Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сделать антенну Харченко для цифрового ТВ

Как сделать антенну Харченко для цифрового ТВ

Несмотря на то, что в XXI веке чуть ли не в каждом доме или квартире есть подключение к Сети Интернет, антенна Харченко для цифрового ТВ не теряет своей популярности, так как люди всё равно продолжают смотреть телевизор. Такую антенну вовсе не обязательно искать в магазинах, торгующих радиотоварами – её можно сделать своими руками из материалов, которые есть у вас дома, а также самостоятельно произвести расчёт её геометрических параметров.

Более того, приёмное устройство или биквадрат, разработанный инженером Константином Павловичем Харченко, используют для усиления сигнала, поступающего на модем Интернета или на мобильный телефон.

На сегодняшний день биквадрат можно назвать самой популярной ДМВ антенной

Приходилось встречать горе умельцев, критикующих двойной квадрат К. П. Харченко, мол, проку от него мало и сигнал ничуть не улучшился, а на вопрос о том, производил ли «мастер» расчёты, тот отвечал отрицательно. Но без вычислений даже вкусную кашу невозможно сварить (пропорции крупы, воды, жира и соли), а здесь приёмное устройство, которому нужно оказаться на нужной частоте. Помимо геометрических параметров, здесь также важен выбор материалов, а это может быть сталь, цветные металлы (медь, алюминий) и сплавы (чаще всего латунь), которые представляют собой проволоку, полоски, уголки или трубки. Порой для улучшения качества приёма контур монтируют на сетку или сплошной экран из жести или дюралюминия, но самое важное, что такую конструкцию можно собрать самостоятельно в домашних условиях.

Антенна, спроектированная Харченко, получила первые модификации с появлением эфирного вещания в дециметровом диапазоне. Инженерами и экспериментаторами-любителями представлен целый ряд усовершенствованных вариантов антенны для работы в распространенном диапазоне частот. Конструкции имели формы ромба, круга, треугольника и других геометрических фигур, и широко использовались для приема телевизионного и радиосигнала.

Для цифрового телевидения

Антенна К. П. Харченко для цифрового телевидения

Для функционирования цифрового телевидения, названного в обиходе «цифрой» требуются ДМВ или дециметровые волны, для чего используется стандарт DVB-Т2 (Digital Video Broadcasting), который на 30-50% способен увеличивать сетевую ёмкость. По сути, такие антенны выглядят, как незатейливые конструкции и если отнестись к этому с визуальной точки зрения, то становится совершенно неясно, в чём заключаются преимущества приёмного устройства такого типа. В классическом исполнении такое устройство состоит из двух квадратных ромбов, соединённых между собой в точках вершин углов, что на поверку является зигзагообразной антенной без рефлектора.

Для основы в данном случае используют токопроводящие материалы (металлы, о которых говорилось выше) сечением 1-5 мм (профиль не имеет значения). Лучше всего из всех профилей зарекомендовала себя медная моножила сечением 2-4 мм2 — такой провод можно приобрести почти в любом магазине, торгующем электротоварами. Для паечных работ медь можно назвать идеальным металлом, к тому же её легко гнуть или ровнять, задавая требуемые размеры. Важно также правильно подобрать телевизионный высокочастотный кабель, передающий сигнал от DVB-Т2 к телевизору – его сопротивление должно быть в рамках 50-75 Ом.

Если антенна сделана правильно и сам сигнал выдаётся передатчиком на приёмник в нормальном режиме, то никаких проблем не возникнет, но если в этом режиме возникнет сбой, то сигнал исчезнет вообще (не будет ни звука, ни изображения). Не следует забывать о том, что по сравнению с аналоговым ТВ у цифрового качество изображения или картинка на всех каналах одинаковая и не может быть где-то лучше, а где-то хуже. Но в разных регионах индивидуальные настройки могут отличаться, хотя ещё никто не жаловался на чёткость.

Исходные данные для изготовления антенны К. П. Харченко

Основные параметры для сборки антенны К. П. Харченко

Теперь давайте разберёмся в последовательности изготовления антенны Харченко для цифрового ТВ своими руками и произведём некоторые расчёты. О материалах мы уже говорили, так что можете использовать любой из них. А вот для качества принятия телевизионного цифрового сигнала придётся узнать величину ƛ (лямбда обозначает длину электромагнитной волны излучения). Именно под ƛ делаются вибрационные плечи геометрических фигур, величина которых определяет габариты антенны в целом. Вычислить ƛ в сантиметрах или миллиметрах очень просто – для этого нужно использовать формулу ƛ=300/F, где буквой F обозначается частота сигнала в MHz (МГц – мегагерц).

Таблица частот русскоязычных каналов для DVB-Т2 с горизонтальной поляризацией

Для примера возьмём Кировскую область, Белохолуницкий район, город Белая Холуница (он находится в таблице под №8), где есть 31 телевизионный канал, работающий на частоте 554 MHz. Значит, ƛ=300/F=300/554=0,541 м или 541 мм, следовательно, длина полуволны составит 541/2=270,05 мм, а внешняя сторона квадрата 270,05/2=135,25 мм – вот вам и размеры для выгибания контура. Для того чтобы найти значение F для вашего региона или местности, воспользуйтесь поиском Google или Яндекс, напечатав запрос на перечень районных пунктов телевидения. Если не хотите считать размеры вручную – найдите в Google или Яндекс онлайн калькулятор для расчётов антенны Харченко, введите в него значение ƛ и кликните по кнопке «рассчитать» — результаты будут такими же.

Заметьте, что при выгибании биквадратов в точке их стыковки угол каждого из квадратов должен быть разорванным на 10-12 мм, то есть, при общем контуре двух соединённых геометрических фигур между вершинами смыкающихся углов будет просвет, впрочем, это хорошо отмечено на видеоролике, который находится ниже этого абзаца. Телевизионный кабель зачищают примерно на 10-12 мм, разделив по сторонам оплётку и медную моножилу. Провода припаивают посредине – экран к одной части над разрывом, централь к другой, а кабель притягивают стяжками или изолированным проводом (можно даже кроссировкой) к плечу контура одного из квадратов. И ещё. Там есть рекомендация заделки места стыков термоклеем, но такой в хозяйстве есть не всегда, поэтому можно использовать одну из модификаций клея «Момент» или эпоксидную смолу (двухкомпонентный устойчивый к влаге и перепадам температуры препарат).

Видео: Биквадрат с экраном для любого частотного диапазона DVB-Т2

Крепление биквадрата к рефлектору – в данном случае это решётка от гриля

Для корректирования и усиления мощности приёма сигнала на DVB-Т2 двойной квадрат или другие геометрические фигуры устанавливают на решетку или кусок листового металла. На верхней фотографии используется решётка от гриля, но это также может быть полка от холодильника, сушилки и так далее, но желательно, чтобы площадь экрана на 20% превышала площадь контура антенны. Расстояние от поверхности экрана до средины контура (трубки, проволоки) можно рассчитать по формуле ƛ/7. В нашем случае это будет 554/7=79,14, то есть, 79 мм

Читайте так же:
Светодиодные светильники потолочные схема подключения

В настоящее время на основе зигзага Харченко проектируются антенны для приема сигналов разных частот, где неизменной остается ее конструкционная форма, однако индивидуальным является размер конструкции. Современным усовершенствованным вариантом является двойной биквадрат, который состоит из четырех ромбов, присоединения к которым осуществляется в незамкнутых углах на грани второго и третьего квадратов. С распространением эфирного цифрового вещания стандарта DVB-T2, антенны, на основе биквадрата приобретают популярность и имеют множество вариаций как в антеннах с рефлекторами, так и безрефлекторных конструкциях.

Видео: Самое простое изготовление биквадратов для телевидения DVB-Т2

Для модема мобильной Интернет Сети

Владельцы мобильного Интернета, проживающие или надолго выезжающие за город, то есть, на значительное расстояние от базовых станций, прекрасно понимают, о чём сейчас идёт речь. Например, если скорость заявленная провайдером 3G составляет 3,1 Mbit/сек, то в реальности на прием у вас может быть менее 1 3,1 Mbit/сек, то есть, о видеороликах или фильмах в онлайн трансляции можно забывать – вы получаете услуги исключительно для чтения. Следовательно, стремление увеличить скорость в данном случае вполне понятна и к тому же, выполнима.

Антенна К. П. Харченко с объёмным рефлектором для модема

Чтобы усилить сигнал, принимаемый модемом, можно сделать антенну конструкции Константина Харченко, а для большей эффективности закрепить её на рефлекторе. Чаще всего для такого экрана используют алюминиевую, медную, латунную или стальную пластину, но на фотографии, приведенной вше, вы видите использование фольгированного текстолита. В данном случае, как и с цифровым телевидением, площадь рефлектора должна быть на 20% больше, нежели у самого биквадрата по углам (это усиливает отражение).

И для расчётов расстояния контура от экрана используют ту же формулу, где ƛ=300/F. Например, у оператора 3G MTS России 1920 MHz, значит, ƛ=300/F=300/1920=0,156 м или 156 мм, делим их пополам 156/2=78 мм, то есть, это длина полуволны, а протяжённость наружной стороны квадрата составит 78/2=39 мм. Расстояние от рефлектора составит ƛ/7=39/7=5,571, но если сечение проволоки для биквадрата будет 1,5 мм2, то 5 мм будет вполне достаточно.

Антенный кабель припаивают к контактам модема

В старых 3G модемах нет специального разъёма для дополнительной антенны, поэтому, чтобы подключить биквадрат Харченко, придётся аккуратно разобрать модем (вытащить его из корпуса) и припаять центральную моножилу к контакту после всех деталей (резисторов, конденсаторов и тому подобное), а экран паяют к корпусу (массе) – для этого тоже нужно найти контакт. Если на модеме есть специальный разъём для подключения, то к кабелю самодельной антенны припаиваете штекер, и этим всё заканчивается. Точно так всё происходит и с 4G модемом, но там меняется частота (F) и к тому же есть вертикальная и горизонтальная поляризация, поэтому для усиления сигнала делают сразу два биквадрата Константина Харченко. Подробнее об этом рассказывает и показывает видеоролик снизу.

Видео: Усиление сигнала роутеров 3G, 4G и Wi-Fi

Для мобильного телефона

Антенное гнездо в мобильном телефоне

Проблема может быть не только с мобильным Интернетом, но и с мобильной связью за городом в отдалённых районах, где плохое покрытие из-за малочисленности вышек или гористого рельефа местности. В этой ситуации можно использовать точно такой же биквадрат Константина Харченко, подключив его к через высокочастотный кабель 50 MHz к антенному гнезду мобилки. Но все расчёты, естественно, основываются на величине F вашего мобильного оператора. Такую конструкцию можно использовать не только дома – её можно взять с собой на отдых при выезде на природу или задействовать в своей машине.

Изготовление антенны Харченко для цифрового ТВ своими руками: расчет, чертежи и схемы

Антенна Харченко для цифрового ТВ обеспечивает стабильный приём сигнала и позволяет телезрителям смотреть любимые передачи без покупки дополнительного заводского оборудования. Тратить деньги придётся лишь на ресивер для раскодирования и приёма DVB-T2 и медную проволоку для изготовления телеантенны. Обойтись без указанных предметов и техники невозможно, зато иных расходов не предвидится.

антенна харченко для цифрового тв

Не нуждающимся в самодельном оборудовании пользователям может потребоваться биквадратный усилитель сигнала мобильного интернета. Он отличается от упомянутой телеантенны только размерами.

Что такое антенна Харченко и чем она хороша?

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

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

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

Принцип работы

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

Как сделать антенну Харченко для цифрового телевидения?

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

Необходимые материалы и инструменты

Для создания биквадратной антенны понадобится:

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

В отдельных ситуациях используется:

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

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

Читайте так же:
Станок для производства изделий из пластика

антенна харченко для цифрового

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 3×10 8 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

Задать вопрос

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.

харченко для цифрового тв

Изготовление рефлектора

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

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

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

Подключение и настройка

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

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

Улучшение скорости интернет-соединения антенной Харченко

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

Расчёт

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

Сборка

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

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

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

Подключение

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

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

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

Тестирование антенны

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

Расчет антенны харченко для dvb t2

На сайте 202 гостей и ни одного пользователя

Вход на сайт

Расчеты антенн

Онлайн расчеты

  • Вы здесь:  
  • 3G-Aerial
  • Онлайн расчеты
  • Расчеты антенн
  • Расчет антенны Харченко (зигзагообразной)

Расчет антенны Харченко (зигзагообразной)

bi-quad calculatorПредставляю вашему вниманию обновленный калькулятор антенны Харченко. Антенна смоделирована в программе HFSS и оптимизирована для Wi-Fi и 3G диапазонов. (HFSS+MAA)-модели антенны можно скачать с нашего сайта. Диаметр провода соответствует стандартному набору сечений провода электропроводки. Без существенных изменений характеристик антенны можно применить ближайший имеющийся в наличии. Форма рамок скругленная на изгибах, что позволяет добиться максимально широкой полосы пропускания и облегчает изготовление антенны. В отличии от Bi-Quad Тревори Маршалла рефлектор не имеет бортиков. Подробнее о возможных вариантах конструкции читайте в соответствующей статье. Если кто-то сюда попал в поиске расчета антенны Харченко для цифрового телевидения (DVB-T2), то имейте ввиду, что такая «цифровая» антенна не требует расчета и описана другой статье . Хотя, если вы просто хотите рассчитать 75-омную антенну для определенной частоты ДМВ диапазона, то данный калькулятор позволяет это сделать.

Боковые стойки изготавливаются из металлических болтов или шпилек М2-М8 в зависимости от диаметра провода и крепятся к рефлектору и вибратору посредством гаек и шайб. Поскольку в точках крепления находятся узлы напряжения, так называемые точки нулевого потенциала, то по стойкам токи не текут. Поэтому металлические стойки могут быть и диэлектрическими, не имеет значения. На частотах выше 2 ГГц диэлектрические стойки более предпочтительны. Размеры даны по центральным осям провода, размер D — от оси провода (плоскости вибратора) до поверхности рефлектора. Размер R — радиус скругления провода. Важна точность общей длины провода (при этом периметры каждого квадрата должны быть одинаковыми), а также расстояния D , размеры W и H допускают некоторое округление размеров. Радиус R не критичен и примерно одинаков по всем точкам изгиба. Промежуток между проводами в месте подключения минимально возможный. Антенна подключается 50-омным либо 75-омным коаксиальным кабелем. (КСВ < 2). Расчетный коэффициент усиления не менее 10 dBi. Рефлектор цельнометаллический, но возможно использование сетчатого рефлектора, как на схеме. Параметры такого рефлектора можно определить воспользовавшись онлайн калькулятором рефлектора из металлической сетки. Поляризация антенны, при расположении ее как на схеме, — вертикальная. При горизонтальной поляризации разверните целиком все полотно на 90°.

Читайте так же:
Флюгер своими руками фото чертежи из металла

Схематическое изображение антенны:

Расчет зигзагообразной антенны Харченкоантенна биквадрат расчет

Калькулятор обновлен 02.06.2020. При повторных расчетах не забудьте обновить кэш браузера.

google play badge

Расчет, аналогичный этому калькулятору, есть в андроид приложении Cantennator, доступном на Google play. Вы его можете загрузить на свое мобильное устройство, нажав на QR-код ниже или отсканировав его. Не забудьте оценить приложение.

Для симметрирования и отсечки тока питающий фидер необходимо завести через точку нулевого потенциала (возле стойки) и проложить по одной из рамок. Оплетка припаивается к тому плечу, по которому проходит фидер, центральная жила к противоположномуподключение фидера к антенне Харченкоподключение антенны ХарченкоЕсли на частотах ДМВ по антенной рамке можно проложить непосредственно фидер снижения, например распространенный RG6, то на СВЧ, это сделать нельзя. Необходимо использовать на обоих сторонах фидера пигтейлы из тонкого коаксиального кабеля, например RG178 , RG316 для 50-и омной антенны или RG179 для 75-и омной. Однако для уменьшения затухания сигнала в качестве магистрального фидера снижения нужен именно толстый коаксиал.

зигзаг Харченко

Проволоку для рамок на низкочастотных диапазонах можно заменить металлической пластиной с шириной равной расчетному диаметру провода. При этом длина пути по центру пластины должна быть равна длине провода из калькулятора.

В диапазоне 2100 Мгц (3G UMTS) при настройке на центральную частоту 2045 Мгц антенна, в отличии от Double Bi-Quad, имеет достаточно широкую полосу пропускания при КСВ < 2 и хотя также не захватывает как исходящий так и входящий каналы, однако, если не страдать перфекционизмом, вполне может быть использована, хотя в этом случае лучше стоит обратить внимание на более удачные конструкции, например на «Гнутик» или панельную широкополосную антенну «Сдвоенный квадроэллипс» с высоким усилением, либо использовать усовершенствованную конструкцию антенны Харченко, оптимизированную специально для этого диапазона. Список таких оптимизированных конструкций для большинства диапазонов собран в конце статьи.

.полоса пропускания антенны Харченко 2100 МГцДиапазон Wi-Fi без труда и с запасом вкладывается в полосу пропускания антенны:антенна Харченко 2400 полоса пропускания

Довольно часто в этих ваших интернетах можно встретить случаи, когда данную антенну называют «двойной квадрат» или биквадрат. Это неправильно, друзья! Пошло это от дословного перевода названия антенны BiQuad с английского и от незнания наших собственных традиций. Дело в том, что двойной и тройной квадрат — давно известные у наших радиолюбителей, но принципиально другие конструкции, в англоязычной литературе носящие название » 2(3)-element Quad «. А эта антенна у нас всегда носила название зигзаг Харченко, в честь автора конструкции, который и изобрел ее в 1958 г. Кроме того, К.П.Харченко предложил и теоретически обосновал прокладывание фидера через точку нулевого потенциала вдоль одного из плеч рамки в целях симметрирования. На Западе этот способ неизвестен, поэтому к примеру в конструкции Тревори Маршалла антенна подключается просто на прямую. «Подключим не глядя», ну а что взять с профессора медицины? Подробно об антенне и обосновании питания антенны через точку нулевого потенциала можно прочитать в авторской книге Харченко К.П. «Антенны УКВ» 1969 г, которую можно скачать у нас на сайте.

У постоянных пользователей этого калькулятора появились вопросы. Объяснение большинству из них даем ниже в форме диалога:

калькулятор антенны харченко

  • -Вижу что у Вас на сайте обновился калькулятор для расчета антенн Харченко для Wi-Fi. Хочется изготовить ее и испытать на деле, но появились некоторые неточности. Раньше в калькуляторе была указана точная длина стороны квадрата и равнялась она примерно 30,5мм. То есть нужно было просто взять кусок проволоки, поставить метки через каждые 30,5мм и потом по них согнуть? И если измерять готовую антенну с помощью штангенциркуля — то 30,5мм должно быть по внешним поверхностям сторон квадрата, по внутренним или по самому центру проволоки? Сейчас же длина стороны квадрата совсем не указана. Есть только общая длина проволоки. Почему изменился расчет? Для каких целей делался этот новый вариант?
  • -Для начала обращу ваше внимание, что калькулятор не сам рассчитывает антенну, а просто масштабирует ее размеры по частоте. Большинство проволочных антенн позволяют сделать такое масштабирование. Но в своей основе он должен содержать базовую модель, рассчитанную в каком-либо антенном симуляторе. Мы уже не первый раз усовершенствуем калькулятор, первый вариант вообще не имел базовой модели, был основан на простых формулах и был скопирован с западного калькулятора . Его копии с нашего сайта можно найти и сейчас. Например: moyteremok.ru/calc-antenna-bikvadrat.htmlЭтот калькулятор (и множество его клонов в сети) неверен . Там просто рассчитывается сторона квадрата в четверть длины волны и затем укорачивается на коэффициент 0.97. Это грубая техническая ошибка. Электрический полуволновой диполь действительно короче длины полуволны в свободном пространстве. Магнитный же диполь (наша рамка), наоборот длиннее.
  • -Вторая версия (предыдущая), была основана на модели для антенного симулятора MMANA-GAL. Программа и сейчас популярна у олдфагов, поскольку бесплатна и имеет русскоязычный интерфейс. В этой программе провод представляется в виде прямой бесконечно тонкой линии, поэтому все размеры даются не по краям, а по оси провода. Реальный диаметр провода конечно учитывается, но уже вторично, кроме того программа имеет ряд ограничений в расчетах. Эти ограничения легко удовлетворяются на метровых волнах. На СВЧ их обойти очень трудно. В частности MMANA неправильно учитывает промежуток в месте подключения. Из модели MMANA следует, что величина этого промежутка влияет на входной импеданс антенны. Однако, поскольку в точке подключения не соблюдаются основные ограничения вычислительного ядра NEC, этот вывод на самом деле абсолютно неверен. Изгибов провода программа не моделирует в принципе, только изломы. А поскольку изогнуть провод, особенно толстый, строго под 90 градусов невозможно, на изгибах набегает дополнительная длина провода , которую базовая модель не учитывает. Правильно рассчитать этот набег длины не зная реальный радиус изгиба невозможно . А на СВЧ очень важна именно реальная общая длина рамки с правильным учетом изгибов, а не длина ее стороны. От этой длины зависит резонанс рамки, т.е. точка по частоте, где реактивная составляющая ее импеданса обращается в нуль. Кроме того плавный изгиб провода несколько расширяет полосу пропускания антенны, что часто имеет важное значение. По этой причине было принято решение заменить калькулятор.
  • -В настоящее время стандартом для расчета СВЧ антенн является использование программных пакетов CST STUDIO или ANSYS HFSS. Они лишены недостатков присущих MMANA, поэтому расчет в них наиболее точен. Последний вариант калькулятора основан на модели HFSS и является более точным чем предыдущий. Для точного расчета длины провода радиус изгиба задан фиксированным. Изгибать надо именно по направляющим диаметром 14 мм (точнее — 13,6 мм). Но! Какой то одной, однозначно «правильной» модели с «правильными» размерами не существует в принципе. Рабочих моделей с разными размерами — бесконечное множество. Поэтому вопрос «почему там и там отличаются размеры?» не имеет смысла. Подробнее здесь. Под калькулятором есть ссылки на другие рабочие оптимизированные модели, в том числе для Wi-Fi.
  • -Большое спасибо за ответ. Я все понял. Значит буду собирать ваш вариант антенны. Я думал согнуть провод на весу с помощью предмета диаметром 14мм. и потом готовую рамку прикрепить к рефлектору на стойку из диэлектрика большого диаметра (для устойчивости). Но я не знаю, как в этом случае максимально точно согнуть провод? Ну и углы, на сколько я понял, все должны быть четко по 90 градусов, а у меня с первого раза это не получилось.
  • -Четко 90 градусов — это не принципиально, этого даже в модели нет. Нужно просто по возможности близко соблюсти основные размеры по калькулятору и согнуть максимально симметрично, «красиво». Точность радиуса изгиба тоже не принципиальна. Принципиально важна только точность длины провода и расстояния рамка/рефлектор . От этого зависит входной импеданс антенны. Небольшая неточность формы не приводит ни к каким заметным отклонениям. Вам нужно отмерить общую длину провода, разделить ее на 8 частей (приблизительная длина каждой части — длина сторон рамки qs1 или qs2 по чертежу, которые мы добавили в калькулятор). Затем согнуть проволоку по оправкам 13,6 мм в этих точках. Получившуюся рамку растянуть/сжать под размеры W и H.
Читайте так же:
Способ обжима витой пары

P.S: Указанный в последнем пункте диалога алгоритм изгиба провода достаточно легко применить на частотах СВЧ. На ДМВ, с толстым проводом, это сделать трудновато. В таком случае, можно изготовить шаблон с направляющими, координаты и диаметр которых выдает калькулятор и по ним согнуть провод. Но первым действием нужно сначала отмерить расчетную длину провода . Если у вас будут неточности в шаблоне и после изгиба провода «концы не сойдутся», вы можете подкорректировать профиль рамки чтобы необходимая длина провода в любом случае сохранилась.

Подобные упрощенные калькуляторы:

    — подойдет для тех, для кого точность не принципиальна (вернее будет сказать, что все «многа букафф», что написаны выше, для них попали в категорию » ни . не понял, но очень интересно! «), кто не знает что такое штангенциркуль, кто делает разметку жирным фломастером и просто гнет провод плоскогубцами на весу.

Эти калькуляторы основаны на моделях 4NEC2. Все недостатки вычислительного ядра NEC, о которых шла речь выше, присущи и этой программе.

Оптимизированные конструкции зигзага Харченко для отдельных диапазонов с рефлектором в виде короба, который закрывается радиопрозрачной пластиковой крышкой:

Антенна Харченко: расчет и изготовление

Популярность интернета среди населения постоянно растет. Однако многие люди проживают в таких местах, где сигнал очень слабый или отсутствует вообще. В связи с этим, очень остро встает проблема увеличения мощности и качества приема интернета. Медленная скорость отнимает много времени и не дает желаемого результата. Поэтому нередко на помощь приходит внешняя антенна Харченко, сконструированная в виде двойного квадрата, материалом для которого служит толстая медная проволока. Соединение квадратом между собой происходит в местах незамкнутых углов, где и выполняется подключение телевизионного кабеля.

Такая антенна требует точный расчет под цифровое эфирное телевидение. Для улучшения направленности в некоторых конструкциях может быть установлена решетка или сплошной экран из токопроводящего материала. Подобная биквадратная антенна позволяет решить множество проблем с приемом сигнала и скоростью интернета. Самодельные конструкции, включающие в себя различные типы антенны Харченко изготавливаются сравнительно легко и включают в себя металлические и пластиковые детали, а также элементы из других материалов, соединяемые разными способами. Подобные конструкции легко изготавливаются самостоятельно, в том числе и антенна Харченко для ТВ своими руками.

Антенна Харченко для модема

В настоящее время многие пользователи стремятся увеличить скорость своего мобильного интернета. Особенно остро эта проблема стоит перед теми, кто проживает на значительном удалении от базовой станции, пользуясь интернетом на очень низкой скорости. В таких ситуациях наилучшим выходом из положения становится антенна Харченко для 3g модема своими руками, которую достаточно легко изготовить в домашних условиях.

Антенна Харченко: расчет и изготовление

Эта рамочная конструкция известна как ДМВ антенна еще с 60-х годов прошлого века. Она имеет зигзагообразную рамочную конфигурацию, благодаря которой устройство становится очень эффективным.

Система состоит из двух квадратных элементов. Для того чтобы сделать расчет антенны для 3g модема на частоту 2100 МГц, размер каждой стороны квадрата должен составлять 53 мм. Вся конструкция выполняется в виде сцепленной структуры, включающей в себя две ромбовидные фигуры с внутренними углами 1200. Это делается с целью снижения внутреннего сопротивления устройства. Соединение ромбов осуществляется между собой методом пайки. Сюда же в дальнейшем припаивается кабель высокой частоты.

Более точные данные можно получить, используя онлайн калькулятор для расчета антенны Харченко, в который достаточно всего лишь ввести необходимые исходные данные.

Для повышения эффективности прибор может использоваться совместно с рефлектором. Обычно эта деталь является металлической пластиной, а наиболее подходящим материалом для ее изготовления служит фольгированный текстолит. В данном случае антенны включает в себя определение расстояния между приемным устройством и рефлектором. После расчетов и заготовки материалов, может быть изготовлена антенна Харченко для модема своими руками.

Читайте так же:
Что такое праймер в бензопиле

Соединение деталей между собой осуществляется с помощью термоклея. Зафиксировать нужное расстояние между элементами можно с помощью какого-либо предмета с наиболее подходящими размерами. Затем выполняется подключение антенны к устройству. Поскольку в модемах отсутствуют разъемы для подключения внешних антенн, они просто обматываются проволокой, которая затем соединяется через кабель с приемным устройством. В случае необходимости, по такой же схеме может быть изготовлена антенна Харченко для 4g модема.

По окончании сборки, на противоположном конце кабеля, который будет соединяться с модемом, нужно собрать так называемое устройство согласования, предусмотренное специально для таких приборов. Для этой цели используется медная фольга, такая же, как в печатных платах. Выполняемый расчет антенны для 4g модема такой же, как и в предыдущем варианте.

При наличии разъема для внешней антенны, подключение кабеля осуществляется с помощью специального переходника. После всех соединений, антенна для модема считается готовой к использованию. Настройка приема сигнала для 4g выполняется экспериментально, путем медленного поворота конструкции вокруг оси до получения наиболее четкого сигнала. Качество сигнала определяется количеством черточек на значке, отображаемом на компьютере или мобильном телефоне.

Антенна Харченко для цифрового ТВ

Для работы цифрового телевидения используется диапазон дециметровых волн. Поэтому перед конструированием следует выполнить антенны Харченко для DVB t2, чтобы максимально усилить прием сигнала.

Сама конструкция выглядит достаточно компактно, изготавливается в классическом варианте из двух ромбов, в итоге получается антенна зигзагообразная без рефлектора. В качестве основы может использоваться любой токопроводящий материал, например, медный или алюминиевый проводник, диаметром 1-5 мм. Также подойдут трубки, полоски, уголки, профили и т.д. Лучше всего для этих целей подходит медная проволока толщиной 3 мм. Она очень легко гнется, выравнивается и паяется. Далее антенна для цифрового ТВ должна изготавливаться в определенной последовательности. Сопротивление телевизионного кабеля должно быть примерно 50-75 Ом.

Качество цифрового сигнала не зависит от расстояния, как это происходит в аналоговом телевидении. В данном случае, когда антенна для ТВ нормально работает сигнал нормально поступает в телеприемник, если же имеют место сбои, то никакого сигнала вообще не будет. Соответственно не будет и изображения. Если сигнал есть и он нормально принимается, то изображение будет одинакового качества на всех каналах. Этот фактор нужно обязательно учитывать, когда выполняется расчет антенны для цифрового ТВ, хотя индивидуальные настройки могут быть разными для того или иного региона.

Непосредственно телевизионная антенна Харченко изготавливается в определенной последовательности:

  • Вначале нужно отмерить кусок проволоки общей длиной 112 см и согнуть его, соблюдая размеры участков попеременно 13 и 14 см.
  • После всех изгибов образуется два конца, которые необходимо зачистить на расстояние 1,5-2 см. На концах делаются петли и фиксируются между собой. Место стыков полностью запаивается. Затем, к одному из стыков припаивается центральная жила, а к другому – оплетка. В результате, получается готовая антенна или двойной квадрат.
  • Биквадратная антенна для телевизора требует телевизионного кабеля примерно 3 метра. Со стороны антенны он зачищается на 2 см, а со стороны штекера – на 1 см. Штекер можно выбирать на свое усмотрение. Его так же как и проволоку нужно зачистить с помощью надфиля или какого-то острого предмета. Таким образом, зигзагообразная антенна Харченко для цифрового ТВ почти готова к использованию.
  • По окончании пайки все стыки следует залить горячим клеем из пистолета. Пока клей не остыл, его излишки нужно собрать. Получается одновременно надежное и эластичное соединение. На самой антенне места пайки тоже заливаются клеем.

Антенна Харченко для телефона

Выносная антенна направленного действия способна существенно увеличить возможности мобильного телефона и повысить качество связи при нахождении абонента в отдаленной местности. В продаже не всегда можно встретить наиболее подходящий вариант, поэтому лучшим выходом из положения становится антенна Харченко для сотовой связи, изготовленная из подручных материалов своими руками.

Наиболее доступный вариант представляет собой стандартную конструкцию, рассмотренную выше. Такая антенна размеры должна иметь исходя из конкретных условий эксплуатации. Все необходимые материалы продаются в хозяйственном магазине. Наиболее простые конструкции могут напрямую соединяться с кабелем и не требуют каких-либо специальных настроек.

Необходимо в первую очередь запастись медной проволокой, диаметром 2-3 мм. Можно взять изолированный провод и снять с него изоляцию. Если соединения будут производиться без пайки, потребуются специальные разъемы для антенн F-типа и соединители. Когда планируется две антенны Харченко соединить в параллель возможно понадобится рефлектор, который может быть жестяным или алюминиевым. Изоляция стыков выполняется с помощью термоусадочной трубки или изоленты. Для соединения методом пайки потребуется паяльник.

Медная проволока, подготовленная заранее, изгибается и превращается в зигзагообразную рамку, представляющую собой два ромба. Стороны каждого из них имеют длину 80 см, а общее расстояние между противоположными углами составит 226 см. Далее калькулятор антенны определяет точку соединения этих ромбов, как место соединения с кабелем. К данной точке припаивается кусок кабеля, размером 50 см, а к его противоположному концу накручивается разъем F-типа. Далее к разъему подключается основной кабель необходимой длины.

В некоторых случаях расчет антенны Харченко онлайн предполагает установку рефлектора, значительно усиливающего прием сигнала в определенной местности. Конструкция получается такая же, как антенна для т2, когда выполняется соединение между собой нижнего конца рамки и рефлектора через оплетку кабеля. С этой целью в рефлектор дополнительно вкручивается болт длиной 50 мм, к которому с помощью стяжки притягивается разъем F-типа. Предварительно к этому разъему припаивается кабель и рамка, расположенная на расстоянии свыше 40 мм. Таким образом, антенна Харченко для мобильного телефона, сделанная самостоятельно в наиболее простом варианте, готова к использованию.

Для непосредственного соединения приемного устройства с мобильным телефоном используется пигтейл, представляющий собой специальный провод. Один его конец соединяется с антенным кабелем, а другой – при помощи разъема с антенным гнездом телефона. В данном случае проблема рассчитать антенну отсутствует и какие-либо отдельные настройки не требуются, достаточно всего лишь наиболее оптимально расположить антенну, ориентируясь на качество принимаемого сигнала. Мачту с приемным устройством рекомендуется устанавливать, как можно ближе к дому, лучше всего возле окна, чтобы максимально уменьшить длину кабеля.

Калькулятор антенны Харченко

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector