Расчет и изготовление зигзагообразной антенны Харченко своими руками для приема сигнала DVB T2 цифрового ТВ

Обязательным условием приема эфирного цифрового телевидения является антенна ДМВ-диапазона. Ее можно приобрести в магазине электронной техники или собрать своими руками. Существует более 10 эффективных схем самодельных конструкций, все они способны улавливать до 30 эфирных каналов. В этой статье мы расскажем о том, как изготовить одну из самых мощных самоделок — антенну Харченко для цифрового ТВ.

Что такое антенна Харченко и чем она хороша

В 1961 году в третьем выпуске журнала «Радио» была опубликована статья инженера К. Харченко «Зигзагообразная антенна», которая помогла улучшить качество картинки людям, проживающим за зоной уверенного приема. В сфере радиолюбителей она получила названия «ромбовидная», «восьмерка», «биквадрат» или просто «антенна Харченко».

Конструкция представляет собой два ромба, переходящих один в другой. Угол между внешними гранями составляет около 90°. Ромбическая форма фильтрует дециметровый сигнал за счет согласования размеров конструкции с длиной волны. Точно рассчитав параметры, вы добьетесь усиления диапазона частот вашего региона до необходимого.

У биквадратной конструкции есть ряд особенностей, которые позволяют ей оставаться популярной на протяжении более полувека:

• обеспечивает высокий коэффициент усиления;
• подходит для приема телевидения и мобильного интернета — нужно только правильно подобрать размеры сторон;
• широкополосная — способна улавливать одновременно цифровые и аналоговые каналы;
• простая и недорогая в исполнении — позволяет любому собрать и использовать ее для приема слабого сигнала.

Делаем биквадратную антенну в домашних условиях

Самодельная антенна собирается за 30-40 минут. К тому же элементы конструкции изготавливаются из самых обычных материалов, которые с большой долей вероятности уже есть у вас дома или в гараже.

Необходимые материалы и инструменты

Основные материалы:

• медный провод сечением 1,5–5 миллиметров, длиной около метра;
• обычный антенный провод (коаксиальный), 3–5 метров;
• паяльник, соответственно, припой и канифоль;
• штекер для телевизора;
• напильник или наждачная бумага для зачистки провода;
• рулетка или линейка;
• маркер либо фломастер.

Дополнительные материалы, которые могут понадобиться:

• основа для антенны (например, деревянная рейка);
• клей;
• изоляционная лента.

Ручной расчет

Размеры антенны Харченко напрямую зависят от диапазона принимаемых частот.

Расчет под эфирное телевидение заключается в определении длины волны и переносе значений на собираемое устройство. Цифровые телеканалы транслируются в стандарте DVB-T2 на радиочастотах, которые варьируются от 400 до 800 МГц и отличаются в зависимости от региона.

Точный диапазон для вещающих мультиплексов вы узнаете из инструкции по определению частот цифрового ТВ.

Пример:

В Москве вещание 1 мультиплекса идет частоте 546 МГц (ТВК 30), 2-ого — на 498 МГц (ТВК 24 ). Я хочу принимать оба пакета, поэтому беру среднее значение:

(546 + 498)/2 = 522 МГц.

1. Вычисляем длину волны по формуле: λ = с/F, где: λ — длина волны; с — скорость света (3×10⁸ м/с); F — частота.
2. Подставляем значения: λ = 300/522 ≈ 0,5747 м = 57,47 см.

Можно использовать полученную величину, но для практического применения она может оказаться слишком большой. Мы имеем право взять ровно половину или четверть длины волны:

λ/2 = 0,5747/2 ≈ 0,287 м = 28,7 см.

λ/4 = 0,4918/4 ≈ 0,143 м = 14,3 см.

Зная длину волны, производится расчет размеров рамки. На примере значения 575 мм получаем следующее:

• длина внешней стороны ромба:  575/4 = 143,75 мм;
• общая длина проволоки – 1150 мм.

Калькулятор антенны Харченко

Можно поступить проще: рассчитать все параметры с помощью онлайн-калькулятора. Алгоритм его работы аналогичен представленному выше, действие всех формул автоматизировано. На выходе получится готовый чертеж с размерами «двойного квадрата».

Калькулятор не помещается в окно полностью, поэтому прокручивайте голубое окно вверх-вниз, вправо-влево, чтобы заполнить все поля.

Сборка

1. Возьмите проволоку. Для антенны подойдет только медь (алюминий или другой металл надежно спаять не получится, а от качества соединения контактов будет зависеть чистота принимаемого сигнала).
2. С помощью линейки и маркера отметьте 8 одинаковых отрезков, длину которых (L1) вы рассчитали на калькуляторе.
3. На чистом листе бумаги нарисуйте шаблон будущей рамки телеантенны, соблюдая вычисленные размеры.
4. Согните проволоку по отметкам, ориентируясь на шаблон. Должна получится ровная восьмерка с углами 90°.
5. Используя напильник или наждачную бумагу, зачистите края проволоки и место сгиба граней, а затем зафиксируйте свободные концы тонкой медной проволокой.
6. Спаяйте концы между собой.
7. Возьмите антенный провод, оголите его примерно на 2 см для и припаяйте к рамке антенны: центральная жила на один сгиб, экран — на второй. На другой конец кабеля установите RF-штекер.
8. Заизолируйте все места пайки. Можно использовать силиконовый герметик или простую изоленту.

Настройка

После сборки включите телевизор и выполните поиск цифровых каналов. Если у вас приставка — запустите автопоиск на ней. Дальше анализируйте:

• Прием сигнала хорошего качества. Можно закрепить полученную рамку на любую поверхность при помощи клея или жидких гвоздей. Кабель тоже нужно зафиксировать, чтобы не нарушать слабое место пайки.
• Качество принимаемого сигнала недостаточно хорошее. Попробуйте переместить антенну: меняйте вертикальные и горизонтальные углы наклона. Если это не помогает, то нужно усилить принимаемый сигнал, используя рефлектор.

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:

Для модемов 3G и 4G

Использование биквадратной антенны не ограничивается только приемом цифрового телевидения. Когда скорость работы мобильного интернета неудовлетворительна, антенна Харченко тоже может помочь.

Сначала, как и в случае с цифровым телевидением, необходимо выяснить частоту передачи 3G- или 4G-сигнала (LTE). У каждого оператора сотовой связи она своя, но находится в диапазоне 1.9–2.1 ГГц. Расчетное значение длины волны составляет от 14 до 16 сантиметров.

Исходя из этого получаем следующие размеры антенны:

• для 1,9 Gz = 3,5 сантиметра;
• для 2,1 Gz = 4 сантиметра.

Собирается конструкция так же, как и для цифрового ТВ.

Не помешает для данной антенны и рефлектор. Расстояние между ним и приемником следует обеспечить равным 2,3 сантиметра. К готовой антенне припаивается кабель сопротивлением 50–65 Ом, а на другой конец — штекер Jack 3,5 мм, который вставляется в антенный вход модема.

Мнение эксперта Виталий Садовников Специалист по подключению и настройке цифрового телевидения Иногда в 3G-приемниках отсутствует разъем 3,5 мм и к ним невозможно подключить внешние антенны. Тогда следует разобрать модем и подсоединить изготовленную конструкцию вместо встроенной.

Для сотового телефона

Обычные GSM-телефоны основаны на приеме радиосигнала ультракоротких волн (УКВ) на частоте 900 или 1800 МГц. Чем выше это значение (короче длина волны), тем дальше он распространяется, но хуже огибает препятствия. То есть в бетонных джунглях лучше работает GSM на частоте 900 МГц, а вот за городом, на даче – 1800 МГц.

В современном телефоне уже нет возможности для свободного подключения внешней антенны. Однако внутри каждого из них есть встроенная, и разъем у нее универсальный. Поэтому в местности, где сотовой связи нет, вы можете найти старый телефон с возможностью подсоединить антенну или разобрать новый и подключить к нему внешнюю.

Как мы уже выяснили, нас интересует «дальнобойная» связь GSM на частотах 900 МГц.

Длина волны для GSM равна: 300/900 МГц = 333 мм, и ромб получается 83,5 на 80 мм.

Живые примеры

На пробке из под 5л бутылке

С экраном из мелкой сетки

С экраном из крупной сетки

LTE

Удобное крепление 1

Удобное крепление 2

Вариант от подписчика

3G

Вместо заключения

Все описанные в этой статье принципы передачи информации основаны на радиоволнах. Хотя прогресс не стоит на месте и скорость передачи информации растет, принципы радиотехники остаются неизменными. Антенна Харченко – простое и эффективное устройство для приема слабого сигнала как цифрового телевидения, так и мобильного интернета.

Антенна «восьмерка» — полезное устройство?

Всем привет! И сегодня у нас блок очумелых ручек. Я постараюсь вам рассказать, как быстро в домашних условиях, при минимальном количестве материалов, сделать неплохую всенаправленную антенну. Мы рассмотрим чертеж популярной биквадрат аннтенны для WiFi подключения, которую можно сделать своими руками. В частности она необходима для частоты 2.4 ГГц, хотя наверное можно её использовать и для 5 ГГц, правда большого преимущества вы от этого не получите.

И так в качестве материалов, нам понадобится: коаксиальный кабель, который будет подключен к роутеру. Далее в качестве основы и держателя мы будем использовать пластиковую основу, чуть дальше более подробно расскажу, что именно нам подойдет. Ну, а для отражателя радиоволны, нам понадобится лист жести, но лучше использовать кусочек фольгированного текстолита или гетинакса.

Содержание

Инструкция

1. Для того чтобы плотно закрепить двойной квадрат я решил использовать защитный колпачок от велосипедных колес. Но вообще может подойти все что угодно, даже пластиковая крышка – правда смотреться будет не эстетично.

1. Из фольгированного стеклотекстолита вырезаем прямоугольник 100 на 140 мм.

1. Надеюсь все помнят – как найти центр прямоугольника. Там нужно просверлить дырку диаметром чуть больше чем толщина кабеля. Это нужно, чтобы в будущем мы его закрепили клеем.

1. Теперь надо отрезать наш держатель на высотку примерно 1,8 см.

1. Отражатель или наш диск 100 на 140 мм у нас будет около основания. Нам нужно круглым надфилем проделать вот такие отверстия. В них у нас и будет сидеть квадрат. Нужно сделать это таким образом, чтобы в дальнейшем от отражателя до квадратов было ровно 15 мм расстояния.

1. Для квадратов WiFi антенны мы будем использовать медный кабель толщиной 2,5mm2 или 4mm2. Посмотрите на картинку выше – его нужно аккуратно согнуть так, чтобы внутри расстояние от граней было примерно 29 мм, а снаружи 31 мм. Внутренние углы должны иметь расстояние друг от друга и не соприкасаться.

1. Внутренний угол спаиваем, в том месте где вы соединяли кабель.

1. Теперь нужно правильно «развернуть» коаксиальный кабель. Откусываем внешнюю оплетку так, чтобы остался экранированный слой и пластиковая основа. Центральную жилу припаиваем к одному внутреннему углу. А оплетку к другому. Смотрите, чтобы они не соприкасались друг с другом.

1. Пластиковую крышку приклеиваем к отражателю. А в дырку продеваем провод с биквадратной антенной.

1. Приклеиваем вайфай квадраты к пластиковому основанию.

1. А также не забываем приклеить сам провод к отверстию.

Далее антенну обжимаем и прикручиваем к роутеру. Можно также припаять к внутренней части вайфай маршрутизатора, если вы знаете как это сделать. Как видите ничего сложного нет. Усиление происходит в пределах одного дома или квартиры. Также советую ещё одну статью по самодельным антеннам по этой ссылке. Там можно найти ещё один вариант подобной антенны, а также чертеж мощной Wi-Fi пушки.

Для уверенного приема цифрового эфирного сигнала и показа телевизионных каналов нужна правильная антенна. Лучшим способом является покупка фабричной конструкции с усилителем. Так получится словить до 30 эфирных каналов стандарта DVB-T2 на территории РФ даже при сильной отдаленности ретранслятора.

Альтернативой выступает самодельная антенна. Можно изготовить более 10 вариантов конструкций, которые смогут принять «цифру». Одной из конструкций, которая обеспечивает хороший сигнал, является антенна Харченко.

В кругу радиолюбителей ее еще называют «биквадрат» (двойной квадрат), «восьмерка», «ромбовидная», «двойной ромб», «двойной зигзаг», «зигзагообразная».

Чтобы «биквадрат» работал на самом высоком уровне, нужно сделать антенну в соответствии с длиной волны, которая передается цифровым ретранслятором. Поэтому необходимо сделать небольшие расчеты, так как от этого зависит качество приема сигнала DVB-T2.

Содержание

Настройка антенны

Антенна в собранном виде по инструкции выше уже может ловить DVB-T2 каналы.

• После установки устройства Харченко на улице или внутри квартиры, дома, настройте цифровые каналы на телевизоре. Можете как выполнить сразу автоматический поиск каналов, так и проверить поступление сигнала через меню ручной настройки.
• Если автопоиск не дал результатов, то сначала нужно убедиться, что сигнал вообще поступает на телевизор. Зайдите в ручной поиск на вашем ТВ и посмотрите на шкалу уровня сигнала. Иногда называется «Качество сигнала».
  

  Чтобы увидеть хоть какой-то результат, если он конено есть, необходимо выбрать номер ТВК (узнавали ранее на интерактивной карте ЦЭТВ). Если выбран произвольный канал, то на его частоте с большей долей вероятности не будет вещания в вашей местности, поэтому и сигнал не появится.

  Как и куда необходимо заходить, чтобы увидеть необходимые разделы и настройки, читайте по предыдущей ссылке. Если показатель равняется полному нулю, то проблема явно в антенне, кабеле, или местах соединений. При соблюдении всех расчетов, скорее всего, что причина заключается в соединениях. Возможно замыкание в центральной части антенны. Также допускается возможность совсем плохого размещения антенного приемника. Если он расположен внутри квартиры вдали от окна, то сигнал может просто не дойти до антенны. Как минимум лучше разместить конструкцию у окна или на балконе.

• Если сигнал есть, но шкала показывает слабое значение, то требуется более точная настройка. Попробуйте поиграться с антенной, расположить ее ближе к окну. Не спеша повращайте приемник в горизонтальной и вертикальной плоскости. Параллельно подсматривайте на шкалу в настройках ТВ. Если значение изменяется, то экспериментальным путем можно добиться наивысшего уровня телесигнала. При достижении максимального сигнала прочно закрепите антенну в наиболее удачном положении и выполните настройку еще раз.
• Если никак не получается добиться приемлемого уровня телевизионного сигнала, вынесите антенну на улицу. Лучший вариант размещения – как можно выше и когда нет преград для приема сигнала. Преградами выступают плотные высокие домовые постройки, холмы.

Усилить антенну можно, если оборудовать ее рефлектором.

Делаем рефлектор

Рефлектор представляет собой металлическое основание, расположенное за основной конструкцией. Он будет отражать сигнал на основной принимающий элемент, тем самым усиливая его.

Из чего можно изготовить рефлектор для «биквадрата Харченко»:

• сплошной лист из металла;
• электрическая плата, одна стороной которой покрыта сплошным медным слоем;
• любая прочная поверхность, на которую с отражающей стороны наклеен слой фольги;
• решетка из металлических проводников (по типу клетки для животных).

На фото ниже рефлектор представлен куском металла из корпуса системного блока компьютера.

При монтаже «двойного ромба» следует учитывать расстояние от рефлектора до основной конструкции. Величина должна равняться седьмой части (1/7) длины волны, то есть быть в семь раз меньше, чем одна сторона ромба.

Размер рефлектора соблюдается таким, чтобы полностью покрывать площадь антенны с запасом. Можно брать лист на 20% больше площади «биквадрата».

Также не должно быть замыкания отражателя с «биквадратом». Поэтому ножки крепления нужно изготовить из пластика или другого не токопроводящего материала. Неплохим решением будет крепеж на ножки из тонкой пластиковой трубы.

На примере ниже показано крепление с использованием оболочки маркера и хомута. Вынимается внутренний чернильный стержень и через оболочку продевается хомут.

А как насчет усилителя

Для максимально дальнего приема к антенне можно подключить антенный усилитель. Последний бывают двух видов:

• внешний (выносной), который крепится после антенны, врезается в кабель внутри помещения;
• внутренний, подсоединяется сразу на антенне, прячуется, как правило, в пластиковый корпус.

С внутренним вопросов не возникает, необходимо лишь разрезать кабель в нужом месте и сделать подсоединение через два F-разъема.

А вот внешний крепится сразу к двум изгибам на ромбе. Поэтому дополнительно необходимо продумать защиту (короб).

Кроме монтажа усилителя, необходимо обеспечить питание антенне.

Если антенна Харченко соединена напрямую с телевизором, то обязательно нужен вешний блок питания.

Тогда в телевизор кабель от антенны вставляется через сепаратор, который находится на проводе блока питания.

«Врезаться» усилителем необходимо как можно ближе к антенне. В идеале, сразу после завода кабеля в квартиру.

Если к телевизору подключена телевизионная цифровая приставка, тогда подать питание можно через меню поиска устройства. В таком случае внешний питающий блок не нужен.

Двойной квадрат для 3G и 4G

Алгоритм изготовления идентичен антенне для приема каналов Т2. Разница только в расчетах, конструкция будет иметь другие размеры.

Необходимо узнать частоты, на которых транслируется 3G и 4G сигнал. Каждый мобильный оператор передает сигнал на индивидуальной частоте. Но для всех провайдеров действительный диапазон 1,9-2.1 ГГц. Применив эти цифры к формуле, получим расчетную длину волны 14-16 см.

Исходя из этого, размер одной стороны будет составлять:

• 35 мм для частоты 1,9 ГГц;
• 40 мм для 2,1 ГГц.

Рефлектор монтируется на расстоянии 23 мм от основной рамки. Вместо антенного штекера на второй конец провода монтируется знакомый всем штекер 3,5 мм. Он подключается к антенному гнезду интернет-модема.

Если разъема под внешнюю антенну в модеме не предусмотрено, тогда нужно разобрать устройство и подсоединить самодельное устройство.

Антенна для мобильного телефона

Телефоны, работающие на стандарте связи GSM, принимают сигнал высокой частоты ультракоротких волн (900 или 1800 МГц). Чем выше частота, тем дальше передача, но меньше способность обходить преграды. Это значит, что в застроенной местности эффективнее работает сигнал с частотой 900 МГц. А на дальней просторной местности, например, загородом, на даче, лучше будет частота 900 МГц.

Подобная антенна для усиления мобильной связи больше актуальна именно в загородной области. Поэтому необходимо соорудить конструкцию, которая будет рассчитана по частоте 900 МГц.

Получаем длину волны по основной формуле: λ = 300/900 = 333 мм.

Значит, общая длина проводника 333*2 = 666 мм. А размер стороны составит примерно 333/4 = 83 мм.

Современные мобильные исключают возможность свободного подключения внешней антенны. Организовать подключение возможно только после разборки девайса. Поэтому проще всего использовать антенну совместно со старым телефоном, в котором есть разъем для внешнего приемника.

Сейчас происходит активная смена аналогового телевещания на цифровое. С 2012 года был принят единый стандарт цифрового телевещания DVB-T2 для бесплатного просмотра. Для получения такой возможности остаётся только обзавестись приёмником-антенной, которую можно изготовить собственноручно. Один из наиболее доступных вариантов для цифрового ТВ, который можно собрать своими руками – антенна Харченко.

Особенности и устройство антенны Харченко

Идея самостоятельного изготовления прибора основана на разработке инженера Харченко. Антенна действовала в дециметровом диапазоне (ДЦВ), популярном в конце прошлого века. Это аналог апертурной антенны, основанной на зигзагообразном облучателе. Аккумуляция сигнала происходит с помощью плоского рефлектора (сплошного или решётчатого экрана – рамки из токопроводящего материала), превосходящего по размеру вибратор не менее чем на 20%.

Для самостоятельного изготовления потребуется учёт геометрических характеристик и подбор конкретного материала.

Телесигнал передаётся при помощи волн с горизонтальной поляризацией. Упрощённый вариант антенны представлен в виде двух горизонтальных петлевых вибраторов с параллельным соединением их между собой, но разъединённых в месте, где подключается фидер (кабель). Габариты были указаны в статье Харченко “Антенна диапазона ДЦВ”, а расчёт антенны производится по предложенным автором формулам.

Материалы и инструменты для изготовления антенны Харченко

Необходимые материалы:

• решётка для гриля;
• аэрозольная автомобильная краска;
• растворитель или ацетон;
• сверла для дрели;
• коаксиальный телевизионный кабель (не больше 10 метров);
• ПВХ труба ХВ 50 см с диаметром 20 мм;
• дюбеля из металла под гипсокартон;
• медный провод для вибратора с диаметром от 2 до 3,5 мм;
• 2 тонкие пластинки из металла.

Инструменты для работы:

• паяльник на 100 Вт;
• шуруповёрт и насадки;
• термоклеевой пистолет;
• кусачки, плоскогубцы, молоток;
• карандаш, рулетка, молярный нож.

Вибратор можно изготовить из цветных металлов (меди, алюминия) и сплавов (как правило, из латуни). Материал может быть в виде проволоки, полосок, уголков, трубок.

Проводим расчёты

Для изготовления антенны Харченко необходимо проведение точного расчёта с применением калькулятора или формул. Используя подобную технологию, можно рассчитать установку антенны даже при слабом сигнале – около 500 МГц.

Вначале необходимо узнать частоту двух пакетов телевещания DVB-T2 в своей местности. Это можно выяснить на сайте интерактивной карты ЦЭТВ. Там нужно найти ближайшую телевышку, а также доступное вещание (один или два пакета каналов) и какие частоты используются для этого.

После выяснения значений частот пакетов рассчитывается длина сторон квадрата конструируемой антенны-приёмника.

Чертёж и схема антенны составляются на основе частоты передачи сигнала. Для её измерения используют Герцы (Гц) и обозначают буквой F.

Как пример можно использовать частоту телевещания первого и второго пакетов в городе Москва – 546 и 498 мегагерц (МГц). Поэтому следует использовать двухдиапазонную антенну.

Калькулятор

Расчёт выполняется по формуле: скорость света/частота, то есть: С/F = 300/546 = 0,55 м = 550 мм. Аналогичным образом и для второго мультиплекса: 300/498 = 0,6 = 600 мм.

Размеры длины волн – соответственно 5, 5 и 6 дм. Для их приёма необходима антенна диапазона ДМВ, называемая дециметровой. После этого очень несложно высчитывается ширина волны в поперечнике, проецируемая на приёмник. Она составляет 1/2 длины, соответственно 275 и 300 мм на первый и второй пакеты.

Чтобы осуществлялся качественный приём цифрового сигнала, каждое ребро биквадрата должно быть размером в половину ширины волны в поперечнике. Для изготовления лучше использовать алюминиевую жилу или медную трубку. В идеале лучше использовать медную проволоку (3-5 мм) – она имеет устойчивую геометрию и отлично гнётся.

Расчет антенны Харченко для цифрового ТВ: калькулятор и методы создания:

Сборка антенны

Изготовление антенны Харченко для цифрового телевещания предполагает следующие поэтапные действия:

1. Определяется поляризация и частота волны. Конструкция должна быть линейной.
2. Для изготовления биквадратной антенны-приёмника в качестве материала используется медь. Все элементы располагаются на углах, одним из них они должны соприкасаться. Для горизонтальной поляризации конструкция должна быть расположена вертикально. При вертикальной поляризации устройство укладывается на бок.
3. Медный провод измеряется и берется необходимой длины (+1 см). Подойдёт медная или алюминиевая трубка (диаметр 12 мм). Очищается изоляция с медной жилы. Выравнивается молотком на твёрдой поверхности. Отмеряется середина и загибается на 90 градусов. Если есть тиски, то проволока зажимается и выравнивается в них. Изгибы делаются по рассчитанным размерам.
4. На одном конце отрезается маленький фрагмент под углом 45 градусов для образования заострённого наконечника. Загибается второй конец, такая же процедура проделывается на нём. Оба квадрата можно при этом немного отогнуть. На центральных внутренних изгибах при помощи надфиля протачиваются маленькие пропилы. Тогда можно будет стянуть эти два свободных конца и закрепить их тонкой проволокой из меди.
5. Потребуется паяльник, а также жидкая канифоль или флюс для залуживания серединных изгибов. Это проделывается с каждой стороны медного провода.
6. Выполняется зачистка коаксиального кабеля на 4-5 см. Оплётку или внешний проводник скручивают в один провод и обматывают вокруг одного из изгибов. Припаивают его к медному проводу. Зачищается изоляция внутреннего проводника и аналогично обматывается вокруг следующего изгиба. Припайка должна выполняться осторожно, поддерживая изоляцию плоскогубцами, потому что от нагрева она может съехать в сторону. Вначале нагревается рамка в месте запайки, а потом только проводник.
7. Проводка кабеля фиксируется при помощи нейлоновой стяжки, обезжиривается растворителем. Участки запайки изолируются горячим клеем с помощью пистолета. Для исправления дефектов клеевого образования можно использовать фен.
   

   Визуально внутренние центральные углы конструкции, напоминающей восьмёрку, должны находиться поблизости друг от друга (10-12 мм), но не соприкасаться. При ошибке во время выгибания контура даже на 1 мм может произойти искажение картинки.

8. Кабель подводят к точкам сближения с двух сторон. Одно направление диаграммы должно быть заблокировано, для этого устанавливается медный отражающий экран. Он насаживается на оплётку кабеля.
9. Для изготовления рефлектора раньше использовали текстолитовые платы, покрываемые медью. Сейчас для этого используют металлические пластины. Также рефлектор можно изготовить из решётки для гриля. Можно использовать теплообменник от холодильника или решётку-сушилку для посуды. Главное, чтобы конструкция не ржавела под открытым небом. Рефлектор должен быть больше габаритами, чем рамка вибратора.
10. Рамка располагается посередине рефлектора. Для её крепления можно воспользоваться двумя металлическими пластинами.
11. Сигнал на высокой частоте распространяется по поверхности проводника, поэтому антенну лучше покрыть краской. Места запайки заливаются с помощью термоклея или герметика.

Приёмник должен находиться от рефлектора на расстоянии, рассчитанном по формуле: длина волны/7. Антенна размещается в направлении ретранслятора.

Как произвести правильные расчеты и изготовить антенну Харченко, показано в этом видео:

Подключение

Один конец кабеля с сопротивлением 50-75 Ом припаивают к готовой антенне, другой – к штекеру. Кабель лучше подключать к верхней части основания, а нижнюю использовать как крепёж.

Качество изображения и звука при цифровом телевещании не будет зависеть от того, на каком расстоянии будет передача, в отличие от аналогового вещания. При правильном изготовлении антенны передача сигнала к приёмнику будет происходить в нормальном качестве и сложностей возникнуть не должно.

Однако, при возникновении сбоя произойдёт полное исчезновение сигнала (пропадёт звук и картинка). В отличие от аналогового телевидения, цифровое качество картинки по всем каналам одинаковое и различий быть не может.

Тестирование на практике

Собранную антенну необходимо проверить. Чтобы протестировать цифровое телевещание, на приставке в главном меню или телевизоре нужно запустить автонастройку каналов. Такая процедура займёт всего несколько минут.

Для поиска каналов в ручном режиме потребуется ввести их частоту. Чтобы не тратить время на осуществление полного поиска, а также при наличии уже настроенных каналов, можно облегчить этот процесс. Для этого выбираются два канала, на каждом из них устанавливается частота любого канала от разных пакетов (каждый из этих мультиплексов для вещания всех телеканалов использует один частотный диапазон).

Для тестирования изготовленного устройства достаточно убедиться в качестве телевизионной трансляции. Хорошее качество изображения будет свидетельствовать о правильности выполнения работ. В итоге будет или получена качественная картинка, или она будет полностью отсутствовать.

При появлении помех можно попробовать повернуть антенну, наблюдая за изменением качества изображения. При определении оптимального расположения телеантенны её необходимо прочно зафиксировать, но обязательно в направлении телевышки.

Антенна Харченко – универсальный и практичный прибор, обеспечивающий приём слабых сигналов. Устройство можно собрать собственноручно и использовать вместо заводской антенны с усилителем. Изготовление антенны под силу каждому человеку. Достаточно найти материал, выполнить правильные расчёты и в точности следовать полученным сведениям при изготовлении прибора.

Хотите собрать дальнобойную WiFi антенну, тогда следует знать о некоторых её особенностях.

Первое и самое простое: большие антенны в 15 или 20 dBi (децибел изотропных) являются предельными по мощности, и не нужно делать их ещё мощнее.

Вот наглядная иллюстрация, как с ростом мощности антенны в dBi уменьшается зона её покрытия.

Так получается, что с увеличением дистанции действия антенны, площадь её покрытия значительно уменьшается. Дома вам придется постоянно ловить узкую полоску действия сигнала при слишком мощном WiFi излучателе. Встанете с дивана или приляжете на пол, и связь тут же пропадет.

Вот почему домашние роутеры имеют обычные, излучающие во все стороны, антенны мощностью в 2 dBi—так они наиболее эффективны на короткой дистанции.

Направленная

Антенны на 9 dBi работают только в заданном направлении (направленного действия) — в комнате они бесполезны, их лучше применять для дальней связи, во дворе, в гараже рядом с домом. Направленную антенну при установке потребуется регулировать для передачи четкого сигнала в нужном направлении.

Теперь к вопросу о несущей частоте. Какая антенна будет лучше работать на дальнем расстоянии, в 2.4 или 5 ГГц?

Сейчас есть новые роутеры, работающие на удвоенной частоте в 5 ГГц. Такие маршрутизаторы все еще остаются новинкой, они хороши для скоростной передачи данных. Но сигнал 5 ГГц не очень хорош для дальних расстояний, так как затухает быстрее, чем при 2.4 ГГц.

Потому старые роутеры на 2.4 ГГц будут работать лучше в дальнобойном режиме, чем новые быстродействующие в 5 ГГц.

Чертёж двойного самодельного биквадрата

Первые образцы самодельных распространителейWiFi сигнала, появились еще в 2005 году.

Наилучшие из них конструкции биквадрат, обеспечивающие усиление до 11–12 dBi и двойной биквадрат, имеющие несколько лучший результат в 14 dBi.

Согласно опыту использования, конструкция биквадрат является более подходящей в качестве многофункционального излучателя. Действительно, преимуществом этой антенны является то, что при неизбежном сжатии поля излучения, угол раскрытия сигнала остается достаточно широким, чтобы покрыть всю площадь квартиры при правильной установке.

Все, возможные, версии биквадратной антенны являются простыми в реализации.

Необходимые детали

• Металлический рефлектор—кусок фольгированноготекстолита123х123 мм, лист фольги, CD, DVD компакт диск, алюминиевая крышка с чайной банки.
• Медная проволока сечением 2.5 мм.кв.
• Отрезок коаксиального кабеля, лучше с волновым сопротивлением 50 Ом.
• Пластмассовые трубочки — можно нарезать из шариковой ручки, фломастера, маркера.
• Немного термоклея.
• Разъем N-типа — пригодится для удобного подсоединения антенны.

Изготовление излучателя

Для частоты 2.4 ГГц, на которой планируется использовать передатчик, идеальными размерами биквадрата будут 30.5 мм. Но все-таки мы делаем не спутниковую антенну, поэтому допустимы некоторые отклонения в размерах активного элемента —30–31 мм.

К вопросу о толщине проволоки также нужно отнестись внимательно. С учетом выбранной частоты 2.4 ГГц, медную жилу надобно найти толщиной точно в 1.8 мм (сечением 2.5 мм.кв.).

От края проволоки отмеряем расстояние 29 мм до загиба.

Делаем следующий загиб, проконтролировав наружный размер в 30–31 мм.

Следующие загибы вовнутрь делаем на расстоянии 29 мм.

Проверяем самый важный параметр у готового биквадрата —31 мм по средней линии.

Пропаиваем места для будущего крепления выводов коаксиального кабеля.

Рефлектор

Основная задача железного экрана за излучателем — отражать электромагнитные волны. Правильно отраженные волны будут накладываться своими амплитудами на колебания только что выпущенные активным элементом. Возникающая усиливающая интерференция даст возможность максимально далеко распространитьэлектромагнитныеволны от антенны.

Чтобы добиться полезной интерференции надо расположить излучатель на расстоянии кратном четверти длины волны от отражателя.

Расстояние от излучателя до рефлектора для антенн биквадрат и двойной биквадрат находим как лямбда / 10 — определяемую особенностями данной конструкции / 4.

Лямбда — длина волны, равная скорости света в м/с деленной на частоту в Гц.

Длина волны при частоте 2.4 ГГц — 0.125 м.

Увеличив пятикратно рассчитанное значение, получим оптимальное расстояние — 15.625 мм.

Размер рефлектора сказывается на коэффициенте усиления антенны в дБи. Оптимальные размеры экрана для биквадрата — 123х123 мм или больше, только в этом случае можно добиться усиления в 12 dBi.

Размеров CD иDVD дисков явно недостаточно для полного отражения, поэтому антенны биквадраты, построенные на них, имеют коэффициент усиления лишь в 8 dBi.

Ниже приведен пример использования крышки с чайной банки в качестве рефлектора. Размера такого экрана тоже недостаточно, коэффициент усиления антенны меньше, чем ожидалось.

Форма рефлектора должна быть только плоской. Старайтесь также найти пластинки максимально гладкие. Изгибы, царапины на экране приводят к рассеиванию высокочастотных волн, по причине нарушения отражения в заданном направлении.

В выше рассмотренном примере бортики на крышке явно лишние — они снижают угол раскрытия сигнала, создают рассеиваемые помехи.

Как только пластинка рефлектора будет готова, у вас есть два способа собрать на нем излучатель.

1. Установить медную трубку с помощью пайки.

Чтобы зафиксировать двойной биквадрат понадобилось дополнительно сделать две стоечки из шариковой ручки.

1. Закрепить все на пластмассовой трубке используя термоклей.

Берем пластмассовую коробочку для дисков на 25 штук.

Отрезаем центральный штырь, оставив по высоте на 18 мм.

Прорезаем надфилем или напильником четыре шлица в пластмассовом штыре.

Подравниваем шлицы одинаково по глубине

Устанавливаем самодельную рамочку на шпиндель, проверяем, дабы её края оказались на одинаковой высоте от дна коробочки — около 16 мм.

Припаиваем выводы кабеля к рамке излучателя.

Взяв клеевой пистолет, закрепляем CD диск на дне пластмассой коробочки.

Продолжаем работать клеевым пистолетом, фиксируем на шпинделе рамку излучателя.

С обратной стороны коробочки фиксируем термоклеем кабель.

Подключение к роутеру

У кого есть опыт, тот с легкостью припаяется к контактным площадкам на монтажной плате внутри роутера.

Иначе, будьте осторожны, тонкие дорожки могут оторваться от печатной платы при долговременном прогреве паяльником.

Можно к уже припаянномукусочку кабеляродной антенны подключиться через разъем SMA. С приобретением любого другого радиочастотного соединителя N-типа в ближайшей точке торговли электроникой не должно возникнуть проблем.

Тесты антенны

Испытания показали, что идеальный биквадрат дает усиление около 11–12 дБи, а это до 4 км направленного сигнала.

Антенна из CDдиска дает 8 дБи, поскольку получается поймать WiFiсигнал на расстоянии 2 км.

Двойной биквадрат предоставляет 14 дБи— немного больше 6км.

Угол раскрытия антенн с квадратным излучателем составляет около 60 градусов, чего вполне достаточно для двора частного дома.

О дальности действия Вай Фай антен

От родной роутерной антенны на 2 dBi сигнал 2.4 ГГц, стандарта 802.11n может распространиться на 400 метров в пределах прямой видимости. Сигналы 2.4 ГГц, старых стандартов 802.11b, 802.11g хуже распространяются, имея вдвое меньшую дальность по сравнению с 802.11n.

Считая WiFi антенну за изотропный излучатель — идеальный источник, распространяющий электромагнитную энергию равномерно во всех направлениях, можно руководствоваться логарифмической формулой перевода дБи в прирост мощности.

Децибел изотропный (дБи) — коэффициент усиления антенны, определяемый как умноженный на десять десятичный алгоритм отношения усиленного электромагнитного сигнала к исходному его значению.

AdBi = 10lg(A1/A0)

Перевод дБи антен в прирост мощностей.

A,дБи	30	20	18	16	15	14	13	12	10	9	6	5	3	2	1
A1/A0	1000	100	≈64	≈40	≈32	≈25	≈20	≈16	10	≈8	≈4	≈3.2	≈2	≈1.6	≈1.26

Судя по таблице, несложно сделать вывод, что направленный WiFi передатчик максимально допустимой мощности в 20 дБи может распространить сигнал в даль на 25 км при отсутствии преград.

Дальнейшее увеличение мощности антенны неразумно, распространение сигнала будет идти в слишком узкой зоне, имеющей форму диска.

Автор: Виталий Петрович, Украина, Лисичанск