Как сделать антенну Харченко для цифрового ТВ своими руками: расчет, сборка биквадрата

Сейчас происходит активная смена аналогового телевещания на цифровое. С 2012 года был принят единый стандарт цифрового телевещания DVB-T2 для бесплатного просмотра. Для получения такой возможности остаётся только обзавестись приёмником-антенной, которую можно изготовить собственноручно. Один из наиболее доступных вариантов для цифрового ТВ, который можно собрать своими руками – антенна Харченко.

Особенности и устройство антенны Харченко

Идея самостоятельного изготовления прибора основана на разработке инженера Харченко. Антенна действовала в дециметровом диапазоне (ДЦВ), популярном в конце прошлого века. Это аналог апертурной антенны, основанной на зигзагообразном облучателе. Аккумуляция сигнала происходит с помощью плоского рефлектора (сплошного или решётчатого экрана – рамки из токопроводящего материала), превосходящего по размеру вибратор не менее чем на 20%.

Для самостоятельного изготовления потребуется учёт геометрических характеристик и подбор конкретного материала.

Телесигнал передаётся при помощи волн с горизонтальной поляризацией. Упрощённый вариант антенны представлен в виде двух горизонтальных петлевых вибраторов с параллельным соединением их между собой, но разъединённых в месте, где подключается фидер (кабель). Габариты были указаны в статье Харченко «Антенна диапазона ДЦВ», а расчёт антенны производится по предложенным автором формулам.

Материалы и инструменты для изготовления антенны Харченко

Необходимые материалы:

• решётка для гриля;
• аэрозольная автомобильная краска;
• растворитель или ацетон;
• сверла для дрели;
• коаксиальный телевизионный кабель (не больше 10 метров);
• ПВХ труба ХВ 50 см с диаметром 20 мм;
• дюбеля из металла под гипсокартон;
• медный провод для вибратора с диаметром от 2 до 3,5 мм;
• 2 тонкие пластинки из металла.

Инструменты для работы:

• паяльник на 100 Вт;
• шуруповёрт и насадки;
• термоклеевой пистолет;
• кусачки, плоскогубцы, молоток;
• карандаш, рулетка, молярный нож.

Вибратор можно изготовить из цветных металлов (меди, алюминия) и сплавов (как правило, из латуни). Материал может быть в виде проволоки, полосок, уголков, трубок.

Проводим расчёты

Для изготовления антенны Харченко необходимо проведение точного расчёта с применением калькулятора или формул. Используя подобную технологию, можно рассчитать установку антенны даже при слабом сигнале – около 500 МГц.

Вначале необходимо узнать частоту двух пакетов телевещания DVB-T2 в своей местности. Это можно выяснить на сайте интерактивной карты ЦЭТВ. Там нужно найти ближайшую телевышку, а также доступное вещание (один или два пакета каналов) и какие частоты используются для этого.

После выяснения значений частот пакетов рассчитывается длина сторон квадрата конструируемой антенны-приёмника.

Чертёж и схема антенны составляются на основе частоты передачи сигнала. Для её измерения используют Герцы (Гц) и обозначают буквой F.

Как пример можно использовать частоту телевещания первого и второго пакетов в городе Москва – 546 и 498 мегагерц (МГц). Поэтому следует использовать двухдиапазонную антенну.

Калькулятор

Расчёт выполняется по формуле: скорость света/частота, то есть: С/F = 300/546 = 0,55 м = 550 мм. Аналогичным образом и для второго мультиплекса: 300/498 = 0,6 = 600 мм.

Размеры длины волн – соответственно 5, 5 и 6 дм. Для их приёма необходима антенна диапазона ДМВ, называемая дециметровой. После этого очень несложно высчитывается ширина волны в поперечнике, проецируемая на приёмник. Она составляет 1/2 длины, соответственно 275 и 300 мм на первый и второй пакеты.

Чтобы осуществлялся качественный приём цифрового сигнала, каждое ребро биквадрата должно быть размером в половину ширины волны в поперечнике. Для изготовления лучше использовать алюминиевую жилу или медную трубку. В идеале лучше использовать медную проволоку (3-5 мм) – она имеет устойчивую геометрию и отлично гнётся.

Расчет антенны Харченко для цифрового ТВ: калькулятор и методы создания:

Сборка антенны

Изготовление антенны Харченко для цифрового телевещания предполагает следующие поэтапные действия:

1. Определяется поляризация и частота волны. Конструкция должна быть линейной.
2. Для изготовления биквадратной антенны-приёмника в качестве материала используется медь. Все элементы располагаются на углах, одним из них они должны соприкасаться. Для горизонтальной поляризации конструкция должна быть расположена вертикально. При вертикальной поляризации устройство укладывается на бок.
3. Медный провод измеряется и берется необходимой длины (+1 см). Подойдёт медная или алюминиевая трубка (диаметр 12 мм). Очищается изоляция с медной жилы. Выравнивается молотком на твёрдой поверхности. Отмеряется середина и загибается на 90 градусов. Если есть тиски, то проволока зажимается и выравнивается в них. Изгибы делаются по рассчитанным размерам.
4. На одном конце отрезается маленький фрагмент под углом 45 градусов для образования заострённого наконечника. Загибается второй конец, такая же процедура проделывается на нём. Оба квадрата можно при этом немного отогнуть. На центральных внутренних изгибах при помощи надфиля протачиваются маленькие пропилы. Тогда можно будет стянуть эти два свободных конца и закрепить их тонкой проволокой из меди.
5. Потребуется паяльник, а также жидкая канифоль или флюс для залуживания серединных изгибов. Это проделывается с каждой стороны медного провода.
6. Выполняется зачистка коаксиального кабеля на 4-5 см. Оплётку или внешний проводник скручивают в один провод и обматывают вокруг одного из изгибов. Припаивают его к медному проводу. Зачищается изоляция внутреннего проводника и аналогично обматывается вокруг следующего изгиба. Припайка должна выполняться осторожно, поддерживая изоляцию плоскогубцами, потому что от нагрева она может съехать в сторону. Вначале нагревается рамка в месте запайки, а потом только проводник.
7. Проводка кабеля фиксируется при помощи нейлоновой стяжки, обезжиривается растворителем. Участки запайки изолируются горячим клеем с помощью пистолета. Для исправления дефектов клеевого образования можно использовать фен.
   

   Визуально внутренние центральные углы конструкции, напоминающей восьмёрку, должны находиться поблизости друг от друга (10-12 мм), но не соприкасаться. При ошибке во время выгибания контура даже на 1 мм может произойти искажение картинки.

8. Кабель подводят к точкам сближения с двух сторон. Одно направление диаграммы должно быть заблокировано, для этого устанавливается медный отражающий экран. Он насаживается на оплётку кабеля.
9. Для изготовления рефлектора раньше использовали текстолитовые платы, покрываемые медью. Сейчас для этого используют металлические пластины. Также рефлектор можно изготовить из решётки для гриля. Можно использовать теплообменник от холодильника или решётку-сушилку для посуды. Главное, чтобы конструкция не ржавела под открытым небом. Рефлектор должен быть больше габаритами, чем рамка вибратора.
10. Рамка располагается посередине рефлектора. Для её крепления можно воспользоваться двумя металлическими пластинами.
11. Сигнал на высокой частоте распространяется по поверхности проводника, поэтому антенну лучше покрыть краской. Места запайки заливаются с помощью термоклея или герметика.

Приёмник должен находиться от рефлектора на расстоянии, рассчитанном по формуле: длина волны/7. Антенна размещается в направлении ретранслятора.

Как произвести правильные расчеты и изготовить антенну Харченко, показано в этом видео:

Подключение

Один конец кабеля с сопротивлением 50-75 Ом припаивают к готовой антенне, другой – к штекеру. Кабель лучше подключать к верхней части основания, а нижнюю использовать как крепёж.

Качество изображения и звука при цифровом телевещании не будет зависеть от того, на каком расстоянии будет передача, в отличие от аналогового вещания. При правильном изготовлении антенны передача сигнала к приёмнику будет происходить в нормальном качестве и сложностей возникнуть не должно.

Однако, при возникновении сбоя произойдёт полное исчезновение сигнала (пропадёт звук и картинка). В отличие от аналогового телевидения, цифровое качество картинки по всем каналам одинаковое и различий быть не может.

Тестирование на практике

Собранную антенну необходимо проверить. Чтобы протестировать цифровое телевещание, на приставке в главном меню или телевизоре нужно запустить автонастройку каналов. Такая процедура займёт всего несколько минут.

Для поиска каналов в ручном режиме потребуется ввести их частоту. Чтобы не тратить время на осуществление полного поиска, а также при наличии уже настроенных каналов, можно облегчить этот процесс. Для этого выбираются два канала, на каждом из них устанавливается частота любого канала от разных пакетов (каждый из этих мультиплексов для вещания всех телеканалов использует один частотный диапазон).

Для тестирования изготовленного устройства достаточно убедиться в качестве телевизионной трансляции. Хорошее качество изображения будет свидетельствовать о правильности выполнения работ. В итоге будет или получена качественная картинка, или она будет полностью отсутствовать.

При появлении помех можно попробовать повернуть антенну, наблюдая за изменением качества изображения. При определении оптимального расположения телеантенны её необходимо прочно зафиксировать, но обязательно в направлении телевышки.

Антенна Харченко – универсальный и практичный прибор, обеспечивающий приём слабых сигналов. Устройство можно собрать собственноручно и использовать вместо заводской антенны с усилителем. Изготовление антенны под силу каждому человеку. Достаточно найти материал, выполнить правильные расчёты и в точности следовать полученным сведениям при изготовлении прибора.

Если увлекаетесь инвестициями, то рекомендую отличную статью про подсчёт комиссий и расходов на брокерских счетах.