Биквадрат харченко для цифрового тв расчет

Сделал я самодельный телевизор для дачи с поддержкой DVB-T2 и естественно ему понадобилась антенна, которую естественно нужно сделать своими руками. О том как сделать антенну для DVB-T2 своими руками и пойдет речь дальше.

Для начала я решил протестировать антенну биквадрат Харченко или в просто народе «восьмерка». Для изготовления нам понадобиться медная или алюминиевая проволока диаметром 2-5 мм. У меня под рукой был ВВГ на 2.5 квадрата и я решил попробовать сделать антенну для DVB-T2 из него.

Расчет антенны

Узнаем свои частоты обоих пакетов DVB-T2 в своей местности. Для этого можно перейти на сайт Интерактивной карты ЦЭТВ и посмотреть какая вышка к вам ближе, один или оба пакета каналов вещает и на каких частотах. У нас в пригороде Санкт-Петербурга это 586 МГц и 666 МГц.

Теперь зная частоты пакетов нам нужно рассчитать длину стороны квадрата нашей DVB-T2 антенны. Она равна четверти длины волны.

Можно посчитать по формуле. Она довольно простая:

То есть для наших 586МГц: 300000000/586000000=0,51 метр. Четверть длины волны соответственно 0,51/4=0,127 метра или 12,7 см.

Для второго мультиплекса 666МГц рассчитываем аналогично и получаем 11,2 см.

Кому совсем лень считать по формуле могут воспользоваться автоматическим калькулятором для расчета антенны биквадрат Харченко по этой ссылке.

Нас интересует L1. H и B для антенны с рефлектором (решетка), усиливает сигнал. Я делал без него.

Теперь если мы делаем антенну на два пакета каналов DVB-T2, определяем среднюю длину. То бишь складываем наши длины и делим пополам.

L1=(12,7+11,2)/2=11,95 округляем до 12 см.

Сборка антенны для DVB-T2

Тут должно быть все понятно. Берем наш отрезок ВВГ или что там у вас. Для определения примерной длины проволоки необходимой для сборки антенны, можно L1*8 и накинуть пару сантиметров. 12*8+2=98 см понадобилось для изготовления моей антенны.

Если у вас толстая проволока 4-5 мм диаметром то скорее всего без тисков будет не обойтись. Мне же хватило плоскогубцев.

Зачищаем провод от изоляции. Затем плоскогубцами гнем биквадрат. Смотрим фотки. Все углы под 90 градусов.

Потом припаиваем 75 Омный телевизионный кабель. Жилу паяем к одному квадрату, Оплетку к другому.

Сигнал на высоких частотах распространяется по поверхности проводника, поэтому антенну после сборки лучше покрасить. Я использовал остатки акриловой фасадной краски. Место пайки лучше залить термоклеем или герметиком.

Провод от места пайки крепим стяжками (ремешками) вдоль сторон квадрата, как на фото. Это обязательное действие является согласованием антенны.

Источник: moyteremok.ru

Предназначение и устройство антенны Харченко

Она используется умельцами в основном как телевизионная для приема эфирного вещания в дециметровом диапазоне волн (ДМВ). Но также конструируют различные виды, способные улучшить качество сигнала и увеличить скорость соединения и передачи данных модема или сотовой связи при большой удаленности от вышки. Поскольку телевидение перешло на цифровое вещание, обозначаемое стандартом DVB-T2, эту антенну стали модифицировать таким образом, чтобы можно было принимать цифровые пакеты каналов в дециметровом диапазоне.

Активные вибраторы состоят из 8 замкнутых одинаковых проводников, которые образуют два квадрата или 2 ромбовидные ячейки. Они выполнены симметрично и сделаны из толстого провода, изготовленного из токопроводящего материала, например меди или алюминия. Периметр каждого ромба равен длине волны, на которую настраивается прием, они соединяются за счет незамкнутых углов между собой. В этом месте подсоединяется телевизионный кабель с сопротивлением 50 или 75 Ом.

Для усиления сигнала сзади может быть смонтирован рефлектор в виде сплошного экрана или решетки из материала, проводящего ток. Когда принимающая антенна находится на большом расстоянии от источника трансляции, мощность излучения ослабевает. В таком случае в конструкцию антенны добавляется усилитель.

Принцип работы

Электромагнитная волна синусоидальной формы распространяется в пространстве в двух плоскостях: горизонтальной и вертикальной. Их называют сигналами с горизонтальной и вертикальной поляризацией. Приемную антенну необходимо ориентировать в зависимости от типа поляризации. Для поляризации горизонтального типа биквадраты должны быть расположены в виде восьмерки, для вертикальной — образовывать собой знак бесконечности.

Правильная ориентация в пространстве позволяет добиться оптимального качества приема. Электромагнитные сигналы направляются от излучателей передатчика к антенне телевизора с высокой частотой. Когда электромагнитная волна проходит через поверхность вибраторов, в ней появляется напряжение, которое приложено к точкам питания. Под его воздействием на металлических элементах антенны возникают токи, которые формируют электромагнитное поле. Оно усиливается и направляется в телевизор, где преобразовывается в изображение и звук.

Расчет характеристик

Рассчитать длину вибраторов можно онлайн: в интернете можно найти не один специализированный калькулятор, способный вычислить конечные величины с большой точностью. Однако посчитать необходимые характеристики можно и по формулам, которые приведены ниже.

Размер элементов рассчитывается исходя из частотного диапазона, в котором она будет работать. Для начала потребуется выяснить частоту электромагнитного излучения, на которой ведется трансляция интересующего канала по цифровому эфирному телевидению (ЦЭТВ). Ее можно узнать в интернете. Там же указан и вид поляризации волны. Эта информация нужна для того, чтобы знать, в какой плоскости расположить собранную конструкцию.

Главный параметр, который влияет на качество сигнала, принимаемого антенной, — длина электромагнитного излучения. Она обозначается как лямбда (λ) и рассчитывается с помощью частоты вещания (F) по формуле: λ=300/F. Размер каждого проводника ромбовидной ячейки равняется четверти длины волны — λ/4.

Если антенна Харченко выполняется с рефлектором, то расстояние между ними составляет величину, равную λ/7. Также площадь металлической пластины, выбранной в качестве экрана, должна быть больше примерно на 20%, чем площадь биквадратов. Рассчитать площадь отражателя можно по формуле: (2×a²)×1,2, где а — длина стороны каждого проводника.

Расчет параметров для модема и телефона аналогичен тому, что приведен для цифрового телевидения.

Материалы и элементы для сборки

Чтобы собрать антенну Харченко с рефлектором понадобятся:

• моток проволоки из токопроводящего материала, диаметр проволоки около 2,5-3 мм;
• отрезок коаксиального кабеля с волновым сопротивлением на 50 или 75 Ом;
• штекер для подключения антенны;
• металлическая пластина;
• CD или DVD-диск;
• пластины или кронштейны для крепления;
• крышка от пластиковой бутылки;
• изоляционная лента;
• клей;
• пассатижи;
• паяльник.

Пошаговая инструкция по сборке антенны своими руками

Для изготовления предпочтительней использовать провод или проволоку, выполненные из меди, поскольку этот материал прочнее алюминия, лучше подходит для пайки и хорошо гнется. Для удобства можно набросать на бумаге схематический чертеж, соответствующий по размеру готовой антенне, чтобы в процессе сгибания проволоки сверять длину сторон для соблюдения симметрии. В качестве отражающего экрана применяется CD или DVD-диск, поскольку величина готовых вибраторов будет достаточно маленькой для того, чтобы не выходить за края диска.

Для модема

Алгоритм сборки:

1. С помощью пассатижей из проволоки выгибается зигзагообразная фигура в виде 2 ромбов. Величина внутренних углов может быть 90° или 120°. Длина каждой из сторон рассчитывается по формуле, приведенной выше. В месте, где один квадрат переходит в другой, нужно оставить небольшое расстояние между вершинами прилежащих друг к другу углов.
2. Пайкой замыкаются свободные концы проволоки и биквадраты соединяются в монолитную конструкцию. Перед этим необходимо убедиться, что заготовка имеет ровную, выполненную без искривлений плоскость.
3. Внешняя изоляция отрезка коаксиального кабеля зачищается, достаются центральная жила, защищенная диэлектриком, и экран в виде оплетки, которую для удобства пайки скручивают. Жилу и оплетку нужно облудить и припаять к углам ромбовидных ячеек, между которыми оставили небольшой зазор. К одному из углов припаивается центральная жила, ко второму — оплетка.
4. Чтобы согласовать волновое сопротивление, коаксиальный кабель укладывается на одну или две стороны квадрата и фиксируется на ней изолентой.
5. В крышке от бутылки проделывается отверстие, через которое протягивается кабель. Для надежной фиксации собранный контур можно закрепить с помощью клея.
6. Через отверстие в диске проводится коаксиальный кабель, для надежной фиксации клеем крышка крепится к поверхности диска. В этом варианте конструкции между рефлектором и вибраторами нет электрического контакта.

Для цифрового ТВ

Способом, описанным ниже, можно собрать антенну, работающую на один мультиплекс. Он представляет собой объединение в единый цифровой пакет нескольких телевизионных каналов.

Порядок действий:

1. Сборка биквадратов для приема сигнала цифрового ТВ осуществляется по той же схеме, что и для модема, повторяя первые 4 шага инструкции.
2. В качестве рефлектора в данной конфигурации используется металлическая пластина, в центре нее делается отверстие, через которое будет заходить коаксиальный кабель.
3. Для соединения собранного контура с экраном их располагают на рассчитанном заранее расстоянии друг от друга так, чтобы вибраторы помещались внутри плоскости рефлектора. С помощью кронштейнов или пластин биквадраты крепятся с 2 сторон к металлической пластине. Если крепежные элементы выполнены из металла, то в таком случае между составными частями антенны будет возникать электрический контакт.
4. Второй конец коаксиального кабеля зачищается, оплетка экрана скручивается и обрезается так, чтобы она была короче границы изоляции центральной жилы во избежание замыкания между ними. К этому отрезку кабеля припаивается штекер для подключения следующим образом: центральный контакт штекера припоем соединяют с луженой центральной жилой, оплетка скручивается, лудится и припаивается к контакту заземления штекера.

Для телефона

Первые 3 этапа сборки антенны для телефона повторяют последовательность действий при изготовлении таковой для модема. Но поскольку конструкция получается миниатюрной, в этом варианте исполнения не будет монтироваться рефлектор.

Установка и подключение

Схемы подключения готовой антенны отличаются и зависят от того, к какому устройству она присоединяется.

Подключить готовую конструкцию к модему можно 2 способами в зависимости от того, есть ли у него разъем под внешнюю антенну. Задача упрощается, если таковой имеется. В этом случае необходимо подобрать штекер, подходящий под тип разъема у модема, и припаять его к свободному концу коаксиального кабеля способом, который описан в 4 пункте инструкции по сборке антенны для цифрового ТВ. После этого остается только подключить штекер к встроенному в модем разъему.

Задача усложняется, но ненамного, если у модема нет разъема. Для начала прибор нужно разобрать, чтобы добраться до печатной платы. На ней будет контакт или дорожка, выполняющие функцию антенны, к которой нужно припаять центральную жилу кабеля. Оплетка припаивается к корпусу модема или к его заземлению. Для максимально возможного увеличения скорости соединения конструкция должна быть повернута так, чтобы она смотрела на вышку. Остается только подключить модем к ноутбуку и проверить уровень приема сигнала.

Установка и подключение к цифровому ТВ реализуется с учетом поляризации волны телевизионного вещания. Если принимаемый сигнал горизонтально поляризован, конструкцию следует развернуть так, чтобы вибраторы были расположены вертикально, т. е. один над другим. Если же поляризация вертикальная, биквадраты размещают горизонтально в виде знака бесконечности. Конструкцию направляют в сторону телевизионной вышки. Антенну посредством штекера подключают к ресиверу (приемнику).

Чтобы подключить «двойной квадрат» к сотовому телефону, нужно снять крышку у аппарата и найти гнездо-разъем для внешней антенны. Соединение лучше осуществлять через адаптер или антенный переходник, на одной стороне которого разъем для подключения к гнезду телефона, а на другой — стандартный высокочастотный разъем. К нему подключается штекер собранной антенны.

Настройка антенны

«Двойной квадрат» прост в эксплуатации и не требует специальной настройки. В случае с модемом и сотовым телефоном конструкцию нужно направить в сторону вышки и покрутить, чтобы поймать устойчивый сигнал.

Чтобы настроить антенну для телевизора, нужно включить его вместе с ресивером. В меню приставки выбирается автоматические поиск и настройка каналов. Через несколько минут можно оценить качество телевещания. Если изображение и звук транслируются с помехами, стоит покрутить конструкцию в разные стороны, найти оптимальное расположение, и зафиксировать ее. При большой отдаленности приемника от источника трансляции увеличить мощность принимаемой электромагнитной волны можно антенным усилителем.

Достоинства антенны

Преимуществом антенны Харченко является то, что для сборки не требуется специфических материалов и инструментов, все необходимое можно найти у себя дома. Конструкция относительно компактна и проста в изготовлении. К тому же антенна обладает хорошими показателями широкополосности и усиления, а замкнутые петли-вибраторы обеспечивают помехоустойчивость в черте города.

Отличия антенны Харченко от Туркина

Н. Туркиным была предложена конструкция, которая работает по принципу волнового канала. Внешне она представляет собой 6 колец разного диаметра: от меньшего к большему, закрепленные на горизонтальной рейке, которая выполнена из диэлектрического материала. Этот вариант исполнения обладает большим, чем у антенны Харченко, коэффициентом усиления и способен работать на большом удалении от источника сигнала.

Такой многоэлементный механизм требует точного расчета диаметра колец и расстояния между ними, тщательного соблюдения этих размеров при сборке, что является непростой задачей. Также обязательным условием является точное направление конструкции на передающую вышку. Небольшие неточности при расчете и сборке конструкции, предложенной Харченко, незначительно влияют на параметры готовой антенны.

Источник: CleverDIY.ru

Что такое антенна Харченко и чем она хороша?

Антенна Харченко получила собственное название в честь создателя – инженера Харченко. Он предложил усиливать сигнал в отдалённых регионах с помощью особой конструкции – двух соединённых ромбов. Подобная форма гарантирует качественный приём радиоволн любых частот, что позволяет подключаться к:

• аналоговому ТВ;
• цифровому dvb-t2 телевидению;
• мобильному интернету;
• сотовой сети.

Единственным условием качественного приёма является размер ромбов. Длина сторон обязана сочетаться с длиной волны.

Принцип работы

Принцип работы антенны связан с упомянутой ранее длинной волн и их корреляцией с размером биквадрата. Биквадрат (соединённые ромбы) фильтрует получаемый сигнал (ДМВ), усиливая выбранные владельцем телеантенны каналы и отсеивая остальные. Результатом подобной фильтрации оказывается чёткий, стабильный эфир и возможность смотреть телевидение (свыше 20 каналов) в отдалённых регионах. Иных характерных черт, выделяющих описанный прибор на фоне аналогов, не существует. То есть, трансляция становится доступной благодаря превращению радиоволн в ток и последующему декодированию в ресивере.

Как сделать антенну Харченко для цифрового телевидения?

Изготовление не вызовет затруднений, поскольку для создания самодельной конструкции потребуется лишь проволока и паяльник. Но сказанное не означает, что самостоятельная пайка антенны не требует внимания. Перед подготовкой усилителя к работе придётся провести точные расчеты параметров, основанные на длине волн в той местности, где проживает телезритель. Также в отдельных случаях понадобится рефлектор, усиливающий сигнал. Теоретически, зрители способны обойтись без подобных дополнений, но для обеспечения бесперебойного стабильного приёма рекомендуется побеспокоиться о его создании.

Необходимые материалы и инструменты

Для создания биквадратной антенны понадобится:

• медная проволока 12 мм в диаметре (допускается использование проволоки из других металлов);
• паяльник (пайка, канифоль);
• антенный кабель, RF-штекер;
• линейка или рулетка.

В отдельных ситуациях используется:

• тонкая проволока;
• фломастер, бумага (для чертежа);
• калькулятор для проведения расчётов;
• изолента, клей;
• основа, к которой будет крепиться конструкция;
• наждачная бумага для зачистки мест пайки.

Использование иных инструментов зависит от желаний мастера, решившего сделать самодельную телеантенну.

Чертежи и схемы

Чертёж готовой конструкции простой, поскольку состоит из двух ромбов, к которым крепится антенный кабель. Крепление находится на месте стыков ромбов на противоположных сторонах проволоки, поэтому путаницы не возникнет. Но желающим избежать ошибок мастерам стоит воспользоваться заранее припасённой бумагой: предварительно нарисовать схему. В результате останется согнуть проволоку в соответствии с чертежом, закрепив концы пайкой. Уверенные в собственных умениях личности могут обойтись без подготовительных процедур.

Ручной расчёт

Расчёт антенны Харченко для цифрового ТВ производится по формуле λ=c/F, где:

• λ – длина волны (периметр ромба);
• c – скорость света, равняющаяся 3×10⁸ метров;
• F – частота.

Важно подчеркнуть, что правильные частоты зависят от региона, поэтому их требуется уточнять на месте.

Вычислив периметр квадрата, остаётся узнать длину сторон и проволоки. Выяснить количество проволоки несложно, поскольку требуется создать 2 ромба. То есть, достаточно умножить полученный ранее результат на 2 (разрешается добавить пару сантиметров для запаса). Для вычисления размера сторон квадрата придётся поделить периметр на 4.

Калькулятор антенны Харченко

Сомневающимся в сделанных расчётах людям следует воспользоваться онлайн-калькулятором. Его использование потребует внесения базовых параметров приёма сигнала, после их указания вычисления произойдут автоматически. Нарисовать на основе полученных цифр точную схему несложно, достаточно немного терпения и аккуратности.

Сборка

Подготовив схему, следует переходить к сборке. Чтобы изготовить антенну Харченко для цифрового ТВ своими руками в домашних условиях, придётся:

1. согнуть проволоку в соответствии с проведёнными ранее расчётами (по чертежу);
2. спаять оказавшиеся рядом свободные концы (для удобства разрешается обмотать их тонкой проволокой);
3. припаять к антенне на месте ромбов кабель;
4. жила припаивается к середине проволоки, оплётка к спаянным ранее концам;
5. прикрепить к противоположному концу кабеля RF-штекер.

Для надёжности рекомендуется закрепить конструкцию клеем или изолентой, чтобы не допустить распадения телеантенны на части.

Изготовление рефлектора

В случае сложностей с трансляциями телезрителям понадобится дополнительной оборудование – рефлектор. Он представляет собой металлический лист или решётку, распложенную позади антенны. При его изготовлении требуется соблюдать 2 условия:

• расстояние между усилителем и телеантенной равняется 1/7 длины волны;
• площадь решётки превышает размер антенны на 20%.

Строгих требований к металлу, из которого состоит усилитель, не предусмотрено, поэтому подойдёт любой оказавшийся под рукой металлический лист или решётка.

Подключение и настройка

Для подключения ТВ достаточно вставить штекер в антенный разъём ресивера (телевизионной приставки) и найти в комнате место с наиболее стабильными уверенным приёмом. Дополнительно понадобится выбрать угол наклона антенны, поэтому следует подготовиться к тому, что процесс поиска сигнала отнимет время. Во время настройки нужно ориентироваться на индикаторы на телевизоре. Они помогут определить, насколько повысилось или понизилось качество приёма.

Выбрав место, останется закрепить телеантенну и приступить к поиску каналов.

Улучшение скорости интернет-соединения антенной Харченко

Ранее упоминалось, что описанная антенна способна принимать сигналы мобильных операторов, поэтому желающим повысить качество и скорость мобильного интернета также рекомендуется изготовить аналогичное устройство. Особенно полезным оно окажется при использовании беспроводных роутеров, когда требуется подключиться к сети за городом, на природе, на даче. То есть, в ситуациях, когда пользователь находится в зоне слабого приёма, вдали от радиовышек, телефонных станций и хорошего сигнала.

Расчёт

Принципиальных различий между самодельными антеннами для телевидения и мобильных сетей не существует, поэтому единственным нюансом, разделяющим оборудование для ресивера и роутера, станет размер. Усилитель для роутеров окажется чуть больше ладони, поскольку частота волн мобильного интернета составляет от 1,9 до 2,1 гГц. Точные параметры зависят от оператора, но, учитывая итоговые размеры усилителя, различия несущественны. Уточнить правильные показатели можно, позвонив в контактный центр сотовой компании или посетив офис провайдера.

Сборка

Проведя расчёты (вручную или онлайн-калькулятором), стоит переходить к сборке антенны для 3G или 4G модемов. Пользователям понадобится:

1. согнуть проволоку в виде двух ромбов;
2. спаять края и припаять к ней кабель;
3. добавить рефлектор для усиления мощности приёма;
4. подключить готовое оборудование к роутеру.

Из приведённой инструкции видно, что ничего неожиданного или нового при изготовлении уменьшенной версии не предвидится. Главное, провести точные расчёты и надёжно припаять детали друг к другу.

Подключение

Сложнейший этап изготовления усилителя – подключение. Большинство современных роутеров не содержат готового разъёма для антенного кабеля, поэтому его придётся соединять напрямую. Для этого понадобится:

1. разобрать роутер или сотовый телефон;
2. отключить датчик, ответственный за приём сигнала и соединение с сетью;
3. подключить на его место изготовленный усилитель.

Описанные действия способны повредить технику и приведут к недействительности заводской гарантии, поэтому перед внесением изменений стоит заранее оценить последствия совершённых действий.

Тестирование антенны

Последним шагом после завершения работы станет проверка работоспособности телеантенны. Для этого достаточно подключить её к преёмнику и приступить к просмотру телевидения. Отсутствие помех, прерываний и иных неприятностей укажет на то, что процесс прошёл без ошибок.

Источник: smarts-iptv.com