Ромбическая антенна своими руками для цифрового ТВ

Качественный прием цифрового ТВ зависит от достаточного уровня сигнала, поступающего в телевизор или приставку. Для тех, кто живет недалеко от телевизионной мачты, тому о вопросе хорошей антенны задумываться не надо. А вот кто находится удаленно, тому можно порекомендовать простую, но с хорошим коэффициентом усиления антенну Харченко. Очень простая антенна, из доступных материалов и делать её быстро.

Ещё в 1961 году в журнале «Радио» была опубликована статья инженера К.Харченко «Зигзагообразная антенна». Эта антенна помогла улучшить качество изображения людям,
проживающим за зоной уверенного приема ТВ. Эта антенна получила такие названия, как: «антенна Харченко», «биквадрат», «ромбовидная», «восьмерка»…

Антенна представляет собой два ромба, угол между гранями составляет около 90°. Такая форма и размеры антенны фильтрует сигнал за счет согласования размеров конструкции с длиной волны, принимаемого сигнала.

Как сделать простую и эффективную антенну для ТВ и WiFi, dvb tv t2, Bi-Quad Харченко

Размеры антенны зависят от частоты принимаемого сигнала. Точно рассчитав параметры, Вы добьетесь максимального усиления антенны для данного канала.

По нашей стране много передающих станций цифрового телевидения. Их наличие и расположение можно найти в Интернете.

При этом передаются не все каналы сразу, а пакетами (мультиплексами), объединяющими в себе около 10-ти каналов. Сейчас всего существует 2 мультиплекса. Их состав можно посмотреть также в Интернет. Мультиплексы вещаются на разных частотах разными станциями, поэтому в одном месте вы иногда не сможете поймать сразу оба.

Первым делом смотрим в Интернет — какая к Вам ближайшая передающая станция и на каких частотах (каналах) она вещает. После этого делаем расчет и изготавливаем антенну под эти параметры.

Вычисление р азмеров антенны

Москва

Пример вычисления р азмеров антенны Харченко для диапазона принимаемых частот в Москве.

Вещание 1 мультиплекса идет частоте 546 МГц (ТВК 30), 2-ого — на 498 МГц (ТВК
24 ).

Чтобы принимать оба пакета, нужно взять среднее значение:
(546 + 498)/2 = 522 МГц . (Средняя частота принимаемого сигнала)

Вычисляем длину волны по формуле:
λ = с/F , где:
λ — длина волны;
с — скорость света (3×10 м/с);
F — частота

Подставляем значения:
λ = 300/522 ≈ 0,5747 м = 57,47 см.(длинна волны)

Можно использовать полученную величину, но антенна получится слишком большой. Мы берём половину длины волны:

λ /2 = 0,5747/2 ≈ 0,287 м = 28,7 см.

Теперь делаем расчет размеров рамки. На примере значения 575 мм
получаем следующее:

длина стороны ромба: 575/4 = 143,75 мм;

общая длина проволоки – 143,75 х 8 сторон = 1150 мм.

Волгоград

Пример вычисления р азмеров антенны Харченко для диапазона принимаемых частот в Волгограде . Вещание в г. Волгограде осуществляется на 37 ТВК (первый мультиплекс: полоса частот – 598,0-606,0 МГц, средняя частота – 602,0 МГц) и на 39 частотном канале дециметрового диапазона (второй мультиплекс: средняя частота 618 МГц)

Среднее значение частоты этих двух каналов:
(602 + 618)/2 = 610 МГц .

Вычисляем длину волны по формуле:
λ = с/F , где:
λ — длина волны;
с — скорость света (300 Мм/с);
F — частота

Подставляем значения:
λ = 300/610 ≈ 0,491 м ≈ 49 см.(длинна волны)

Можно использовать полученную величину, но антенна получится большой. Мы берём половину длины волны:

λ /2 = 0,491/2 ≈ 0,245 м ≈ 25 см.

Теперь делаем расчет размеров рамки. На примере значения 498 мм
получаем следующее:

L — длина внешней стороны ромба: 491/4 ≈ 123 мм;

общая длина проволоки – 123 х 8 сторон ≈ 982 мм.(плюс на загибы соединения, нужно 1 метр проволоки или трубки).

Калькулятор антенны Харченко

Можно поступить проще, если рассчитать все параметры с помощью онлайн-калькулятора.
В Интернете таких онлайн калькуляторов полно. Алгоритм его работы аналогичен представленному выше, все расчеты делаются автоматически.

Необходимые материалы и инструменты

• проволока или трубка (желательно медная для удобства пайки), диаметром 1,5–5 миллиметров, длиной около 1 метра;
• телевизионный кабель (провод коаксиальный) с штекером для телевизора, примерно 3–5 метров (кому сколько надо до ТВ);
• напильник или наждачная бумага для зачистки провода;
• рулетка или линейка;
• маркер либо фломастер;
• паяльник с припоем и канифолью;
• клей, герметик;
• изоляционная лента.

Изготовление антенны

Шаг 1. Согнуть под углом 90° согласно рисунка и размеров, выше.

Шаг 2. Припаять телевизионный провод и закрепить его.

Шаг 3. Загерметизировать места пайки герметиком или клеем.

Всё! Антенна готова!

Для большего коэффициента усиления, а также для отражения сигнала с обратной стороны можно изготовить 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. А также можно сделать экран самостоятельно из плотной фольги, наклеенной на твердую основу нужного
размера, можно использовать сетку и т.п.

Расстояние от антенны до рефлектора 1/8 от длинны волны ( λ /8) .

Окончание

Антенна Харченко используется как для приёма сигнала ТВ, так и для усиления 3G сигнала, WI FI и т.д. Когда скорость работы мобильного интернета неудовлетворительна, антенна Харченко тоже может помочь, только нужно подставить правильные размеры. Сначала, как и в случае с цифровым телевидением, необходимо выяснить частоту передачи 3G- или 4G-сигнала (LTE).

У каждого оператора сотовой связи она своя. Находится она в диапазоне 1.9–2.1 ГГц. Расчетное значение длины волны составляет, примерно от 14 до 16 сантиметров.

Поляризация антенны, при расположении ее как на схеме, — вертикальная. При горизонтальной поляризации разверните целиком все полотно на 90°.

Источник: www.mastervintik.ru

Антенна Харченко для цифрового ТВ за 5 минут: калькулятор для расчета и сборка своими руками

В 1961 году в третьем номере журнала «Радио» была опубликована статья инженера К. Харченко «Зигзагообразная антенна», которая помогла улучшить качество изображения для людей, живущих вне зоны надежного приема. В области радиолюбителей он получил названия «ромбовидный», «восьмерка», «биквадрат» или просто «антенна Харченко».

Конструкция состоит из двух переходящих один в другой ромбов. Угол между внешними краями составляет примерно 90 °. Форма ромба фильтрует десятичный сигнал, согласовывая размер структуры с длиной волны. Точно рассчитав параметры, вы получите усиление частотного диапазона вашего региона до необходимого.

Биквадратный дизайн имеет ряд особенностей, которые позволяют ему оставаться популярным более полувека:

• обеспечивает высокий прирост;
• подходит для приема телевидения и мобильного интернета — нужно лишь правильно выбрать размер сторон;
• широкополосный — возможность захвата цифровых и аналоговых каналов одновременно;
• простой и дешевый в исполнении — позволяет любому собрать его и использовать для приема слабого сигнала.

Делаем биквадратную антенну в домашних условиях

Самодельная антенна собирается за 30-40 минут. Кроме того, конструктивные элементы изготавливаются из самых распространенных материалов, которые, скорее всего, уже есть у вас дома или в гараже.

Необходимые материалы и инструменты

• медная проволока сечением 1,5-5 миллиметров, длиной около метра;
• штатный антенный кабель (коаксиальный) 3-5 метров;
• паяльник соответственно припой и канифоль;
• розетка для ТВ;
• напильником или наждачной бумагой для зачистки провода;
• рулетка или линейка;
• маркер или маркер.

Дополнительные материалы вам могут понадобиться:

• основание для антенны (например, деревянная рейка);
• клей;
• изолента.

Ручной расчет

Размеры антенны Харченко напрямую зависят от принимаемого диапазона частот.

Расчет для наземного телевидения заключается в определении длины волны и передаче значений в собранный прибор. Цифровые телеканалы транслируются в стандарте DVB-T2 на радиочастотах от 400 до 800 МГц и различаются по регионам.

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

В Москве 1 мультиплекс вещает на частоте 546 МГц (ТВК 30), второй — на частоте 498 МГц (ТВК 24). Я хочу принять оба пакета, поэтому беру среднее:

(546 + 498) / 2 = 522 МГц.

1. Рассчитываем длину волны по формуле:
   λ = s / F, где:
   — длина волны;
   s — скорость света (3 × 108 м / с);
   F — частота.
2. Замените значения:
   = 300/522 ≈ 0,5747 м = 57,47 см.

Полученное значение можно использовать, но для практического использования оно может быть слишком большим. Имеем право взять ровно половину или четверть длины волны:

/ 2 = 0,5747 / 2 0,287 м = 28,7 см.

/ 4 = 0,4918 / 4 ≈ 0,143 м = 14,3 см.

Зная длину волны, рассчитывается размер кадра. 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 сделать проще: рассчитать все параметры с помощью онлайн-калькулятора. Алгоритм его работы аналогичен представленному выше, действие всех формул автоматизировано. На выходе будет готовый рисунок с размерами «двойного квадрата».

Калькулятор не умещается в окне полностью, поэтому проведите по синему окну вверх и вниз, влево и вправо, чтобы заполнить все поля.

Сборка

1. Получите нить. Для антенны подходит только медь (алюминий или другой металл надежно не паять, а от качества контактного соединения будет зависеть чистота принимаемого сигнала).
2. Используя линейку и маркер, отметьте 8 равных отрезков прямой, длину которых (L1) вы рассчитали на калькуляторе.
3. На белом листе бумаги нарисуйте модель будущего каркаса телевизионной антенны, соблюдая расчетные размеры.
4. Согните нить по меткам, ориентируясь на выкройку. У вас должна получиться четная восьмерка с углами 90°.
5. Напильником или наждачной бумагой разгладьте края проволоки и складки краев, затем закрепите свободные концы тонкой медной проволокой.
6. Спаяйте концы вместе.
7. Возьмите антенный провод, зачистите его примерно на 2 см и припаяйте к рамке антенны: центральная жила на одном сгибе, экран на втором. Установите штекер RF на другой конец кабеля.
8. Изолируйте все точки пайки. Можно использовать силиконовый герметик или простой скотч.

Настройка

После редактирования включите телевизор и найдите цифровые каналы. Если у вас есть префикс, запустите автоматический поиск по нему. Проанализируйте дальше:

• Прием сигнала хорошего качества.
  Прикрепить получившийся каркас к любой поверхности можно с помощью клея или жидких гвоздей. Кабель также необходимо закрепить таким образом, чтобы не нарушать слабое место пайки.
• Качество принимаемого сигнала оставляет желать лучшего.
  Попробуйте переместить антенну: измените угол наклона по вертикали и горизонтали. Если это не помогает, вам нужно усилить полученный сигнал с помощью отражателя.

Изготовление рефлектора

Отражатель представляет собой экран, расположенный за рамой основной антенны. Для изготовления подойдет металлическая пластина или стеклопластик, используемый для печатных плат. Можно взять решетку, состоящую из металлических стержней. А можно сделать ширму своими руками из толстого листа, наклеенного на прочную основу нужного размера.

В этом примере экран выполнен со стороны корпуса домашнего ПК.

К расположению отражателя предъявляются следующие требования:

• расстояние между ним и приемником составляет ровно 1/7 принятой длины волны (на калькуляторе это значение D). Изготовление диэлектрических прокладок для сборки единой конструкции;
• площадь активной (проводящей) поверхности рефлектора на 20% больше площади телевизионной антенны;
• приемник должен «лежать» в плоскости отражателя.

В этом примере проставки сделаны из старых маркеров, соединенных пластиковой лентой.

Рекомендуем полную пошаговую видеоинструкцию по изготовлению биквадрата с экраном:

Кольцевая зигзагообразная антенна

Другой вариант зигзагообразной антенны показан на рис. 2. Антенна представляет собой металлическое кольцо или деревянную рамку с проволочной петлей, расположенной по поверхности рамки. Проволоку можно закрепить на поверхности деревянного круга скобами.

Рис. 2. Зигзагообразная кольцевая антенна.

Кольцо или круг прикрепляют к деревянному дереву. В центре кольца к столбу на изолирующем основании устанавливаются две полукруглые металлические пластины из меди, латуни или белой жести радиусом 50 мм. Каждая пластина соединена с кольцом пятью пучками йода, расположенными в тех же углах.

Затем балки соединяются между собой пятью перемычками, также расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга. Петлю из проволоки, спицы и перемычки можно сделать из антенного кабеля или медной проволоки диаметром 1,5… 3,0 мм. Все соединения необходимо тщательно спаять.

Прокладка и подключение кабеля, которое также происходит без SSU, показаны на этом же рисунке.

Зигзагообразная кольцевая антенна указанного размера способна принимать сигналы со всех 12 каналов метрового диапазона длин волн. Антенна удовлетворительно согласуется с коаксиальным кабелем на 75 Ом: на каналах с 3 по 12 соответствие хорошее, на первом и втором чуть хуже.

Усиление антенны постепенно увеличивается по мере увеличения номера канала от примерно 0,5 дБ на первом канале до 11,5 дБ на 12-м канале. Это изменение коэффициента усиления соответствует необходимости, поскольку с уменьшением длины волны сигнала при постоянной напряженности поля и усилении антенны напряжение сигнала на выходе антенны должно пропорционально уменьшаться.

Рассматриваемые конструкции зигзагообразных антенн имеют в горизонтальной плоскости два одинаковых лепестка, максимумы которых направлены перпендикулярно плоскости антенной сети. Следовательно, эти антенны принимают сигналы как спереди, так и сзади, как одиночный полуволновой вибратор, что создает риск получения помех сзади.

Для модемов 3G и 4G

Использование биквадратной антенны не ограничивается приемом цифрового телевидения. Когда скорость мобильного интернета не вызывает нареканий, тоже может помочь антенна Харченко.

Во-первых, как и в случае с цифровым ТВ, вам необходимо знать частоту передачи сигнала 3G или 4G (LTE). У каждого оператора сотовой связи своя, но она находится в диапазоне 1,9–2,1 ГГц, расчетная длина волны — от 14 до 16 сантиметров.

Исходя из этого, получаем следующие габариты антенны:

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

Сборка конструкции такая же, как и у цифрового ТВ.

Отражатель не повредит этой антенне. Расстояние между ним и приемником должно составлять 2,3 см. К готовой антенне припаивается кабель сопротивлением 50-65 Ом, а к другому концу припаивается штекер jack 3.5 мм, который вставляется в антенный вход модема.

Мнение эксперта Виталий Садовников Специалист по подключению и настройке цифрового ТВ Задать вопрос Иногда у 3G-ресиверов нет разъема 3,5 мм и невозможно подключить внешние антенны. Далее следует разобрать модем и подключить изготовленную конструкцию вместо встроенной.

Для сотового телефона

Обычные телефоны GSM полагаются на прием ультракоротковолнового (VHF) радиосигнала на частоте 900 или 1800 МГц.Чем выше это значение (более короткая длина волны), тем больше он распространяется, но тем меньше огибает препятствия. То есть в бетонных джунглях лучше всего GSM работает на частоте 900 МГц, а за городом, за городом — 1800 МГц.

В современном телефоне больше нет возможности бесплатного подключения внешней антенны. Однако внутри каждого из них по одному встроенному, а его разъем универсален. Поэтому в районе, где нет сотовой связи, можно найти старый телефон с возможностью подключить антенну или разобрать новый и подключить внешнюю.

Как мы уже выяснили, нас интересует «дальняя» связь GSM на частоте 900 МГц.

Длина волны для GSM: 300/900 МГц = 333 мм и ромб 83,5 на 80 мм.

Живые примеры

На пробковой пробке для бутылок объемом менее 5 л

С мелкоячеистой сеткой

С крупноячеистым экраном

Удобная подставка 1

Удобная подставка 2

3G

Источник: radiolyubitelyam.ru

Антенна Харченко

С момента появления радиосвязи очень актуальным был вопрос использования антенны. В 1961 году инженер Харченко предложил конструкцию, состоящую из двух ромбов. С ее помощью он ловил американские передачи.

Антенна Харченко для WiFi

Эволюция

Антенна, придуманная Харченко, представляет собой двойной квадрат из толстой медной проволоки. Незамкнутыми углами квадраты соединяются между собой, и в этом месте к ним подключается телевизионный кабель. Для улучшения направленности сзади устанавливается решетка из токопроводящего материала.

Периметр каждого квадрата равен длине волны, на которую настроен приём. Диаметр провода для 1-5 телевизионных каналов должен быть около 12 см. Из-за этого для радиосвязи и телевидения метрового диапазона (1-12 каналы) она получается очень громоздкой. Для облегчения конструкции использовалась прокладка тремя проводами меньшего сечения, но все равно она имела большой вес и габариты.

Вторую жизнь зигзагообразная антенна, созданная Харченко, получила, когда появилось эфирное вещание в ДМВ диапазоне. Все помнят ромбы, круги, треугольники и другие самодельные фигуры в качестве ТВ антенны для приёма дециметровых волн, которые висели у многих людей на балконах и за окнами. Они были одним из признаков того времени.

В 2001 году профессор Тревор Маршалл (США) предложил использовать эту конструкцию в сетях Bluetooth и WiFi.

О том, какие устройства есть для этих целей, и как делается такая антенна своими руками, рассказывает эта статья.

Можно использовать один чертеж зигзагообразной антенны для всех диапазонов. Различия только в размерах.

L1 – внешняя сторона квадрата; L2 – внутренняя сторона квадрата; L3 – длина рамки; L4 – ширина рамки; L5 – зазор для подключения; D – высота стоек; B – ширина экрана; H – длина экрана

Антенны для телевизора

Телевидение метрового диапазона практически отсутствует, и зигзагообразная антенна Харченко для приема этих каналов не применялась из-за больших габаритов. Поэтому в этой статье рассказывается только о применении её для ДМВ и DVB-T2.

Улучшение приёма ДМВ

Для приёма ДМВ диапазона зигзагообразная антенна имеет следующие размеры:

• L1 (внешняя сторона квадрата) – 141.8 мм;
• L2 (внутренняя сторона квадрата) – 135.6 мм;
• L3 (длина рамки) – 397.4 мм;
• L4 (ширина рамки) – 198.7 мм;
• L5 (зазор для подключения) – 8.4 мм;
• D (высота стоек) – 65 мм;
• B (ширина экрана) – 565 мм;
• H (длина экрана) – 565 мм;
• диаметр проволоки – 9.6 мм;
• количество проволоки – 1166.9 мм.

Она получается достаточно широкополосной и не требует дополнительной настройки. Подключается с помощью куска телевизионного кабеля. Волновое сопротивление – около 50 Ом. Антенна хорошо согласуется с коаксиальным кабелем сопротивлением как 50, так и 75 Ом.

Для улучшения широкополосности её можно изготовить не из проволоки, а из медной или алюминиевой полосы и соединить заклепками. Медную полосу можно дополнительно пропаять. Длина полосы считается между отверстиями для заклепок.

Если воспользоваться антенным усилителем, то второй квадрат не нужен, можно взять только один.

Улучшение приёма Т2

Цифровое ТВ DVB-T2 ведется на частотах ДМВ диапазона на каналах 21-69 способом мультиплекс. Следовательно, конструкция для Т2 нужна тех же размеров, что и антенна для цифрового телевидения диапазона ДЦВ. Однако современные телевизоры при слишком сильном сигнале блокируют его.

Поэтому, если передатчик для T2 находится слишком близко, а вы хотите использовать старую рамку для DVB-T2, то может потребоваться более слабый усилитель для цифрового телевидения, придется отрезать один квадрат или снять экран с обратной стороны. Можно также сделать такое устройство для t2 своими руками или использовать антенну для цифрового ТВ, сделанную в виде круга, длиной 555 мм. Для цифрового ТВ этого достаточно.

Конструкции для интернета, 3g и мобильной связи

Для мобильной связи, Bluetooth, 3g и WiFi используются настолько короткие волны и высокие частоты, что всё устройство имеет в длину порядка 10 см и изготавливается по одному чертежу для всех диапазонов. Отличия только в размерах, которые можно рассчитать, используя онлайн-калькулятор. Можно также использовать её для мобильного телефона.

Зигзагообразная антенна своими руками

Сделать антенну самостоятельно нетрудно. Для изготовления необходимы:

• одножильный медный провод;
• паяльник;
• плоскогубцы;
• линейка;
• коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом;
• токопроводящий материал для экрана (фольгированный гетинакс, DVD или CD диск, банка из-под шпрот и т.п.);
• стойка, обеспечивающая правильное расстояние между антенной и экраном, например, крышка от пластиковой бутылки;
• клей.

Процесс изготовления можно разделить на несколько этапов:

1. Очищают провод от изоляции;
2. С помощью линейки размечают места сгибов;
3. Плоскогубцами сгибают проволоку в ранее отмеченных местах. Чем точнее была сделана разметка, и согнута проволока, тем лучше будет приём;
4. Лудятся места присоединения кабеля;
5. Лудится кабель, либо на кабель надевается штекер, к которому припаиваются кусочки провода длиной 10-15 мм;
6. Провод припаивается к антенне;
7. На кабель последовательно одеваются стойка и экран;
8. Вся конструкция проклеивается, например, силиконом.

Подключение кабеля к антенне

Улучшение приёма WiFi и Bluetooth

WiFi передается, как и другие виды беспроводной связи, радиоволнами. Поэтому для улучшения работы WiFi-роутера или других устройств также можно использовать эту конструкцию. По отзывам, если в качестве экрана использовать параболическую тарелку (как вариант можно выгнуть из консервной банки), то усиление достигает 31 дБ. При использовании самодельного отражателя его кривизна подбирается опытным путем. Для этого на аппарате, на который передается сигнал, нужно установить программу, показывающую уровень сигнала и, меняя кривизну экрана, следить за ним.

Расчет производится на частоту 2445 МГц.

• L1 (внешняя сторона квадрата) – 30.8 мм;
• L2 (внутренняя сторона квадрата) – 29.6 мм;
• L3 (длина рамки) – 84 мм;
• L4 (ширина рамки) – 43 мм;
• L5 (зазор для подключения) – 1.9 мм;
• D (высота стоек) – 13.6 мм;
• B (ширина экрана) – 122 мм;
• H (длина экрана) – 122 мм;
• диаметр проволоки – 2.5 мм;
• количество проволоки – 256.6мм.

Важно! Чем точнее выдержаны размеры, тем лучше будет приём.

В качестве экрана можно использовать кусочек фольгированного гетинакса для печатных плат. Для механической прочности экран припаивается к оплетке провода.

В качестве экрана можно использовать CD или DVD диск. На диске есть тонкий слой фольги, на котором записывается информация. В этом случае сделать антенну можно в боксе для CD дисков.

Устанавливают антенну Харченко горизонтально. Это связано с поляризацией сигнала.

Bluetooth использует те же частоты, что и WiFi. Поэтому нужна антенна диапазона WiFi и тех же размеров.

Подключение к роутеру

Если в роутере есть разъем для подключения внешней антенны, то к концу кабеля припаивается штекер и вставляется в разъем.

Если его нет, то для подключения нужно вскрыть модем и припаять кабель к плате. Чем короче провод, тем лучше. Мощность роутера небольшая, и потери в кабеле имеют иногда решающее значение.