Антенна Харченко для дальнего приёма DVB-T2

Популярность интернета среди населения постоянно растет. Однако многие люди проживают в таких местах, где сигнал очень слабый или отсутствует вообще. В связи с этим, очень остро встает проблема увеличения мощности и качества приема интернета. Медленная скорость отнимает много времени и не дает желаемого результата. Поэтому нередко на помощь приходит внешняя антенна Харченко, сконструированная в виде двойного квадрата, материалом для которого служит толстая медная проволока. Соединение квадратом между собой происходит в местах незамкнутых углов, где и выполняется подключение телевизионного кабеля.

Такая антенна требует точный расчет под цифровое эфирное телевидение. Для улучшения направленности в некоторых конструкциях может быть установлена решетка или сплошной экран из токопроводящего материала. Подобная биквадратная антенна позволяет решить множество проблем с приемом сигнала и скоростью интернета. Самодельные конструкции, включающие в себя различные типы антенны Харченко изготавливаются сравнительно легко и включают в себя металлические и пластиковые детали, а также элементы из других материалов, соединяемые разными способами. Подобные конструкции легко изготавливаются самостоятельно, в том числе и антенна Харченко для ТВ своими руками.

Содержание

Антенна Харченко для модема

В настоящее время многие пользователи стремятся увеличить скорость своего мобильного интернета. Особенно остро эта проблема стоит перед теми, кто проживает на значительном удалении от базовой станции, пользуясь интернетом на очень низкой скорости. В таких ситуациях наилучшим выходом из положения становится антенна Харченко для 3g модема своими руками, которую достаточно легко изготовить в домашних условиях.

Эта рамочная конструкция известна как ДМВ антенна еще с 60-х годов прошлого века. Она имеет зигзагообразную рамочную конфигурацию, благодаря которой устройство становится очень эффективным. Система состоит из двух квадратных элементов. Для того чтобы сделать расчет антенны для 3g модема на частоту 2100 МГц, размер каждой стороны квадрата должен составлять 53 мм. Вся конструкция выполняется в виде сцепленной структуры, включающей в себя две ромбовидные фигуры с внутренними углами 1200. Это делается с целью снижения внутреннего сопротивления устройства. Соединение ромбов осуществляется между собой методом пайки. Сюда же в дальнейшем припаивается кабель высокой частоты.

Более точные данные можно получить, используя онлайн калькулятор для расчета антенны Харченко, в который достаточно всего лишь ввести необходимые исходные данные.

Для повышения эффективности прибор может использоваться совместно с рефлектором. Обычно эта деталь является металлической пластиной, а наиболее подходящим материалом для ее изготовления служит фольгированный текстолит. В данном случае антенны включает в себя определение расстояния между приемным устройством и рефлектором. После расчетов и заготовки материалов, может быть изготовлена антенна Харченко для модема своими руками.

Соединение деталей между собой осуществляется с помощью термоклея. Зафиксировать нужное расстояние между элементами можно с помощью какого-либо предмета с наиболее подходящими размерами. Затем выполняется подключение антенны к устройству. Поскольку в модемах отсутствуют разъемы для подключения внешних антенн, они просто обматываются проволокой, которая затем соединяется через кабель с приемным устройством. В случае необходимости, по такой же схеме может быть изготовлена антенна Харченко для 4g модема.

По окончании сборки, на противоположном конце кабеля, который будет соединяться с модемом, нужно собрать так называемое устройство согласования, предусмотренное специально для таких приборов. Для этой цели используется медная фольга, такая же, как в печатных платах. Выполняемый расчет антенны для 4g модема такой же, как и в предыдущем варианте.

При наличии разъема для внешней антенны, подключение кабеля осуществляется с помощью специального переходника. После всех соединений, антенна для модема считается готовой к использованию. Настройка приема сигнала для 4g выполняется экспериментально, путем медленного поворота конструкции вокруг оси до получения наиболее четкого сигнала. Качество сигнала определяется количеством черточек на значке, отображаемом на компьютере или мобильном телефоне.

Антенна Харченко для цифрового ТВ

Для работы цифрового телевидения используется диапазон дециметровых волн. Поэтому перед конструированием следует выполнить антенны Харченко для DVB t2, чтобы максимально усилить прием сигнала.

Сама конструкция выглядит достаточно компактно, изготавливается в классическом варианте из двух ромбов, в итоге получается антенна зигзагообразная без рефлектора. В качестве основы может использоваться любой токопроводящий материал, например, медный или алюминиевый проводник, диаметром 1-5 мм. Также подойдут трубки, полоски, уголки, профили и т.д. Лучше всего для этих целей подходит медная проволока толщиной 3 мм. Она очень легко гнется, выравнивается и паяется. Далее антенна для цифрового ТВ должна изготавливаться в определенной последовательности. Сопротивление телевизионного кабеля должно быть примерно 50-75 Ом.

Качество цифрового сигнала не зависит от расстояния, как это происходит в аналоговом телевидении. В данном случае, когда антенна для ТВ нормально работает сигнал нормально поступает в телеприемник, если же имеют место сбои, то никакого сигнала вообще не будет. Соответственно не будет и изображения. Если сигнал есть и он нормально принимается, то изображение будет одинакового качества на всех каналах. Этот фактор нужно обязательно учитывать, когда выполняется расчет антенны для цифрового ТВ, хотя индивидуальные настройки могут быть разными для того или иного региона.

Непосредственно телевизионная антенна Харченко изготавливается в определенной последовательности:

• Вначале нужно отмерить кусок проволоки общей длиной 112 см и согнуть его, соблюдая размеры участков попеременно 13 и 14 см.
• После всех изгибов образуется два конца, которые необходимо зачистить на расстояние 1,5-2 см. На концах делаются петли и фиксируются между собой. Место стыков полностью запаивается. Затем, к одному из стыков припаивается центральная жила, а к другому – оплетка. В результате, получается готовая антенна или двойной квадрат.
• Биквадратная антенна для телевизора требует телевизионного кабеля примерно 3 метра. Со стороны антенны он зачищается на 2 см, а со стороны штекера – на 1 см. Штекер можно выбирать на свое усмотрение. Его так же как и проволоку нужно зачистить с помощью надфиля или какого-то острого предмета. Таким образом, зигзагообразная антенна Харченко для цифрового ТВ почти готова к использованию.
• По окончании пайки все стыки следует залить горячим клеем из пистолета. Пока клей не остыл, его излишки нужно собрать. Получается одновременно надежное и эластичное соединение. На самой антенне места пайки тоже заливаются клеем.

Антенна Харченко для телефона

Выносная антенна направленного действия способна существенно увеличить возможности мобильного телефона и повысить качество связи при нахождении абонента в отдаленной местности. В продаже не всегда можно встретить наиболее подходящий вариант, поэтому лучшим выходом из положения становится антенна Харченко для сотовой связи, изготовленная из подручных материалов своими руками.

Наиболее доступный вариант представляет собой стандартную конструкцию, рассмотренную выше. Такая антенна размеры должна иметь исходя из конкретных условий эксплуатации. Все необходимые материалы продаются в хозяйственном магазине. Наиболее простые конструкции могут напрямую соединяться с кабелем и не требуют каких-либо специальных настроек.

Необходимо в первую очередь запастись медной проволокой, диаметром 2-3 мм. Можно взять изолированный провод и снять с него изоляцию. Если соединения будут производиться без пайки, потребуются специальные разъемы для антенн F-типа и соединители. Когда планируется две антенны Харченко соединить в параллель возможно понадобится рефлектор, который может быть жестяным или алюминиевым. Изоляция стыков выполняется с помощью термоусадочной трубки или изоленты. Для соединения методом пайки потребуется паяльник.

Медная проволока, подготовленная заранее, изгибается и превращается в зигзагообразную рамку, представляющую собой два ромба. Стороны каждого из них имеют длину 80 см, а общее расстояние между противоположными углами составит 226 см. Далее калькулятор антенны определяет точку соединения этих ромбов, как место соединения с кабелем. К данной точке припаивается кусок кабеля, размером 50 см, а к его противоположному концу накручивается разъем F-типа. Далее к разъему подключается основной кабель необходимой длины.

В некоторых случаях расчет антенны Харченко онлайн предполагает установку рефлектора, значительно усиливающего прием сигнала в определенной местности. Конструкция получается такая же, как антенна для т2, когда выполняется соединение между собой нижнего конца рамки и рефлектора через оплетку кабеля. С этой целью в рефлектор дополнительно вкручивается болт длиной 50 мм, к которому с помощью стяжки притягивается разъем F-типа. Предварительно к этому разъему припаивается кабель и рамка, расположенная на расстоянии свыше 40 мм. Таким образом, антенна Харченко для мобильного телефона, сделанная самостоятельно в наиболее простом варианте, готова к использованию.

Для непосредственного соединения приемного устройства с мобильным телефоном используется пигтейл, представляющий собой специальный провод. Один его конец соединяется с антенным кабелем, а другой – при помощи разъема с антенным гнездом телефона. В данном случае проблема рассчитать антенну отсутствует и какие-либо отдельные настройки не требуются, достаточно всего лишь наиболее оптимально расположить антенну, ориентируясь на качество принимаемого сигнала. Мачту с приемным устройством рекомендуется устанавливать, как можно ближе к дому, лучше всего возле окна, чтобы максимально уменьшить длину кабеля.

Калькулятор антенны Харченко

Расчет антенны онлайн

Калькулятор для антенны двойной квадрат

Антенна для цифрового ТВ своими руками

Как подключить антенный кабель

Fm антенна своими руками

Антенна комнатная с усилителем

Обязательным условием приема эфирного цифрового телевидения является антенна ДМВ-диапазона. Ее можно приобрести в магазине электронной техники или собрать своими руками. Существует более 10 эффективных схем самодельных конструкций, все они способны улавливать до 30 эфирных каналов. В этой статье мы расскажем о том, как изготовить одну из самых мощных самоделок — антенну Харченко для цифрового ТВ.

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».

Конструкция представляет собой два ромба, переходящих один в другой. Угол между внешними гранями составляет около 90°. Ромбическая форма фильтрует дециметровый сигнал за счет согласования размеров конструкции с длиной волны. Точно рассчитав параметры, вы добьетесь усиления диапазона частот вашего региона до необходимого.

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.

Делаем биквадратную антенну в домашних условиях

Самодельная антенна собирается за 30-40 минут. К тому же элементы конструкции изготавливаются из самых обычных материалов, которые с большой долей вероятности уже есть у вас дома или в гараже.

Необходимые материалы и инструменты

Основные материалы:

• медный провод сечением 1,5–5 миллиметров, длиной около метра;
• обычный антенный провод (коаксиальный), 3–5 метров;
• паяльник, соответственно, припой и канифоль;
• штекер для телевизора;
• напильник или наждачная бумага для зачистки провода;
• рулетка или линейка;
• маркер либо фломастер.

Дополнительные материалы, которые могут понадобиться:

• основа для антенны (например, деревянная рейка);
• клей;
• изоляционная лента.

Ручной расчет

Размеры антенны Харченко напрямую зависят от диапазона принимаемых частот.

Расчет под эфирное телевидение заключается в определении длины волны и переносе значений на собираемое устройство. Цифровые телеканалы транслируются в стандарте DVB-T2 на радиочастотах, которые варьируются от 400 до 800 МГц и отличаются в зависимости от региона.

Точный диапазон для вещающих мультиплексов вы узнаете из инструкции по определению частот цифрового ТВ.

Пример:

В Москве вещание 1 мультиплекса идет частоте 546 МГц (ТВК 30), 2-ого — на 498 МГц (ТВК 24 ). Я хочу принимать оба пакета, поэтому беру среднее значение:

(546 + 498)/2 = 522 МГц.

1. Вычисляем длину волны по формуле:λ = с/F, где: λ — длина волны; с — скорость света (3×10⁸ м/с); F — частота.
2. Подставляем значения:λ = 300/522 ≈ 0,5747 м = 57,47 см.

Можно использовать полученную величину, но для практического применения она может оказаться слишком большой. Мы имеем право взять ровно половину или четверть длины волны:

λ/2 = 0,5747/2 ≈ 0,287 м = 28,7 см.

λ/4 = 0,4918/4 ≈ 0,143 м = 14,3 см.

Зная длину волны, производится расчет размеров рамки. 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 поступить проще: рассчитать все параметры с помощью онлайн-калькулятора. Алгоритм его работы аналогичен представленному выше, действие всех формул автоматизировано. На выходе получится готовый чертеж с размерами «двойного квадрата».

Калькулятор не помещается в окно полностью, поэтому прокручивайте голубое окно вверх-вниз, вправо-влево, чтобы заполнить все поля.

Сборка

1. Возьмите проволоку. Для антенны подойдет только медь (алюминий или другой металл надежно спаять не получится, а от качества соединения контактов будет зависеть чистота принимаемого сигнала).
2. С помощью линейки и маркера отметьте 8 одинаковых отрезков, длину которых (L1) вы рассчитали на калькуляторе.
3. На чистом листе бумаги нарисуйте шаблон будущей рамки телеантенны, соблюдая вычисленные размеры.
4. Согните проволоку по отметкам, ориентируясь на шаблон. Должна получится ровная восьмерка с углами 90°.
5. Используя напильник или наждачную бумагу, зачистите края проволоки и место сгиба граней, а затем зафиксируйте свободные концы тонкой медной проволокой.
6. Спаяйте концы между собой.
7. Возьмите антенный провод, оголите его примерно на 2 см для и припаяйте к рамке антенны: центральная жила на один сгиб, экран — на второй. На другой конец кабеля установите RF-штекер.
8. Заизолируйте все места пайки. Можно использовать силиконовый герметик или простую изоленту.

Настройка

После сборки включите телевизор и выполните поиск цифровых каналов. Если у вас приставка — запустите автопоиск на ней. Дальше анализируйте:

• Прием сигнала хорошего качества. Можно закрепить полученную рамку на любую поверхность при помощи клея или жидких гвоздей. Кабель тоже нужно зафиксировать, чтобы не нарушать слабое место пайки.
• Качество принимаемого сигнала недостаточно хорошее. Попробуйте переместить антенну: меняйте вертикальные и горизонтальные углы наклона. Если это не помогает, то нужно усилить принимаемый сигнал, используя рефлектор.

Изготовление рефлектора

Рефлектор представляет собой экран, расположенный за основной рамкой антенны. Для изготовления подойдет металлическая пластина или стеклотекстолит, используемый для печатных плат. Можно взять решетку, состоящую из металлических прутьев. Или можно сделать экран самостоятельно из плотной фольги, наклеенной на твердую основу нужного размера.

В данном примере экран сделан из стенки корпуса домашнего ПК.

К расположению рефлектора предъявляются следующие требования:

• расстояние между ним и приемником — ровно 1/7 часть длины принимаемой волны (на калькуляторе это значение D). Изготовьте диэлектрические проставки, с помощью которых соберите единую конструкцию;
• площадь активной (токопроводящей) поверхности рефлектора на 20 % больше площади телеантенны;
• приемник должен «лежать» внутри плоскости рефлектора.

В этом примере проставки сделаны из старых маркеров, которые стягиваются пластиковыми жгутами.

Рекомендуем полную пошаговую видеоинструкцию по изготовлению биквадрата с экраном:

Для модемов 3G и 4G

Использование биквадратной антенны не ограничивается только приемом цифрового телевидения. Когда скорость работы мобильного интернета неудовлетворительна, антенна Харченко тоже может помочь.

Сначала, как и в случае с цифровым телевидением, необходимо выяснить частоту передачи 3G- или 4G-сигнала (LTE). У каждого оператора сотовой связи она своя, но находится в диапазоне 1.9–2.1 ГГц. Расчетное значение длины волны составляет от 14 до 16 сантиметров.

Исходя из этого получаем следующие размеры антенны:

• для 1,9 Gz = 3,5 сантиметра;
• для 2,1 Gz = 4 сантиметра.

Собирается конструкция так же, как и для цифрового ТВ.

Не помешает для данной антенны и рефлектор. Расстояние между ним и приемником следует обеспечить равным 2,3 сантиметра. К готовой антенне припаивается кабель сопротивлением 50–65 Ом, а на другой конец — штекер Jack 3,5 мм, который вставляется в антенный вход модема.

Мнение экспертаВиталий СадовниковСпециалист по подключению и настройке цифрового телевиденияИногда в 3G-приемниках отсутствует разъем 3,5 мм и к ним невозможно подключить внешние антенны. Тогда следует разобрать модем и подсоединить изготовленную конструкцию вместо встроенной.

Для сотового телефона

Обычные GSM-телефоны основаны на приеме радиосигнала ультракоротких волн (УКВ) на частоте 900 или 1800 МГц. Чем выше это значение (короче длина волны), тем дальше он распространяется, но хуже огибает препятствия. То есть в бетонных джунглях лучше работает GSM на частоте 900 МГц, а вот за городом, на даче – 1800 МГц.

В современном телефоне уже нет возможности для свободного подключения внешней антенны. Однако внутри каждого из них есть встроенная, и разъем у нее универсальный. Поэтому в местности, где сотовой связи нет, вы можете найти старый телефон с возможностью подсоединить антенну или разобрать новый и подключить к нему внешнюю.

Как мы уже выяснили, нас интересует «дальнобойная» связь GSM на частотах 900 МГц.

Длина волны для GSM равна: 300/900 МГц = 333 мм, и ромб получается 83,5 на 80 мм.

Живые примеры

На пробке из под 5л бутылке

С экраном из мелкой сетки

С экраном из крупной сетки

LTE

Удобное крепление 1

Удобное крепление 2

Вариант от подписчика

3G

Вместо заключения

Все описанные в этой статье принципы передачи информации основаны на радиоволнах. Хотя прогресс не стоит на месте и скорость передачи информации растет, принципы радиотехники остаются неизменными. Антенна Харченко – простое и эффективное устройство для приема слабого сигнала как цифрового телевидения, так и мобильного интернета.

Антенна «восьмерка» — полезное устройство?Содержание

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.

Антенна Харченко, или же антенна «двойной квадрат», спроектированная инженером Константином Харченко еще в 60-е гг. XX в., до сих пор ценится радиолюбителями благодаря простоте конструкции, высокому коэффициенту усиления и надежности.

Предназначение и устройство антенны Харченко

Она используется умельцами в основном как телевизионная для приема эфирного вещания в дециметровом диапазоне волн (ДМВ). Но также конструируют различные виды, способные улучшить качество сигнала и увеличить скорость соединения и передачи данных модема или сотовой связи при большой удаленности от вышки. Поскольку телевидение перешло на цифровое вещание, обозначаемое стандартом DVB-T2, эту антенну стали модифицировать таким образом, чтобы можно было принимать цифровые пакеты каналов в дециметровом диапазоне.

Активные вибраторы состоят из 8 замкнутых одинаковых проводников, которые образуют два квадрата или 2 ромбовидные ячейки. Они выполнены симметрично и сделаны из толстого провода, изготовленного из токопроводящего материала, например меди или алюминия. Периметр каждого ромба равен длине волны, на которую настраивается прием, они соединяются за счет незамкнутых углов между собой. В этом месте подсоединяется телевизионный кабель с сопротивлением 50 или 75 Ом.

Для усиления сигнала сзади может быть смонтирован рефлектор в виде сплошного экрана или решетки из материала, проводящего ток. Когда принимающая антенна находится на большом расстоянии от источника трансляции, мощность излучения ослабевает. В таком случае в конструкцию антенны добавляется усилитель.

Принцип работы

Электромагнитная волна синусоидальной формы распространяется в пространстве в двух плоскостях: горизонтальной и вертикальной. Их называют сигналами с горизонтальной и вертикальной поляризацией. Приемную антенну необходимо ориентировать в зависимости от типа поляризации. Для поляризации горизонтального типа биквадраты должны быть расположены в виде восьмерки, для вертикальной — образовывать собой знак бесконечности.

Правильная ориентация в пространстве позволяет добиться оптимального качества приема. Электромагнитные сигналы направляются от излучателей передатчика к антенне телевизора с высокой частотой. Когда электромагнитная волна проходит через поверхность вибраторов, в ней появляется напряжение, которое приложено к точкам питания. Под его воздействием на металлических элементах антенны возникают токи, которые формируют электромагнитное поле. Оно усиливается и направляется в телевизор, где преобразовывается в изображение и звук.

Расчет характеристик

Рассчитать длину вибраторов можно онлайн: в интернете можно найти не один специализированный калькулятор, способный вычислить конечные величины с большой точностью. Однако посчитать необходимые характеристики можно и по формулам, которые приведены ниже.

Размер элементов рассчитывается исходя из частотного диапазона, в котором она будет работать. Для начала потребуется выяснить частоту электромагнитного излучения, на которой ведется трансляция интересующего канала по цифровому эфирному телевидению (ЦЭТВ). Ее можно узнать в интернете. Там же указан и вид поляризации волны. Эта информация нужна для того, чтобы знать, в какой плоскости расположить собранную конструкцию.

Главный параметр, который влияет на качество сигнала, принимаемого антенной, — длина электромагнитного излучения. Она обозначается как лямбда (λ) и рассчитывается с помощью частоты вещания (F) по формуле: λ=300/F. Размер каждого проводника ромбовидной ячейки равняется четверти длины волны — λ/4.

Если антенна Харченко выполняется с рефлектором, то расстояние между ними составляет величину, равную λ/7. Также площадь металлической пластины, выбранной в качестве экрана, должна быть больше примерно на 20%, чем площадь биквадратов. Рассчитать площадь отражателя можно по формуле: (2×a²)×1,2, где а — длина стороны каждого проводника.

Расчет параметров для модема и телефона аналогичен тому, что приведен для цифрового телевидения.

Материалы и элементы для сборки

Чтобы собрать антенну Харченко с рефлектором понадобятся:

• моток проволоки из токопроводящего материала, диаметр проволоки около 2,5-3 мм;
• отрезок коаксиального кабеля с волновым сопротивлением на 50 или 75 Ом;
• штекер для подключения антенны;
• металлическая пластина;
• CD или DVD-диск;
• пластины или кронштейны для крепления;
• крышка от пластиковой бутылки;
• изоляционная лента;
• клей;
• пассатижи;
• паяльник.

Пошаговая инструкция по сборке антенны своими руками

Для изготовления предпочтительней использовать провод или проволоку, выполненные из меди, поскольку этот материал прочнее алюминия, лучше подходит для пайки и хорошо гнется. Для удобства можно набросать на бумаге схематический чертеж, соответствующий по размеру готовой антенне, чтобы в процессе сгибания проволоки сверять длину сторон для соблюдения симметрии. В качестве отражающего экрана применяется CD или DVD-диск, поскольку величина готовых вибраторов будет достаточно маленькой для того, чтобы не выходить за края диска.

Для модема

Алгоритм сборки:

1. С помощью пассатижей из проволоки выгибается зигзагообразная фигура в виде 2 ромбов. Величина внутренних углов может быть 90° или 120°. Длина каждой из сторон рассчитывается по формуле, приведенной выше. В месте, где один квадрат переходит в другой, нужно оставить небольшое расстояние между вершинами прилежащих друг к другу углов.
2. Пайкой замыкаются свободные концы проволоки и биквадраты соединяются в монолитную конструкцию. Перед этим необходимо убедиться, что заготовка имеет ровную, выполненную без искривлений плоскость.
3. Внешняя изоляция отрезка коаксиального кабеля зачищается, достаются центральная жила, защищенная диэлектриком, и экран в виде оплетки, которую для удобства пайки скручивают. Жилу и оплетку нужно облудить и припаять к углам ромбовидных ячеек, между которыми оставили небольшой зазор. К одному из углов припаивается центральная жила, ко второму — оплетка.
4. Чтобы согласовать волновое сопротивление, коаксиальный кабель укладывается на одну или две стороны квадрата и фиксируется на ней изолентой.
5. В крышке от бутылки проделывается отверстие, через которое протягивается кабель. Для надежной фиксации собранный контур можно закрепить с помощью клея.
6. Через отверстие в диске проводится коаксиальный кабель, для надежной фиксации клеем крышка крепится к поверхности диска. В этом варианте конструкции между рефлектором и вибраторами нет электрического контакта.

Для цифрового ТВ

Способом, описанным ниже, можно собрать антенну, работающую на один мультиплекс. Он представляет собой объединение в единый цифровой пакет нескольких телевизионных каналов.

Порядок действий:

1. Сборка биквадратов для приема сигнала цифрового ТВ осуществляется по той же схеме, что и для модема, повторяя первые 4 шага инструкции.
2. В качестве рефлектора в данной конфигурации используется металлическая пластина, в центре нее делается отверстие, через которое будет заходить коаксиальный кабель.
3. Для соединения собранного контура с экраном их располагают на рассчитанном заранее расстоянии друг от друга так, чтобы вибраторы помещались внутри плоскости рефлектора. С помощью кронштейнов или пластин биквадраты крепятся с 2 сторон к металлической пластине. Если крепежные элементы выполнены из металла, то в таком случае между составными частями антенны будет возникать электрический контакт.
4. Второй конец коаксиального кабеля зачищается, оплетка экрана скручивается и обрезается так, чтобы она была короче границы изоляции центральной жилы во избежание замыкания между ними. К этому отрезку кабеля припаивается штекер для подключения следующим образом: центральный контакт штекера припоем соединяют с луженой центральной жилой, оплетка скручивается, лудится и припаивается к контакту заземления штекера.

Для телефона

Первые 3 этапа сборки антенны для телефона повторяют последовательность действий при изготовлении таковой для модема. Но поскольку конструкция получается миниатюрной, в этом варианте исполнения не будет монтироваться рефлектор.

Установка и подключение

Схемы подключения готовой антенны отличаются и зависят от того, к какому устройству она присоединяется.

Подключить готовую конструкцию к модему можно 2 способами в зависимости от того, есть ли у него разъем под внешнюю антенну. Задача упрощается, если таковой имеется. В этом случае необходимо подобрать штекер, подходящий под тип разъема у модема, и припаять его к свободному концу коаксиального кабеля способом, который описан в 4 пункте инструкции по сборке антенны для цифрового ТВ. После этого остается только подключить штекер к встроенному в модем разъему.

Задача усложняется, но ненамного, если у модема нет разъема. Для начала прибор нужно разобрать, чтобы добраться до печатной платы. На ней будет контакт или дорожка, выполняющие функцию антенны, к которой нужно припаять центральную жилу кабеля. Оплетка припаивается к корпусу модема или к его заземлению. Для максимально возможного увеличения скорости соединения конструкция должна быть повернута так, чтобы она смотрела на вышку. Остается только подключить модем к ноутбуку и проверить уровень приема сигнала.

Установка и подключение к цифровому ТВ реализуется с учетом поляризации волны телевизионного вещания. Если принимаемый сигнал горизонтально поляризован, конструкцию следует развернуть так, чтобы вибраторы были расположены вертикально, т. е. один над другим. Если же поляризация вертикальная, биквадраты размещают горизонтально в виде знака бесконечности. Конструкцию направляют в сторону телевизионной вышки. Антенну посредством штекера подключают к ресиверу (приемнику).

Чтобы подключить «двойной квадрат» к сотовому телефону, нужно снять крышку у аппарата и найти гнездо-разъем для внешней антенны. Соединение лучше осуществлять через адаптер или антенный переходник, на одной стороне которого разъем для подключения к гнезду телефона, а на другой — стандартный высокочастотный разъем. К нему подключается штекер собранной антенны.

Настройка антенны

«Двойной квадрат» прост в эксплуатации и не требует специальной настройки. В случае с модемом и сотовым телефоном конструкцию нужно направить в сторону вышки и покрутить, чтобы поймать устойчивый сигнал.

Чтобы настроить антенну для телевизора, нужно включить его вместе с ресивером. В меню приставки выбирается автоматические поиск и настройка каналов. Через несколько минут можно оценить качество телевещания. Если изображение и звук транслируются с помехами, стоит покрутить конструкцию в разные стороны, найти оптимальное расположение, и зафиксировать ее. При большой отдаленности приемника от источника трансляции увеличить мощность принимаемой электромагнитной волны можно антенным усилителем.

Достоинства антенны

Преимуществом антенны Харченко является то, что для сборки не требуется специфических материалов и инструментов, все необходимое можно найти у себя дома. Конструкция относительно компактна и проста в изготовлении. К тому же антенна обладает хорошими показателями широкополосности и усиления, а замкнутые петли-вибраторы обеспечивают помехоустойчивость в черте города.

Отличия антенны Харченко от Туркина

Н. Туркиным была предложена конструкция, которая работает по принципу волнового канала. Внешне она представляет собой 6 колец разного диаметра: от меньшего к большему, закрепленные на горизонтальной рейке, которая выполнена из диэлектрического материала. Этот вариант исполнения обладает большим, чем у антенны Харченко, коэффициентом усиления и способен работать на большом удалении от источника сигнала.

Такой многоэлементный механизм требует точного расчета диаметра колец и расстояния между ними, тщательного соблюдения этих размеров при сборке, что является непростой задачей. Также обязательным условием является точное направление конструкции на передающую вышку. Небольшие неточности при расчете и сборке конструкции, предложенной Харченко, незначительно влияют на параметры готовой антенны.

Используемые источники:

• https://electric-220.ru/news/antenna_kharchenko/2017-10-06-1368
• https://prodigtv.ru/efirnoe/antenna/harchenko
• https://prosmartv.ru/receiving/antenna-harchenko-dlya-tsifrovogo-tv.html
• https://cleverdiy.ru/kak-sdelat-antennu-harchenko-svoimi-rukami