Расчет антенны харченко для dvb t2

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

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.

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!

Рефлектор

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

Существует один обязательный элемент для приема цифрового ТВ. Это — антенна [*]. Очень хорошие результаты у давно известной зигзагообразной антенны [**]. Её усиление доходит до 6-7 дБ. Эта антенна достаточно широкополосна. И если рассчитать антенну на среднюю частоту лежащую между двумя мультиплексами [***], то усиление хотя и снизится на каждом мультиплексе, но будет всё равно неплохим даже без применения усилителя.

Узнать ДМВ каналы на которых вещают мультиплексы в вашей местности можно на сайте rtrs.ru. Достаточно кликнуть на карте по вашему населенному пункту.

Выберите в калькуляторе два «ваших» канала и произведите расчет цифровой антенны.

Несколько слов о телевизионном кабеле
Желательно использовать качественый кабель. Обычно его цена не менее 20 руб. за 1 метр. Старый советский черный кабель, как показала практика, плохо работает на более высокочастотных каналах. Поэтому лучше сразу использовать новый.
Не забудьте купить кабель на 1 метр больше расчетной длины. Ибо при настройке как раз не хватает этих 1-2 метров… 😉

Методика настройки
Необходимо включить на телевизионном приёмнике функцию показа силы сигнала.
На цифровых приставках обычно это делается двойным нажатием на пульте на кнопку «INFO», или однократным на кнопку «Status».
Меняя местоположение и поворачивая антенну добиваются максимального приема. Желательно, чтобы уровень силы сигнала был не менее 40-50%. Хотя возможен прием при 7-10%.

---

[*] — Строго говоря, не бывает отдельных антенн для приёма аналогового или цифрового ТВ. Главное — для расчета антенн — частота приёма. Цифровому телевидению выделены частоты дециметровых волн (ДМВ). Длина волны которых составляет меньше метра, порядка десятых долей метра (т.е. десятки сантиметров).

[**] — Антенну впервые описал инженер К.П. Харченко в журнале «Радио», №3 за 1961 год.

[***] — Мультиплекс – это набор ТВ-каналов, которые передаются на одной частоте. В России внедрены два мультиплекса по 10 ТВ-каналов на каждом передатчике. Т.е., чтобы передать 10 каналов нужен всего один передатчик, а не 10 как при аналоговом вещании. Таким образом для вещания 20 каналов используется всего два передатчика.

Источник: radiodx.ru

Преимущества антенны Харченко

Главные достоинства антенны Харченко перед другими конструкциями — простота изготовления и масштабируемость. В базовом исполнении она имеет два модуля приема. Это называется биквадрат Харченко. Для дальнего приема антенна может быть масштабирована добавлением дополнительных петель. Это позволяет получить достаточный уровень сигнала в областях облучения неоптимальной мощности.

Если еще наращивать количество петель-квадратов, можно построить антенну под цифровое эфирное телевидение в точках, от которых до вышки 100 км с наличием помех на линии обзора транслятора. На практике таких антенн никто не делает, поскольку размеры конструкции становятся чрезмерными, увеличиваются требования к пространству размещения, и устройство начинает генерировать паразитный шум.

Необходимые материалы и инструменты

Антенну Харченко можно сделать практически из любого проводника. Различные умельцы используют как медный прут, так и шины прямоугольного сечения и даже стальную проволоку катанку. Широко применяется плоский алюминиевый провод без изоляции.

Совет! Лучше всего изготавливать устройство из медного прута или проволоки большого (до 10 кв.мм) сечения.

Достоинства именно такого материала очевидны:

• медь не подвержена коррозии;
• провод предлагает оптимальный баланс между мягкостью (легко гнуть) и сохранением формы сделанной фигуры;
• медь без проблем паяется, что будет особенно ценно для начинающих при закреплении концов кабеля.

Для изготовления антенны с дефлектором понадобится ряд простых инструментов и материалов. Краткий список необходимого выглядит так:

• проволока нужной длины и рекомендуемого сечения, характеристики определяются по результатам расчетов;
• планка из дерева для крепления дефлектора;
• небольшие отрезки изолирующего материала (можно куски деревянной планки) для размещения приемного контура на расстоянии от дефлектора;
• плоскогубцы или тиски для изгибания проволоки, молоток;
• изолента;
• паяльник, олово, флюс;
• ножовка по металлу или ножницы.

Для подключения к телевизору потребуется кабель достаточной длины и один F-коннектор.

Расчет антенны

Зигзагообразная антенна Харченко для цифрового ТВ своими руками может быть рассчитана при помощи калькулятора. Ее конструкция состоит из двух приемных петель в форме квадратов. В общем случае, чтобы получить максимально возможный коэффициент усиления, сторона каждого квадрата должна быть равна длине волны ДМВ диапазона, в котором вещает передающая станция.

То есть, расчет антенны Харченко для цифрового ТВ сводится к делению 300 000 000 (скорость света в секунду) на частоту трансляции, например, 676 000 000 (676 МГц). Полученный результат в 0,443 м и будет базовым ориентиром, длиной стороны квадрата.

Но при использовании такой простой формулы при реализации антенны в материале трудно будет учесть толщину проволоки для формирования расстояния между точками подключения кабеля. Запутаться и испортить материал при этом совсем нетрудно. Поэтому рекомендуется использовать онлайн калькулятор антенны Харченко. Подобные сервисы есть на множестве сайтов, предлагаются даже приложения для смартфонов.

Сборка конструкции

Сборка конструкции начинается с гнутья квадратов приемных петель.

Совет! Рекомендуется начать с внешнего угла приемного блока (вибратор).

Если использовать результаты расчета онлайн-калькулятора, достаточно будет отмерять нужные отрезки длины и проводить изгиб плоскогубцами или при помощи тисков.

При ориентировке только на длину волны несущей, стоит предварительно сделать шаблон из бумаги. Изгибая прут или проволоку и размещая ее по сторонам вырезанного квадрата, легко отмерить правильную длину отрезка для формирования расстояния между точками подключения кабеля в 6-20 мм.

Если хочется увеличить коэффициент усиления сигнала, антенну Харченко масштабируют, добавляя петли. При этом стоит учесть главный фактор: в точках пересечения проволок не должно быть замыкания, то есть участок нижней или верхней покрывается изолентой.

После завершения изгибов основной приемной части приступают к изготовлению дефлектора. Его можно делать точно по правилам, размещая проволоки строго отмеренной длины на вычисленном по онлайн калькулятору расстоянии, следуя ограничениям площади.

Ту же задачу создания отражающей поверхности можно решить, используя стальной лист с размерами, равными длине волны излучения.

А можно установить в роли дефлектора стальную строительную сетку с ячейкой не менее 1 см. Ее размеры по двум габаритам желательно делать равными длине волны излучения. Сетка сильно облегчит конструкцию и уменьшит ее парусность.

После соединения между собой отдельных блоков и деталей, остается только припаять концы антенного кабеля к средним точкам вибратора. На этом сборка антенны Харченко завершена.

Подключение и проверка работы антенны

Для приема сигнала цифрового телевидения антенну Харченко располагают вертикально. Положение нужно подбирать так, чтобы перпендикуляр к квадратам вибратора и плоскости дефлектора был направлен точно на станцию трансляции.

Выполнить позиционирование нетрудно. Для этого достаточно постепенно вращать устройство вокруг оси, отслеживая изменение качества картинки на экране телевизора. Или воспользоваться индикаторами, которые предлагает большинство моделей современных ресиверов. После подбора оптимального положения антенну фиксируют на опоре.

 

Источник: Otvet.tv

Что нужно для сборки

Вся конструкция собирается из самых обычных деталей:

· проволоки различного диаметра;

· коаксиального кабеля;

· деревянной рейки.

Описание конструкции

В готовом виде у меня получилось такая сборка.

Спереди рейки расположен активный вибратор, а сзади — экранирующая защита от наводимых помех из горизонтально расположенных проволок. По большому счету этим экраном на первоначальном этапе можно не заниматься.

Достаточно проверить работу вибратора. Ведь он осуществляет основную задачу — принимает электромагнитный сигнал от передающей станции.

К вибратору припаивается коаксиальный кабель небольшой длины и укладывается по одной из сторон квадрата. Я его паял самодельным паяльником Момент, а затем просто прикрутил изолентой.

Это самое простое согласование волнового сопротивления, которое существует. К тому же оно работает очень надежно, не требуя никаких дополнительных расчетов.

Более подробно процесс изготовления антенны Харченко для цифрового ТВ я изложил отдельной статьей. Советую прочитать и комментарии к ней от посетителей сайта.

Даже раскрою дополнительный секрет: мною создана по этому принципу еще одна антенная конструкция для 3G модема, которая позволяет многим людям улучшить связь с мобильными операторами, пользоваться их услугами через интернет.

Если вы ищите в сети что-то подобное, то обязательно ознакомьтесь с этой информацией.

Как рассчитать основные характеристики антенны

Раньше мне приходилось пользоваться справочниками, заниматься сложными вычислениями, делать эскиз или чертеж будущей конструкции. Но сейчас жизнь изменилась, а процесс творчества значительно облегчен.

Задаем запрос Гугл или любой другой поисковой машине. Сразу получаем необходимую информацию.

Открываем любой понравившийся сервис и по нему определяем размеры Антенны Харченко.

Они обычно представляются следующим чертежом.

Более подробная информация по этим вопросом изложена в статьях по ссылкам выше.

Как сориентировать в пространстве и подключить антенну

Если представить перед собой вертикальную плоскость, то в ней можно передавать электромагнитные волны под одним из углов круговой шкалы в 360 градусов или даже их долей.

Общепринято пользоваться только двумя направлениями: горизонталью и вертикалью. Передаваемые в них сигналы так и называют по методу поляризации.

Телевизионная антенна для цифры, как и для аналоговых сигналов, должна повторять расположение передающего генератора.

Антенну Харченко еще называют:

· биквадратом — за счет конструкции сдвоенных квадратов в вибраторе;

· восьмеркой;

· бабочкой.

Последние два названия как раз и характеризуют способ поляризации принимаемого сигнала от телевизионного передатчика. Эти данные можно взять в интернете на сайте своей телекомпании.

Почему я рекомендую антенну Харченко

Мне пришлось изготовить много разных конструкций. На основе полученного опыта заявляю, что:

· биквадрат во всех случаях расположения ТВ приемника в зоне уверенного приема работает отлично, а это порядка 30 километров удаления от телецентра:

· в зоне среднего приема и при помехах можно настроить антенну на отраженные электромагнитные волны от соседних зданий или сооружений. Это как раз мой случай;

· для сборки нужен минимум деталей;

· навыков школьника среднего класса, умеющего выгибать проволоку пассатижами и пилить дерево ножовкой вполне достаточно (Детям нравится подобная работа, когда их привлекают взрослые в качестве помощников);

· монтаж конструкции занимает не более чем полчаса, а если работа потерпела фиаско, то материальных затрат практически нет, но приобретен опыт для изготовления более совершенной антенны.

Вот после этого случая и следует думать о конструировании остронаправленных антенн типа волнового канала или логопериодических, либо заниматься их покупкой.

Мой сосед вообще поступил очень просто: собрал антенну Харченко без паяльника. Для этого:

1. Выгнул биквадраты вибратора из электрического медного провода 2,5 квадрата без снятия изоляции. Можно работать и с алюминием.

2. Места соединения зачистил и скрутил для создания временного электрического контакта.

3. Вместо антенного кабеля взял полтора метра витой пары, зачистил кранцы с обеих сторон и посадил их зажимами крокодил на антенну. С противоположного конца провода вставил в гнезда ТВ тюнера и заклинил спичками.

4. Экран вообще не собирал.

5. Включил телевизор и убедился, что все работает после эксперимента с положением восьмерки и бабочки.

Только после этого он стал выполнять сборку капитально. Меня его рассказ немного шокировал.

Обращаю внимание, что автор видеоролика Сан Саныч_Сан показывает подробный расчет антенны Харченко для цифрового ТВ своими руками на любой частотный диапазон приема.

Если у вас еще остались вопросы по теме, то задавайте их в комментариях: я отвечу.

Источник: zen.yandex.ru