Самодельная антенна «Харченко» из металлопласта для эфирного цифрового телевидения.

Фото 1.

 Опять мой выход.  Я должен занять заказчиков технической частью проекта, пока менеджер разговаривает по телефону.

 - Лучшая альтернатива антенны «волновой канал, для ваших условий эксплуатации – это антенна «Харченко». Не смотрите, что она такая простая, на самом деле это две антенны в одном флаконе, простите в рефлекторе и это даёт выигрыш в целых три децибела. Прочная, надёжная, малогабаритная, не убиваемая конструкция удобная в работе. Не слишком острая диаграмма направленности обеспечивает хорошую проходимость радиоволн по пересечённой местности даже в плохую погоду, отсюда мобильность антенны, которая не требует высокого подъёма от земли, что позволяет быстро привести аппаратуру в действие в полевых условиях. Широкий рабочий диапазон антенны делает её универсальной. Предпочтение надо отдать горизонтальной поляризации, так как для лесного массива получится меньше потерь в прохождении радиоволн. (Нет, зря я про поляризацию начал, сейчас наверно и сам усну).

На фото 1 две антенны «Харченко» российского производства. Большая антенна узкополосная - на диапазон 433 МГц. Верхняя антенна широкополосная - на диапазон 900 – 1800 МГц.

Фото 2. Двухэтажный круг.

 Я тут для дачи аналогичную антенну смастерил из металлопласта, так в непогоду только до меня цифровое телевидение доходит, а сама антенна под прозрачной для радиоволн крышей из мягкой кровли стоит, чтобы не сглазили и вопросов лишних не задавали. Три мультиплексных пакета, два спортивных канала, два мультяшных, чтобы отдышаться от внуков и всё это в отличном качестве, никому об этом не рассказываю, а то в дождь придут ко мне футбол досматривать, где я всех рассажу.

Всё. Менеджер освободился. Дальше он продолжит, а я пока развернусь к широкой аудитории.

 А началось всё с того, что я собрал самодельную трансформируемую антенну «волновой канал». Было просто интересно узнать, как на предельных расстояниях приёма её элементы влияют на качество сигнала в дециметровом диапазоне. В принципе антенна меня устроила, но как недостаток проявила себя узкополосной, отлично принимая плотно расположенные по частоте цифровые пакеты моего региона, причём уровень цифрового приёма чуть возрастал при отсутствии элементов-директоров. Вот тогда у меня и появилось желание сделать несложную универсальную антенну на весь дециметровый диапазон телевизионного вещания, так как в него уже перенесены в цифровом формате все телеканалы, занимающие метровый диапазон волн.

Рис.1. Двухэтажная антенне
"волновой канал".

Рис. 2. Всё упростил.

Я начал уже было собирать двухэтажную антенну «волновой канал» (рис. 1) на два диапазона, но упростив всё до неузнаваемости,    (рис. 2) пришел, таким образом, к антенне «Харченко». Другое популярное название - это двухэтажный двойной квадрат или двойной зигзаг. Из металлопластиковой трубки (сокращенно металлопласта) антенна, которую я собрал, больше похожа на двухэтажный двойной круг или пару восьмёрок. Что ни говори, но из гибких алюминиевых трубок диаметром 16 мм, обтянутых пластиком лучше получаются круги, чем квадраты, да и для радиоволн эта геометрическая фигура самая оптимальная.

 Лучше запомнить цифру 8, именно такое положение антенны обладает горизонтальной поляризацией, то есть совпадает с поляризацией антенн телевизионных передатчиков. Опять же - эта цифра и есть её усиление, выраженное в децибелах.

                               Конструкция антенны.

                                       Подарок бабуле на праздник 8 МАРТА.

     Металлопластиковая трубка длиной 2 метра, диаметром 16мм.

Фото 3. Кольца из металлопластиковой трубки. Для удобства лучше намотать 4-х витковую спираль на рправке, а затем отделить каждый виток.

 Металлопластиковую трубку длиной 2 метра (отрезать металлопласт при продаже будут кратными метрами) я разделил на четыре части, каждая по 0,5 метра, и согнул из отрезков окружности. Таким образом, каждая окружность имеет длину примерно равную длине волны. Концы каждой трубки сплющил, и зачистил края от пластика, проделав в них отверстия для совместного крепления.

                              Коаксиальный кабель RG59/U или РК 75- 3,7-35 м длиной 7 метров.

Фото 4. Коаксиальный кабель снижения проходит внутри половины кольца.

 Расстояние взято для удобного расположения антенны на чердаке, под прозрачной для радиоволн крышей из мягкой кровли. Минимальная длина кабеля может быть 1 – 1,5 метра, в случае  расположения антенны у телевизора. Чтобы уменьшить обратное прохождение высокочастотных токов по оплётке коаксиального кабеля, пропустил его через отверстие в трубке в точке нулевого потенциала. Нулевые потенциалы это верх и низ восьмёрки, их используют для крепления питающей петли к рефлектору. Для выполнения наружной антенны точки нулевого потенциала должны иметь электрический контакт с рефлектором, который впоследствии заземляют для защиты от молнии.

                                                                   Рефлектор.

Фото 5. Рефлектор. Два колца рефлектора я скрепляю алюминиевой пластинкой, зачистив от пластика места соединения.

 Сам же рефлектор необязательно делать в виде окружностей, как сделал я, преследуя цель уменьшения парусности, то есть уменьшения раскачки шеста от ветра в случае использования выносной конструкции.  Его можно сделать из металлической сетки, листа металла, а если антенна используется в помещении, то из фольги, наклеенной на пластик или картон. Зачищенные от пластика края колец рефлектора, я скрепил алюминиевой пластинкой.

                                                                 Петлевой вибратор.

Фото 6. Два активных кольца скрепляю платой двустороннего стеклотекстолита с разрезом проводящего слоя.

Фото 7. На стеклотекстолитовую площадку распаиваю коаксиальный кабель снижения, который проходит в нутри половины кольца.

 Рис. 3.   1. Монтажная плата из двухстороннего стеклотекстолита толщиной 1 – 1,5 мм, обеспечивает жёсткость конструкции и служит для распайки коаксиального кабеля. Поверхность печатной платы покрыл тонким слоем припоя.   2. Два отверстия диаметром  3-5 мм для винтов с гайками.  3. Медной фольгой соединяю печать с двух сторон и пропаиваю.  4,5. Прорезь печати со смещением. 6. Места пайки медной фольги.

Петлевой вибратор состоит из двух стянутых кругов металлопласта и имеющих общий электрический контакт. Для распайки кабеля используется контактная площадка из двухстороннего стеклотекстолита толщиной 1 мм. Площадка обеспечивает жёсткость конструкции, а для обеспечения меньшего значения КСВ в рабочем диапазоне частот и лучшего согласования необходимо было уменьшить зазор между кольцами, чтобы таким образом увеличить между ними ёмкость. Пришлось сделать двухсторонний разрез печати шириной 1 мм со смещением.

Рис. 4. Эскиз соединения коаксиального кабеля и петлевых вибраторов.

   1.  Два кольца из металлопласта.  2. Коаксиальный кабель.  3. 4. Отверстие в металлопласте для коаксиального кабеля.  5. Соединение оплётки кабеля.  6. Соединение центрального вывода коаксиального кабеля.  7. Монтажная печатная плата.  8. Разрез на печатной плате.  9. Вид в разрезе.   

 Получилось, что контактная площадка для крепления кабеля, представляет самодельный конденсатор, что обеспечивает лучшее согласование по всему диапазону от 490 до 800 МГц.

Фото 8.  С внутренней стороны кольца (со стороны рефлектора), ровно напротив разреза проделывается отверстие. Через отверстие пропускается коаксиальный кабель, на фото 4 он изображён пунктирной линией, так как проходит внутри кольца и выходит через отверстие, что рядом с разрезом трубки. Кабель, таким образом, проходит внутри трубки около половины длины кольца

Фото 9. Расстояние между восьмёрками фиксируется вставками из гетинакса. Для устойчивости внизу две вставки. Расстояние между центрами отверстий в ставках составляет 13 см, подобрано экспериментально по уровню сигнала ресивера.

 Расстояние между восьмёрками или между петлёй и экраном колеблется в пределах 0,15 – 0,22 от длины волны. Это расстояние можно подобрать в процессе настройки по уровню сигнала ресивера. Расстояние  в фиксирующих планках между центрами окружностей у меня равно 13 см.

Рис. 5. Рабочий диапазон антенны.

Самый интересный момент – это проверить работу антенны и сравнить с уже существующими конструкциями и определить, какая же антенна лучше.

      Так какую же антенну выбрать?

                              Для ответа на вопрос пришлось провести

                                               очередной кастинг.

Фото 10. Соревнование антенн.

 В одно и то же время, в одном и том же месте я по очереди подсоединял антенны с одинаковым количеством элементов и фиксировал уровни сигнала  трёх мультиплексных пакетов, выбрав в каждом по одному каналу, а затем подсчитал среднее значения  для каждой антенны. Антенна «Олимп 2014» и двухэтажный двойной круг отличаются друг от друга по уровню усиления в 0,3 процента, повторю 0,3 процента. Учитывая погрешности измерений, я сравнял результаты и присудил за техничность, первое место обеим антеннам. На последнем месте покупная антенна с усилителем очень похожая на антенну «Харченко» (та, которая в центре на фото 10) сильно себя дискредитировала, поскольку не работала как в городе, так и на предельном расстоянии от него, принимая с зависанием только один мультиплексный пакет.

Фото 11. Первое место.

 По артистичности первое место занимает антенна «Харченко» или двухэтажный двойной круг. Она получилась компактнее, то есть занимает меньше места и её удобно подвесить под прозрачной для радиоволн крышей или прикрепить рефлектором к металлической мачте.