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.

Из пивных банок

Чуть сложнее антенна, собранная из пустых банок из-под пива или других напитков. Она достаточно эффективна (алюминий, из которого они изготавливаются, – отличный проводник), но требует тщательно вымерять расстояние между баночными вибраторами, а также соединять их в правильной последовательности.

В общих чертах процесс этот выглядит так:

1. Берется четное количество банок (минимум две, максимум – насколько хватит желания; чем больше, тем мощнее).
2. В банках с помощью дрели сверлятся отверстия для пропуска проволоки (лучше – медной или алюминиевой), которая будет соединять их между собой. Можно и не сверлить, воспользовавшись саморезами, которые будут крепить вибраторы на деревянном или пластиковом кронштейне (например, популярен вариант, когда банки крепятся на деревянной или пластиковой вешалке). В таком случае проводник можно зажать саморезом, который выступит в роли контакта.
3. Банки подключаются по строгой схеме.
4. В месте соединения двух концов проволоки подключается кабель (например, с помощью штатного крепежного устройства от старой антенны, пайки и пр.).

• Простота сборки. Все материалы можно найти буквально под ногами, за исключением коаксиального кабеля и крепежа.
• Эффективность. Если позволит рельеф местности, с нее можно ловить телесигнал с расстояния до 50 км.

• Чтобы в полной мере использовать мощность приемного устройства, нужен довольно точный расчет размеров вибраторов. Впрочем, это беда всех самоделок.
• Большая парусность в уличном варианте. Пустые и легкие вибраторы будут под действием ветра поворачиваться, если их качественно не закрепить.

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.

«Бабочка»

«Бабочкой» называют относительно простую, но эффективную коротковолновую антенну для приема цифрового телевидения за ее специфическую форму: проводники-вибраторы отходят от крепежной оси веером, точно крылья реального насекомого.

Для изготовления потребуется :

• тонкая дощечка или фанера размером примерно 550 на 70 мм и толщиной около 5 мм;
• около 4 м медного или, что хуже, алюминиевого провода сечением в 4–6 мм;
• саморезы;
• отвертка или шуруповерт;
• нож для зачистки;
• паяльник с припоем и флюс-пастой;
• линейка для разметки;
• кусачки или плоскогубцы;
• карандаш для разметки дощечки;
• штекер на 75 Ом;
• F-разъемы для подключения.

Изготовление выглядит так :

1. Рассчитываются размеры вибраторов и расстояние между ними. В среднем можно считать длиной 37,5 см.
2. Нарезаются провода в соответствии с рассчитанными размерами. Потребуется восемь проводников.
3. Середина каждого проводника зачищается на 2 см.
4. Каждый провод сгибается дугой так, чтобы между концами было не менее 7,5 мм. Вместо двух проводов можно использовать лист металла, вырезанный в форме треугольника, тогда эта антенна будет ближе к конструкции, запатентованной в 1938 году под именем Butterfly dipole.
5. Отрезаются два провода длиной около 43 см. Они зачищаются в тех местах, где будут крепиться к доске.
6. Все проволоки соединяются между собой по схеме подключений.
7. Выходы антенны впаиваются в штекер.
8. К штекеру подключается провод-переходник на 75 Ом.
9. К переходнику подключается кабель.
10. Антенна настраивается на прием и крепится в подходящем положении.

• простота в изготовлении;
• эффективность.

• сравнительно невысокий коэффициент усиления.

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.

Логопериодическая

Наконец, самостоятельно можно сделать домашнюю антенну по классической логопериодической схеме.

Главная особенности конструкции:

• вибраторы переменной длинны крепятся на общей оси;
• длина рабочих элементов не должна выходить за пределы, необходимые для ДМВ-диапазона, но при этом изменение их величины подчиняется логарифмическому закону;
• расположение вибраторов зависит от периода волн, на прием которых рассчитано это устройство. От этого и идет его название.

Здесь лишь напомним ключевые моменты:

1. Берутся две толстые трубки в качестве осей для вибраторов и некоторое количество принимающих элементов – сплошных, из толстой проволоки, или же полых, из тонких трубок. Разницы особой нет: на частотах, где работает цифровое телевидение, ток все равно в основном бежит по поверхности проводника. Вместо толстых трубок для осей можно использовать пластинки фольгированного текстолита.
2. Рассчитывается размер стержней и вибраторов, а также расстояние между ними.
3. Монтируются отдельно левый и правый каналы приема на соответствующих стержнях.
4. Стержни соединяются перемычкой.
5. Подключается коаксиальный кабель.
6. Второй конец фидера уходит к приставке или антенному гнезду цифрового телевизора.

• Очень широкий диапазон – примерно в 10 раз больше, чем у других ДМВ-устройств.
• По коэффициенту усиления она эквивалентна волновому каналу из 3–4 элементов, но при этом антенна компактнее и технологичнее.
• Универсальность. Годится не только для телевидения, но и для мобильной связи, Wi-Fi и пр. Вопрос лишь в размерах элементов.

• Сложна в изготовлении. Требуется выдерживать как длину вибраторов, так и расстояние между ними.
• Расчет, в отличие от приведенных выше конструкций, проделать на листке бумаги очень трудно — требуется найти решение примерно полудюжины интегральных уравнений. Поэтому единственный вариант для домашнего мастера – это воспользоваться онлайн-калькулятором в приведенной выше статье.

Сегодня эфирное телевидение наиболее распространено среди пользователей. Оно работает путем улавливания излучения от вещателя на приемник. В силу ряда факторов антенна может выйти из строя, а установить новую в данный момент не представляется возможным.

В этом случае можно изготовить самодельную антенну для цифрового телевидения, которая будет принимать телевизионный сигнал не хуже заводских устройств. В данной статье будет рассмотрено изготовление разных типов антенн для цифрового ТВ своими руками под конкретные условия, для временного и постоянного использования.

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

Тройной квадрат

Тройной квадрат, он же антенна Сотникова (нестандартным радиоприборам принято давать название по имени изобретателя или популяризатора), состоит из трех квадратных рамок переменного периметра:

• директора;
• вибратора – именно с него снимается принятый сигнал;
• рефлектора.

Эта антенна – развитие принципов, заложенных в конструкции волнового канала, однако она гораздо проще в изготовлении. Внешне выглядит как три постепенно уменьшающихся в размерах квадрата, закрепленных на общих поперечинах так, чтобы их ось смотрела в направлении источника сигнала.

Если коротко, то собирается она из стальной или медной проволоки следующим образом:

1. Выгибаются три основных квадрата и перемычки между ними. При необходимости можно сразу выгнуть весь зигзаг в сборе по прилагаемому чертежу.
2. Стыки спаиваются между собой.
3. В расщеп вибратора (там, где проволока соединяется концами) впаивается зачищенный конец коаксиального кабеля на 75 Ом.

• Высокая чувствительность. Это неплохое устройство дальнего действия для приема слабого сигнала с большого расстояния.
• Технологичность. Если изгибать ее из единого куска проволоки, то пайка понадобится лишь для подсоединения кабеля и стыков.
• Есть возможность подключения усилителя, превращающего конструкцию в активную антенну, идеальную для дачи или загородного дома.

• Не самая удачная диаграмма направленности. Даже небольшой изгиб проволоки приводит к тому, что начинаются потери в мощности принятого сигнала.
• Крайняя узконаправленность. Тройной квадрат охватывает не более 10 каналов по старой разметке, поэтому при сильном расхождении мультиплексов по частоте придется либо делать две антенны (и решать проблемы согласования), либо жертвовать чувствительностью.
• Чтобы получить все плюсы от дальнобойности этой антенны, нужен точный расчет (в идеале – до миллиметра).

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! ☕