Антенна Харченко и другие своими руками для цифрового тв

Цифровое телевидение набирает популярность в России и постепенно вытесняет аналоговое вещание. Большую распространенность имеет цифровое эфирное телевидение (ЦЭТВ), т.к. для него нужно минимум вложений. В больших городах с организацией нет проблем. В отдаленной местности возникают проблемы из-за удаленности от ретранслятора, а установка спутникового телевидения не всегда доступна из-за высокой стоимости. Выручить может покупка усилителя для антенны, но он стоит хороших денег и при сильной удаленности от вышки прием хорошего сигнала невозможен при пасмурной погоде.

Выгодной альтернативой служит антенна Харченко, которая используется в качестве приемника с усилителем одновременно. Она является универсальной и одинаково подходит для цифрового телевидения или интернета. В статье будет рассмотрено, как сделать антенну Харченко своими руками и настроить.

Назначение и устройство антенны Харченко

Такой приемник универсален и одинаково эффективен для вещания и интернета. Но если для последнего качество влияет лишь на скорость приема и передачи данных, то для цифрового ТВ важна точность, т.к. от этого зависит качество изображения.

Внешне это зигзагообразная антенна с рефлектором — сплошным или решетчатым экраном (рамкой) из токопроводящего материала. Для ее сборки своими руками требуется соблюдать геометрические характеристики и выбирать конкретный материал.

Изначально она была создана для приема интернета, для которого конечные параметры были лишь вопросом скорости. С появлением цифрового телевидения ряд телемастеров ссылается на ее неэффективность. Однако это ошибка, выраженная скептическим отношением к характеристикам.

Антенна Харченко для приема DVB-T2

Сегодня существует несколько модифицированных версий антенны для цифрового ТВ, которые представлены приемником круглой, треугольной, «бабочка» и др. форм. Но самой стабильной и качественной остается именно биквадратный (двойной квадрат) вариант, сборка которого и будет рассматриваться.

Расчет

Перед изготовлением требуется рассмотреть исходные характеристики и провести расчет антенны Харченко. Чертежи и ее схема составляются на основе единственной величиной — частотой, на которой идет сигнал. Она измеряется в Герцах (Гц) и обозначается буквой F. Она напрямую влияет на длину электромагнитного излучения (ƛ), которая вычисляется формулой 300/F.

В качестве примера берется частота вещания первого и второго мультиплексов в Москве — 546 и 498 МГц (мегагерц). Следовательно, нужна двухдиапазонная антенна.

Подставляя оба значения в формулу, находится длина волны излучения сигнала:

  • ƛ1 = 300/546 = 0.55 м = 550 мм;
  • ƛ2 = 300/498 = 0.60 м = 600 мм.

В итоге получается длина волн 5.5 и 6.0 дм, для их приема нужны антенны диапазона ДМВ, которые называются дециметровыми. Теперь легко вычислить ширину волны в поперечнике, которой она проецируется на приемник. Она равна ½ длины и составляет 275 и 300 мм для первого и второго мультиплексов.

Для качественного приема цифрового сигнала размер каждого ребра биквадрата должен в точности соответствовать половине проецируемой ширины волны в поперечнике (или ее полудлины). В качестве материала может служить алюминиевая жила или медная трубка. Идеальным вариантом будет медная проволока 3 — 5 мм. У нее устойчивая геометрия и она хорошо гнется.

Сборка

Приемник изготовляется из двух независимых заготовок. Каждая из них будет представлять форму правильного ромб со сторонами 137.5 и 150 мм. Т.к. у данной фигуры все стороны равны, на разрыве будут короткие стороны. Для упрощения процесса нужно отрезать провод длиной 2х137.5 + 2х150 = 575 мм и от краев отмерить 150 мм, а также поставить отметку посередине. Отмеченные точки — это места изгиба. В итоге должно получиться два одинаковых ромба со смежными укороченными сторонами на разрыве.

На следующем этапе изготовления антенны для цифрового ТВ своими руками нужно соединить обе ромбовидные заготовки в единую конструкцию. Для этого их нужно расположить разрывами друг к другу и сварить симметричные концы. Если нет сварочного аппарата, можно использовать холодную пайку или надежный крепеж. В последнем случае заготовки должны быть соединены токопроводящим элементом!

Важно! У готовой самодельной конструкции должна быть ровная плоскость. Чтобы ее соблюсти рекомендуется перед спайкой или креплением зафиксировать заготовки.

Рефлектор

Приемник готов и осталось выбрать рефлектор. В качестве него может служить любая металлическая пластина или фазированная решетка (например, медный экран).

Его нужно выбирать с соблюдением двух условий:

  • расстояние между рефлектором и приемником составляет ƛmax/7;
  • площадь активной (токопроводящей) поверхности рефлектора на 20% больше площади биквадрата антенны;
  • приемник должен «лежать» внутри плоскости рефлектора.

Сначала нужно вычислить площадь приемника, который включает два «квадрата», следовательно, она составит 2х(150х150) мм = 45 000 мм2. Для удобства подбора рефлектора лучше перевести значение в сантиметры — 45 000/100 = 450 см2. В итоге, площадь рефлектора должна быть более 450х1.2 = 540 см2. В качестве примера им может стать лист 20х27 см.

Важно! Учитывая, что из за «разрывов» фактическая площадь биквадрата меньше расчетной, в качестве исходной берется именно последняя. Во-первых, фактическую поверхность рассчитать невозможно. А во-вторых, такой подход гарантирует, что площадь рефлектора всегда будет >120% площади приемника.

Теперь нужно рассчитать расстояние между рефлектором и приемником — L = ƛmax/7 = 600/7 = 85.714 мм = 8.5714 см. В качестве практического берется округленное значение. Важно, чтобы между результатом и выбранным значением погрешность не превышала толщину проводника. При использовании провода диаметром 3 мм между приемником и рефлектором в данном случае расстояние может составлять 8.3 —8.8 см.

Подключение

К готовой антенне Харченко для цифрового ТВ припаивается один конец кабеля с сопротивлением 50 — 75 Ом, а к другому — штекер. Как подключить кабель к антенне? Это вопрос надежности — лучше к верхнему основанию, а нижнее использовать в качестве крепежа.

Улучшение скорости интернет-соединения антенной Харченко

Сегодня цифровое телевидение идет рука об руку с интернет технологиями. Среди любителей телевидения есть зрители, предпочитающие просмотр с монитора компьютера через интернет. Но для этого требуется высокая скорость, т.к. в интернет-вещании цифровой сигнал не кодируется и информация передается в большом объеме.

Эта проблема актуальна лишь для владельцев 3G-модемов, которые и будут рассматриваться:

  • У владельцев 4G-модемов при крайне слабом соединении обмен информации со скоростью 5+ Мб/сек, что лишь заставит дольше ждать загрузку игры или фильма.
  • Техническая скорость 3G-модемов (3-6 Мб/сек) является пограничной для использования современных интернет функций. При слабом принимаемом сигнале скорость в 3G-сети не более 1 Мб/сек, при которой уже невозможно смотреть прямую трансляцию в Full-HD качестве или находиться в онлайн-играх с хорошей графикой.

Антенну Харченко своими руками поможет увеличить скорость соединения при большой удаленности компьютера от телевизионной вышки и решить проблему описанных выше неудобств. Для модема не требуется основательно соблюдать точность при ее сборке и погрешность лишь незначительно ухудшит скорость.

Расчет

3g-модемы работают на частоте 1.9 — 2.1 ГГц, с учетом которых и потребуется изготовить универсальный приемник. Принцип вычисления сторон биквадратов тот же, что и для просмотра цифрового телевидения, вместо частот мультиплексов выступают минимальное и максимальное значение частотного диапазона.

В котором работают модемы:

  • ƛmin = 300/2100 = 0.143 м = 143 мм;
  • ƛmax = 300/1900 = 0.158 м = 158 мм.

Выше сообщалось, что длина стороны биквадрата (зигзага) составляет половину от проецируемой на приемник ширины волны в поперечнике, или ¼ ее длины.

В результате получается:

  • 143/4 = 35.75 мм для сторон, укороченных разрывом;
  • 158/4 = 39.5 мм для двух других сторон.

Сборка

Собирается приемник по той же схеме, рассчитанной для цифрового ТВ. На случай отсутствия паяльного инструмента можно использовать крепеж. Концы обеих заготовок соединяются токопроводящим элементом. Конструкция для работы 3G-модема готова.

Осталось изготовить рефлектор, для которого действуют те же правила, что и при изготовлении антенны, улавливающей DVB-T2 сигнал. Расстояние между рефлектором и приемником составит L = 158/7 = 22.57 мм или 2.5 см. Учитывая малое расстояние, не следует уповать на допустимую погрешность, создаваемую толщиной проводника. Рекомендуется именно такое расстояние между ним и рефлектором. К готовой антенне припаивается кабель сопротивлением 50 — 65 Ом в любой точке приемника.

Подключение

За редким исключением, в 3G-модемах отсутствует разъем и к ним невозможно использовать внешние антенны. Если он есть — к кабелю подключается штекер и все готово. При его отсутствии нужно разобрать модем. К одному из контактов, соединенных с USB-входом, припаивается жила кабеля, а провод от рефлектора — к массе (внешней стороне входа).

Тестирование антенны Харченко

Когда антенна Харченко собрана, перед крепежом и установкой нужно ее проверить. Для проверки приема цифрового ТВ на телевизоре или ресивере запускается автонастройка каналов. Если нет времени на полный поиск или уже присутствуют настроенные каналы, можно сделать проще — выбрать два канала и на каждом установить частоту любого канала разных мультиплексов (в каждом пакете все телеканалы вещают в одном частотном диапазоне).

В результате будет получено качественное изображение или полное отсутствие. В отличие от аналогового вещания, у цифры не бывает показа с помехами, и программа работает качественно или отсутствует.

С модемом ситуация сложнее. Во-первых, результат приема сигнала характеризуется динамически, т.е. он не только присутствует/отсутствует, но и принимается с конкретной эффективностью, которая определяет скорость интернет-соединения.

Этому способствует 3 фактора:

  • вышка каждого оператора находится на разной удаленности и направленности;
  • работа ретрансляторов (они отправляют сигнал на пограничных, но разных(!) частотах).

Если прием/передача данных достигает 3 Мб/сек — зигзагообразная антенна справляется со своей задачей. Когда она немного ниже достаточно изменить ее направление. Данная антенна может использоваться и для смартфонов, когда мобильная связь неработает по причине слабого сигнала.

Выводы

Антенна Харченко — практичное и универсальное устройство для приема слабого сигнала. Она легко собирается своими руками, полностью заменяет заводскую антенну и усилитель. Но самое главное — с ней легко ловить простые каналы, она одинаково эффективно усиливает сигнал цифрового телевидения и интернет соединение.

Покупать или нет дециметровую антенну для просмотра цифрового ТВ? Вопрос может показаться странным, но при ближнем рассмотрении он становится более обоснованным. Итак, по пунктам:

  1. Где гарантии того, что покупная антенна стоит потраченных на её приобретение денег?
  2. При использовании купленной дециметровой телеантенны на даче её, скорее всего, придётся возить туда-сюда за собой во избежание кражи.
  3. Потребность в таком устройстве может возникнуть спонтанно, где-нибудь на пикнике и поездка в специальный магазин просто нежелательна или невозможна.

Решить проблему с приёмом эфирного телевизионного сигнала дециметрового диапазона можно с помощью самодельной антенны для цифрового ТВ.

Виды антенн dvb t2

Стандарт т2 дмв телевидения — на данный момент новейший массовый, применяемый для передачи цифрового сигнала. Его особенностью является значительное упрощение устройств приёма-передачи за счёт применения устройств расшифровки, так называемых тюнеров, некоторые модели телевизоров уже имеют встроенный модуль расшифровки цифрового сигнала. Значительно снижены требования к мощности сигнала, даже сигнал незначительной мощности достаточен для воспроизводства картинки высокого качества, поэтому почти всегда отпадает потребность в усилителе, он становится ненужным.

Антенна Харченко

Рассмотрим устройство зигзагообразного волновода, устройство которого предложено энтузиастом-инженером К. П. Харченко ещё в 2019 в журнале «Радио». Внешне этот прибор выглядит как двойной примыкающий разомкнутыми углами друг к другу ромб или квадрат, в точках примыкания подключаются центральная жила и оплётка коаксиального кабеля.

Для усиления сигнала можно применить металлический рефлектор — зеркало, отражающее дальний сигнал на устройство. Размеры цифровой антенны своими руками зависят от длины волны принимаемого сигнала, понятно, что для дециметрового диапазона волн и размеры dvb t2 антенны своими руками будут находиться в пределах нескольких дециметров. Чем выше частота приёма — тем короче волна, меньше размеры. Комнатный волновод для приёма каналов будет иметь размеры сторон примерно 11 и 15 сантиметров, общие внешние габариты 30 на 17 см, размеры рефлектора 50 на 50 см.

Для его изготовления потребуется чуть больше метра проводника — медного или алюминиевого провода или трубки диаметром от 5−6 мм, лучше до 10 мм или полосы, сопоставимой ширины. Расстояние между разомкнутыми точками углов примыкания 1−2 см, расстояние до рефлектора где-то 5−7 см. Этого будет дальнобойный волновод, позволяющий принимать 20 и более программ. Длина телевизионного кабеля влияет на действие антенны, если кабель будет свыше 5−7 метров, потребуется усилитель, какой — выбирать вам.

  • При эксплуатации волновод должен быть развёрнут в сторону ближайшей передающей станции, при первой установке стоит поэкспериментировать с ориентацией устройства, добиваясь устойчивого приёма сигнала.

Этот тип антенн можно с успехом применять и для приёма слабого сигнала сотовой сети, только размеры устройства будут в несколько раз меньше. В сети достаточно онлайн-калькуляторов для расчёта конкретных параметров для каждого случая.

Походная антенна

Для изготовления этой самоделки, кроме штекера для подключения к ТВ приёмнику, нужно только две одинаковых пустых пол-литровых металлических банок из-под напитков. Вместо коаксиального кабеля, можно взять обычную «лапшу» для стационарных телефонов. В районе горлышка каждой пустой и сухой банки саморезом закрепляется один провод «лапши» или к одной прикручивается оплётка телевизионного кабеля, а к другой — его сердцевина. Банки располагаются на одной прямой, настройка приёма производится путём изменения расстояния между ними от 1 до 8 см, а также точной ориентацией по направлению излучателя. Устройство не должно быть слишком близко расположено к телевизору.

Ленивая антенна

Если неохота заморачиваться ни с каким рукодельем, а тратить лишние деньги жалко, то можно устроить совсем простенькое приспособление. Но работать оно будет устойчиво там, где уровень сигнала довольно высокий. Потребуется знать частоту цифрового вещания, чтобы определить длину волны. Для этого 300 делится на число мегагерц частоты вещания «цифры» и получается довольно точное значение в метрах. Для частоты в 480 МГц длина волны составит 0,625 м, а для 700 МГц — примерно 0,430 м. Когда даже длину волны вещания неохота узнавать берём просто 0,63 м, наибольшую из возможных.

Берётся отрезок коаксиального кабеля, равный рассчитанной длине волны, зачищаются концы от наружней изоляции, чтобы был доступ к оплётке. Отрезанный кусок сгибается в разорванную окружность — между зачищенными концами должен быть разрыв в 1−2 см и закрепляется любым способом, как проще, хоть на картонной коробке. С первой стороны припаивается центральная жила другого куска этого же кабеля, с другой — оплётка. На противоположный от места пайки конец крепится штекер. Подключаем и наслаждаемся просмотром цифрового вещания.

Для того, чтобы самостоятельно изготовить антенну для dvb t2 своими руками не потребуется много времени и особых затрат, а результат порадует.