25 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Антенна тройной квадрат для dvb t2 расчет

Расчет и сборка антенны «тройной квадрат» для DVB-T2

Одной из популярных дециметровых антенн является «тройной квадрат». В народе часто называется в честь популяризатора «антенной Сотникова». Представляет собой простое, но эффективное приёмное устройство, которое легко сделать самостоятельно. Однако для того, чтобы оно работало, необходимы не только прямые руки и терпение, но и правильный расчёт.

Почему это одна из лучших антенн

Схема впервые была опубликована в 1959 году в журнале «Радио», где энтузиаст С. К. Сотников предложил способ сверхдальнего приёма телевидения в МВ- и ДМВ-диапазонах.

Автор утверждал, что с помощью трёхрамочной конструкции есть возможность добиться коэффициента усиления вплоть до значений в 17 дБ. И хотя проведённые позднее расчёты показали, что реальный коэффициент намного ниже, антенна остаётся относительно простой в изготовлении и удобной в использовании конструкцией, не уступающей по характеристикам волновому каналу, но при этом куда более технологичной в изготовлении.

Представляет собой конструкцию, состоящую из трёх квадратов (директора, вибратора и рефлектора), закреплённых на общих направляющих. Металлические рамки (из проволоки или тонких трубок) постепенно увеличивающихся линейных размеров размещаются на одной или двух общих направляющих.

Возможно также изготовление антенны Сотникова в варианте, где каждый из элементов крепится отдельно на общую основу.

С переходом на цифровое ТВ стала одой из самых востребованных дальнобойных конструкций, которую можно изготовить за короткий срок в домашних условиях. Пригодна для использования как в комнатном, так и в уличном варианте.

  • Высокий коэффициент усиления для самоделки — около 9 дБ.
  • Проста в изготовлении. Рассчитать и собрать её легче, чем классическую логопериодическую антенну для ДМВ-диапазона.
  • Крайне чувствительна к изменению линейных размеров. Перед изготовлением придётся узнать частоту вещания своего ретранслятора, провести тщательный расчет антенны, а при монтаже выдерживать размеры с точностью до миллиметра.
  • Узкодиапазонная. Эффективно ловить издали на неё можно только 1–2 мультиплекса цифрового ТВ. Этого достаточно для большей части территории России, но в Москве или в Крыму, где работает третий мультиплекс, уже потребуется другая антенна либо придётся смириться с падением дальнобойности.
  • Трудно усиливать. Прекрасно работает на расстояниях до 50 км от телевышки. Но если дальше, то но при использовании неправильно рассчитанного антенного усилителя есть риск того, что тот войдёт в самовозбуждение. Тогда ни о каком качестве приёма речи идти не будет.

Что нужно для изготовления

Сделать телеантенну можно из различных материалов – от медной проволоки до алюминиевых трубок. Однако проще всего собрать её, используя следующие инструменты и материалы:

  • стальную или медную проволоку длиной не менее 2 м (если используется сталь, то лучше брать оцинкованную – она меньше ржавеет на улице, что не ухудшает характеристики антенны);
  • коаксиальный кабель для передачи сигнала к приставке или телевизору;
  • RF-штекер ;
  • паяльник для соединения проволочных элементов и припаивания кабеля к антенне (крепление на зажимах, как для биквадрата, тут не годится);
  • каркас для крепления (можно изготовить из чего угодно, главное, чтобы материал был либо диэлектриком, либо крепился на изолирующих прокладках).

Калькулятор

Поскольку «тройной квадрат» является узкодиапазонной антенной, изготавливать его следует, используя чертеж и подробно рассчитанные линейные размеры всех элементов.

Для изготовления надо точно знать следующее:

  • размеры стороны квадратов (на схеме – R, V и D);
  • расстояние между квадратами;
  • длину согласующего полуволнового шлейфа (на схеме – H);
  • толщину шлейфа (на схеме – W).

Чтобы рассчитать линейные размеры, не зарываясь в учебники физики и радиотехники, можно использовать этот онлайн-калькулятор.

По умолчанию все вычисления производятся для коаксиального кабеля волновым сопротивлением 75 Ом (стандартный телевизионный). Можно использовать и кабель 50 Ом, но это отразится на размерах согласовательного шлейфа — можете поэксперементировать и увидите разницу.

Инструкция по изготовлению

Делается антенна следующим образом:

  1. По вычисленным размерам сгибаются три квадрата из проволоки. При этом средний сразу же делается с ответвлением-шлейфом: без него не будет согласования.
  2. У двух квадратов (директор и рефлектор) концы проволоки спаиваются между собой. У вибратора зазор остаётся: сюда будет впаиваться кабель.
  3. С противоположной от точки подключения антенны стороны припаивается перемычка из проволоки. Её задача – тщательно сохранить расстояние между элементами конструкции. При этом нужно следить за тем, чтобы центральные точки всех трёх квадратов находились на одной прямой: именно она и будет направлением приёма для антенны.
  4. В зазор шлейфа впаивается фидер. При этом центральная жила должна быть припаяна к одному концу проволоки, а экран – к другому.
  5. Кабель крепится вдоль шлейфа. Это поможет избежать расхождения при согласовании. Шлейф можно оставить вертикальным или изогнуть его перпендикулярно плоскости вибратора.
  6. Проволока красится или покрывается лаком для защиты от возможной коррозии.

Антенна готова. Её можно крепить (обычно на штангу из не проводящего ток материала) и настраивать приём каналов, ориентируя по компасу в сторону ближайшего ретранслятора (направление вы узнали перед расчетом из карты ЦЭТВ).

Вот подробная видеоинструкция по изготовлению без пайки:

Есть также второй способ изготовления. Возможно, он покажется кому-то проще. Для этого проволока не режется на куски, а изгибается так, чтобы образовать единую конструкцию антенны.

Паять и в этом случае придётся места, где стыкуются элементы, но таких узлов станет меньше, а сама конструкция – крепче.

Усовершенствованная схема ее сборки представлена в этом видеоролике:

Есть несколько хитростей, которые нужно иметь в виду при изготовлении «тройного квадрата»:

  • Если используется оцинкованная проволока, то места пайки предварительно зачищаются до голого металла.
  • Поскольку токи высокой частоты (а наводиться от ДМВ, в котором вещает цифровое телевидение, будут именно они) распространяются в первую очередь во внешнем слое проводника, проволока должна быть чистой. Любые следы коррозии следует удалить с помощью мелкой наждачной шкурки или напильника.
  • Материал, из которого собрана антенна, важен, но не принципиален. Если вместо стальной проволоки использовать толстую медную или алюминиевую, особой разницы по качеству приёма не будет. Проблемы могут начаться лишь при изготовлении «тройного квадрата» из алюминиевых, медных или стальных трубок: тогда потребуется пересчитывать конструкцию.

Вот такие конструкции собирают радиолюбители:

ВНЕШНЯЯ АНТЕННА ДМВ ПОВЫШЕННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ, «тройной квадрат»

ВНЕШНЯЯ АНТЕННА ДМВ ПОВЫШЕННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Качество приема телевизионных сигналов зависит от множества причин. В условиях города неизбежно взаимодействие основной волны телесигнала и отраженных волн. При прямой видимости между принимающей антенной и передающей антенной в точку приема приходит основная волна и волны отраженные от земли, площадей, улиц, крыш зданий.

Большой современный город для радиоволн представляет собой, образно говоря, нагромождение “зеркал” и “’экранов”, которыми являются мосты, заводские трубы, высоковольтные линии. Высотные здания подобно пассивному ретранслятору переизлучают волны, распостроняющиеся от передающей антенны. Характер распространения радиоволн очень сложен даже вблизи передатчика. В радиотени препятствий происходит прием ослабленного полезного сигнала, отраженные сигналы, шумы и помехи становятся более заметными. В мокрых стенах домов, в мокрых деревьях сигнал ослабляется сильнее. Максимальное ослабление сигнала, принимаемого антенной, расположенной в радиотени деревьев происходит летом. Сложение и вычитание основной и отраженных радиоволн приводит к усилению одних телевизионных сигналов и ослаблению других.

Рамочные антенны в этих условиях дают хорошие результаты благодаря ослаблению приема по боковым и обратному направлениях, они менее подвержены влиянию электрических помех и, в частности, помех от зажигания двигателей внутреннего сгорания.
При дальнем приеме телевидения наиболее устойчивое изображение дают рамочные антенны, одна из которых описана в данной статье.

Диапазон частот принимаемых сигналов, МГц……530 – 780
Основной принимаемый телевизионный канал ….38
Диапазон принимаемых телевизионных каналов…30 – 57
Поляризация принимаемых сигналов………горизонтальная

Из большого разнообразия рамочных антенн для диапазона ДМВ часто изготавливают антенну «тройной квадрат». Как быть если усиление тройного квадрата недостаточно, а другие конструкции антенн для интересующего диапазона телевизионных каналов не подходят? При этом совершенно негде взять достаточное количество алюминиевых трубок требуемого диаметра и специфический крепеж, нет возможности собрать и установить антенну, размеры которой измеряются в метрах. Может применить антенный усилитель, который будет усиливать основную волну телесигнала вместе с отраженными волнами, принятыми антенной? Решением этой задачи стало объединение четырех тройных квадратов в антенную систему – фазированную решетку. Усиление антенны намного превосходит один тройной квадрат, а размеры вполне приемлемы. Размеры конструкции одного из четырех тройных квадратов показаны на рисунке.

Для изготовления тройного квадрата потребуется стальная оцинкованная проволока диаметром 3 мм. Оцинкованной называется проволока, имеющая оловянное покрытие. Такая проволока легче покрывается припоем и не ржавеет на открытом воздухе. На изготовление одного тройного квадрата требуется 2 метра проволоки. Отрезок проволоки не должен иметь резких изгибов, вмятин, царапин, ржавчины и других дефектов. Перед изготовлением антенны проволочная заготовка тщательно протирается с использованием растворителя. Проволока сгибается в соответствии с рисунком, показывающим конструкцию тройного квадрата. Стыки проволоки вверху квадратов пропаиваются. Участки проволоки в местах стыков покрываются флюсом, приготовленным из соляной кислоты путем травления цинком. Паяльником мощностью сорок ватт, а лучше шестьдесят ватт участки покрываются легкоплавким припоем, настолько насколько позволяет мощность паяльника. Затем стыки стягиваются одним-двумя витками луженой медной проволоки диаметром 0,6-1 миллиметр и пропаиваются еще раз. Окончательно стыки хорошо пропаиваются над горелкой газовой плиты, используя припой и канифоль. Оставшуюся канифоль удаляют с получившейся конструкции и смываются растворителем. Место спая должно быть хорошо покрыто оловом, обеспечивая надежный контакт и механическую прочность. Тройные квадраты нельзя красить или покрывать лаком.

Читать еще:  Резка металла резаком видео уроки

Перед объединением тройных квадратов в фазированную решетку, каждый нужно проверить и настроить. Проверка и настройка проводится в помещении. К тройному квадрату подключается телевизионный коаксиальный кабель волновым сопротивлением 75 Ом как изображено на рисунке. Изображение на экране телевизора при настройке антенны в помещении может быть черно-белым с очень большим количеством шумов.

Настройка тройного квадрата выполняется ориентируясь по наименьшему количеству шумов на экране телевизора. Если один тройной квадрат не дает цветного изображения – не беда, при объединении в фазированную решетку качество изображения значительно повысится. Соединив тройной квадрат с антенным входом телевизора необходимо найти точку припаивания кабеля к нижней вертикальной части конструкции антенны, перемещая точку подсоединения по вертикали. При перемещении подключения центральная жила кабеля и экран кабеля должны быть подключены на одном уровне. В одних экземплярах тройного квадрата наилучшее изображение на экране телевизора можно получить, припаивая кабель почти у замыкающего горизонтального участка в самом низу антенны, в других экземплярах как показано на рисунке в третьих экземплярах по середине. У каждого тройного квадрата своя оптимальная точка подключения кабеля. После окончания настройки и проверки тройных квадратов важно не перепутать точки подключения кабелей.

Для получения хорошего качества работы антенны следует изготовить 6-8 тройных квадратов, из которых отобрать четыре дающие наилучшие результаты.

Тройные квадраты, представляющие собой элементы фазированной решетки, соединяются коаксиальным кабелем. Основа конструкции антенны деревянный каркас. Длина вертикальных отрезков кабеля, соединяющих два тройных квадрата, подбирается экспериментально. Точно определить длину отрезков кабеля заранее невозможно из-за отличий параметров различных типов кабеля и непредсказуемых свойств изготовленных тройных квадратов.

Два тройных квадрата закрепляются обматыванием полихлорвиниловой трубкой на одном вертикальном элементе каркаса, представляющем собой деревянный брусок. Поочередно к тройным квадратам подсоединяются одинаковые отрезки кабеля длиной 220, 240, 260,280, 300 миллиметров каждый. Противоположные концы отрезков кабеля соединяются экран-экран и жила-жила и соединяются с кабелем, идущим к антенному входу телевизора. По наилучшему качеству изображения выбирается длина вертикальных отрезков кабеля, соединяющих два тройных квадрата. Основной вклад в настройку вносит длина отрезков кабеля по сравнению с расстоянием между тройными квадратами. При настройке можно сокращать или увеличивать расстояние между тройными квадратами, но большого эффекта это не даст, поэтому расстояния на рисунке конструкции между тройными квадратами не приводятся. Изображение на экране телевизора должно быть лучше, чем при приеме на один тройной квадрат.

Каркас временно собирается из четырех деревянных брусков, скрепленных между собой веревкой. На каркас устанавливается четыре тройных квадрата, соединенные вертикальными отрезками кабеля. Длина двух одинаковых горизонтальных отрезков кабеля, соединяющих вертикальные отрезки с кабелем, проложенным к антенному входу телевизора, уточняется экспериментально. Для окончательной настройки поочередно припаиваются два одинаковых горизонтальных отрезка длиной 130, 150, 170 или 190 миллиметров.

Для окончательного изготовления каркаса потребуются четыре деревянных бруска толщиной 8-11 миллиметров, шириной 60-70 миллиметров, длинной 520 миллиметров и три деревянных бруска той же толщины и ширины длинной 490 миллиметров. Торцы брусков покрываются эпоксидной смолой и высушиваются в течении пяти дней, затем вся поверхность брусков покрывается эпоксидной смолой и высушивается пять дней. После покрытия эпоксидной смолой деревянные бруски красятся нитрокраской не мене двух раз. Перед установкой тройных квадратов и отрезков кабелей, объединяющих тройные квадраты в фазированную решетку, собирается первая часть каркаса из двух вертикальных и двух горизонтальных брусков. Соприкасающиеся поверхности брусков промазываются эпоксидной смолой, соединяются шурупами и высушиваются не мене трех дней. После высыхания эпоксидной смолы два шурупа соединяющие верхний горизонтальный брусок с вертикальными брусками выкручиваются. Четыре шурупа закрепляющие центральный горизонтальный брусок остаются.

На деревянный каркас устанавливаются тройные квадраты, соединенные отрезками коаксиального кабеля. Тройные квадраты прикрепляются к каркасу несколькими витками полихлорвиниловой трубки. К антенне припаивается кабель, идущий к телевизору требуемой длины.

Для правильной фазировки антенной системы центральные проводники и экраны отрезков коаксиального кабеля подключают к тройным квадратам в соответствии со схемой фазировки. Конец кабеля, подключенный к антенне, заключается в полихлорвиниловую трубку диаметром 10-12 миллиметров длинной около трех метров для защиты антенного кабеля от погодных воздействий. Полихлорвиниловая трубка и кабель закрепляются нитью на горизонтальном бруске. Пайка экрана и центральной жилы отрезков кабелей изолируются друг от друга с помощью изоленты. Поверх установленных тройных квадратов и кабелей устанавливаются два вертикальных бруска, поверх них по центру один горизонтальный.

Детали каркаса соединяются винтами диаметром 6 миллиметров. При установке винтов используются отверстия, оставшиеся после выкручивания шурупов, соединяющих верхний горизонтальный брусок с вертикальными брусками. Отрезки коаксиального кабеля и части тройных квадратов оказываются заключенными внутри деревянной конструкции, надежно защищающей точки пайки от погодных воздействий.

Промежутки между брусками с боков и торцов герметизируются, используя строительный герметик “жидкие гвозди”.

Антенна устанавливается на мачту с помощь хомутов, соответствующих диаметру трубы. Через отверстия в горизонтальных брусках проходят винты. Антенна закрепляется в двух точках. При ослаблении винтов хомутов можно точно сориентировать антенну на передатчик.

Оцинкованную проволоку, хомут крепления на трубу, эпоксидную смолу, краску можно приобрести в магазине стройматериалов. Коаксиальный телевизионный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом следует выбирать с центральной жилой из меди и двойным экраном, состоящим из фольги и оплетки из медных жил. Наилучшие результаты можно получить при использовании кабеля наибольшего диаметра с возможно большим количеством жил в экранной оплетке.

Расстояния между элементами фазированной решетки, размеры тройного квадрата и длина отрезков кабелей выбраны путем многочисленных экспериментов, с целью обеспечить прием возможно большего количества телевизионных каналов и в тоже время минимально возможные габариты, уменьшающие массу антенны и облегчающие установку. Прием на антенну возможен через препятствие из близко расположенных деревьев. Антенна имеет низкую парусность. Благодаря расположению кабелей внутри деревянного герметизированного каркаса обеспечен длительный срок службы и защита от влияния погодных факторов. Качество принимаемого изображения не зависит от времени года и времени суток.

Денисов Платон Константинович, г. Симферополь

Дециметровая антенна для приёма цифрового ТВ DVB-T/T2

dxvit Senior Member Автор темы

5 лет на сайте
пользователь #1230039

Делимся здесь информацией: какие антенны лучше для приёма цифрового ТВ в Дециметровом диапазоне с 21 по 60 каналы (471-800 МГц). Недостатки и преимущества Пассивных и Активных антенн.
С различными типами антенн, в том числе Дециметровыми — можно подробно в данной книге: И. Нестеренко, А. Жужевич — Выбери антенну сам
https://yadi.sk/d/lAtBhG8wgxpks

1653317 Junior Member

4 года на сайте
пользователь #1653317

нужна антенна для приема цифры. местность находится в низине, за 15-20 км от города. на существующей антенне goldmaster без усилителя сигнал нестабилен и постоянно скачет как сумасшедший)

Runboy Member

5 лет на сайте
пользователь #1042487

1653317, У меня такая и никаких проблем

Ivan_Grozniy Senior Member

7 лет на сайте
пользователь #560555

Лучшая антенна — это сделать самому антенну 3-квадрат под нужную вам частоту в вашем регионе.

Или же можете сделать ее более продвинутую версию

У самого такая. Цифру принимаю без проблем. До этого пробовал заводские варианты, ничем не удавалось споймать. Как делать антенну загуглите.

1653317 Junior Member

4 года на сайте
пользователь #1653317

а из этих антенн мне что нибудь подойдет?

сделать? вы что издеваетесь? я уже готовую с трудом могу настроить..нет ни сил уже ни времени, а тут еще и антенну делать

virus3274 Junior Member

6 лет на сайте
пользователь #903172

а из этих антенн мне что нибудь подойдет?

сделать? вы что издеваетесь? я уже готовую с трудом могу настроить..нет ни сил уже ни времени, а тут еще и антенну делать

Не пожалейте и купите себе нормальную антенну типа этого..

На рынке их полно, если она не поможет, то тогда надо искать другие способы решения проблемы..

1653317 Junior Member

4 года на сайте
пользователь #1653317

да мне предлагали эту бандуру за 450 тыщ. уж проще тарелку поставить чем такую бандурину

Ivan_Grozniy Senior Member

7 лет на сайте
пользователь #560555

сделать? вы что издеваетесь?

антенна делается за час, устанавливается за пару минут
И с такой силой приема сигнала вы нигде не купите. И получается все бесплатно, нужен только кусок медной проволки и прямые руки.

уж проще тарелку поставить чем такую бандурину

по тарелке не идут белорусские каналы, только Б24

dxvit Senior Member Автор темы

5 лет на сайте
пользователь #1230039

Вот в сети нашлись такие варианты:
Антенна телевизионная индивидуальная наружная Локус L 020.12 предназначена для приема сигналов телевизионного вещания горизонтальной поляризации в дециметровом диапазоне волн (ДМВ) в полосе частот 470-790 МГц (с 21 по 60 телевизионный канал).
Коэффициент усиления, дБи: 9-14,5
Поляризация горизонтальная
Количество элементов 19
Диаметр мачты или кронштейна, мм 25-60
Масса, кг 0,9
Габаритные размеры (ДхШхВ),мм 1320х310х450

Антенна телевизионная индивидуальная наружная Локус L 020.92 серии МЕРИДИАН — новая модель, с высоким усилением и защитным действием, предназначена для сложных и особо сложных условий приема, при значительном удалении от телецентра. Антенна разработана для приема сигналов вещательного телевидения горизонтальной поляризации в дециметровом диапазоне частот 470-790 МГц (21-60 каналы).
Технические характеристики
Коэффициент усиления, дБи: 12-16,5
Поляризация горизонтальная
Количество элементов 92
Диаметр мачты или кронштейна, мм 25-60
Масса, кг 2,1
Габаритные размеры (ДхШхВ),мм 2340х500х550

Читать еще:  Калибр пробка для отверстий гост

Антенна логопериодическая дециметровая Дельта Н141
Технические характеристики
Каналы 21-69
Усиление, дБ 11,5
Коэффициент защитного действия, > дБ 10
Ширина диаграммы направленности Н0=+-25, V0=+-35
Длина, мм 1440
Вес, кг 1,25
В качестве мачты рекомендуется использовать металлическую трубу диаметром 40-50 мм.

Земля на УКВ или демистификация антенн двойной/тройной квадрат

В 1959 году в №4 журнала «Радио» вышла эпохальная статья энтузиаста дальнего приема телевидения Сергей Кузьмича Сотникова о применении антенн «двойной и тройной квадрат» для дальнего приёма телевидения на МВ (а позже и на ДМВ).

Заявленные феноменальные характеристики 10-12 dBi для двойного квадрата и 16-17 dBi для тройного квадрата взбудоражили умы советского радиолюбительского сообщества и на многие десятилетия предопределили огромный успех таких антенн на МВ и ДМВ: описания этих антенн кочевали из книги в книгу, из журнала в журнал. Повторили их тысячи советских граждан.
Хотя эти характеристики очень сильно завышены, они всё же базировались на публикациях авторитетных исследователей: Сэм Лесли (W5DQV, публикация 1955 года), Дика Бирда (G4ZU), Ротхаммеля (со ссылкой на Лесли и Бирда).

В 1962 году Владимир Павлович Шейко-Введенский (UB5CI) опубликовал в издательстве ДОСААФ книгу «Антенны любительских радиостанций» где тоже есть упоминания 13 dBi от двойного квадрата.

Большое обилие авторитетных источников определило, что в корне неверные выводы Сотникова пользуются популярностью даже в 2018 году.

Попробуем разобраться, где здесь правда граничит с мистификацией

В книге Ротхаммеля (перевод Кренкеля 1967 года) рассмотрены КВ антенны диапазона 20, 15 и 10 метров (14, 21 и 30 МГц).

Со ссылкой на радиолюбителей Сэма Лесли (Оклахома, W5DQV, публикация результатов обширных экспериментов с квадратами 1955 года), и Дика Бирда (G4ZU, Англия) утверждается, что антенны двойной квадрат на этих диапазонах имеют направленность от 10 до 13 dBi (от 8 до 11 dBd)

Симуляция в 4NEC2 с землей (режим реальной земли Зоммерфельда-Нортона) полностью подтверждает эти наблюдения: с проводимостью земли «moderate» можно получить 12.4 dBi, а с «perfect conductor» 13.8 dBi при высоте подвеса антенны 1λ.

Следует отметить, что в опытах Лесли и Бирда измерение dBd производилось не относительно реально построенного диполя, а измерением напряженности поля на некотором расстоянии, при известной мощности в антенне TX и сравнением измеренной напряженности с расчетной по формуле Фрииса.

Дело в том, что обычный диполь Герца, который имеет 2.13 dBi, при высоте подвеса 1λ на КВ формирует двулепестковую ДН с максимумом 8.2 dBi. Т.е. сам диполь за счет земли имеет преимущество над собой 6.1 dBd

Измерения Лесли и Бирда приведены относительно мнимого диполя 2.13 dBi, а не переключением поочередно антенны «двойной квадрат» и диполь.

Практически идентичную «двойному квадрату» диаграмму направленности имеет и 2-элементный волновой канал (рефлектор + вибратор): 11.8 dBi при высоте подвеса антенны 1λ с проводимостью земли «moderate». Форма основного и 3 боковых лепестков почти идентична ДН двойного квадрата.

Так как на КВ не бывает антенн в свободном пространстве, методика и полученные данные полностью релевантные и имеют практическое применение. Измерение этих антенн в свободном пространстве на КВ выполнить невозможно.

Моделирование же в 4NEC2 дает 7.73 dBi для двойного квадрата и 6.95 dBi для 2-элементного волнового канала.


В 1962 году в издательстве ДОСААФ радиолюбитель из Харькова Владимир Павлович Шейко-Введенский (UB5CI) публикует книгу «Антенны любительских радиостанций». В этой антенны «двойной квадрат» описаны в главе «КВ антенны». Шейко дает совершенно правильное описание принципа работы — «система из двух противофазно возбуждаемых четвертьволновых горизонтальных излучателей».

Приведены размеры и способы питания для диапазонов 20, 15 и 10 метров (14, 21 и 30 МГц).

В главе «УКВ антенны» Шейко упоминает такие антенны, хотя и не рекомендует их. Об направленных свойствах Шейко говорит: «известны следующие данные об усилении рамочных антенн: двойной квадрат — 9-11 дБ (8-13 раз), тройной квадрат 14-15 дБ (25-32 раза).

Если эти данные приведены для свободного пространства, то они противоречат данным в предыдущей главе о КВ антеннах, ведь с землёй будет значительно больше. Если эти данные приведены с учетом земли (экстраполируя направленность на КВ) — то на УКВ земля не работает как бесконечный плоский проводник, о чем детально написано в книге Гончаренко „Глава 12.1.2 Земля на УКВ“

Таким же путём как Шейко, тремя годами ранее в 1959 году пошел энтузиаст Сергей Сотников.

Чтобы как-то объяснить невероятную направленность такой простой антенны, Сотников выдвинул гипотезу, что у рамочного вибратора 4 рабочих элемента и она эквивалентна 2-этажной ФАР из 2-элементных волновых каналов.

Но 2-этажная ФАР возбуждается синфазно — на каждом этаже направление токов одинаковое. В рамочной же антенне, на разных этажах токи текут противофазно, это описано и в книге Ротхаммеля и Шейко, и следует из простых умозаключений — длина горизонтальной и вертикальной части каждого плеча λ/2, поэтому на верхнем этаже ток течет в противофазе.

Рамочный вибратор с периметром 1λ имеет близкую к изотропной направленность, с небольшим усилением перпендикулярно плоскости и небольшим ослаблением в стороны. В зависимости от формы такой рамки существенно меняется её волновое сопротивление и очень незначительно меняется направленность.

Если рамка максимально широкая и имеет минимальную высоту — получаем полуволной петлевой вибратор Пистолькорса. Его сопротивление максимально возможное и близко к 300 Ом, а точное значение зависит от диаметров верхней и нижней труб. Направленность равна 2.13 dBi, как и у разрезного диполя Герца.

При уменьшении ширины петли и увеличении высоты — сопротивление Ra падает, а форма ДН изменяется очень незначительно. Если ширина стремится к нулю, а высота к λ/2 мы получаем линию передачи длиной λ/2 короткозамкнутую на конце. Ra такой линии равно 0.

В зависимости от соотношения высоты/ширины и формы рамки — можно получать Ra от 0 до 300 Ом. При квадратной рамке с длиной сторон λ/4, сопротивление около 135-140 Ом, а ДН имеет максимумы вперед/назад по 3.48 dBi (1.35 dBd). Возможны и любые другие формы — круглая рамка, треугольная, „гантеля“, „парашют“ и даже неправильные формы.

Электрических преимуществ той или иной формы 1λ рамки почти нет. Рамка с меньшей шириной имеет конструктивное преимущество — она более механически прочная при меньшем сечении проводника чем вибратор Пистолькорса. На КВ возможно изготовить квадраты из тонкого гибкого провода, натянув их на крестообразные распорки. Именно механические преимущества и дешевизна определили популярность квадратов у коротковолников по сравению с волновыми каналами, которые имеют весьма схожие электрические характеристики, но требуют мощных труб + траверсу + растяжки для поддержания длинных труб.

Кроме многократно завышенных данных о направленности квадратов на УКВ, Сотников приводит неправильные данные как по размерах (очень большой промах по резонансу) так и по сопротивлению излучения и согласованию.

В размерах приведенных для 12-го канала МВ (222-230 МГц) из прутка 6 мм, резонанс наступает на частоте 242 МГц (HFSS) и 245 МГц (4NEC2). Ra=150 Ом и 167 Ом соответственно.
Для подключения такой антенны к линии передачи 75 Ом необходимо изготовить симметрирующе-согласующее устройство (ССУ, балун) 2:1. При подключении через балун 1:1 даже на резонансной частоте КСВ не может быть меньше 2. На частотах ниже резонансной резко падает Ra и растет отрицательная (ёмкостная) реактивность.

На частоте 222 МГц КСВ75=6.8 (NEC2) или КСВ75=8 (HFSS).

Ку на резонансной частоте 7.19 dBi (HFSS) и 6.67 dBi (NEC2). Форма главного и боковых лепестков в разных программах — почти идентичная.



Результаты симуляции по размерах для 12-го канала МВ в HFSS и 4NEC2







Выводы

  1. Рамочный вибратор с периметром 1λ любой формы формирует близкую к изотропной диаграмму направленности. Есть небольшое усиление перпендикулярно плоскости рамки — для полуволновой петли равное 2.13 dBi, а для квадратной рамки около 3.5 dBi.
  2. При добавлении рефлектора к рамке её направленность можно увеличить до 6.95 dBi для 2-элементного волнового канала или до 7.73 dBi для двойного квадрата.
  3. На частотах ниже 50 МГц размещение любой антенны на небольшой высоте над землёй (в единицы лямбд) очень существено изменяет результирующую ДН. 2.13 dBi диполь превращается в 8.2 dBi, 6.95 dBi волновой канал превращается в 11.8 dBi, 7.73 dBi двойной квадрат превращается в 12.4 dBi.
  4. Данные по направленности описанные у Лесли, Бирда, Ротхаммеля и Шейко — относятся к низкоподвешенным над землёй антеннам, к которым относятся практически все КВ антенны.
  5. Сергей Сотников экстраполировал производительность КВ антенн двойной квадрат на УКВ, почему этого делать нельзя — написано в „Главе 12.1.2 Земля на УКВ“ книги Гончаренко.
  6. Чтобы обосновать такую огромную направленность квадратов — Сотников кардинально переписал принцип работы квадрата, сравнив его с 2-этажной ФАР из полуволновых диполей и волновых каналов.
  7. Реальная направленность антенн двойной и тройной квадрат незначительно (менее 1 dB) превосходит направленность 2 и 3-элементных волновых каналов.
  8. Волновое сопротивление двойного квадрата (с разносом 0.15λ) близко к 150 Ом. Для работы на 75 Ом необходимо ССУ 2:1, а для 50 Ом — ССУ 3:1. При работе через ССУ 1:1 КСВ не может быть 6 уже при 535 МГц, а на 470 МГц КСВ150=35
    Направленность на резонансной частоте 6.88 dBi, F/B=12.77 dB

Изготовить ССУ 2:1 на ДМВ диапазон крайне сложно, поэтому производитель даже не пытался.

Антенна комплектуется печатным эквивалентом полуволновой петли, которая работает как трансформатор 4:1, но только когда электрическая длина петли L/2. Такое ССУ по определению узкополосное (одноканальное). При нагрузке на 75 Ом, входное сопротивление такого ССУ 300 Ом. Но производитель укомплектовал антенну кабелем 50 Ом (хотя телевизоры и тюнеры все 75 Ом). Возможно производитель посчитал что 200 ближе к 150 чем 300, и для уменьшения отражения на границе антенна кабель пожертвовал дополнительным отражением на границе кабель телевизор.

При нагрузке 300 Ом (платы симметризации или усилители типа SWA/PAE/ALN) антенна имеет КСВ около 2 в диапазоне 616-750 МГц.

При нагрузке 75 Ом (четвертьволновый трансформатор, как в схемах Сотникова) антенна сильно рассогласована везде, но в узком участке 577-608 МГц КСВ опускается до 2.

Направленность излучения вперёд на уровне 6.7 dBi антенна сохраняет от 540 до 860 МГц.
На частоте 500 МГц F/B падает до 0 (и вперёд и назад излучается по 5.2 dBi)

Такая антенна по сложности изготовления и по стоимости превышает 3-элементный волновой канал „Волна-1“ розничной стоимостью $3.5

А по электрическим характеристиками существенно проигрывает ей


Антенна Харченко для дальнего приёма DVB-T2

Приветствую всех неравнодушных к техническому, и не только, рукоделию.

Хочу представить вашему вниманию вариант антенны для дальнего приёма цифрового вещания. Ничего принципиально нового в моём изделии конечно нет, но возможно кому-то пригодится идея совмещения усилителя с антенной . Антенна Харченко привлекает прежде всего своей простой в изготовлении, хорошей повторяемостью, достаточной широкополосностью, приличным коэффициентом усиления (заявлено до 9дб с рефлектором, а измерять мне всё равно нечем) при малых габаритах. На мой взгляд она работает лучше знакомой всем «сушилки».

Итак, о причинах, побудивших желание создать сие произведение. У нас в городе конечно есть вышка, с которой идёт вещание первого мультиплекса «цифры» и обещают включить второй (вот уже два года), но я-то хочу здесь и сейчас, как и многие. В соседнем городе второй пакет уже давно включен, но у нас он на комнатную антенну конечно не принимается, да и на внешнюю без усилителя тоже. Была у меня такая антенна в саду, недавно соседу отдал в обмен на материал, поэтому появилась возможность показать как я её делаю.

При изготовлении не требуются остродефицитные материалы, даже если всё покупать выйдет дешевле заводской, не говоря уже о супер разрекламированных с обещанием приёма 80(?) каналов (есть такие, сам про этот развод читал) .

Материалы:
1. Отрезок кабеля 4х16мм² — 1,5м.
2. Отрезок провода СИП – 1.5-2м.
3. Листовой алюминий толщиной 1-1.5мм. 60х200мм. (я вырезал из старой кастрюли)
4. Антенный усилитель от «сушилки».
5. Хомуты для крепления антенны к мачте.
6. Герметик силиконовый
7. Ну и конечно кабель и штекер.
8. Маленькая распаячная коробка.
9. Винты М5 (потайная головка) с гайками и шайбами- 2шт.

Инструменты:
1. Ножовка по металлу
2. Ножницы по металлу
3. Дрель (я пользовался ручной)
4. Свёрла 1.5 и 5мм.
5. Напильник личнёвый или плоский надфиль.

Первым делом рассчитываем нашу антенну. Особо не заморачиваясь я взял данные об интересующих меня частотах из Страница . В моём городе это 602 МГц (37 канал) первый пакет и 770 МГц (58 канал) обещанный второй. Меня же интересуют данные соседей -546 МГц (30 канал) первый и 498 МГц (24 канал) второй мультиплексы, вот на них и буду делать антенну. Полученные частоты, точнее среднюю частоту, подставил в онлайн калькулятор из Страница и получил требуемые размеры.

На следующем этапе готовим материал- раздеваем кабель

В полосах сверлим отверстия ø5мм для винтов крепления усилителя, грубо говоря по месту, используя сам усилитель как шаблон, выдерживая расстояние 10мм (или какое нужно по расчетам) между пластинами. Отверстия зенкуем до диаметра 7мм (диаметр потайной головки винта).

Следующий шаг я назвал бы издевательством над усилителем.

Усилитель в данной конструкции не роскошь, а средство протолкнуть слабый сигнал по кабелю, в котором он бы затух на первом метре, до ресивера.

Так как он по габаритам не влезал в распаячную коробку, а вставить его было надо, то края его и штатное крепление кабеля были просто варварским способом- ножницами по металлу – обрезаны до нужных размеров, а в центре платы просверлено отверстие под крепёжный саморез. Жизненно важные органы усилителя при этой экзекуции не пострадали.

Для того, чтобы выдержать шаг решетки и размер (чтобы стянуть бока рефлектора в «песочные часы») рекомендую изготовить шаблон из 10мм рейки, пропилив в ней вырезы для рамок по размерам. У меня каким-то чудом сохранился старый шаблон (два года служил подкладкой под ножку комода), по этому не показываю как его сделать, и так понятно.

В результате рефлектор имеет вот такой вид:

Напоминающий решетку холодильника.
Вообще конечно можно обойтись и без рефлектора, но в моём случае нужно было не столько увеличить сигнал дальней станции, сколько ослабить сигнал ближней, хотя лишнее усиление (на мой взгляд некорректное выражение для антенны, правильнее коэффициент направленного действия) не помешает.

Соединение антенны с рефлектором сделано на кронштейнах («металлических изоляторах») из алюминия.

Все неразъёмные соединения выполнены на заклёпках, сделанных из одиночной жилы СИПа.

Кабель снижения, при наличии отсутствия (всё лишнее уже отрезано и отпаяно) штатного крепления просто припаиваем к плате усилителя.

В результате имеем 30 каналов , 10 из которых повторяются.

Да, забыл указать расстояния до передатчиков. Если верить сведениям из интерактивной карты ЦЭТВ, то до дальнего по прямой 21 км., а до нашего всего 4км. Угол места между ними 74°.

Примечание: При изготовлении антенны ни один усилитель серьёзно не пострадал.

Дециметровая антенна для приёма цифрового ТВ DVB-T/T2

dxvit Senior Member Автор темы

5 лет на сайте
пользователь #1230039

Делимся здесь информацией: какие антенны лучше для приёма цифрового ТВ в Дециметровом диапазоне с 21 по 60 каналы (471-800 МГц). Недостатки и преимущества Пассивных и Активных антенн.
С различными типами антенн, в том числе Дециметровыми — можно подробно в данной книге: И. Нестеренко, А. Жужевич — Выбери антенну сам
https://yadi.sk/d/lAtBhG8wgxpks

1653317 Junior Member

4 года на сайте
пользователь #1653317

нужна антенна для приема цифры. местность находится в низине, за 15-20 км от города. на существующей антенне goldmaster без усилителя сигнал нестабилен и постоянно скачет как сумасшедший)

Runboy Member

5 лет на сайте
пользователь #1042487

1653317, У меня такая и никаких проблем

Ivan_Grozniy Senior Member

7 лет на сайте
пользователь #560555

Лучшая антенна — это сделать самому антенну 3-квадрат под нужную вам частоту в вашем регионе.

Или же можете сделать ее более продвинутую версию

У самого такая. Цифру принимаю без проблем. До этого пробовал заводские варианты, ничем не удавалось споймать. Как делать антенну загуглите.

1653317 Junior Member

4 года на сайте
пользователь #1653317

а из этих антенн мне что нибудь подойдет?

сделать? вы что издеваетесь? я уже готовую с трудом могу настроить..нет ни сил уже ни времени, а тут еще и антенну делать

virus3274 Junior Member

6 лет на сайте
пользователь #903172

а из этих антенн мне что нибудь подойдет?

сделать? вы что издеваетесь? я уже готовую с трудом могу настроить..нет ни сил уже ни времени, а тут еще и антенну делать

Не пожалейте и купите себе нормальную антенну типа этого..

На рынке их полно, если она не поможет, то тогда надо искать другие способы решения проблемы..

1653317 Junior Member

4 года на сайте
пользователь #1653317

да мне предлагали эту бандуру за 450 тыщ. уж проще тарелку поставить чем такую бандурину

Ivan_Grozniy Senior Member

7 лет на сайте
пользователь #560555

сделать? вы что издеваетесь?

антенна делается за час, устанавливается за пару минут
И с такой силой приема сигнала вы нигде не купите. И получается все бесплатно, нужен только кусок медной проволки и прямые руки.

уж проще тарелку поставить чем такую бандурину

по тарелке не идут белорусские каналы, только Б24

dxvit Senior Member Автор темы

5 лет на сайте
пользователь #1230039

Вот в сети нашлись такие варианты:
Антенна телевизионная индивидуальная наружная Локус L 020.12 предназначена для приема сигналов телевизионного вещания горизонтальной поляризации в дециметровом диапазоне волн (ДМВ) в полосе частот 470-790 МГц (с 21 по 60 телевизионный канал).
Коэффициент усиления, дБи: 9-14,5
Поляризация горизонтальная
Количество элементов 19
Диаметр мачты или кронштейна, мм 25-60
Масса, кг 0,9
Габаритные размеры (ДхШхВ),мм 1320х310х450

Антенна телевизионная индивидуальная наружная Локус L 020.92 серии МЕРИДИАН — новая модель, с высоким усилением и защитным действием, предназначена для сложных и особо сложных условий приема, при значительном удалении от телецентра. Антенна разработана для приема сигналов вещательного телевидения горизонтальной поляризации в дециметровом диапазоне частот 470-790 МГц (21-60 каналы).
Технические характеристики
Коэффициент усиления, дБи: 12-16,5
Поляризация горизонтальная
Количество элементов 92
Диаметр мачты или кронштейна, мм 25-60
Масса, кг 2,1
Габаритные размеры (ДхШхВ),мм 2340х500х550

Антенна логопериодическая дециметровая Дельта Н141
Технические характеристики
Каналы 21-69
Усиление, дБ 11,5
Коэффициент защитного действия, > дБ 10
Ширина диаграммы направленности Н0=+-25, V0=+-35
Длина, мм 1440
Вес, кг 1,25
В качестве мачты рекомендуется использовать металлическую трубу диаметром 40-50 мм.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×