Самодельная турникетная антенна для эфирного цифрового телевидения.

 Решил я посмотреть, как цифровое телевидение в машине будет работать. Запитал цифровую приставку DVB-T2 от телефонной зарядки, монитор от прикуривателя. Антенну, в виде клубка проводов, положил на  полку, что за задними сидениями автомобиля. Включил зажигание в металлическом гараже с открытыми дверями. Есть приём!!! Проехал между 12-и этажными домами  к подъезду – всё работает. Поехали на дачу.  Жена стала досматривать детектив. Проехали почти весь город. Через час приём закончился, правда, проехали всего 4 километра (прямая видимость от Останкино 15 км). В сводках «Пробки на дорогах» никогда не услышите «Шоссе Энтузиастов. Балашиха». Об этом стыдно говорить, и так всё ясно. Это место просто создано для просмотра телевизора в машине. Ну, что же, надо продолжить тему.

                  Теперь подробнее.

 Использовался не специальный автомобильный цифровой тюнер DVB-T2, а самая обычная приёмная приставка DENN-103, кстати, работала она только из-за того, что скорость автомобиля равнялась пешеходу. Конечно для быстрой езды и просмотра телепередач (речь, конечно, идёт о пассажирах) необходим приёмный тюнер  с коррекцией запаздывания частот, но меня больше интересовала работа самодельной антенны.

 Я так понимал, что телевизионная антенна для автомобиля должна быть всенаправленная  и из классических конструкций для этой цели наиболее подходит турникетная антенна. Внешне она и вправду напоминает турникет. Это два вибратора, расположенные перпендикулярно друг другу. Каждый вибратор в горизонтальной плоскости имеет диаграмму направленности в виде восьмёрки и если совместить две восьмёрки в одной плоскости перпендикулярно, то практически получается окружность. Так как антенна не имеет направленных свойств, то, следовательно, она не имеет усиления. Но всё же есть преимущество по сравнению со штыревой антенной, кстати, тоже всенаправленной. По крайней мере, в тракте передачи-приёма не будет теряться усиление за счёт несовпадения поляризаций приёмной и передающей антеннами, которое в зависимости от условий распространения радиоволн может составлять от 6 до 16 дБ. Впрочем, в дальнейшем поднять усиление антенны можно, если пристроить к ней вторым этажом аналогичную конструкцию.

Рис. 1.  Справочник радиолюбителя конструктора под редакцией Р. М. Малинина. 1973.

Фото 1.

 Когда мой первый опыт с клубком проводов закончился, я решил сделать турникетную антенну по всем правилам, используя справочный материал. Однако сделанная по всем правилам антенна отлично проявила себя в городской квартире,  как комнатная.  Но самое интересное это то, что все самодельные конструкции продолжали брать эфирный цифровой сигнал на даче в качестве мансардных антенн в 80-и километрах от телебашни. Причём при приёме аналогового сигнала они сильнее засыпали снегом экран по сравнению с направленными антеннами, которые имеют усиление, и практически ничем по уровню сигнала не отличаются от направленных антенн при приёме цифрового сигнала.

Фото 2.  Высокие дома работают как ретрансляторы, направляя сигнал в "мёртвые" зоны.

 И ещё интересную особенность я заметил в автомобиле у всенаправленной антенны в черте города. Чем хуже условия для распространения радиоволн, например, наличие высоких  домов со всех сторон, тем приём лучше потому, что от строений из железобетонных блоков шёл отражённый сигнал, и их железная сеточная арматура  работала как пассивный ретранслятор. Но стоило только выехать из города – приём заканчивался, так как очень близко расположена была антенна к уровню  земли, которая поглощает радиоволны и к тому же она находилась в экранированном пространстве автомобиля, который служил преградой для них.

Фото 3.  Антенна "Корона".

 В принципе я не собирался смотреть телевизор в машине и даже не мог представить свой автомобиль с дополнительной антенной на крыше, почему и оставил самоделку внутри салона, а не выставил напоказ.  Я даже представить не могу покупную всенаправленную антенну «корону» на крыше своей легковушки. Нет, другое дело дальнобойщики, на их высоких крышах чего угодно разместится. Да и эту самодельную антенну сделал ради любопытства. А что, вдруг «штурману», то есть жене понравится, ведь был такой случай – сериал все никак не кончался, а ехать надо было. В любом случае такая антенна может пригодиться как комнатная или мансардная, а то и просто как подарочная, чтобы избавить себя или других от протяжки дополнительного коаксиального кабеля в спальню или на кухню. На первом этаже, в городской квартире, в 15 км от Останкино она работает не хуже покупной дециметровой логопериодической антенны «Дельта» с честно заявленным усилением не менее 4 дБ, а по уровню сигнала ничем не отличается от неё. Вся разница лишь в том, что вращая самоделку, уровень меняется в пределах 4%, а у «Дельты» в пределах 15% (по уровню сигнала внутри помещения антенна «Дельта» лучше реагирует на отражённый от стены сигнал). Я подключал самоделку в городе к телевизорам в двух разных комнатах, а сама 

антенна находилась в 3-х, 4-х метров от окна, и приём был с 45 – 50 % уровнем и 100 % качеством.

Фото 4.Турникетная антенна и "Дельта" в городской квартире мало отличаются по уровню сигнала.

                                        Конструкция антенны.

Фото 5.

Фото 6.

 Это два вибратора из проволоки, расположенные перпендикулярно друг другу. Под рукой был провод для электропроводки толщиной 2 мм. Желательно конечно иметь более толстый провод, чтобы расширить рабочий диапазон антенны.  Я снял изоляцию с проводов и скрутил их вместе, используя дрель, для увеличения жёсткости конструкции и расширения диапазона антенны. Несмотря на то, что сама скрутка укоротилась, резонанс антенны резко ушёл вниз, и мне пришлось дополнительно укоротить скрутку на 1 см. А с другой стороны антенна получилась меньше по габаритам и это даёт возможность в дальнейшем усовершенствовать её, наращивая конструктивно её зеркальное отражение. В антенне присутствуют симметрирующие трансформаторы (3, 4) в виде буквы U, что обеспечивают необходимое согласование с фидером. Трансформаторы выполнены из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом и равны половине длины волны. Полученную величину длины U-колена необходимо уменьшить на коэффициент укорочения К (указан в характеристике коаксиального кабеля, его значение в пределах 1,4 – 1,51). Один из вибраторов подсоединён к другому через 75-Омный отрезок коаксиальной кабеля равного ¼ длины волны и меньше на величину коэффициента укорочения. Дополнительное согласующее звено (5) – выполненное из кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом я не использовал.

 Приведу расчёт длины U-колена и четверть волнового отрезка коаксиального кабеля.

Исходные данные – частоты 3-х мультиплексных пакетов: 498, 546, 578 МГц.

Нахожу среднюю частоту –   F = (Fmax + Fmin) / 2 = (498 + 578) / 2 = 538 МГц

 Определяю длину волны –   Lv  = Vскорость света / F = 300 / 538 = 0,56 м = 560 мм

Длина U-колена – Lu = Lv / 2 = 560 / 2 = 280  мм

Длина U-колена с учётом коэффициенту укорочения коаксиального кабеля

Luk = Lu / К = 280 / 1,51 = 185,4 мм.

 Соответственно четвертьволновые отрезки коаксиального кабеля для выбранной частоты равны

 Luk /2 = 185,4 / 2 = 92,7 мм.

 Исходя из того, что антенна имеет несколько частотно зависимых элементов, не следует ожидать от неё широкого рабочего диапазона. На практике её рабочий диапазон, в котором КСВ в пределах 2 составил 450 – 600 МГц.

Фото 7. Мой первый клубок проводов оказался работоспособной антенной.
Я соединил два витка провода параллельно, а металлическая крышка служила противовесом.

 Можно расширить диапазон частот, применяя супертурникетную антенну, но это уже будет другая история.