Антенна харченко для цифрового тв своими руками

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.

Устройство и принцип работы антенны Харченко

Изначально эта антенна была создана для настройки интернет-подключения, так как благодаря ей можно обеспечить невероятно высокую скорость подачи сигнала.

Электромагнитные волны распространяются в пространстве в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Это сигналы горизонтальной и вертикальной поляризации. Приемная антенна должна быть установлена в соответствии с типом поляризации. Если поляризация горизонтального типа, то биквадраты необходимо располагать в виде восьмерки, а если вертикального типа, то в виде знака бесконечности.

Благодаря правильному расположению в пространстве можно добиться достаточно хорошего качества приема сигнала. Электромагнитные сигналы отправляются от излучателей передатчика к телевизионной антенне с максимально высокой частотой. В момент, когда волна проходит сквозь вибраторы, в ней образуется определенное напряжение, которое прилагается к точкам питания. Под воздействием напряжения на металлических деталях антенны появляется ток, который создает электромагнитное поле. Со временем поле усиливается и начинает направляться в телевизор, где превращается в картинку и звук.

Необходимые материалы и инструменты

Антенну Харченко можно сделать практически из любого проводника. Различные умельцы используют как медный прут, так и шины прямоугольного сечения и даже стальную проволоку катанку. Широко применяется плоский алюминиевый провод без изоляции.

Достоинства именно такого материала очевидны:

• медь не подвержена коррозии;
• провод предлагает оптимальный баланс между мягкостью (легко гнуть) и сохранением формы сделанной фигуры;
• медь без проблем паяется, что будет особенно ценно для начинающих при закреплении концов кабеля.

Для изготовления антенны с дефлектором понадобится ряд простых инструментов и материалов. Краткий список необходимого выглядит так:

• проволока нужной длины и рекомендуемого сечения, характеристики определяются по результатам расчетов;
• планка из дерева для крепления дефлектора;
• небольшие отрезки изолирующего материала (можно куски деревянной планки) для размещения приемного контура на расстоянии от дефлектора;
• плоскогубцы или тиски для изгибания проволоки, молоток;
• изолента;
• паяльник, олово, флюс;
• ножовка по металлу или ножницы.

Для подключения к телевизору потребуется кабель достаточной длины и один F-коннектор.

Критерии выбора: что важно и что нет

А здесь и сейчас мы рассмотрим специфику подбора комнатных приемников, а затем расскажем о самых стабильных и мощных моделях для установки внутри дома или квартиры.

Тип принимаемых волн

Вещание цифрового ТВ осуществляется в дециметровом диапазоне (ДМВ), то есть длина волны для него составляет менее метра. По сути, никаких специальных цифровых антенн не существует: принимать DVB-T2 можно на любую установку, которая ловит подходящий диапазон. Конкретно же для «цифры» в силу ее дециметровой природы нужна:

• ДМВ-антенна. Она, как правило, небольшая, поскольку размеры резонаторов должны хотя бы приблизительно соответствовать длине волны;
• Всеволновая (она же гибридная или комбинированная). Обычно это та же ДМВ-антенна, но снабженная дополнительно резонаторами для МВ-диапазона. Они бесполезны для «цифры», но могут пригодиться, если кроме нее с ретранслятора передается еще и местное аналоговое телевидение.

Использовать МВ-антенны, которые часто были в ходу для аналогового вещания, бессмысленно. Даже если сигнал и удастся уловить, он будет крайне слабым и плохого качества.

Конструкция

По своей конструкции комнатные антенны делятся на следующие типы:

• Однонаправленные. По сути, это комнатный аналог внешней индивидуальной телеантенны. Обычно выглядит как штырь, на котором крепятся «рожки»-резонаторы, хотя возможны и другие конструкции (например, волновой канал). Основное свойство такой конструкции – наилучший прием оттуда, куда она ориентирована. За счет этого сигнал максимально усиливается. Подойдет для районов с относительно слабым сигналом.
• Плоские. Эти могут выглядеть по-разному, но в целом обычно представляют собой замкнутую петлю из проводника соответствующих размеров. В самом простом случае – кольцо из кабеля диаметром 25–30 см. Наилучший прием обеспечивает в том случае, когда направление на ретранслятор перпендикулярно плоскости. Подойдет для сигнала средней мощности.
• Сферические. Эта довольно редкая конструкция представляет собой нечто вроде модели глобуса, сделанной из проволоки: три перпендикулярных друг с другом кольца. Антенна удобна тем, что принимает сигнал с любой стороны (то есть относится к типу всенаправленных) и не требует ориентирования. Однако нуждается она в очень мощном сигнале. На практике встречаются редко: пик популярности экспериментов с такой конструкцией был в 60–70-х годах, сейчас мало кто решается производить такое для эфирного телевидения. Куда чаще их можно встретить в качестве спутниковых: там шар из диэлектрического материала выступает в качестве линзы, которая может одновременно фокусировать сигналы с нескольких спутников.

Усиление

Пассивная (без питания)

Пассивными называют обычные телеантенны без дополнительных электронных блоков. В них под действием электромагнитной волны возникают колебания, которые передаются для расшифровки на тюнер цифрового ТВ (встроенный в телеприемник или внешний в виде приставки-ресивера). Главное преимущество такой антенны – ей не нужно дополнительное электропитание для усилителя сигнала.

Средний коэффициент усиления – до 6 дБ. Они подойдут там, где сигнал от ретранслятора имеет большую или среднюю мощность, а расстояние до телевышки невелико.

Активная (с питанием)

В этих антеннах дополнительно имеется электронный блок, который усиливает мощность колебаний. Могут иметь коэффициент усиления до 27–30 дБ. Любопытно, что антенна активного типа может использоваться и как пассивная. Для этого, как правило, достаточно просто отключить питание. Обратный же процесс обычно невозможен без серьезной переделки всей конструкции.

Активные в зависимости от конструкции могут использовать постоянный ток в 5 или 12V. Различие здесь в следующем:

• ток в 5V подается через ресивер или антенное гнездо телевизора, если такая опция у этого оборудования есть;
• ток в 12V подается от внешнего блока питания, подключаемого в розетку.

Антенна с внешним питанием в 12V удобна в тех случаях, когда она будет использоваться для 2 и более телевизоров или ресиверов. Сплиттер (разветвитель кабеля) может и не передать питание от приставки или ТВ-приемника. Кроме того, многие модели телевизоров со встроенным цифровым тюнером не поддерживают питание антенны, и здесь потребуется внешний источник.

Это самые мощные устройства, они способны принимать сигнал на расстоянии до 40–45 км от ретранслятора. Поэтому их можно использовать за городом, на даче, в сельской местности и т. д.

На рынке телеантенн присутствует множество производителей из разных стран. И каждый день появляются новые бренды. Теоретически марка может кое-что сказать о качестве антенны. Но реально ориентироваться надо на технические характеристики, а не на бренд.

Принцип работы антенны для цифрового телевидения

После того, как появилась радиосвязь, актуальность применения антенного устройства увеличилась. С 60-х годов ХХ столетия на то время узнаваемый инженер Харченко выставил напоказ конструкцию из 2 ромбов. Такое устройство позволяло ему ловить эфиры США.

Это двойной квадрат из толстой медной проволоки. Квадраты соединяются за счет незамкнутых углов между собой, в этом месте подсоединяется кабель от ТВ. Для повышения направленности сзади монтируется решетка из материала, способного проводить ток.

Периметр квадратов равен длине волны, на которую настраивается прием. Около 12 мм должен составлять диаметр проволоки для трансляции от 1 до 5 телеканалов. Конструкция получается далеко не компактная, в случае сборки для радиосвязи и ТВ метрового диапазона до 12 каналов.

Чтобы облегчить устройство, задействовалась прокладка 3 проводами меньшего сечения. Несмотря на это размер и масса оставались внушительными.

Второе дыхание рассматриваемая антенна получила, когда появилось эфирное вещание в ДМВ диапазоне. Большинству известны ромбы, треугольники и прочие самодельные фигуры в виде антенных устройств для получения сигнала дециметровых волн. Такого плана антенны весели на балконах, окнах как частных домов, так и многоэтажных сооружений.

В начале нулевых американский профессор Тревор Маршалл выступил с предложением использовать данную конструкцию в сетях Bluetooth и Wi-Fi.

Биквадратная антенна – это также антенное устройство советского инженера. Данный вариант создается по тем же принципам, что и обычный биквадрат. Отличительной чертой является то, что в вершинах квадратов вместо углов находятся дополнительные квадраты.

Что касается размеров данных квадратов, они идентичны обычным. Это позволяет избежать дополнительных вычислений. Достаточно задействовать расчет стандартного биквадрата.

Напомним, что провода в том месте, где они пересекаются, требуют изоляции друг от друга.

Как сделать антенну для цифрового телевидения своими руками: пошаговая инструкция

Чтобы, исходя из частотных карт, вычислить длину отрезков кабеля для антенны, нужно использовать формулу определения длины волны:

λ=300/F, где F — частота передаваемого сигнала в МГц.

Например, для частоты 546 МГц длина волны получается около 550 мм. Именно такой отрезок кабеля нужно использовать для получения первой окружности антенны.

Для приема второго мультиплекса с частотой 498 МГц длина антенного кабеля должна составлять около 600 мм.

Первый шаг — отрежьте кабель нужными отрезками. В нашем случае это 550 и 600 мм. После этого каждый конец кабеля освобождается на 15 мм от внешней оплетки, а экранирование скрутите в тугую косичку и залудите паяльником. Центральную часть провода оставьте не тронутой в оплетке. Она не понадобится.

Второй шаг — спаяйте правый конец залуженной косички экрана одного провода с другим, затем также поступите с левыми концами кабеля. Центральные провода антенного кабеля не трогайте. Их даже можно обмотать изолентой, чтобы концы не соприкасались друг с другом.

Таким образом, основа нашей концентрической антенны сделана.

Третий шаг — сверните оба отрезка в кольца и расположите концентрически, т.е. одно кольцо внутри другого, например, на картонке из под обуви и закрепите ближе к концам упаковочными проволочками.Дело остается за малым — подсоединением антенного кабеля, ведущего к вашему телевизору и изоляцией оголенных контактов.

Четвертый шаг — возьмите ваш антенный кабель необходимой длины, зачистите его оба конца от внешней оплетки примерно на 15 мм. Конец кабеля, ведущий к антенне, зачистите особым способом: оплетку экранирующего кабеля скрутите в тугую косичку и залудите.

А центральный провод зачистите от оставшейся оплетки на 10 мм, оставив около 5 мм оплетки для зашиты от замыкания с проводом экрана.

Пятый шаг — подведите антенный кабель с подготовленными концами к полученной ранее антенне из концентрических колец и скрутите конец оплетки от него с концом от левой части антенны, спаяйте полученное соединение.

Шестой шаг — изоляция оголенных проводов. Для этих целей можно использовать изоленту или клеевой пистолет (если он у вас есть).Второй провод — центральную жилу кабеля, скрутите с концом оплетки правой части антенны и спаяйте соединение. Таким образом, вы получите припаянную оплетку экрана к левой части кольца, а центральную жилу — к правой части контура.

Седьмой шаг — подсоединение кабеля к антенному штекеру. Для этого обрежьте примерно на 15 мм внешнюю пластиковую оболочку кабеля и выверните наизнанку экранирующую проволоку, натянув ее на оболочку. Аккуратно зачистите на 10 мм центральную жилу. Вставьте ее в центральную часть штекера (если конструкция позволяет), а затем навинтите внешнюю экранирующую гайку, чтобы она плотно охватила экранирующую часть провода. Остатки экрана можно аккуратно отрезать.

Таким образом, наша универсальная антенна для приема двух диапазонов частот готова к использованию внутри помещения. Антенна не требует усиления и дополнительных блоков питания. Но в плотной городской застройке все еще остается вопрос, как правильно установить антенну для цифрового телевидения. Для этого попробуйте экспериментальным путем определить место наилучшего приема.

Если ваш телевизор не оснащен современным ресивером для приема эфирного цифрового телевидения стандарта DVB-T2, потребуется докупить этот блок. Какой из них лучше всего работает вы можете почитать в нашей статье.

Если вы считаете процедуру самостоятельного изготовления антенны сложной, готовую антенну для приема DVB-T2 можно купить примерно за 400-1200 рублей. Например, такую:

Как выбрать приставку для цифрового телевидения: самые важные нюансы

Фото: компании-производители, Андрей Киреев

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.

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!

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.

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

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).

Как работает цифровая антенна для телевизора: объясняю просто

Перед тем как заняться сборкой любой из четырех моделей приемных антенн следует хорошо понять те процессы, которые в них должны протекать.

Электромагнитные волны распространяются во все стороны горизонта от генератора передатчика электрических сигналов, установленного на телебашне.

Они обладают достаточной мощностью для своей зоны покрытия, но с увеличением расстояния их сигнал ослабевает. На его величине также сказывается рельеф местности, различные электрические и магнитные препятствия, состояние атмосферы.

В вибраторе, сориентированном перпендикулярно движению электромагнитной волны, по законам индукции наводится напряжение. Положительная и отрицательная полуволна гармоники создают свой знак.

Напряжение достигает свое максимальное значение — амплитуду в точках времени, соответствующей ¼ и ¾ периода или 90 и 270 градусов от синусоиды напряженности электромагнитной волны.

Любую форму и размеры активных вибраторов создают для наиболее эффективного наведения напряжения с минимальными потерями энергии. Учет положения этих точек рассчитывают по длине волны или частоте гармоники.

Напряжение, замкнутое на внутреннее сопротивление телевизионного приемника, вырабатывает в созданном контуре электрический ток. Его форма и направление изменяются и пропорционально повторяют сигналы передатчика на активной нагрузке.

За счет использования различных видов цифровой модуляции на стороне передатчика происходит прием и обработка сигналов информации внутри схемы телевизионного приемника.

Более глубоко рассматривать вопрос, как работает цифровая антенна для телевизора при ее создании, дальше не стану.

Какие технические характеристики антенны определяют качество приема ТВ сигнала

Антенну относят к обратимым устройствам потому, что она одинаково работает на стороне передатчика и приемника. При анализе характеристик используют ее включение в качестве генератора.

Для эффективного приема цифрового сигнала необходимо учесть, что на стороне генератора излучатель электромагнитных волн можно расположить под любым углом к горизонту, но, законодательно принято только два направления: горизонтальное и вертикальное.

Наша задача — повторить эту ориентацию для собственного телевизора.

Направление поляризации и другие данные передачи цифровых сигналов можно узнать на сайте оператора через поисковую систему.

Заходим на сайт, выбираем необходимые сведения.

Нас, в первую очередь, должны интересовать 3 характеристики:

• номер канала и его частота, для которой будем создавать антенну по строгим размерам;
• радиус зоны обслуживания передатчика, влияющий на качество сигнала и выбор конструкции вибраторов;
• направление поляризации.

Дальность расположения телевизора от передающей телебашни сильно влияет на конструкцию антенны.

Чем выше установлена антенна, тем лучше будет качество принимаемого сигнала, но длина кабеля может его значительно ослабить. В этом плане жители верхних этажей многоэтажных зданий имеют значительное преимущество перед соседями снизу.

Для зоны уверенного приема я испытал самые простые модели Харченко и петлевые сборки из коаксиального кабеля и провода, обладающие широким спектром частот приема.

На большие расстояния лучше собирать волновой канал или логопериодическую схему. Из простых конструкций хорошо себя зарекомендовала антенна Туркина, доработанная Поляковым.

Для примера, в моей местности удаление от телебашни составило 25 км, что входит в зону уверенного приема, а частота сигнала — 626 МГц вертикальной поляризации.

Длину электромагнитной волны рассчитываю через скорость света по частоте: λ=300/626=0,48 метра. Полуволна составит 24 см, а четверть — 12.

Под эти характеристики я делал 4 тестовые антенны для цифрового телевидения своими руками, которые описываю ниже.

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».

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.