Как сделать антенну Харченко для цифрового ТВ

Несмотря на то, что в XXI веке чуть ли не в каждом доме или квартире есть подключение к Сети Интернет, антенна Харченко для цифрового ТВ не теряет своей популярности, так как люди всё равно продолжают смотреть телевизор. Такую антенну вовсе не обязательно искать в магазинах, торгующих радиотоварами – её можно сделать своими руками из материалов, которые есть у вас дома, а также самостоятельно произвести расчёт её геометрических параметров.

Более того, приёмное устройство или биквадрат, разработанный  инженером Константином Павловичем Харченко, используют для усиления сигнала, поступающего на модем Интернета или на мобильный телефон.

Приходилось встречать горе умельцев, критикующих двойной квадрат К. П. Харченко, мол, проку от него мало и сигнал ничуть не улучшился, а на вопрос о том, производил ли «мастер» расчёты, тот отвечал отрицательно. Но без вычислений даже вкусную кашу невозможно сварить (пропорции крупы, воды, жира и соли), а здесь приёмное устройство, которому нужно оказаться на нужной частоте. Помимо геометрических параметров, здесь также важен выбор материалов, а это может быть сталь, цветные металлы (медь, алюминий) и сплавы (чаще всего латунь), которые представляют собой проволоку, полоски, уголки или трубки. Порой для улучшения качества приёма контур монтируют на сетку или сплошной экран из жести или дюралюминия, но самое важное, что такую конструкцию можно собрать самостоятельно в домашних условиях.

Антенна, спроектированная Харченко, получила первые модификации с появлением эфирного вещания в дециметровом диапазоне. Инженерами и экспериментаторами-любителями представлен целый ряд усовершенствованных вариантов антенны для работы в распространенном диапазоне частот. Конструкции имели формы ромба, круга, треугольника и других геометрических фигур, и широко использовались для приема телевизионного и радиосигнала.

Для цифрового телевидения

Для функционирования цифрового телевидения, названного в обиходе «цифрой» требуются ДМВ или дециметровые волны, для чего используется стандарт DVB-Т2 (Digital Video Broadcasting), который на 30-50% способен увеличивать сетевую ёмкость. По сути, такие антенны выглядят, как незатейливые конструкции и если отнестись к этому с визуальной точки зрения, то становится совершенно неясно, в чём заключаются преимущества приёмного устройства такого типа. В классическом исполнении такое устройство состоит из двух квадратных ромбов, соединённых между собой в точках вершин углов, что на поверку является зигзагообразной антенной без рефлектора.

Для основы в данном случае используют токопроводящие материалы (металлы, о которых говорилось выше) сечением 1-5 мм (профиль не имеет значения). Лучше всего из всех профилей зарекомендовала себя медная моножила сечением 2-4 мм2 — такой провод можно приобрести почти в любом магазине, торгующем электротоварами. Для паечных работ медь можно назвать идеальным металлом, к тому же её легко гнуть или ровнять, задавая требуемые размеры. Важно также правильно подобрать телевизионный высокочастотный кабель, передающий сигнал от DVB-Т2 к телевизору – его сопротивление должно быть в рамках 50-75 Ом.

Примечательно, что качество картинки и звука на «цифре» в отличие от аналогового телевидения никак не зависит от расстояния передачи.

Если антенна сделана правильно и сам сигнал выдаётся передатчиком на приёмник в нормальном режиме, то никаких проблем не возникнет, но если в этом режиме возникнет сбой, то сигнал исчезнет вообще (не будет ни звука, ни изображения). Не следует забывать о том, что по сравнению с аналоговым ТВ у цифрового качество изображения или картинка на всех каналах одинаковая и не может быть где-то лучше, а где-то хуже. Но в разных регионах индивидуальные настройки могут отличаться, хотя ещё никто не жаловался на чёткость.

Исходные данные для изготовления антенны К. П. Харченко

Теперь давайте разберёмся в последовательности изготовления антенны Харченко для цифрового ТВ своими руками и произведём некоторые расчёты. О материалах мы уже говорили, так что можете использовать любой из них. А вот для качества принятия телевизионного цифрового сигнала придётся узнать величину ƛ (лямбда обозначает длину электромагнитной волны излучения). Именно под ƛ делаются вибрационные плечи геометрических фигур, величина которых определяет габариты антенны в целом. Вычислить ƛ в сантиметрах или миллиметрах очень просто – для этого нужно использовать формулу ƛ=300/F, где буквой F обозначается частота сигнала в MHz (МГц – мегагерц).

Для примера возьмём Кировскую область, Белохолуницкий район, город Белая Холуница (он находится в таблице под  №8), где есть 31 телевизионный канал, работающий на частоте 554 MHz. Значит, ƛ=300/F=300/554=0,541 м или 541 мм, следовательно, длина полуволны составит 541/2=270,05 мм, а внешняя сторона квадрата 270,05/2=135,25 мм – вот вам и размеры для выгибания контура. Для того чтобы найти значение F для вашего региона или местности, воспользуйтесь поиском Google или Яндекс, напечатав запрос на перечень районных пунктов телевидения. Если не хотите считать размеры вручную – найдите в Google или Яндекс онлайн калькулятор для расчётов антенны Харченко, введите в него значение ƛ и кликните по кнопке «рассчитать» — результаты будут такими же.

Внимание! Будьте внимательны при выгибании контура. Ошибка в размерах на 1 мм может привести к искажению изображения.

Заметьте, что при выгибании биквадратов в точке их стыковки угол каждого из квадратов должен быть разорванным на 10-12 мм, то есть, при общем контуре двух соединённых геометрических фигур между вершинами смыкающихся углов будет просвет, впрочем, это хорошо отмечено на видеоролике, который находится ниже этого абзаца. Телевизионный кабель зачищают примерно на 10-12 мм, разделив по сторонам оплётку и медную моножилу. Провода припаивают посредине – экран к одной части над разрывом, централь к другой, а кабель притягивают стяжками или изолированным проводом (можно даже кроссировкой) к плечу контура одного из квадратов.  И ещё. Там есть рекомендация заделки места стыков термоклеем, но такой в хозяйстве есть не всегда, поэтому можно использовать одну из модификаций клея «Момент» или эпоксидную смолу (двухкомпонентный устойчивый к влаге и перепадам температуры препарат).

Видео: Биквадрат с экраном для любого частотного диапазона DVB-Т2

Примечание. При пайке экрана и централи к контуру место примыкания (контур и кабель) сначала лудят (обрабатывают кислотой или канифолью, но можно также надфилем или мелкозернистым напильником). После лужения прогревают контур в непосредственной близости от места пайки и только после этого накладывают припой (олово) – такие нюансы обеспечат прочность соединения на разрыв.

Для корректирования и усиления мощности приёма сигнала на DVB-Т2 двойной квадрат или другие геометрические фигуры устанавливают на решетку или кусок листового металла. На верхней фотографии используется решётка от гриля, но это также может быть полка от холодильника, сушилки и так далее, но желательно, чтобы площадь экрана на 20% превышала площадь контура антенны. Расстояние от поверхности экрана до средины контура (трубки, проволоки) можно рассчитать по формуле ƛ/7. В нашем случае это будет 554/7=79,14, то есть, 79 мм

В настоящее время на основе зигзага Харченко проектируются антенны для приема сигналов разных частот, где неизменной остается ее конструкционная форма, однако индивидуальным является размер конструкции. Современным усовершенствованным вариантом является двойной биквадрат, который состоит из четырех ромбов, присоединения к которым осуществляется в незамкнутых углах на грани второго и третьего квадратов. С распространением эфирного цифрового вещания стандарта DVB-T2, антенны, на основе биквадрата приобретают популярность и имеют множество вариаций как в антеннах с рефлекторами, так и безрефлекторных конструкциях.

Видео: Самое простое изготовление биквадратов для телевидения DVB-Т2

Для модема мобильной Интернет Сети

Владельцы мобильного Интернета, проживающие или надолго выезжающие за город, то есть, на значительное расстояние от базовых станций, прекрасно понимают, о чём сейчас идёт речь. Например, если скорость заявленная провайдером 3G составляет 3,1 Mbit/сек, то в реальности на прием у вас может быть менее 1 3,1 Mbit/сек, то есть, о видеороликах или фильмах в онлайн трансляции можно забывать – вы получаете услуги исключительно для чтения. Следовательно, стремление увеличить скорость в данном случае вполне понятна и к тому же, выполнима.

Чтобы усилить сигнал, принимаемый модемом, можно сделать антенну конструкции Константина Харченко, а для большей эффективности закрепить её на рефлекторе. Чаще всего для такого экрана используют алюминиевую, медную, латунную или стальную пластину, но на фотографии, приведенной вше, вы видите использование фольгированного текстолита. В данном случае, как и с цифровым телевидением, площадь рефлектора должна быть на 20% больше, нежели у самого биквадрата по углам (это усиливает отражение).

И для расчётов расстояния контура от экрана используют ту же формулу, где ƛ=300/F. Например, у оператора 3G MTS России 1920 MHz, значит, ƛ=300/F=300/1920=0,156 м или 156 мм, делим их пополам 156/2=78 мм, то есть, это длина полуволны, а протяжённость наружной стороны квадрата составит 78/2=39 мм. Расстояние от рефлектора составит ƛ/7=39/7=5,571, но если сечение проволоки для биквадрата будет 1,5 мм2, то 5 мм будет вполне достаточно.

В старых 3G модемах нет специального разъёма для дополнительной антенны, поэтому, чтобы подключить биквадрат Харченко, придётся аккуратно разобрать модем (вытащить его из корпуса) и припаять центральную моножилу к контакту после всех деталей (резисторов, конденсаторов и тому подобное), а экран паяют к корпусу (массе) – для этого тоже нужно найти контакт. Если на модеме есть специальный разъём для подключения, то к кабелю самодельной антенны припаиваете штекер, и этим всё заканчивается. Точно так всё происходит и с 4G модемом, но там меняется частота (F) и к тому же есть вертикальная и горизонтальная поляризация, поэтому для усиления сигнала делают сразу два биквадрата Константина Харченко. Подробнее об этом рассказывает и показывает видеоролик снизу.

Видео: Усиление сигнала роутеров 3G, 4G и Wi-Fi

Для мобильного телефона

Проблема может быть не только с мобильным Интернетом, но и с мобильной связью за городом в отдалённых районах, где плохое покрытие из-за малочисленности вышек или гористого рельефа местности. В этой ситуации можно использовать точно такой же биквадрат Константина Харченко, подключив его к через высокочастотный кабель 50 MHz к антенному гнезду мобилки. Но все расчёты, естественно, основываются на величине F вашего мобильного оператора. Такую конструкцию можно использовать не только дома – её можно взять с собой на отдых при выезде на природу или задействовать в своей машине.

Примечание. Если в вашем телефоне отсутствует отдельное антенное гнездо, попробуйте подключиться через разъём для наушников.

Заключение

Как видите, антенну Харченко для цифрового ТВ или усиления сигнала Интернет своими руками может сделать практически каждый человек, если, конечно, правильно произведёт расчёты и будет в точности соблюдать полученные размеры. Для того чтобы собрать весь нужный материал, зачастую не придётся даже ходить в магазин – у большинства хозяев все заготовки найдутся дома.

Источник