Основные формулы для расчета антенн.
Здесь приведены некоторые формулы наиболее часто применяемые для расчета антенн. Встроенные калькуляторы помогут облегчить радиолюбителям расчеты при различных экспериментах с антеннами. Приведенные формулы взяты из различных источников и систематизированы для разных антенн.
1. Основные формулы для диполя и штыря
2. Формулы для антенны "Двойной квадрат"
3. Формулы для антенны YAGI
4. Y-образная схема согласования антенн YAGI
Длина L трубки схемы
согласования, см
Расстояние А, см
Макс. значение
перем. емкости C, пф
В таблице приведены приблизительные данные для y-образной схемы согласования. Указанные значения пригодны лишь в том случае, когда входное сопротивление антенны лежит в пределах от 15 до 30 Ом и согласование производится с коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50. 70 Ом.
5. Дальность радиосвязи при прямой видимости
Дальность радиосвязи при прямой видимости и нормальной атмосферной рефракции зависит от высоты подвеса антенн и определяется нижеприведенной формулой:
Литература:
1. Bill Orr. Radio Handbook
2. Bill Orr. All about Cubical Quads.
3. К.Ротхаммель. Антенны.
Существует один обязательный элемент для приема цифрового ТВ. Это – антенна [*]. Очень хорошие результаты у давно известной зигзагообразной антенны [**]. Её усиление доходит до 6-7 дБ. Эта антенна достаточно широкополосна. И если рассчитать антенну на среднюю частоту лежащую между двумя мультиплексами [***], то усиление хотя и снизится на каждом мультиплексе, но будет всё равно неплохим даже без применения усилителя.
Узнать ДМВ каналы на которых вещают мультиплексы в вашей местности можно на сайте rtrs.ru. Достаточно кликнуть на карте по вашему населенному пункту.
Выберите в калькуляторе два "ваших" канала и произведите расчет цифровой антенны.
Ваш браузер не поддерживает плавающие фреймы!
Несколько слов о телевизионном кабеле
Желательно использовать качественый кабель. Обычно его цена не менее 20 руб. за 1 метр. Старый советский черный кабель, как показала практика, плохо работает на более высокочастотных каналах. Поэтому лучше сразу использовать новый.
Не забудьте купить кабель на 1 метр больше расчетной длины. Ибо при настройке как раз не хватает этих 1-2 метров. 😉
Методика настройки
Необходимо включить на телевизионном приёмнике функцию показа силы сигнала.
На цифровых приставках обычно это делается двойным нажатием на пульте на кнопку "INFO", или однократным на кнопку "Status".
Меняя местоположение и поворачивая антенну добиваются максимального приема. Желательно, чтобы уровень силы сигнала был не менее 40-50%. Хотя возможен прием при 7-10%.
а также GSM, 3G, 4G и Wi-Fi – антенны своими руками.
Какой же русский не любит халявы? Заслышав это слово, мы сразу активируем чакры Муладхара и радостно наполняемся сакральной энергией Вселенского Космоса.
А на кой хрен нам этот бесплатный каталог в красивом мешочке от производителя женского белья? А шестисотый мерин в обмен на "заполните анкету участника конкурса и укажите свой номер (чтобы мы позвонили Вам и обрадовали победой!)"?
Эти бесхитростные мысли, рано или поздно сработают в голове, но не сразу и не у каждого. Да и речь сегодня пойдёт совсем о другом.
С наступлением эпохи DVB-T2 пришёл в мир посланник Божий и сказал всем ищущим: "Бросайте братья прочь тарелки свои спутниковые поганые, да берите в руки паяльники лудильные. То, что мы с вами пытались когда-то сделать с чайником, теперь можно попробовать замутить с любым другим продуктом!"
А замутим мы на этой странице маленькую комнатную антеннку для приёма пока ещё халявного цифрового телевидения DVB-T2 (от английского Digital Video Broadcasting — Second Generation Terrestrial). Да такую, чтоб под стать некрупному «волновому каналу», широко известному в узких кругах как антенна Яги-Уда.
Начну с хорошего. Антенну Харченко (она же двойной квадрат, она же BiQuad) мы делать не будем!
И не то, чтобы она плохая – вполне достойная антенна, но только излишне габаритная для комнатной, к тому же пережёванная вдоль и поперёк могучими челюстями рукодельного народа.
А для разминки начнём с простейшей, но весьма эффективной ДМВ антенны из коаксиального кабеля, которую несложно сделать своими руками, буквально за пять минут.
 Рис.1 |
Антеннка эта фигурирует в нескольких заслуживающих доверия источниках информации. Была она замечена и в книге "Антенны для радиолюбителей", под авторством И.Григорова, и в книге "Антенны КВ и УКВ" от И.В. Гончаренко, и, наверняка, где-то ещё – тоже должна была засветиться.
Вот что пишет про неё автор первого источника:
«Магнитные антенны часто используют для приёма радиовещательных станций, но их можно использовать и при приёме телевидения.
Магнитную антенну можно выполнить из коаксиального кабеля любой марки. Такая антенна проигрывает по усилению традиционным телевизионным антеннам, но за счёт того, что она реагирует только на магнитную составляющую, обеспечивает гораздо лучшее качество приёма в городских условиях при работе в широком диапазоне частот.
Длина кабеля от антенны к телевизору некритична.»
Здесь надо ненадолго притормозить и обратить внимание на распространённую ошибку, допускаемую желающими поучаствовать в мероприятии по воплощению данной конструкции.
Рис.2
Конструкция обсуждаемой антенны является продуктом преобразования классической магнитной антенны (Рис.2 а)) с разрезом в середине оплётки кабеля в модифицированную – без разреза (Рис.2 b)). Причём, если первая из них требует наличия симметрирующего трансформатора для согласования с несимметричным коаксиальным кабелем, то во второй – подобное согласование не требуется, оно уже заложено в самом конструктиве антенны.
К чему это я клоню?
А к тому, что это две разные антенны, и попытки совместить в их в одну конструкцию (полотно антенны с разрезом в кабеле + согласование путём замыкания центральной жилы на оплётку), приведёт на выходе к суррогатному продукту с соответствующими характеристиками.
Данная петлевая антенна способна работать не только на приём, но и на передачу и прекрасно справится с функцией 3G, 4G или Wi-Fi – антенны, при пересчёте её размеров на соответствующий диапазон.
Простенький калькулятор для расчёта размеров петли из коаксиального кабеля, думаю, ещё никому не помешал.
Далее мы плавно переходим к приёмной ДМВ антенне посложнее. При этом – по дальности приёма она вполне может составить конкуренцию активным комнатным антеннам именитого голландского производителя Funke, который заслуженно считается эталоном в антенностроительной отрасли.
В основе конструкции лежит двойная треугольная антенна, описанная в книге Борийчука Г. И. и Булыча В. И. "Радиолюбителю о телевизионных антеннах", а затем и в журнале Радио №6, 1998 г.(статья "Антенна – за час работы", под авторством В. Михайлова, с подробным описанием этой конструкции для приёма ДМВ каналов).
Рис.3
Эта антенна хороша тем, что при значительно меньших габаритах она обеспечивает практически такое же усиления, как и антенна Харченко – около 5 дБ без рефлектора.
Давайте обратимся к выдержкам из статьи В. Михайлова.
«Антенна позволяет принимать телевизионные программы в ДМВ диапазоне с весьма неплохим качеством, даже вне прямой видимости передающей антенны.
Предлагаемую двойную треугольную конструкцию антенны можно изготовить довольно быстро. Основными материалами служат листы гофрированного картона от упаковочных коробок, бытовая алюминиевая фольга подходящих размеров, а также коаксиальный кабель с полиэтиленовой изоляцией (только не фторопластовой) и волновым сопротивлением 75 Ом.
Изготовление антенны начинают с нанесения контуров ее полотна на листы фольги и картона по Рис.3. Острые углы по краям допустимо немного обрезать. Затем, аккуратно вырезав полотно антенны из листа фольги, наносят клей на водной основе (например, "Бустилат", "ПВА" и др.) на полотно и картон. Совместив с нанесенным контуром, приклеивают их друг к другу. Очищают полотно от попавшего на него клея, особенно в местах прокладки кабеля и электрических соединений.
Пока клей сохнет, формуют кабель в соответствии со схемой прокладки, показанной на Рис.3. Далее оголяют оплетку и центральный проводник кабеля в местах электрических соединений с полотном антенны и, следя за тем, чтобы клей не попал на них, приклеивают кабель к полотну антенны (а если это необходимо — то и к картону) клеем "88", "Момент", "Контактол".
После того как кабель приклеился, предварительно обернув его оплетку и центральный проводник полосками фольги для надежного контактирования, соединяют их с полотном антенны пришиванием (по три стежка на каждое соединение). При этом, чтобы нитка не перерезала картон, с обратной стороны приклеивают прокладки из дерева или пластмассы. Концы ниток также фиксируют клеем. Подставку под антенну можно склеить из картона.
Антенна имеет коэффициент перекрытия указанного интервала около 1,45 при КБВ>0,48 и коэффициенте усиления около 5 дБ. При дальнейшем повышении частоты принимаемого сигнала эффективность антенны падает.
Экран-рефлектор — эффективное средство от сильных отраженных сигналов (правда, в рассматриваемых условиях приема особой необходимости в нем все же нет). Изготовляют экран из сплошного листа фольги, который приклеивают к куску картона размерами 0,5λ(ширина)х0,44λ (высота) и крепят параллельно на расстоянии 0,175λ от полотна антенны, используя П-образно согнутые полоски картона. Для удобства последующей сборки размеры листа картона с антенной рекомендуется сделать такими же, как и у листа с экраном.
Размеры двойной треугольной антенны рассчитывают по формулам, опубликованным в книге Г. И. Борийчука и В. И. Булыча "Радиолюбителю о телевизионных антеннах" (М.: ДОСААФ, 1977).»
Размеры эти указаны в приведённой статье в весьма скромном ассортименте:
L8=0,27 х λmax (без экрана);
L8=0,25 х λmax (с экраном);
L6=0,09 х L8;
L7=0,72 х L8;
L5=10мм,
где λmax – максимальная длина принимаемой несущей волны.
Так, что хочешь – не хочешь, а придётся погрузиться в умную книжку, а результат погружения отразить в калькуляторе.
Расчёт двойной треугольной антенны для ДМВ аналоговых и цифровых DVB-T2 каналов.
Как водится, для улучшения направленных свойств двойной треугольной антенны и некоторого увеличения усиления, её возможно снабдить экраном, выполненным их металлических трубок, прутков, либо проводников, натянутых на раму.
Вот как видят конструкцию данной антенны с рефлектором авторы вышеупомянутой книги.
Хороша получилась хреновина – трудолюбива, скромна, нарядна. Но, а для того, чтобы подняться на новый уровень развития и поупираться в сложных условиях слабого сигнала цифрового ТВ, не хватает самого малого – усилителя.
Малошумящий УКВ усилитель можно расположить внутри полотна антенны (красный прямоугольник на Рис.3).
Если входное сопротивление применяемого усилителя составляет 50-75 Ом (как в случае с подробно описанным нами "Простым антенным усилителем на микросхеме SPF504"), кабель следует загнуть вверх и подвести к нижней части усилителя через согласующую петлю вдоль рамки антенны, как это показано на Рис.3. Если величина входного сопротивления усилителя 200-300 Ом, то петлю делать не следует, а опустить коаксиал без всяких изгибов к верхней части усилителя.
