Онлайн расчет антенны харченко

Цифровое телевидение набирает популярность в России и постепенно вытесняет аналоговое вещание. Большую распространенность имеет цифровое эфирное телевидение (ЦЭТВ), т.к. для него нужно минимум вложений. В больших городах с организацией нет проблем. В отдаленной местности возникают проблемы из-за удаленности от ретранслятора, а установка спутникового телевидения не всегда доступна из-за высокой стоимости. Выручить может покупка усилителя для антенны, но он стоит хороших денег и при сильной удаленности от вышки прием хорошего сигнала невозможен при пасмурной погоде.

Выгодной альтернативой служит антенна Харченко, которая используется в качестве приемника с усилителем одновременно. Она является универсальной и одинаково подходит для цифрового телевидения или интернета. В статье будет рассмотрено, как сделать антенну Харченко своими руками и настроить.

Назначение и устройство антенны Харченко

Такой приемник универсален и одинаково эффективен для вещания и интернета. Но если для последнего качество влияет лишь на скорость приема и передачи данных, то для цифрового ТВ важна точность, т.к. от этого зависит качество изображения.

Изначально она была создана для приема интернета, для которого конечные параметры были лишь вопросом скорости. С появлением цифрового телевидения ряд телемастеров ссылается на ее неэффективность. Однако это ошибка, выраженная скептическим отношением к характеристикам.

Антенна Харченко для приема DVB-T2

Сегодня существует несколько модифицированных версий антенны для цифрового ТВ, которые представлены приемником круглой, треугольной, «бабочка» и др. форм. Но самой стабильной и качественной остается именно биквадратный (двойной квадрат) вариант, сборка которого и будет рассматриваться.

Расчет и изготовление зигзагообразной антенны Харченко своими руками для приема сигнала DVB T2 цифрового ТВ

Расчет

Перед изготовлением требуется рассмотреть исходные характеристики и провести расчет антенны Харченко. Чертежи и ее схема составляются на основе единственной величиной — частотой, на которой идет сигнал. Она измеряется в Герцах (Гц) и обозначается буквой F. Она напрямую влияет на длину электромагнитного излучения (ƛ), которая вычисляется формулой 300/F.

В качестве примера берется частота вещания первого и второго мультиплексов в Москве — 546 и 498 МГц (мегагерц). Следовательно, нужна двухдиапазонная антенна.

Подставляя оба значения в формулу, находится длина волны излучения сигнала:

ƛ1 = 300/546 = 0.55 м = 550 мм;
ƛ2 = 300/498 = 0.60 м = 600 мм.

В итоге получается длина волн 5.5 и 6.0 дм, для их приема нужны антенны диапазона ДМВ, которые называются дециметровыми. Теперь легко вычислить ширину волны в поперечнике, которой она проецируется на приемник. Она равна ½ длины и составляет 275 и 300 мм для первого и второго мультиплексов.

Сборка

Приемник изготовляется из двух независимых заготовок. Каждая из них будет представлять форму правильного ромб со сторонами 137.5 и 150 мм. Т.к. у данной фигуры все стороны равны, на разрыве будут короткие стороны. Для упрощения процесса нужно отрезать провод длиной 2х137.5 + 2х150 = 575 мм и от краев отмерить 150 мм, а также поставить отметку посередине. Отмеченные точки — это места изгиба. В итоге должно получиться два одинаковых ромба со смежными укороченными сторонами на разрыве.

Расчет и изготовление зигзагообразной антенны Харченко своими руками для приема сигнала DVB T2 цифрового ТВ

На следующем этапе изготовления антенны для цифрового ТВ своими руками нужно соединить обе ромбовидные заготовки в единую конструкцию. Для этого их нужно расположить разрывами друг к другу и сварить симметричные концы. Если нет сварочного аппарата, можно использовать холодную пайку или надежный крепеж. В последнем случае заготовки должны быть соединены токопроводящим элементом!

Расчет и изготовление зигзагообразной антенны Харченко своими руками для приема сигнала DVB T2 цифрового ТВ

Рефлектор

Расчет и изготовление зигзагообразной антенны Харченко своими руками для приема сигнала DVB T2 цифрового ТВ

Приемник готов и осталось выбрать рефлектор. В качестве него может служить любая металлическая пластина или фазированная решетка (например, медный экран).

Его нужно выбирать с соблюдением двух условий:

расстояние между рефлектором и приемником составляет ƛmax/7;
площадь активной (токопроводящей) поверхности рефлектора на 20% больше площади биквадрата антенны;
приемник должен «лежать» внутри плоскости рефлектора.

Сначала нужно вычислить площадь приемника, который включает два «квадрата», следовательно, она составит 2х(150х150) мм = 45 000 мм2. Для удобства подбора рефлектора лучше перевести значение в сантиметры — 45 000/100 = 450 см2. В итоге, площадь рефлектора должна быть более 450х1.2 = 540 см2. В качестве примера им может стать лист 20х27 см.

Теперь нужно рассчитать расстояние между рефлектором и приемником — L = ƛmax/7 = 600/7 = 85.714 мм = 8.5714 см. В качестве практического берется округленное значение. Важно, чтобы между результатом и выбранным значением погрешность не превышала толщину проводника. При использовании провода диаметром 3 мм между приемником и рефлектором в данном случае расстояние может составлять 8.3 —8.8 см.

Подключение

К готовой антенне Харченко для цифрового ТВ припаивается один конец кабеля с сопротивлением 50 — 75 Ом, а к другому — штекер. Как подключить кабель к антенне? Это вопрос надежности — лучше к верхнему основанию, а нижнее использовать в качестве крепежа.

Улучшение скорости интернет-соединения антенной Харченко

Сегодня цифровое телевидение идет рука об руку с интернет технологиями. Среди любителей телевидения есть зрители, предпочитающие просмотр с монитора компьютера через интернет. Но для этого требуется высокая скорость, т.к. в интернет-вещании цифровой сигнал не кодируется и информация передается в большом объеме.

Эта проблема актуальна лишь для владельцев 3G-модемов, которые и будут рассматриваться:

У владельцев 4G-модемов при крайне слабом соединении обмен информации со скоростью 5+ Мб/сек, что лишь заставит дольше ждать загрузку игры или фильма.
Техническая скорость 3G-модемов (3-6 Мб/сек) является пограничной для использования современных интернет функций. При слабом принимаемом сигнале скорость в 3G-сети не более 1 Мб/сек, при которой уже невозможно смотреть прямую трансляцию в Full-HD качестве или находиться в онлайн-играх с хорошей графикой.

Антенну Харченко своими руками поможет увеличить скорость соединения при большой удаленности компьютера от телевизионной вышки и решить проблему описанных выше неудобств. Для модема не требуется основательно соблюдать точность при ее сборке и погрешность лишь незначительно ухудшит скорость.

Расчет

3g-модемы работают на частоте 1.9 — 2.1 ГГц, с учетом которых и потребуется изготовить универсальный приемник. Принцип вычисления сторон биквадратов тот же, что и для просмотра цифрового телевидения, вместо частот мультиплексов выступают минимальное и максимальное значение частотного диапазона.

В котором работают модемы:

ƛmin = 300/2100 = 0.143 м = 143 мм;
ƛmax = 300/1900 = 0.158 м = 158 мм.

Выше сообщалось, что длина стороны биквадрата (зигзага) составляет половину от проецируемой на приемник ширины волны в поперечнике, или ¼ ее длины.

В результате получается:

143/4 = 35.75 мм для сторон, укороченных разрывом;
158/4 = 39.5 мм для двух других сторон.

Сборка

Собирается приемник по той же схеме, рассчитанной для цифрового ТВ. На случай отсутствия паяльного инструмента можно использовать крепеж. Концы обеих заготовок соединяются токопроводящим элементом. Конструкция для работы 3G-модема готова.

Осталось изготовить рефлектор, для которого действуют те же правила, что и при изготовлении антенны, улавливающей DVB-T2 сигнал. Расстояние между рефлектором и приемником составит L = 158/7 = 22.57 мм или 2.5 см. Учитывая малое расстояние, не следует уповать на допустимую погрешность, создаваемую толщиной проводника. Рекомендуется именно такое расстояние между ним и рефлектором. К готовой антенне припаивается кабель сопротивлением 50 — 65 Ом в любой точке приемника.

Подключение

За редким исключением, в 3G-модемах отсутствует разъем и к ним невозможно использовать внешние антенны. Если он есть — к кабелю подключается штекер и все готово. При его отсутствии нужно разобрать модем. К одному из контактов, соединенных с USB-входом, припаивается жила кабеля, а провод от рефлектора — к массе (внешней стороне входа).

Тестирование антенны Харченко

Когда антенна Харченко собрана, перед крепежом и установкой нужно ее проверить. Для проверки приема цифрового ТВ на телевизоре или ресивере запускается автонастройка каналов. Если нет времени на полный поиск или уже присутствуют настроенные каналы, можно сделать проще — выбрать два канала и на каждом установить частоту любого канала разных мультиплексов (в каждом пакете все телеканалы вещают в одном частотном диапазоне).

В результате будет получено качественное изображение или полное отсутствие. В отличие от аналогового вещания, у цифры не бывает показа с помехами, и программа работает качественно или отсутствует.

С модемом ситуация сложнее. Во-первых, результат приема сигнала характеризуется динамически, т.е. он не только присутствует/отсутствует, но и принимается с конкретной эффективностью, которая определяет скорость интернет-соединения.

Этому способствует 3 фактора:

вышка каждого оператора находится на разной удаленности и направленности;
работа ретрансляторов (они отправляют сигнал на пограничных, но разных(!) частотах).

Если прием/передача данных достигает 3 Мб/сек — зигзагообразная антенна справляется со своей задачей. Когда она немного ниже достаточно изменить ее направление. Данная антенна может использоваться и для смартфонов, когда мобильная связь неработает по причине слабого сигнала.

Выводы

Антенна Харченко — практичное и универсальное устройство для приема слабого сигнала. Она легко собирается своими руками, полностью заменяет заводскую антенну и усилитель. Но самое главное — с ней легко ловить простые каналы, она одинаково эффективно усиливает сигнал цифрового телевидения и интернет соединение.

Источник: prosmartv.ru

Для цифрового телевидения

Для функционирования цифрового телевидения, названного в обиходе «цифрой» требуются ДМВ или дециметровые волны, для чего используется стандарт DVB-Т2 (Digital Video Broadcasting), который на 30-50% способен увеличивать сетевую ёмкость. По сути, такие антенны выглядят, как незатейливые конструкции и если отнестись к этому с визуальной точки зрения, то становится совершенно неясно, в чём заключаются преимущества приёмного устройства такого типа. В классическом исполнении такое устройство состоит из двух квадратных ромбов, соединённых между собой в точках вершин углов, что на поверку является зигзагообразной антенной без рефлектора.

Для основы в данном случае используют токопроводящие материалы (металлы, о которых говорилось выше) сечением 1-5 мм (профиль не имеет значения). Лучше всего из всех профилей зарекомендовала себя медная моножила сечением 2-4 мм2 — такой провод можно приобрести почти в любом магазине, торгующем электротоварами. Для паечных работ медь можно назвать идеальным металлом, к тому же её легко гнуть или ровнять, задавая требуемые размеры. Важно также правильно подобрать телевизионный высокочастотный кабель, передающий сигнал от DVB-Т2 к телевизору – его сопротивление должно быть в рамках 50-75 Ом.

Если антенна сделана правильно и сам сигнал выдаётся передатчиком на приёмник в нормальном режиме, то никаких проблем не возникнет, но если в этом режиме возникнет сбой, то сигнал исчезнет вообще (не будет ни звука, ни изображения). Не следует забывать о том, что по сравнению с аналоговым ТВ у цифрового качество изображения или картинка на всех каналах одинаковая и не может быть где-то лучше, а где-то хуже. Но в разных регионах индивидуальные настройки могут отличаться, хотя ещё никто не жаловался на чёткость.

Читайте также: Антенна из кабеля для цифрового ТВ

Исходные данные для изготовления антенны К. П. Харченко

Теперь давайте разберёмся в последовательности изготовления антенны Харченко для цифрового ТВ своими руками и произведём некоторые расчёты.
материалах мы уже говорили, так что можете использовать любой из них. А вот для качества принятия телевизионного цифрового сигнала придётся узнать величину ƛ (лямбда обозначает длину электромагнитной волны излучения). Именно под ƛ делаются вибрационные плечи геометрических фигур, величина которых определяет габариты антенны в целом. Вычислить ƛ в сантиметрах или миллиметрах очень просто – для этого нужно использовать формулу ƛ=300/F, где буквой F обозначается частота сигнала в MHz (МГц – мегагерц).

Для примера возьмём Кировскую область, Белохолуницкий район, город Белая Холуница (он находится в таблице под №8), где есть 31 телевизионный канал, работающий на частоте 554 MHz. Значит, ƛ=300/F=300/554=0,541 м или 541 мм, следовательно, длина полуволны составит 541/2=270,05 мм, а внешняя сторона квадрата 270,05/2=135,25 мм – вот вам и размеры для выгибания контура. Для того чтобы найти значение F для вашего региона или местности, воспользуйтесь поиском Google или Яндекс, напечатав запрос на перечень районных пунктов телевидения. Если не хотите считать размеры вручную – найдите в Google или Яндекс онлайн калькулятор для расчётов антенны Харченко, введите в него значение ƛ и кликните по кнопке «рассчитать» — результаты будут такими же.

Заметьте, что при выгибании биквадратов в точке их стыковки угол каждого из квадратов должен быть разорванным на 10-12 мм, то есть, при общем контуре двух соединённых геометрических фигур между вершинами смыкающихся углов будет просвет, впрочем, это хорошо отмечено на видеоролике, который находится ниже этого абзаца. Телевизионный кабель зачищают примерно на 10-12 мм, разделив по сторонам оплётку и медную моножилу. Провода припаивают посредине – экран к одной части над разрывом, централь к другой, а кабель притягивают стяжками или изолированным проводом (можно даже кроссировкой) к плечу контура одного из квадратов. И ещё. Там есть рекомендация заделки места стыков термоклеем, но такой в хозяйстве есть не всегда, поэтому можно использовать одну из модификаций клея «Момент» или эпоксидную смолу (двухкомпонентный устойчивый к влаге и перепадам температуры препарат).

Видео: Биквадрат с экраном для любого частотного диапазона DVB-Т2

Для корректирования и усиления мощности приёма сигнала на DVB-Т2 двойной квадрат или другие геометрические фигуры устанавливают на решетку или кусок листового металла. На верхней фотографии используется решётка от гриля, но это также может быть полка от холодильника, сушилки и так далее, но желательно, чтобы площадь экрана на 20% превышала площадь контура антенны. Расстояние от поверхности экрана до средины контура (трубки, проволоки) можно рассчитать по формуле ƛ/7. В нашем случае это будет 554/7=79,14, то есть, 79 мм

В настоящее время на основе зигзага Харченко проектируются антенны для приема сигналов разных частот, где неизменной остается ее конструкционная форма, однако индивидуальным является размер конструкции. Современным усовершенствованным вариантом является двойной биквадрат, который состоит из четырех ромбов, присоединения к которым осуществляется в незамкнутых углах на грани второго и третьего квадратов. С распространением эфирного цифрового вещания стандарта DVB-T2, антенны, на основе биквадрата приобретают популярность и имеют множество вариаций как в антеннах с рефлекторами, так и безрефлекторных конструкциях.

Видео: Самое простое изготовление биквадратов для телевидения DVB-Т2

Для модема мобильной Интернет Сети

Владельцы мобильного Интернета, проживающие или надолго выезжающие за город, то есть, на значительное расстояние от базовых станций, прекрасно понимают, о чём сейчас идёт речь. Например, если скорость заявленная провайдером 3G составляет 3,1 Mbit/сек, то в реальности на прием у вас может быть менее 1 3,1 Mbit/сек, то есть, о видеороликах или фильмах в онлайн трансляции можно забывать – вы получаете услуги исключительно для чтения. Следовательно, стремление увеличить скорость в данном случае вполне понятна и к тому же, выполнима.

Чтобы усилить сигнал, принимаемый модемом, можно сделать антенну конструкции Константина Харченко, а для большей эффективности закрепить её на рефлекторе. Чаще всего для такого экрана используют алюминиевую, медную, латунную или стальную пластину, но на фотографии, приведенной вше, вы видите использование фольгированного текстолита. В данном случае, как и с цифровым телевидением, площадь рефлектора должна быть на 20% больше, нежели у самого биквадрата по углам (это усиливает отражение).

И для расчётов расстояния контура от экрана используют ту же формулу, где ƛ=300/F. Например, у оператора 3G MTS России 1920 MHz, значит, ƛ=300/F=300/1920=0,156 м или 156 мм, делим их пополам 156/2=78 мм, то есть, это длина полуволны, а протяжённость наружной стороны квадрата составит 78/2=39 мм. Расстояние от рефлектора составит ƛ/7=39/7=5,571, но если сечение проволоки для биквадрата будет 1,5 мм2, то 5 мм будет вполне достаточно.

В старых 3G модемах нет специального разъёма для дополнительной антенны, поэтому, чтобы подключить биквадрат Харченко, придётся аккуратно разобрать модем (вытащить его из корпуса) и припаять центральную моножилу к контакту после всех деталей (резисторов, конденсаторов и тому подобное), а экран паяют к корпусу (массе) – для этого тоже нужно найти контакт. Если на модеме есть специальный разъём для подключения, то к кабелю самодельной антенны припаиваете штекер, и этим всё заканчивается. Точно так всё происходит и с 4G модемом, но там меняется частота (F) и к тому же есть вертикальная и горизонтальная поляризация, поэтому для усиления сигнала делают сразу два биквадрата Константина Харченко. Подробнее об этом рассказывает и показывает видеоролик снизу.

Видео: Усиление сигнала роутеров 3G, 4G и Wi-Fi

Для мобильного телефона

Проблема может быть не только с мобильным Интернетом, но и с мобильной связью за городом в отдалённых районах, где плохое покрытие из-за малочисленности вышек или гористого рельефа местности. В этой ситуации можно использовать точно такой же биквадрат Константина Харченко, подключив его к через высокочастотный кабель 50 MHz к антенному гнезду мобилки. Но все расчёты, естественно, основываются на величине F вашего мобильного оператора. Такую конструкцию можно использовать не только дома – её можно взять с собой на отдых при выезде на природу или задействовать в своей машине.

Заключение

Как видите, антенну Харченко для цифрового ТВ или усиления сигнала Интернет своими руками может сделать практически каждый человек, если, конечно, правильно произведёт расчёты и будет в точности соблюдать полученные размеры. Для того чтобы собрать весь нужный материал, зачастую не придётся даже ходить в магазин – у большинства хозяев все заготовки найдутся дома.

Источник: mainavi.ru

Несмотря на то, что в XXI веке чуть ли не в каждом доме или квартире есть подключение к Сети Интернет, антенна Харченко для цифрового ТВ не теряет своей популярности, так как люди всё равно продолжают смотреть телевизор. Такую антенну вовсе не обязательно искать в магазинах, торгующих радиотоварами – её можно сделать своими руками из материалов, которые есть у вас дома, а также самостоятельно произвести расчёт её геометрических параметров.

Более того, приёмное устройство или биквадрат, разработанный инженером Константином Павловичем Харченко, используют для усиления сигнала, поступающего на модем Интернета или на мобильный телефон.

Приходилось встречать горе умельцев, критикующих двойной квадрат К. П. Харченко, мол, проку от него мало и сигнал ничуть не улучшился, а на вопрос о том, производил ли «мастер» расчёты, тот отвечал отрицательно. Но без вычислений даже вкусную кашу невозможно сварить (пропорции крупы, воды, жира и соли), а здесь приёмное устройство, которому нужно оказаться на нужной частоте. Помимо геометрических параметров, здесь также важен выбор материалов, а это может быть сталь, цветные металлы (медь, алюминий) и сплавы (чаще всего латунь), которые представляют собой проволоку, полоски, уголки или трубки. Порой для улучшения качества приёма контур монтируют на сетку или сплошной экран из жести или дюралюминия, но самое важное, что такую конструкцию можно собрать самостоятельно в домашних условиях.

Антенна, спроектированная Харченко, получила первые модификации с появлением эфирного вещания в дециметровом диапазоне. Инженерами и экспериментаторами-любителями представлен целый ряд усовершенствованных вариантов антенны для работы в распространенном диапазоне частот. Конструкции имели формы ромба, круга, треугольника и других геометрических фигур, и широко использовались для приема телевизионного и радиосигнала.