Простая, но довольно эффективная антенна для DVB-T2 (цифрового ТВ)

Еще одна самоделка, для скучающих дома

Понадобилась пара антенн для цифры, в местах «не самого лучшего приема»… пошел по магазинам (это было еще до самоизоляции — если относительно бюджетно, то полное Г. Более дорогое внешне прилично, но как работает под вопросом.

Решил замутить самоделку. Как-то стремно было «крутить» антенну из отрезка кабеля, (хотя по слухам работает) -хотелось чего-то простого, но более приличного и продвинутого

На самом деле, изготовленная мною не кардинально сложнее, но как-то «солиднее» что ли. Да и результаты ее проверки весьма воодушевили, поэтому решил набросать небольшое описание что и как, вдруг еще кому покажется полезным

… если даже мои уличные котики имеют «нормальную» антенну на своем домике, как же самому быть без антенны?!

Проволока еще не вся закончилась, сейчас что-нибудь соберем!

В описываемых местах, ранее у меня использовались самодельные широкополосные логопериодические антенны, еще со времен «начала перестройки» наверное Они неплохо работали в аналоге и не только на ДМВ, но «цифра им, почему-то, оказалась не по зубам». Не особо вникал в суть причин, снял их и стал размышлять, чем заменить. Вот одна из них, ждет места на «мусорке»

Немного истории

В начале 60-х годов прошлого века, нашим соотечественником, Харченко К. П. была разработана простая плоская зигзагообразная антенна с хорошими характеристиками.

Авторское свидетельство № 138277 на изобретение под названием «Диапазонная направленная антенна» Константину Павловичу Харченко было выдано в 1961 г. (по его заявлению от 16 июня 1960 г.). В том же году были опубликованы материалы в журнале «Радио» для повторения радиолюбителями.

Антенна не критична к материалам и размерам при изготовлении, имеет простое хорошее согласование с кабелем снижения, в ней удачно сочетаются кратные элементы синфазной антенной решётки с одной точкой питания.

Теория и расчеты

Описываемая антенна, в теории, имеет диаграмму направленности «восьмерку» по горизонтали и относительно высокий коэффициент усиления, который дополнительно можно увеличить, при использовании отражателя/рефлектора.

Для получения максимального усиления на всех каналах, необходимо изготавливать антенну примерно на середину диапазона между используемыми мультиплексами.

Найти (для расчетов) частоты мультиплексов, используемых в Вашем регионе, несложно,

например запросом вида «dvb-t2 частоты каналов»+ «Краснодар»

у меня нашлось подобное:

Середина, между двумя «моими» мультиплексами, это 700МГц — на эту частоту и будем рассчитывать антенну.
За основу расчета размеров антенны, возьмем рисунок ее автора

Высчитываем длину волны:λ = 300 / f [m]

300/700 = 0.428м, примерно 43см длина каждой стороны ромба
λ/4
=43/4= 10.75

Суммарная длина необходимого нам материала (11см*8=88см)- менее метра. Расстояние между контактами снижения, куда будем припаивать кабель, 10-12мм (стандартное значение у этой антенны для частот ниже 900МГц).

Я буду изготавливать простую антенну, без рефлектора, однако, для дополнительного увеличения усиления этой антенны, его вполне возможно установить сзади нее

например из металлической сетки/решетки для гриля, фольгированного материала или просто металлической пластины. Его размеры должны быть примерно процентов на 20 больше размеров антенны и расположен он должен быть на расстоянии ƛmax/7. Для моего случая: длина волны (39канал) 300/618, получается….49/7= то есть порядка 7см

Для тех, кому лень самому заниматься расчетами

— можете использовать онлайн-калькулятор, результаты лишь слегка будут отличаться от мною полученных. Вот, например такой -здесь сразу вводятся частоты двух мультиплексов и получаем размеры антенны (без рефлектора) Или другой вариант, с рефлектором -хочу правда заметить, что во втором варианте используется несколько иной вариант расчета, отличающийся от авторского. Подразумевается антенна с углами отличными от 90° и удаление рефлектора рассчитывается как λ/8

Для изготовления полотна антенны рекомендуется использовать алюминий или медь (медь хорошо паяется) диаметром от 3мм и выше — чем больше диаметр, тем более широкополосной получается антенна. Можно использовать трубки, толщина стенок непринципиальна, так как используется только поверхность материала (по-сути можно фольгой обмотать любой диэлектрик для получения необходимого материала). Однако, на мой взгляд, проще всего купить метр медной проволоки большого сечения в магазине электротоваров.

С началом бурного развития сети телевещания в начале 90-х получили широкое распространение так называемые польские антенны. Дешевизна и доступность таких антенн способствовало их широкому распространению. Однако со стороны профессионалов и квалифицированных радиолюбителей эта антенна подверглась широкой критике. Сушилка, решетка, задняя стенка холодильника. Каких только эпитетов не удостоилась эта антенна. Сейчас мы живем в эпоху повсеместного распространения цифрового телевидения. Возникает вопрос, — можно ли использовать такую откровенно «недоантенну» для нашей понтовой цифровой плазмы. Или нужно искать какую то особую, такую же понтовую «цифровую» антенну? Давайте ответим на этот вопрос путем исследования цифровой модели нашей полячки…

Прежде всего, сразу же отметим основные недостатки этой антенны, которые привели к такой низкой репутации полячки в этих ваших интернетах.

Попытка совместить несовмещаемое и впихнуть невпихуемое. Имееются ввиду длинные усы для приема ТВ в метровом диапазоне. Поскольку цифровое вещание ведется исключительно в диапазоне ДМВ, мы можем смело укоротить эти усы до размеров остальных. В результате мы получаем антенную решетку из четырех антенн Бабочка или веерных вибраторов (Bowtie). Такой вибратор имеет электрическую длину близкую к длине волны, высокое входное сопротивление, в то же время, он — достаточно широкополосный.
Набор директоров на пластмассовых направляющих имеет только декоративные функции. Поэтому их можно смело выбрасывать в утиль.
Пластинчатый усилитель, идущий в комплекте с антенной, склонен к самовозбуждению. Отсутствует защита от перенапряжения по входу, в результате усилитель часто выходит из строя при первой же грозе. Склонность к самовозбуждению приводит не только к помехам на своем телевизоре, но и на телевизорах ближайших соседей. Отсутствие экранирования и фильтров на входе и выходе усилителя приводит к тому, что он ловит все, включая помехи от систем зажигания автомобилей.
Пластмассовые детали усилителя быстро разрушаются под воздействием солнечного ультрафиолета. Вибраторы крепятся к собирающей линии посредством той же пластмассы. Со временем место контакта ухудшается при ухудшении свойств пластмассовых креплений и окисляется. В результате часть «усов» самопроизвольно отключается.

Стек из четырех «бабочек» довольно популярен у наших заокеанских партнеров по изготовлению самодельных антенн, едва ли не популярнее антенны Ховермана. Правда им приходится искать толстую проволоку и прикручивать ее на коленке к деревянной дощечке. Но все же они счастливы и добиваются неплохих результатов. Нам же с вами, уважаемый аноним, остается им только посочувствовать, ведь у нас есть уже готовая недорогая Полячка. Не так ли? Остается только убедиться, что антенна имеет приемлемые электрические параметры. Для этого воспользуемся моделью польской антенны для программы 4NEC2, которую можно с нашего сайта.

Что же мы видим? Мы видим, что характеристики антенны довольно посредственные, хотя в верхней части диапазона ДМВ их и можно назвать вполне удовлетворительными. Как показывает опыт заокеанских партнеров, по этой схеме можно изготовить вполне приличную антенну, только несколько большую по размерам относительно нашей полячки, но в данном случае по всей видимости в поиске компромисса между дешевизной антенны и оптимальными характеристиками чаша весов склонилась в сторону дешевизны.

КСВ>2 в пределах половины диапазона ДМВ. Коэффициент усиления во всем дециметровом диапазоне 10-14 dBi за исключением начального участка, где наблюдается провал. Если учесть потери на рассогласование из-за высокого КСВ, то усиление антенны можно смело уменьшить на 2-3 дБ в начале диапазона ДМВ. Высокий КСВ в аналоговом телевидении приводит к ухудшению качества картинки и появлению шумов и артефактов на изображении. Цифровое телевидение имеет свои особенности, поэтому высокий КСВ может привести просто к невозможности принять определенный мультиплекс, хотя второй, на другой частоте, при этом будет работать.

Диаграмма направленности секторальна, более сужена в горизонтальной плоскости. Выглядит вполне прилично, т.е. антенна обладает неплохими направленными свойствами. Из недостатков следует отметить довольно большой уровень заднего и боковых лепестков.

Выполнив анализ нашей полячки, мы приходим к выводу, что это не мы должны сочувствовать нашим заокеанским партнерам, а они нам. Ведь наша польская антенна имеет не высокие характеристики. Конечно же она будет работать, ведь и гвоздь может быть антенной. Но! Никто вам не сможет гарантировать прием всех ваших мультиплексов. Причин этому несколько. Импеданс антенны меняется в очень широких пределах с высокой реактивной составляющей на определенных частотах.

Это почти гарантированно приводит к самовозбуждению неэкранированного антенного усилителя SWA, который идет в комплекте с антенной. В старых аналоговых телевизорах в селекторах каналов стояли диапазонные фильтры. Это как то спасало ситуацию. Во всяком случае, регулируя напряжение питания усилителя, помеху можно было отогнать за пределы диапазона и минимизировать. В современных цифровых тюнерах таких фильтров нет. Стоят только режекторные на частоту Wi-Fi. В результате, мощная помеха, генерируемая усилителем, переводит входной дифференциальный усилитель цифрового тюнера в нелинейный режим и прием части или чаще всего всех мультиплексов оказывается невозможным. Кроме того, в отсутствии фильтрации сигнала, приему может помешать и мощная посторонняя помеха. Ведь в сравнении с 90-ми, когда польская антенна правила бал, электромагнитная обстановка значительно ухудшилась. Появились сети цифровой передачи данных и мобильная связь, большое количество бытовых приборов с импульсными блоками питания, излучающими помехи в широком спектре. Все это в совокупности работает против использования польской антенны для приема цифрового телевидения. Но искать специальную понтовую «цифровую» антенну не стоит. Если ваша полячка отказывается ловить цифру, прежде чем выбрасывать ее на свалку и бежать покупать новую антенну стоит проделать ряд следующих действий:

Укоротить верхние длинные усы до размеров остальных;
Выбросить пластмассовые вставки с «директорами»;
Разобрать места крепления усов к собирающей линии и зачистить контакты. Проделать то же самое в месте подключения усилителя;
Выровнять провода собирающей линии, соединяющей усы так, чтобы антенна выглядела максимально «симметрично». Выровнять таким же образом и сами усы;
Отказаться от инжектора с блоком питания и запитать антенный усилитель непосредственно от телевизора или T2-приставки, включив подачу питания +5V в меню;
Заменить старый усилитель на более современный. Экранированный, с подключением F-коннектором, с надписью на корпусе DVB-T2, с питанием от 5V. При этом надо проследить, чтобы собирающая линия не касалась экрана усилителя, при необходимости изолировать;

В заключении отметим, что есть и самодельные антенны, оптимизированные для цифрового телевидения (в том числе и с переделкой самой полячки), лучшие из которых мы будем представлять вашему вниманию, кроме того, модернизированная полячка с успехом работает в CDMA сетях передачи данных в диапазоне 800 МГц.

Ссылки по теме:

Включает полный анализ более современной модификации антенны ASP8 (полячки), а также других модификаций «бабочек».
Итоги использования полячки при приеме цифрового ТВ. (Канал Ремзона YouTube)
.
Антенна Харченко, оптимизированная для цифрового телевидения.
Широкополосный волновой канал для цифрового телевидения своими руками;
Особенности приема цифрового телевидения.

VK ()
Facebook ()
Comments (22)

#22 3G-Aerial admin 27.05.2020 11:58 Можно смело уменьшить эти две цифры на 1 дБ (по крайней мере анализ в HFSS это показывает) и мы прийдем к выводу, что разница не существенна. Выше, но не более чем на 1-1,5. Децибельная шкала у нас не линейная, а логарифмическая . При этом разница в 1-2 дБ это относительно малая величина. Она вам погоды не сделает. Никто вам не мешает просто руками проверить будет ловить полячка или нет. Фидер вам покупать в любом случае. Пассивный симметризатор для такой пробы можно заменить полуволновой петлей из куска фидера, рассчитанной на среднюю частоту между мультиплексами. В меню ЧАВО есть ссылка на расчет. Не получится — придется брать усилитель. Не работает с усилителем — нужна переделка или подбор усилителя. Лишних заморочек с децибелами вовсе не надо.

Цитировать

123

Обновить список комментариев

Добавить комментарий

Комментарии от анонимов (не зарегистрированных пользователей сайта) предварительно модерируются. Модерация не проходит в реальном времени, возможна задержка. Особо нетерпеливых анонимов просим не публиковать подряд один и тот же пост. Пост в этом случае может быть отклонен модератором. Удаляются также сообщения от одноразовых и несуществующих E-mail. На сайте работает форум и комментарии в социальных сетях, на которых имеется гораздо больше возможностей для общения.

Сборка антенны

Очистим от изоляции кусок провода длиной метр.

мне «попался» провод диаметром 4.5мм

Из инструмента понадобятся тиски и молоток. Отмеряем примерно по 11см и изгибаем под углом 90°

В конечном результате нужно получить такую «геометрическую» фигуру

Лишнее обрезаем и спаиваем концы. Должно получиться что-то похожее…

Припаиваем кабель, как показано на фото.

Кабель прокладываем по одной из сторон квадрата и закрепляем хомутами. Такое расположение кабеля необходимо для его согласования (есть разные мнения, не все соглашаются с данным утверждением).

При использовании рефлектора, полотно антенны в крайних точках квадратов можно крепить и с помощью металлических стоек, например припаять на остатки такой же медной проволоки — там точки с нулевым потенциалом (выделено зеленым цветом). В остальных местах крепление допускается только через диэлектрик.

Антенна из провода: самая легкая сборка для телевизора

Принимать цифровой сигнал на телевизор в зоне до 30 км можно на простое проволочное одинарное или двойное кольцо из медной проволоки, взятой отрезком электропроводки 2,5 мм кв.

Показываю технологию его сборки из двух колец. Если вас заинтересует упрощенный вариант, то второй элемент не монтируйте.

Протяженность окружности кольца должна соответствовать длине волны ТВ сигнала передатчика. В моем примере это 48 см. Откусываю два отрезка провода: L1 и L2 с запасом по сантиметру для соединения концов.

Сгибаю будущие вибраторы кольцами, а концы их зачищаю. На коротком отрезке делаю маленькие колечки для подключения второй заготовки.

Вставляю один вибратор в другой, колечки обжимаю пассатижами.

Показываю этот процесс в большем масштабе.

Подготавливаю конец коаксиального кабеля к подключению снятием изоляции.

Скручиваю все концы.

Пропаиваю места соединения паяльником.

Получилась вот такая простая антенна из провода, состоящая из двух колец.

Ориентировать ее надо стороной длинной проволоки к передатчику. Кольца можно выгнуть формой шестиугольника. Тогда они займут более устойчивое положение.

Фотографией ниже просто показываю принцип: придания особой точности размеров геометрической фигуре не занимался. Сделайте лучше для себя.

Антенна из провода собрана. Включаем ее в работу и проверяем качество принимаемого сигнала на телевизоре.

Придать декоративные свойства конструкции поможет любая мягкая игрушка. Располагать эту антенну надо около телевизора или ресивера. Превышать длину коаксиального кабеля более полуметра нежелательно.

На сборку подобной конструкции нужно потратить менее 10 минут, никаких трудностей она не представляет, как и предыдущая схема, а работа ее происходит за счет собранной петли.

Испытания

Ну и наконец проверка работоспособности и примерная
оценка качества полученной антенны.

С проверкой собственно говоря все просто — включили, работает! А что бы оценить, а «стоила ли овчинка выделки», сравним параметры принимаемого сигнала от изготовленной антенны, с уже используемой мною на даче, с заявленным коэффициентом усиления 11dBi

Антенна установлена на мансарде дачного домика, на расстоянии примерно 16км от вышки теле class=»aligncenter» width=»800″ height=»1067″[/img] Самоделку повесил примерно на такой же высоте, внутри помещения.

Уровень сигнала: слева заводская стационарная антенна/справа самоделка

На первый взгляд разница всего в 1% (95 против 94) — но это не совсем правильное сравнение, так как внешняя антенна у меня подключена через сплиттер, который дополнительно ослабляет сигнал.

Комнатная антенна для цифрового ТВ

Применение комнатных антенн для приёма цифрового ТВ ограничивается местностью с высоким уровнем сигнала, на небольшом расстоянии от объекта вещания. Эту разновидность волновых приёмников отличает низкий собственный коэффициент усиления, и, к сожалению, очень частое применение мощных усилителей. Это приводит к тому, что, несмотря на привлекательный внешний вид и немалую стоимость, такого устройства может оказаться недостаточно. Даже если удастся поймать сигнал, приём будет подвержен локальным помехам (ходьба по квартире, включение электроприборов, проезжающие за окном машины), проявляющимся паузами в эфире, замиранием изображения или характерными квадратиками на экране.

Оценка качества работы антенны

Попробуем сделать более корректное сравнение, подключаясь через вход сплиттера. Ну и кроме того, для наглядности, добавим количество участников
Список антенн, принимающих участие в сравнении:

1. Внешняя антенна Funke BM 4551 наружная дальнего действия,

заявленный коэффициент усиления, из некоторых источников (покупал в Юлмарте), до 16dB

2. Имеется старенькая рамочная ДМВ антенна, от ТВ Электроника 313д, надо сказать при всей простоте, очень неплохая антенна, поэтому и сохранилась

3. Сгонял в магазин- купил для сравнения в обзоре одну из самых дешевых, типа симметричного вибратора (100% самая покупаемая пенсионерами, из-за низкой цены).

Все «замеры» буду проводить в одной точке, максимально близко расположенной ко внешней антенне — ее местоположение опытным путем подбиралось по максимуму сигнала, поэтому можно утверждать что условия приблизительно одинаковые

Итак, уровень сигнала с внешней антенны мы уже видели 95% (на момент текущих измерений показывало 94%), ее берем за эталон. Все сравнения делаем подключая антенны ко входу на сплиттере, к которому обычно подключена внешняя антенна.

Рамочная антенна, от Электроники 82% на 39 мультиплексе и 66% на 60

Бюджетная с «рогами» — 62%/38% (на грани пропадания трансляции)

Двойной квадрат — 92% на обоих мультиплексах, примерно на пару процентов меньше от внешней

Ради любопытства, решил проверить работу рефлектора, который несложно изготовить из любой металлической сетки, пластины или даже фольги… РЕАЛЬНО заметно работает! Уровень поднялся до 96%!, что даже выше от стационарной, с заявленным коэффициентом усиления от 11dB.

Самое любопытное- предмет, который я использовал в качестве рефлектора!

Фольги в доме не нашлось, из совсем доступного с металлической поверхностью необходимых размеров, была… крышка ноутбука (он у меня имеет металлический корпус). Но главное результат! Понятное дело, ноут я «привязывать» к антенне не собираюсь, да и хватит мне ее усиления и без рефлектора

Что такое антенна для цифрового телевидения

К счастью, антенны, которые подходят для получения пакетов цифрового ТВ (мультиплексов) – это обычные волновые приёмники, которые до этого принимали аналоговый сигнал. Хотя практика показала и исключения. Наиболее эти различия сказались на работе, так называемой, «польской» антенны. Её универсальность, актуальная для аналогового сигнала – приём в метровом и дециметровом диапазоне – в случае с «цифрой» проявилась в добавочных искажениях в амплитуде и фазе улавливаемого сигнала. Конструкции, подобные «польской» (она же «сетка») не обладают узкой диаграммой направленности, а ловят радиоволны в обширном диапазоне направлений, захватывая другие мощные сигналы, перекрывающие приём Т2.

Многим нашим читателям покажется странным напоминание о том, что спутниковые тарелки не подходят для приёма цифрового ТВ, но, в действительности, некоторые пользователи все ещё пытаются получать эфирные станции, путая спутниковое и цифровое ТВ.

Конечно, если вы устанавливаете новый волновой приёмник, то лучше купить модель, адаптированную к «цифре». Что собой являет простая антенна для цифрового телевидения? Формулировка этого понятия сводится к следующему – это остронаправленный приёмник волн дециметрового диапазона, с пониженной чувствительностью к фазовым искажениям. Других решающих отличий между волновыми приёмниками для приёма аналогового ТВ и цифрового в диапазоне ДМВ нет.

Вас может заинтересовать: Зачистка телевизионного кабеля под F-разъём (коннектор)

Иногда под маркой «цифровая антенна» предлагается устройство, в конструкцию которого встроены заградительные фильтры для подавления сигналов с вышек мобильной связи, усугубляющих цифровой приём. Это решение часто применяется в панельных моделях с усилителями. Что до последних, то «цифровые» волновые улавливатели оснащаются усиливающими микросхемами повышенного качества, которые имеют сниженный уровень фазового шума.

Вывод:

Могу смело рекомендовать к повторению! Просто, «дешево и вкусно»…
Одно из самых простых, комнатных креплений антенны… обычными присосками — если повезет с направлением на телецентр

Следующая антенна, «рекомендуемая для повторения»… логопериодическая

С Вами были «очумелые ручки» Всем удачи и хорошего настроения! ☕