Что такое антенна Харченко и чем она хороша
В 1961 году в третьем номере журнала «Радио» была опубликована статья инженера К. Харченко «Зигзагообразная антенна», которая помогла улучшить качество изображения для людей, живущих вне зоны надежного приема. В области радиолюбителей он получил названия «ромбовидный», «восьмерка», «биквадрат» или просто «антенна Харченко».
Конструкция состоит из двух переходящих один в другой ромбов. Угол между внешними краями составляет примерно 90 °. Форма ромба фильтрует десятичный сигнал, согласовывая размер структуры с длиной волны. Точно рассчитав параметры, вы получите усиление частотного диапазона вашего региона до необходимого.
Биквадратный дизайн имеет ряд особенностей, которые позволяют ему оставаться популярным более полувека:
- обеспечивает высокий прирост;
- подходит для приема телевидения и мобильного интернета — нужно лишь правильно выбрать размер сторон;
- широкополосный — возможность захвата цифровых и аналоговых каналов одновременно;
- простой и дешевый в исполнении — позволяет любому собрать его и использовать для приема слабого сигнала.
Делаем биквадратную антенну в домашних условиях
Самодельная антенна собирается за 30-40 минут. Кроме того, конструктивные элементы изготавливаются из самых распространенных материалов, которые, скорее всего, уже есть у вас дома или в гараже.
Необходимые материалы и инструменты
Основные материалы:
- медная проволока сечением 1,5-5 миллиметров, длиной около метра;
- штатный антенный кабель (коаксиальный) 3-5 метров;
- паяльник соответственно припой и канифоль;
- розетка для ТВ;
- напильником или наждачной бумагой для зачистки провода;
- рулетка или линейка;
- маркер или маркер.
Дополнительные материалы вам могут понадобиться:
- основание для антенны (например, деревянная рейка);
- клей;
- изолента.
Ручной расчет
Размеры антенны Харченко напрямую зависят от принимаемого диапазона частот.
Расчет для наземного телевидения заключается в определении длины волны и передаче значений в собранный прибор. Цифровые телеканалы транслируются в стандарте DVB-T2 на радиочастотах от 400 до 800 МГц и различаются по регионам.
Точный диапазон для мультиплексов вещания вы узнаете из инструкции по определению частот цифрового ТВ.
Пример:
В Москве 1 мультиплекс вещает на частоте 546 МГц (ТВК 30), второй — на частоте 498 МГц (ТВК 24). Я хочу принять оба пакета, поэтому беру среднее:
(546 + 498) / 2 = 522 МГц.
- Рассчитываем длину волны по формуле:
λ = s / F, где:
— длина волны;
s — скорость света (3 × 108 м / с);
F — частота. - Замените значения:
= 300/522 ≈ 0,5747 м = 57,47 см.
Полученное значение можно использовать, но для практического использования оно может быть слишком большим. Имеем право взять ровно половину или четверть длины волны:
/ 2 = 0,5747 / 2 0,287 м = 28,7 см.
/ 4 = 0,4918 / 4 ≈ 0,143 м = 14,3 см.
Зная длину волны, рассчитывается размер кадра. На примере значения 575 мм получаем следующее:
- длина внешней стороны ромба: 575/4 = 143,75 мм;
- общая длина проволоки — 1150 мм.
Калькулятор антенны Харченко
Можно сделать проще: рассчитать все параметры с помощью онлайн-калькулятора. Алгоритм его работы аналогичен представленному выше, действие всех формул автоматизировано. На выходе будет готовый рисунок с размерами «двойного квадрата».
Калькулятор не умещается в окне полностью, поэтому проведите по синему окну вверх и вниз, влево и вправо, чтобы заполнить все поля.
Сборка
- Получите нить. Для антенны подходит только медь (алюминий или другой металл надежно не паять, а от качества контактного соединения будет зависеть чистота принимаемого сигнала).
- Используя линейку и маркер, отметьте 8 равных отрезков прямой, длину которых (L1) вы рассчитали на калькуляторе.
- На белом листе бумаги нарисуйте модель будущего каркаса телевизионной антенны, соблюдая расчетные размеры.
- Согните нить по меткам, ориентируясь на выкройку. У вас должна получиться четная восьмерка с углами 90°.
- Напильником или наждачной бумагой разгладьте края проволоки и складки краев, затем закрепите свободные концы тонкой медной проволокой.
- Спаяйте концы вместе.
- Возьмите антенный провод, зачистите его примерно на 2 см и припаяйте к рамке антенны: центральная жила на одном сгибе, экран на втором. Установите штекер RF на другой конец кабеля.
- Изолируйте все точки пайки. Можно использовать силиконовый герметик или простой скотч.
Настройка
После редактирования включите телевизор и найдите цифровые каналы. Если у вас есть префикс, запустите автоматический поиск по нему. Проанализируйте дальше:
- Прием сигнала хорошего качества.
Прикрепить получившийся каркас к любой поверхности можно с помощью клея или жидких гвоздей. Кабель также необходимо закрепить таким образом, чтобы не нарушать слабое место пайки. - Качество принимаемого сигнала оставляет желать лучшего.
Попробуйте переместить антенну: измените угол наклона по вертикали и горизонтали. Если это не помогает, вам нужно усилить полученный сигнал с помощью отражателя.
Изготовление рефлектора
Отражатель представляет собой экран, расположенный за рамой основной антенны. Для изготовления подойдет металлическая пластина или стеклопластик, используемый для печатных плат. Можно взять решетку, состоящую из металлических стержней. А можно сделать ширму своими руками из толстого листа, наклеенного на прочную основу нужного размера.
В этом примере экран выполнен со стороны корпуса домашнего ПК.
К расположению отражателя предъявляются следующие требования:
- расстояние между ним и приемником составляет ровно 1/7 принятой длины волны (на калькуляторе это значение D). Изготовление диэлектрических прокладок для сборки единой конструкции;
- площадь активной (проводящей) поверхности рефлектора на 20% больше площади телевизионной антенны;
- приемник должен «лежать» в плоскости отражателя.
В этом примере проставки сделаны из старых маркеров, соединенных пластиковой лентой.
Рекомендуем полную пошаговую видеоинструкцию по изготовлению биквадрата с экраном:
Кольцевая зигзагообразная антенна
Другой вариант зигзагообразной антенны показан на рис. 2. Антенна представляет собой металлическое кольцо или деревянную рамку с проволочной петлей, расположенной по поверхности рамки. Проволоку можно закрепить на поверхности деревянного круга скобами.
Рис. 2. Зигзагообразная кольцевая антенна.
Кольцо или круг прикрепляют к деревянному дереву. В центре кольца к столбу на изолирующем основании устанавливаются две полукруглые металлические пластины из меди, латуни или белой жести радиусом 50 мм. Каждая пластина соединена с кольцом пятью пучками йода, расположенными в тех же углах.
Затем балки соединяются между собой пятью перемычками, также расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга. Петлю из проволоки, спицы и перемычки можно сделать из антенного кабеля или медной проволоки диаметром 1,5… 3,0 мм. Все соединения необходимо тщательно спаять.
Прокладка и подключение кабеля, которое также происходит без SSU, показаны на этом же рисунке.
Зигзагообразная кольцевая антенна указанного размера способна принимать сигналы со всех 12 каналов метрового диапазона длин волн. Антенна удовлетворительно согласуется с коаксиальным кабелем на 75 Ом: на каналах с 3 по 12 соответствие хорошее, на первом и втором чуть хуже.
Усиление антенны постепенно увеличивается по мере увеличения номера канала от примерно 0,5 дБ на первом канале до 11,5 дБ на 12-м канале. Это изменение коэффициента усиления соответствует необходимости, поскольку с уменьшением длины волны сигнала при постоянной напряженности поля и усилении антенны напряжение сигнала на выходе антенны должно пропорционально уменьшаться.
Рассматриваемые конструкции зигзагообразных антенн имеют в горизонтальной плоскости два одинаковых лепестка, максимумы которых направлены перпендикулярно плоскости антенной сети. Следовательно, эти антенны принимают сигналы как спереди, так и сзади, как одиночный полуволновой вибратор, что создает риск получения помех сзади.
Для модемов 3G и 4G
Использование биквадратной антенны не ограничивается приемом цифрового телевидения. Когда скорость мобильного интернета не вызывает нареканий, тоже может помочь антенна Харченко.
Во-первых, как и в случае с цифровым ТВ, вам необходимо знать частоту передачи сигнала 3G или 4G (LTE). У каждого оператора сотовой связи своя, но она находится в диапазоне 1,9–2,1 ГГц, расчетная длина волны — от 14 до 16 сантиметров.
Исходя из этого, получаем следующие габариты антенны:
- для 1,9 Gz = 3,5 сантиметра;
- для 2,1 Gz = 4 сантиметра.
Сборка конструкции такая же, как и у цифрового ТВ.
Отражатель не повредит этой антенне. Расстояние между ним и приемником должно составлять 2,3 см. К готовой антенне припаивается кабель сопротивлением 50-65 Ом, а к другому концу припаивается штекер jack 3.5 мм, который вставляется в антенный вход модема.
Мнение эксперта Виталий Садовников Специалист по подключению и настройке цифрового ТВ Задать вопрос Иногда у 3G-ресиверов нет разъема 3,5 мм и невозможно подключить внешние антенны. Далее следует разобрать модем и подключить изготовленную конструкцию вместо встроенной.
Для сотового телефона
Обычные телефоны GSM полагаются на прием ультракоротковолнового (VHF) радиосигнала на частоте 900 или 1800 МГц.Чем выше это значение (более короткая длина волны), тем больше он распространяется, но тем меньше огибает препятствия. То есть в бетонных джунглях лучше всего GSM работает на частоте 900 МГц, а за городом, за городом — 1800 МГц.
В современном телефоне больше нет возможности бесплатного подключения внешней антенны. Однако внутри каждого из них по одному встроенному, а его разъем универсален. Поэтому в районе, где нет сотовой связи, можно найти старый телефон с возможностью подключить антенну или разобрать новый и подключить внешнюю.
Как мы уже выяснили, нас интересует «дальняя» связь GSM на частоте 900 МГц.
Длина волны для GSM: 300/900 МГц = 333 мм и ромб 83,5 на 80 мм.
Живые примеры
На пробковой пробке для бутылок объемом менее 5 л
С мелкоячеистой сеткой
С крупноячеистым экраном
LTE
Удобная подставка 1
Удобная подставка 2
Вариант подписки
3G