По мнению ряда умельцев из числа разработчиков антенн 3g, если в рассмотренной выше конструкции в качестве экрана будет взята параболическая тарелка, усиление на WiFi частотах удается повысить до 31 дБ.

Дополнительная информация. Такой экран может быть изготовлен из выгнутой определенным образом консервной банки.

При изготовлении отражателя для 3g или WiFi кривизна его поверхности подбирается обычно экспериментальным путем. Для этого на приемо-передающем устройстве (роутере, например) должна быть инсталлирована программа, способная фиксировать уровень поступающего на прибор сигнала.

Воспользовавшись такой программой, можно будет, меняя кривизну поверхности самодельного экрана, следить за всеми изменениями коэффициента усилении (в реальном времени).

Технология расчета

Расчет параметров в данном случае ориентирован на рабочую частоту 2445 МГц (смотрите фото).

Размеры для расчета

Отметим, что для расчета такой антенны потребуется знать следующие ее характеристические размеры:

  • Диаметр медной плоской проволоки – 2,5 мм;
  • Объем запаса всего материала (провод длиной 256,6 мм);
  • L1 – наружная сторона одного квадрата, равная примерно 30,8 мм;
  • L2 – его внутренняя сторона (29,6 мм);
  • L3 – длина рабочей рамки (84 мм);
  • L4 – ее эффективная ширина (43 мм).

Помимо этого, нужно будет рассчитать такой характеристический параметр, как L5 (его называют зазором для подключения), который выбирают обычно равным 1,9 мм. Добавим к этому высоту дополнительных стоек D – 13,6 мм, а также ширину экрана B – 122 мм и, наконец, его рабочую длину H – 122 мм.

Важно! Прием антенны для роутера или мобильного формата будет тем уверенней, чем точнее выдержаны все указанные выше размеры.

Экран может быть сделан из небольшого куска фольгированного стеклотекстолита, оставшегося от старых плат. С целью повышения механической прочности его дополнительно припаивают к оплетке отводящего сигнал кабеля. В качестве экрана принято использовать старый CD диск с тонким слоем фольги, на котором обычно фиксируется полезная информация.

В данном случае, чтобы собрать антенну для цифрового тв, можно будет воспользоваться старым боксом из-под ненужных CD дисков.

Хорошие специалисты посчитают данные, воспользовавшись для этого собственным опытом и домашними наработками. А вот неспециалистам придется прибегнуть к помощи широко представленных в открытой сети онлайн-калькуляторов или их аналогов.

В заключительной части обзора, посвященного тому, как самостоятельно изготовить антенну Харченко, отметим следующие важные моменты этого предприятия. Перед началом самостоятельного ее изготовления главное – это правильно учесть все ее характеристические параметры и показатели (включая прием 3g формата и ряда других сверхвысокочастотных сигналов).

Лишь при этом условии с помощью такой сравнительно простой самоделки удается принимать сигнал дмв диапазона на приличном удалении от телецентра (на расстояниях до 2 километров).

Видео

Расчет антенны онлайн

Рекомендуемая высота мачты не ниже и не выше метров от земли (крыши). При высоте ниже рекомендуемой, антенна излучает только в зенит, когда высота выше рекомендуемой, излучение дробится на узкие лепестки.

Введите частоту в кГц (например 1900, 3650 и тд): ___________________________________________

Расчет УКВ вертикального диполя (100-500МГц)

Длина плеча (трубки) мм. Кабель 50ом. Конструкция состоит из двух полых трубок разделённых изолятором. Внутри нижней трубки, кабель проходит к центру. Центральная жила соединяется с верхней трубкой, а оплётка с нижней.

Введите частоту в кГц (например 145500 и тд): ___________________________________________

Расчет J-Антенны

C = (см) ( Rвх=50 Ом)

Расчет антенны двойной квадрат

Антенна с настроечным шлейфом (вариант А)

Антенна с рефлектором в виде замкнутой петли (вариант Б)

Формулы для антенны YAGI

2-х элементная YAGI (вариант А)

3-х элементная YAGI (вариант Б)

Y-образная схема согласования антенн YAGI

В таблице приведены приблизительные данные для y-образной схемы согласования. Указанные значения пригодны лишь в том случае, когда входное сопротивление антенны лежит в пределах от 15 до 30 Ом и согласование производится с коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50…70 Ом.

Расчет штыревой антенны &frac14,&lambda, для КВ частот (1-50МГц)

Длина вертикала cм. Длина каждого противовеса cм. Минимальное количество противовесов 4. Сопротивление антенны примерно 30-45ом, зависит от количества противовесов, их наклона и расположения над землёй.

Введите частоту в кГц (например 21100, 3650 и тд): ___________________________________________

Расчет штыря &frac14,&lambda, для УКВ частот (100-500МГц)

Длина вертикала мм. Длина каждого противовеса мм. Количество противовесов 4. Противовесы наклонены к земле под углом 135&deg, , для того чтобы сопротивление антенны составляло 50ом.

Введите частоту в кГц (например 433025 и т.д.): ___________________________________________

Расчет антенны Виндом для КВ (1-50МГц)

500ом Длина короткого плеча cм.

Отвод произвольной длины. Сопротивление антенны зависит от высоты подвеса, расположения в пространстве и точки подключения отвода. Использование согласующего устройства — обязательно!

Введите частоту в кГц (например 14160, 1890 и тд): ___________________________________________

Расчет антенны Inverted V для КВ (1-50МГц)

общая длина полотна cм.

Длина Inverted V и его сопротивление меньше чем у диполя, за счёт того, что лучи опущены к земле. Рекомендуемая высота мачты не ниже и не выше метров от земли (крыши).

Введите частоту в кГц (например 1900, 3650 и тд): ___________________________________________

Расчет рамочной антенны для КВ (1-50МГц)

Общая длина полотна треугольника cм. Рамку удобно вешать между многоэтажными домами. Стороны треугольника могут быть разной длины. Рекомендуемая высота подвеса верхней точки, не ниже метров от земли (крыши).

КВ антенны «квадрат» (принципы работы)

Одной из причин, определивших заметный рост активности советских коротковолновиков и их успехи в международных соревнованиях, является широкое распространение направленных антенн. Наиболее популярными в нашей стране стали "квадраты" с двумя, тремя и более элементами формирования диаграммы направленности. Об этих антеннах и пойдет речь в статье. Основная цель, которую преследуют авторы,-дать рекомендации коротковолновику в выборе и настройке антенн, обобщив опыт советских и зарубежных коротковолновиков.

Сравнение "квадратов" и "волновых каналов"

Широкое распространение "квадратов" привело к необходимости сравнить их характеристики с параметрами другой популярной у радиолюбителей антенны — "волнового канала".

В таблице приведены результаты измерений характеристик некоторых антенн "квадрат" и "волновой канал", заимствованные из журнала "QST", 1968, № 5. Из нее следует. что параметры обоих антенн примерно одинаковы, если сравнивать "волновые каналы", имеющие на один элемент больше, чем "квадраты". При одинаковом же числе элементов "квадрат" будет иметь усиление примерно на 2 дБ больше. По нашим данным эту цифру можно увеличить, по крайней мере, до 2,5 дБ, если выбрать оптимальными расстояния между элементами.

Светодиодные драйверы MEAN WELL для систем внутреннего освещения

Усиление относительно
изотропного излучателя, дБ

Ширина диаграммы направленности
по уровню половинной мощности, град.

Чтобы понять физическую причину такой существенной разницы, рассмотрим направления токов (на рис. 1) в рамке — элементе "квадрата" и в полуволновом диполе — элементе "волнового канала".

Из рис. 1 следует, что в формировании диаграммы "квадрата" принимают участие только токи, протекающие в горизонтальных частях рамки, поскольку поля от токов, протекающие в вертикальных частях взаимно компенсируются. Поэтому рамка эквивалентна системе из двух синфазно возбуждаемых укороченных вибраторов, разнесенных по высоте на расстояние L/4. Известно, что диаграмма направленности в вертикальной плоскости такой системы по сравнению с диаграммой одиночного диполя имеет меньший угол и, следовательно, ее усиление оказывается выше. Количественно выигрыш в усилении в зависимости от параметров и высоты подъема обоих элементов может составлять от 2,2 до 3,1 дБ. Этот выигрыш можно определить по формуле, справедливой с достаточной точностью для KB диапазонов:

Читайте так же:
Как заправлять бензопилу соотношение масла и бензина

A=40000/ФгФв где А — коэффициент усиления, Фг и Фв-ширина диаграмм направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно.

Подставив в формулу средние значения Фг=180° и Фв=135°для диполя, Фг=170° и Фв=80° для рамки, получим, что усиление диполя равно 1,64 раза или 2,15 дБ (по мощности), усиление рамки — 2,94 раза или 4,68 дБ. Таким образом, средний выигрыш в усилении составляет 2,53 дБ. Эта цифра реальна и подтверждается на практике.

Подобный же выигрыш достигается и при расположении рамки углом вниз, используемом во многих конструкциях. Этот вариант отличается от разобранного выше лишь тем, что в нем диаграмму направленности формируют горизонтальные составляющие токов, протекающих во всех четырех сторонах рамки, а поля от вертикальных составляющих компенсируются.

Можно отметить и еще одну особенность "квадрата". Так как рамка длиной L образует симметричный замкнутый контур, влияние земли и окружающих предметов, ухудшающее характеристики антенн, оказывается меньшим.

Выбор оптимальной конструкции Под оптимальными мы понимаем такие конструктивные данные антенны, при которых обеспечивается максимальное отношение излучений вперед/назад при достаточно высоком усилении. Ввести это определение представляется необходимым из-за существования двух методов настройки направленных антенн — на максимальное усиление и на максимальное отношение излучений вперед/назад. Эти максимумы не совпадают, причем, как показывает практика, проигрыш в отношении излучений вперед/назад при настройке по первой методике оказывается большим, чем проигрыш в усилении во втором случае.

В процессе проектирования антенны радиолюбитель должен определить количество элементов, расстояние между ними, их размеры. Для решения первой задачи обратимся к рис. 2.

На нем показана зависимость усиления антенны А и отношение излучений вперед/назад В от числа элементов n. Графики построены по результатам измерений (совпадающим с расчетными данными) на антеннах "квадрат" с оптимальными характеристиками для диапазона 14 МГц. Как нетрудно заметить, прирост обоих параметров по мере увеличения числа элементов замедляется, причем это становится особенно ощутимым при n>3. Учитывая трудности, связанные с изготовлением и с настройкой многоэлементных антенн, авторы считают, что в большинстве случаев целесообразно ограничить число элементов тремя. По мнению же некоторых зарубежных радиолюбителей конструктивно более удобна четырехэлементная антенна ввиду симметричного (относительно вертикальной оси, проходящей через центр массы) расположения элементов. Окончательное решение вопроса мы предоставляем читателям.

Для выбора оптимальных расстояний между элементами рассмотрим зависимость усиления А от расстояния S, выраженного в долях длины волны L (рис. 3). На графике черным цветом показана зависимость усиления от расстояния выбратор — рефлектор двухэлементного "квадрата". В заштрихованной области, соответствующей максимуму усиления (S=0,175-0,225L), оно практически не изменяется, поэтому в данном случае выбор расстояния в указанных пределах некритичен.

Для антенн с числом элементов более двух задача усложняется из-за введения дополнительных независимых переменных величин (для трехэлементной антенны — двух, для четырехэлементной — трех и т. д.). Поэтому целесообразно задаться одним из расстояний (например, между вибратором и рефлектором) и выбрать оптимальными другие расстояния. Так, если принять для трехэлементной антенны расстояние вибратор — рефлектор равным 0,2L, можно определить оптимальное расстояние вибратор — директор, пользуясь кривой, показанной на рис. 3. Очевидно, наибольшее усиление этот "квадрат" будет иметь при расстоянии вибратор — директор, равном 0,175L, и в этом случае при изменении расстояний от 0,14 до 0,21L уси-ление практически остается постоянным, хотя, как и следовало ожидать, из-за уменьшения широко полосности антенны зависимость усиления от S становится круче.

Для иллюстрации сказанного можно привести несколько преобразованный для "квадратов" на 14 МГц график из того же журнала "QST". На основе исследования большого количества антенн была определена зависимость усиления от длины L траверсы для крепления элементов (рис. 4). Заштрихованные области на графике — практически возможные пределы изменения длины траверсы для антенны с данным числом элементов. Из графика следует, что антенны с укороченной траверсой уступают в усилении (двух- и трехэлементные — примерно на 2 дБ) антеннам, имеющим расстояния между элементами около 0,2 L.

Длина рамки вибратора lв может быть подсчитана по формуле:

где Ky -коэффициент удлинения, зависящий от числа элементов и отношения длины рамки к диаметру провода; Lр-длина волны, на которую рассчитывается антенна.

Для определения длины вибратора двухэлементного "квадрата" коэффициент удлинения принимают равным 1,01, при трех и более элементах он равен 1,015-1,02.

Длину рефлектора двухэлементного "квадрата" выбирают на 5-6% больше длины вибратора. Для трехэлементного "квадрата" длина рефлектора должна быть на 3-4% больше, директора — на 2,5-3% меньше длины вибратора; для четырехэлементного "квадрата" длина рефлектора должна быть на 2,5-3% больше, длины директоров — на 2% меньше.

Практически рефлектор и директор изготовляют немного короче, чем определено расчетом, чтобы с помощью короткозамкнутых шлейфов можно было их настроить.

Все сказанное ранее относилось к однодиапазонным "квадратам". На практике же часто приходится прибегать к созданию многодиапазонной системы. Надо отметить, правда, что любое совмещение в вертикальной плоскости элементов, настроенных на разные частоты, особенно кратные двум (то есть 14 и 28, 7 и 14’МГц и т. п.), приводит к ухудшению основных характеристик антенны. Приведем два примера. Двухэлементный "квадрат" на 14, 21 и 28 МГц с рамками в разных плоскостях (так называемая конструкция "еж") имеет усиление до 9 дБ и отношение излучений вперед/назад — до 24 дБ; те же характеристики аналогичного "квадрата", выполненного на траверсе, не превышают 8 и 22 дБ соответственно. Трехэлементный "квадрат" на два диапазона (14 и 21 МГц) с разнесенными рефлекторами обеспечивает усиление до 13 дБ и отношение излучений вперед/назад — до 30 дБ; у трехэлементного трехдиапазонного "квадрата" (добавлен диапазон 28 МГц и рамки расположены одна внутри другой) эти характеристики ухудшаются соответственно до 11,5 и 27 дБ.

Для уменьшения влияния элементов, расположенных в одной плоскости и работающих на кратных частотах, можно, соответствующим образом подключив фидер, применить их поляризационную развязку (горизонтальную поляризацию для одного и вертикальную — для другого диапазонов).

Определенная расчетным путем развязка элементов диапазонов 14-28 МГц в трехэлементном "квадрате" достигает 20 дБ.

Для получения наилучших характеристик многодиапазонной системы желательно сохранить оптимальные расстояния между элементами для каждого диапазона. Однако здесь из-за конструктивных трудностей радиолюбители часто вынуждены идти на компромисс. Одним из примеров такого компромисса для трехэлементного "квадрата" на 14, 21 и 28МГц может быть достижение близких к оптимальным характеристик на первых двух диапазонах и худших — на третьем. На наш взгляд, такое решение вполне оправдано ввиду особенностей прохождения и различной загруженности этих диапазонов. В зависимости от конкретных требований к антенне радиолюбитель может выбрать другой вариант.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector