Простая самодельная антенна для приёма эфирного цифрового телевидения.

Фото 1. Петлевая антенна.

 Это самая обычная рамочная петлевая, самодельная антенна действительно похожа на цифру, на начало отсчёта. Да – это ноль, и эта величина оправдывает своё название, так как именно такое она имеет усиление, выраженное в децибелах. Однако, когда вы её сделаете, то убедитесь, что число ноль в децибелах – это единица в разах, первая величина, которая даст фору всем ранее купленным антеннам.

«Цифровой» данная антенна называется ещё и потому, что настроена только на диапазон,  в котором ведётся это вещание, а значит она узкополосная, и в этом её преимущество, она работает как селективный фильтр, обеспечивая помехозащищенность приёмнику, а в городских условиях, то есть в условиях сильных помех такой симбиоз необходим.

 

Фото 2. Антенна-подставка.

 Длина окружности равна длине волны. По классификации это - рамочная петлевая антенна,  рамочной же она будет называться, если  длина  геометрических фигур (круг, квадрат, прямоугольник и т. д.), в виде которых она может быть представлена, меньше или равна четвертой части длины волны. Впервые об этой рамочной петлевой антенне, установленной на миссионерской радиостанции в горах Эквадора, узнали в 1942 году, благодаря радиолюбителю W9L2X.

                                                            

                                             Конструкция антенны.

 Потребуется коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом и штекер. Кабель лучше выбрать большего диаметра и дополнительно в его экранирующей оплётке должна быть заложена фольга.  Вместо подставки антенну можно положить в пластмассовую или картонную коробку или использовать крышку как подставку.  Соединение с ресивером  более 1,5 метра делать не стоит, на этой частоте большие потери.  Длина рамки, сделанной из того же материала,  что и кабель, определяется исходя из частоты цифрового вещания. Эту частоту для своего региона необходимо узнать. В Москве цифровое вещание пока идёт на двух частотах: 498  и 546 МГц. Я выбрал среднюю частоту и определил длину волны, именно такой длины (в метрах) получится рамка.

L рамки (м) = 300 / f (МГц), где f – среднее значение частотного диапазона цифрового вещания.

 В моём случае средняя частота составляет 522 МГц. В этом случае длина рамки или окружности будет равна 0,57 м.

Центральная жила кабеля для рамки не используется. Разделанный соединительный кабель центральным проводом и оплёткой посредством скрутки соединяется с концами внешней оплёткой рамки и для надёжности пропаивается.  Алюминиевая фольга в скрутке не участвует.

Фото 3. Монтаж антенны.

 Саму антенну необходимо расположить на диэлектрическом (дерево, пластмасса) основании и по возможности подальше от ресивера, так как не все приёмники имеют хорошую экранировку, и способны через антенну затыкаться (терять свою чувствительность) своим же излучением.

Так же необходимо убедиться в отсутствии питания на антенном входе ресивера, поскольку рамка короткозамкнутая.

 Мне удалось, пользуясь моментом, когда запущенный ещё в декабре второй цифровой пакет имел мощность в 10 раз меньше первого, практически изучить ряд простых  антенн, как самодельных, так и покупных и сравнить их, чтобы прийти к определённым выводам.  Кастинг выиграла именно эта «нулевая» антенна, благодаря простоте конструкции и затраченных материалов.  

Её параметры.

Диапазон 480 – 590 МГц. Он ограничен значением КБВ = 0,5 (КСВ = 2). Максимальное согласование, а значит и максимальное КБВ (минимальное КСВ = 1) в центре.

 Но отрицательный результат, тоже результат, и я приведу несколько образцов антенн, как покупных, так и самодельных, которые не прошли конкурс.

Фото 4. Самодельный неразрезной вибратор.

Самодельный неразрезной вибратор не прошёл конкурс по трудозатратам. В принципе получилась неплохая антенна, но единственный недостаток – это наличие конденсатора согласования с емкостью 2,7 пФ.  Любое согласующее звено вносит потери. Конструктивно конденсатор пришлось сделать из полоски двухстороннего стеклотекстолита, припаяв одну его сторону к трубке.  Когда в районе 80-х с башни в Останкино заработал первый  (5-тый) дециметровый канал, то аналогичные антенны вырезались на печатной плате стеклотекстолита с использованием подстроечного конденсатора  для согласования.

 Разрезной вибратор  из медных трубочек тоже требовал согласования.

 Антенна из пивных баночек, изображающих тот же вибратор,  требовала согласования.

Фото 5. Покупные усики.

  На покупные усики, в месте проведения конкурса, второй цифровой пакет не принимался.

 Медная проволочка диаметром 1 мм, равная 1 \ 4 длины волны помалкивала на 2-х цифровых каналах, это даже заметил экран, впервые выдав надпись «нет сигнала». Аналогично вели себя гвоздики и пинцеты.

Фото 6. Их приёмник не воспринимал.

 Конкурс проходил в 15 км от телевизионной башни, на первом этаже, в отсутствии прямой видимости (плотная застройка), в 3,5 метра от ближайшего окна.   Телевизионные сигналы переваривал приёмник HD DVB-T2 GL100 фирмы GLOBO.

 Теперь у меня есть образец  для сравнения, та самая рамка, от которой я начну отсчёт в изготовлении самодельной направленной  антенны для дальнего приёма телевидения. Это первый виток  однозаходной 10-витковой спиральной антенны, которую я планирую сделать для дачи, и если верить расчётам, то такая антенна будет иметь усиление более 10 дБ.

 Однако подвешенный на высоком шесте «самогонный аппарат» длиной в 1 метр, нечто похожее, на то, что было в зубах у Барбоса в кинокомедии Леонида Гайдая «Самогонщики» никому не суждено будет увидеть, поскольку я имею возможность расположить устройство под прозрачной для радиоволн крышей.

«Ещё одно преимущество мягкой кровли».  

 Антенну можно будет скомплектовать покупной платой антенного усилителя или сделать «Самодельный диапазонный антенный усилитель УКВ диапазона» или модернизировать покупной.

 «Крепитесь люди, скоро лето».

Работы на лето - невпроворот!!!

Самодельная спиральная антенна для приёма эфирного цифрового телевидения. Дополнено летом.

Дополнено несколько дней спустя.

Возможно, здесь есть связь с открытием Олимпийских игр в Сочи.

Фото 7. Антенна из двух петлевых рамок.

 Параметры антенны можно улучшить, если применить ещё одно кольцо и соединить коаксиальным кабелем

  (L кабеля = L кольца / 4, в нашем случае величиной 0,14 м). На этом же расстоянии выставить сами кольца в одну линии, параллельно друг другу. Новым пристроенным кольцом направить в сторону телецентра. Я назвал эту антенну направленной петлевой рамочной фазированной.
 В литературе можно встретить  другие названия подобных антенн: волновые рамочные антенны с активным рефлектором, волновые направленные антенны «сплошного» питания.  Справочное пособие «Антенны. Том 1». Издание 11, переработанное.  Антенны КВ диапазона. Глава 15.4. Волновые рамки с рефлектором. Автор Карл Ротхаммель.

 Нечто подобное я уже творил в «Самодельных конструкциях антенн для УКВ диапазона. Часть 2».  По затратам эта антенна получилась намного проще, чем из разрезных вибраторов.

Фото 8 . Распайка двух рамочных антенн.

  У такой антенны реальный коэффициент усиления возрос до 5 дБ (в теории будет все 6 дБ), диаграмма направленности стала острой, несколько сузился диапазон согласования (490 - 550 МГц), причём на центральной частоте КБВ практически равен 1. Вообще неплохо получилось. Через железобетонную стену торца дома и прилегающий угол соседнего дома, с первого этажа антенна хорошо видит телецентр, находящийся в 15 км прямой видимости. Короче комнатная антенна, даже на окно не надо ставить.  Думаю это ещё не предел, здесь главное вовремя остановиться, а то уже получается эмблема Олимпийских игр.

  Напомню, что конструкция из двух колец (рамок, вибраторов) представляет вариант фазированной антенны. В теории, а теперь я могу сказать практически, её коэффициент усиления на 1 дБ больше, чем у антенны типа волновой канал с таким же количеством элементов, где второе кольцо служит рефлектором.

 

 Рис. 1. Чёрный график – фазированная антенна из двух колец. Красный график – одно кольцо.

Длина колец 57 см, расстояние между кольцами 14 см. Антенны сделаны из жёсткого коаксиального кабеля.       

 На графике представлены значения КСВ (коэффициент стоячей волны) антенн в зависимости от частоты. Зелёный фон – оптимальный коэффициент согласования. Чем меньше значения КСВ, тем лучше антенна согласована. Измерения проводились с помощью высокочастотного генератора и самодельного КСВ-метра.

  Аналогичный вариант двухэлементной антенны можно сделать с использованием сетевого силового провода с диаметром от 2 мм и более. В этом случае отрезок коаксиального кабеля равный расстоянию между рамками я тоже сделал из проводов, изобразив нечто подобное двухпроводной линии с сосредоточенными постоянными. Вроде неплохо получилось. Параметры антенны не изменились. Я сделал, таким образом, два образца и сравнил их показания на приборе.  Очень хорошая повторяемость. Рамки первоначально сделал в виде прямоугольников со сторонами 11, 5 и 16 см, но внешне антенна не понравилась, и я дополнительно добавил рёбра, немного согнув середины сторон, получилось похоже на соты. Это придало устойчивость антенне и своеобразие формы. В конструкции использовался медный провод  в изоляции с диаметром проводника 2 мм. Длина проводов  55 см и 82,4 см. В этом варианте также используется 50-омный коаксиальный кабель длиной 1 метр. В месте соединения рамок применил кольцеобразную скрутку с последующей пайкой.

 Судя по последним комментариям, проволочная антенна вызвала интерес благодаря простоте конструкции и неплохим характеристикам. Поэтому я решил дополнить сборку антенны фотографиями, облегчающими процесс изготовления.

1001

1000

1010

1100

1110

0110

1111

0111

 На фото 7  представлен только макет антенны, который в дальнейшем можно задекорировать под детскую игрушку.

Фото 9.

Фото 9. Рабочий диапазон от 480 МГц до 1000 МГц. Длина кабеля составляет 5,5 метров. Используется металлопластиковая алюминиевая трубка с внешним диаметром 16 мм. Само кольцо (длиной 55 см.) снабжено дополнительным отрезком равным 4-й части длины волны (14 см), который служит для снижения высокочастотных токов по внешней оплётке кабеля, обеспечивая лучшее с ним согласование. Коаксиальный кабель выходит через отверстие в трубке. Лужёная оплётка кабеля с помощью хомута крепится к зачищенной от пластика поверхности трубки, а центральный вывод обеспечивает контакт с поверхностью кольца с помощью винта, шайб и гайки. Благодаря длинному кабелю антенну можно установить в комнате с железобетонными стенами, плохо пропускающими радиоволны, на подоконнике или вынести на лоджию, что заметно улучшает качество и уровень приёма. 

 

Фото 10

Фото 11.

                              Коллекция самодельных антенн.

Фото 12.

Фото 13.