Конструктивные особенности и изготовление антенны Харченко

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).

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 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).

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.

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).

Читать также: Редукторы типы назначение устройство передаточное число

Подключение проводки

Для того, чтобы подключить полученную антенну-пушку к сети, нужно использовать разъем Wi-Fi антенны. Можно использовать старый кабель-антенну для роутера. Для этого с нее нужно аккуратно удалить все защитные кожухи, не повредив саму антенну.

Металлический стержень, который играет роль излучателя нужно удалить. Обычно он сам отваливается, если разрезать изоляцию между проводкой и ним.

Так как мы самостоятельно изготовили мощную антенну-пушку, можно смело выбросить то подобие излучателя, которое было в стандартном комплекте.

Чтобы прикрепить провод к металлическим дискам, их нужно сначала подготовить. Процесс подготовки дисков:

В последних двух металлических дисках сверлятся небольшие отверстия в тех местах, которые показаны на чертеже.

В них должен проходит провод, поэтому не стоит делать их слишком большими, в противном случае качество сигнала будет плохим и могут возникнуть проблемы с закреплением провода.

Далее эти отверстия нужно обработать лужением. Это необходимо, так как припой должен надежно закрепиться на поверхности дисков.

Самым удобным материалом для такой работы является медь. Это обуславливается простотой припоя и надежностью шва.

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. Если у Вас остались вопросы или есть жалобы – сообщите нам

Если у Вас остались вопросы или есть жалобы – сообщите нам

Если у Вас остались вопросы или есть жалобы – сообщите нам

Если у Вас остались вопросы или есть жалобы – сообщите нам

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.

zen.yandex.ru

В одной из предыдущих статей я как-то упоминал свою рамочную антенну (ссылку приведу ниже), сравнивая с ней один из магазинных экземпляров. К сожалению, спустя несколько месяцев, она стала плохо принимать сигнал, с чем это связано сказать не могу — не знаю. Но решил «скрутить» другой вид — зигзагообразную, или антенну Харченко.

Заехал на рынок, чтобы прикупить провод диаметром 4 мм, однако, в продаже встретил только на 2.5 мм (40 рублей за метр). Судя по форумам и сайтам, касающихся этой тематики, такой размер вполне приемлем, но на широкий диапазон можно не рассчитывать (эх.. буду собирать под один мультиплекс).

120 рублей за 3 метра — решил брать с запасом. Правда, по ощущениям, длина кажется меньше — перемерять не стал

Расчет готового изделия я производил на нескольких сайтах для большей точности (их называть здесь не буду, так как через поисковики найти не проблема) — под 46 канал размер стороны вышел 11.1мм.

Расчет с одного из сайтов

Добравшись до дома, начал снимать изоляцию канцелярским ножом — дело оказалось не быстрое, из-за её толщины.

Толщина изоляции приличное

Осталось «скрутить» по форме, параллельно не забывая вдевать крепежи под антенный кабель, иначе придется вытягивать все обратно и делать заново

В качестве крепления контактов я выбрал дешевую колодку

В качестве них я использовал сетевую колодку — диаметр её не большой, а концы крепко сжимаются винтами.

Первая часть антенны

Соединять, же, с помощью пайки моими паяльниками (среди которых самый мощный = 60 Вт) дело «гиблое». Прекрасно помню обожженные пальцы, потраченные нервы и время, когда собирал двойной квадрат

Ровно миллиметр-в-миллиметр вымерить и потом загнуть углы не получилось, но +-3-4 мм погрешности я считаю нормальной. В итоге, вышло «что-то» в форме восьмерки.

Готовый вид

Подключив к DVB-T2 приставке данную самоделку, я понял, что рамочный вариант работал лучше.

Аналоговый «5-ый канал» в районе 580 МГц

Более-менее хороший уровень сигнала находится в районе 580 МГц.

Первый мультиплекс показывает уровень от 30-50%, но постоянно скачет до нуля

В DVB-T2 тоже не все хорошо — каналы, расположенные на 548 МГц «фризят» и зависают из-за скачущего, до нуля, качества. А тот мультиплекс, под который делал расчет, не показывает вообще — уровень не поднимается выше 25-30%.

К сожалению, положение моей комнаты специфическое — это первый этаж, окна выходят в противоположную сторону от телецентра, а напротив находится двухэтажная школа и край высотки, которые плохо отражают сигнал.

Критерии выбора: что важно и что нет

А здесь и сейчас мы рассмотрим специфику подбора комнатных приемников, а затем расскажем о самых стабильных и мощных моделях для установки внутри дома или квартиры.

Тип принимаемых волн

Вещание цифрового ТВ осуществляется в дециметровом диапазоне (ДМВ), то есть длина волны для него составляет менее метра. По сути, никаких специальных цифровых антенн не существует: принимать DVB-T2 можно на любую установку, которая ловит подходящий диапазон. Конкретно же для «цифры» в силу ее дециметровой природы нужна:

• ДМВ-антенна. Она, как правило, небольшая, поскольку размеры резонаторов должны хотя бы приблизительно соответствовать длине волны;
• Всеволновая (она же гибридная или комбинированная). Обычно это та же ДМВ-антенна, но снабженная дополнительно резонаторами для МВ-диапазона. Они бесполезны для «цифры», но могут пригодиться, если кроме нее с ретранслятора передается еще и местное аналоговое телевидение.

Использовать МВ-антенны, которые часто были в ходу для аналогового вещания, бессмысленно. Даже если сигнал и удастся уловить, он будет крайне слабым и плохого качества.

Конструкция

По своей конструкции комнатные антенны делятся на следующие типы:

• Однонаправленные. По сути, это комнатный аналог внешней индивидуальной телеантенны. Обычно выглядит как штырь, на котором крепятся «рожки»-резонаторы, хотя возможны и другие конструкции (например, волновой канал). Основное свойство такой конструкции – наилучший прием оттуда, куда она ориентирована. За счет этого сигнал максимально усиливается. Подойдет для районов с относительно слабым сигналом.
• Плоские. Эти могут выглядеть по-разному, но в целом обычно представляют собой замкнутую петлю из проводника соответствующих размеров. В самом простом случае – кольцо из кабеля диаметром 25–30 см. Наилучший прием обеспечивает в том случае, когда направление на ретранслятор перпендикулярно плоскости. Подойдет для сигнала средней мощности.
• Сферические. Эта довольно редкая конструкция представляет собой нечто вроде модели глобуса, сделанной из проволоки: три перпендикулярных друг с другом кольца. Антенна удобна тем, что принимает сигнал с любой стороны (то есть относится к типу всенаправленных) и не требует ориентирования. Однако нуждается она в очень мощном сигнале. На практике встречаются редко: пик популярности экспериментов с такой конструкцией был в 60–70-х годах, сейчас мало кто решается производить такое для эфирного телевидения. Куда чаще их можно встретить в качестве спутниковых: там шар из диэлектрического материала выступает в качестве линзы, которая может одновременно фокусировать сигналы с нескольких спутников.

Пассивная (без питания)

Пассивными называют обычные телеантенны без дополнительных электронных блоков. В них под действием электромагнитной волны возникают колебания, которые передаются для расшифровки на тюнер цифрового ТВ (встроенный в телеприемник или внешний в виде приставки-ресивера). Главное преимущество такой антенны – ей не нужно дополнительное электропитание для усилителя сигнала.

Средний коэффициент усиления – до 6 дБ. Они подойдут там, где сигнал от ретранслятора имеет большую или среднюю мощность, а расстояние до телевышки невелико.

Активная (с питанием)

В этих антеннах дополнительно имеется электронный блок, который усиливает мощность колебаний. Могут иметь коэффициент усиления до 27–30 дБ. Любопытно, что антенна активного типа может использоваться и как пассивная. Для этого, как правило, достаточно просто отключить питание. Обратный же процесс обычно невозможен без серьезной переделки всей конструкции.

Активные в зависимости от конструкции могут использовать постоянный ток в 5 или 12V. Различие здесь в следующем:

• ток в 5V подается через ресивер или антенное гнездо телевизора, если такая опция у этого оборудования есть;
• ток в 12V подается от внешнего блока питания, подключаемого в розетку.

Антенна с внешним питанием в 12V удобна в тех случаях, когда она будет использоваться для 2 и более телевизоров или ресиверов. Сплиттер (разветвитель кабеля) может и не передать питание от приставки или ТВ-приемника. Кроме того, многие модели телевизоров со встроенным цифровым тюнером не поддерживают питание антенны, и здесь потребуется внешний источник.

Это самые мощные устройства, они способны принимать сигнал на расстоянии до 40–45 км от ретранслятора. Поэтому их можно использовать за городом, на даче, в сельской местности и т. д.

На рынке телеантенн присутствует множество производителей из разных стран. И каждый день появляются новые бренды. Теоретически марка может кое-что сказать о качестве антенны. Но реально ориентироваться надо на технические характеристики, а не на бренд.

Как изготовить антенну Харченко

Такую антенну можо изготовить своими руками для приёма Wi-Fi

Конструкция была предложена К.П. Харченко в 1961 году. Основная задача — приём телевизионных передач, но практика показала высокую пригодность и многопрофильность изобретения. Внешняя антенна Харченко имеет форму восьмёрки с незамкнутой серединой. Она состоит из двух квадратов, а соединение с антенным проводом производится в средних точках. Таким образом, мы имеем замкнутый виток из толстой медной проволоки, имеющий специфическую форму. Отличие от рамочной конструкции состоит именно в более сложной конфигурации, позволяющей получить стабильный и уверенный приём сигнала, помехоустойчивость и надёжность. Её особенность состоит в широкополосности и возможности принимать как телевизионный, так и радиосигнал. Все зависит от расположения антенны — вертикальное даёт приём телесигнала, горизонтальное — радио.

Расчёт

Самостоятельный расчёт антенны Харченко не составляет особого труда, но включает в себя определение множества величин. Понадобится вычислить длину стороны квадрата, размер отражателя (рефлектора), общую длину восьмёрки от верхней до нижней точки, величину зазора между рефлектором и антенной и т.д. Поэтому самым простым и надёжным решением станет использование онлайн-калькулятора, которых немало в сети. Для получения более точного результата можно попробовать посчитать на нескольких сервисах и сравнить данные.

Необходимые инструменты и материалы

Для сборки антенны Харченко потребуются:

• Толстая медная проволока сечением около 4 мм2;
• Алюминиевая пластина для отражателя (рефлектора). При её отсутствии в качестве рефлектора может быть использована металлическая решётка (сетка);
• Пассатижи, молоток, отвёртка;
• Электродрель с набором свёрл;
• Паяльник, клеммная колодка;
• Металлическая труба или деревянные длинные бруски для изготовления опорной конструкции (мачты).

Существует масса вариантов конструкции, для изготовления которых можно использовать различные дополнительные приспособления. По необходимости они привлекаются в рабочем порядке.

Инструкция по изготовлению

• По рассчитанным данным изготавливается восьмёрка.
• Соединение в средней точке спаивается, вторая точка подвергается лужению для последующего присоединения питания.
• В пластине рефлектора просверливаются отверстия, в которые устанавливаются бобышки для крепления антенны.
• Она закрепляется на опорных бобышках, к центральным точкам припаивается провод.
• Пластина рефлектора прикрепляется к мачте. Для этого используются шурупы или хомуты, если она изготовлена из металлической трубы.
• Мачта с антенной устанавливается на отведённое место.
• Подключается к телевизору, настраивается оптимальное положение.

Особенности устройства

Существуют разные виды самодельных приспособлений для усиления мобильного сигнала, самыми распространёнными из которых являются:

• антенна Харченко;
• усилитель MIMO;
• дисковая антенна или «Пушка»;
• усилитель Туркина-Полякова;
• волновая антенна Уда Яги;
• панельный усилитель.

Эти универсальные средства позволяют ускорить интернет в сельской местности, на природе и в прочих местах с плохим доступом к мобильной сети. При отсутствии же связи с оператором или вне зоны его покрытия данные приспособления окажутся бесполезны.

Самодельный усилитель сигнала может значительно повысить эффективность соединения, он подходит для создания беспроводной сети и раздачи интернета с роутера. Чтобы использовать такую антенну нужно просто подключить её в соответствующий разъём модема. Подбор штекера или Pigtail-переходника зависит от модели устройства. В некоторых случаях его входы закрыты корпусом, который снимают или делают в нём небольшие отверстия.

Степень улучшения связи зависит от соблюдения инструкций по сборке, габаритов и материалов подобранных компонентов, а также нюансов установки устройства. Для большей эффективности некоторые из параметров его составляющих выявляют путём предварительных расчётов.

Далее подробно рассматривается один из самых популярных простых усилителей 4G-сигнала по технологии Харченко и процесс его изготовления. Изначально он предназначался для лучшего приёма телевизионных трансляций, однако эта же конструкция подходит для улучшения доступа к современным беспроводным сетям. Также приведены краткие рекомендации и описания к простейшему и более требовательному мощному вариантам усилителя.

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. Или можно сделать экран самостоятельно из плотной фольги, наклеенной на твердую основу нужного размера.

В данном примере экран сделан из стенки корпуса домашнего ПК.

К расположению рефлектора предъявляются следующие требования:

• расстояние между ним и приемником — ровно 1/7 часть длины принимаемой волны (на калькуляторе это значение D). Изготовьте диэлектрические проставки, с помощью которых соберите единую конструкцию;
• площадь активной (токопроводящей) поверхности рефлектора на 20 % больше площади телеантенны;
• приемник должен «лежать» внутри плоскости рефлектора.

В этом примере проставки сделаны из старых маркеров, которые стягиваются пластиковыми жгутами.

Рекомендуем полную пошаговую видеоинструкцию по изготовлению биквадрата с экраном:

Другие варианты

Вариант конструкции антенны Сотникова из трёх квадратов

Рассмотренные варианты не являются единственно возможными. Существует множество конструкций антенн для приёма телевизионного сигнала.

Можно выделить следующие:

• Трёхэлементный волновой канал. Представляет собой достаточно сложную конструкцию из горизонтальной планки, на которой установлены две поперечные полосы и рамка Т-образной формы. Вариантом такой конструкции является четырёхэлементный волновой канал, содержащий три поперечины и одну Т-образную конструкцию.
• Двойной квадрат (антенна Сотникова). Имеет усиливающий коэффициент 10–13 дб, представляет собой две квадратных рамки, расположенные параллельно и соединённых между собой поперечиной. Вариантом конструкции является тройной квадрат, авторство которого принадлежит тому же Сотникову. Усиливающая способность выше — в районе 14–15 дб.
• Антенна Туркина. Коэффициент усиления, которым обладает такая конструкция, составляет более 15 дб. Представляет собой шесть колец разного диаметра, закреплённых на горизонтальной диэлектрической опорной штанге. Устройство требует довольно тщательного расчёта диаметра колец и расстояния между ними.