В городской квартире у меня вопросы с телевидением во время перехода на цифру разрешились просто. Один приемник после замены телефонного кабеля на оптоволокно работает по пакету услуг Белтелекома «Ясна», а второй — от простой антенны Харченко.
В сельской местности картина хуже: нужен дальний прием ослабленного сигнала. Меня выручила довольно оригинальная и относительно не сложная цифровая антенна для телевизора на дачу конструкции Н Туркина.
Читайте, как я ее создавал и что из этого получилось.
Как рассчитать антенну для цифрового телевидения
Мне пришлось делать выбор между такими техническим характеристиками, как коэффициент усиления и допустимая полоса пропускания. На основе прошлого опыта сразу стал анализировать логопериодические модели и волновой канал.
Нашел интересный вариант: антенна Туркина. Стал знакомиться с ее особенностями, встретил оптимизированный доработанный вариант.
Конструкция Туркина
В 2000 году редакция журнала Радио в №11 опубликовала статью Н Туркина об усовершенствованной антенне дальнего приема типа волновой канал. У нее активными вибраторами и пассивными элементами работают кольца из проволоки (медь или алюминий диаметром порядка 2÷5 мм).
Автор заметил, что эта конструкция обладает повышенным коэффициентом усиления сигнала, более широкополосна, но требует точных настроек. В ее состав входят:
- диэлектрическая штанга, на которой выполняется монтаж всех деталей;
- пассивные элементы (директоры D1÷D3 с рефлектором R);
- вибраторы V1, V2;
- согласующее устройство — кольцо из феррита, надетое на кабель около подключения к вибраторам.
Показанная на картинке конструкция антенны работает в горизонтальной поляризации.
Расстояния между кольцами и длина их окружностей представлены в таблице формулами зависимостей от длины волны сигнала λ.
| Расстояния L | L1 | L2 | L3 | LV | LR | |
| Формула | 0,06λ | 0,12λ | 0,23λ | 0,125λ | 0,2λ | |
| Длина окружности | D1 | D2 | D3 | V1 | V2 | R |
| Формула | 0,95λ | 0,94λ | 0,93λ | 0,98λ | 1,02λ | 1,08λ |
Оптимизированный расчет
Эту антенну испытал и улучшил В Поляков. Он использовал популярную у радиолюбителей компьютерную программу моделирования MMANA. Результаты его работы описаны в Радио №1 2002 г.
Получилась оптимизированная конструкция с улучшенными характеристиками полосы пропускания и диаграммой направленности.
Уточненные формулы перевода каждого размера показаны прямо на картинке. Соединение активных вибраторов выполнено на основе известного швейцарского квадрата: кольца имеют разрезы снизу и подключены между собой крестообразно.
Как монтируется антенна для цифрового телевидения своими руками
Для сборки необходимо:
- определиться с диапазоном рабочей частоты DVB-T2;
- точно рассчитать размеры антенны;
- изготовить детали и спаять электрическую схему.
Как узнать исходные данные для расчета
Интернет-сервисы операторов эфирного телевидения DVB-T2 публикуют сведения о частоте и номера канала для пользователей. Надо просто зайти к ним на сайт и ввести название населенного пункта.
Откроется вся необходимая информация.
В интересующей меня местности цифровое телевидение идет на 40-м канале дециметрового диапазона или частоте 626 МГц. Для перехода к длине волны λ выполняю простые действия: 300/626=0,479. Это расстояние в метрах.
Далее можно вести расчет по формулам Полякова, но я рекомендую воспользоваться компьютерной программой.
Удобный онлайн калькулятор: оптимизированная антенна Туркина
Введите частоту принимаемого цифрового ТВ сигнала. Ее можно уточнить в справочной таблице по номеру канала. Нажмите на кнопку «Рассчитать». Результат получите значительно быстрее.
Онлайн калькулятор
Частота канала, МГц:
Личный опыт технологии сборки
Онлайн калькулятор выдал мне такую картинку.
Все размеры антенны приведены по осям элементов. Свел расчетные данные в таблицу.
| Расстояния L. мм | 29 | 72 | 96 | 60 | 96 | |
| Длины окружностей, мм | 470 | 465 | 460 | 484 | 489 | 537 |
На ее основе я подобрал в качестве изолирующей штанги деревянный брусок, оставшийся после изготовления парника под пленку и медную монтажную проволоку 2,5 мм кв.
Изготовление диэлектрической штанги
Длина бруска должна немного превышать общее расстояние между всеми элементами 96+72+29+60+96=353 мм, а проволоку взял четырехметровую.
На рейке карандашом сделал разметку отверстий для крепления колец.
Подготовил ручной инструмент для точного сверления и аккуратно выполнил им отверстия в диэлектрической штанге.
Изготовление активных вибраторов и пассивных элементов
С мотком проволоки вышел на лестничную клетку. Один конец провода жестко привязал к перилам, а второй пассатижами с силой вытянул в линию.
С такой проволоки легко снял изоляцию, протягивая ее руками в рабочих перчатках.
Весь кусок оголённой медной жилы разрезал бокорезами по длине окружности каждого кольца.
Но для активных вибраторов, соединяемых в швейцарский двойной квадрат, сделал исключение. Концы их колец не замыкаются, а выполняются с зазором. Автор определил его в два диаметра коаксиального провода.
Я сделал расстояние около 10 мм, а чтобы сократить операции по пайке просто увеличил длину этих отрезков на 8 см, отогнув этот размер в сторону под прямым углом.
Он будет припаян накрест к началу другого вибратора.
Все отрезки согнул кольцами от руки. На этом этапе точностью окружностей по шаблонам не занимался.
Сборка антенны Туркина
Любой электрик прекрасно понимает, что ток протекает только в замкнутой цепи. Поэтому все каскады пассивных элементов должны быть закорочены: концы их колец при монтаже на диалектическую штангу необходимо спаять.
Вначале кольца залудил с каждой стороны проволоки на пару сантиметров. Я работал своим самодельным паяльником Момент, отдельно описанным статьей на этом сайте. Приглашаю познакомиться с этим материалом. Там уже за 140 комментариев.
Установка директоров в траверсу
Испытал две технологии. Описываю первую.
Завел залуженное кольцо в просверленное отверстие штанги на свое место согласно приложенной схемы.
На область припоя намотал тонкую поволоку из отрезка витой пары, припаял ее.
Соединенные пайкой концы втянул в середину штанги, завел в освободившуюся пустоту второй конец кольца, обмотал его перемычкой и хорошо прогрел паяльник с оловом: директор установлен на место.
Этот метод мне не понравился: показался трудоемким, решил его упростить. В отверстие штанги вначале продел тонкую медную перемычку, а затем затолкал туда же с двух сторон медное кольцо вибратора.
Обмотал перемычку по залуженному месту с двух сторон и припаял ее паяльником.
Монтаж вибраторов
Их медные кольца завел в отверстия траверсы так, чтобы удлиненные концы внизу шли встречно. Выгнул их, исключив короткое замыкание: обеспечил воздушный зазор порядка сантиметра.
Скрутил пассатижами проволоку в швейцарский двойной квадрат, пропаял контакты паяльником.
Установка рефлектора
Использовал второй метод сборки директоров. Затем сразу посмотрел на то, как у меня получилась антенна Туркина.
Поскольку круги просто сгибал рукой без шаблонов, то созданной геометрии далековато до идеала. Но общее положение выдержано: усеченный конус.
Подключение кабеля
Коаксиальный кабель припаял к точкам соединения вибраторов швейцарского двойного квадрата. На фото показываю ориентацию антенны для приема сигналов горизонтальной поляризации.
Если телебашня излучает вертикально сигналы, то антенна Туркина поворачивается на 90 градусов в любую сторону.
Согласование сопротивлений антенны
Чтобы обеспечить волновые сопротивления нашел у себя ферритовое кольцо марки «какое было», хотя автор рекомендует с магнитной проницаемостью в пределах 400÷600.
Надел его на кабель около места пайки вибраторов. Диаметр оказался большой. Оно свободно болтается, пролетая даже через штекер: необходима подвязка нитками или скотчем, изолентой.
Проверка работоспособности
Электрическая схема спаяна, а геометрия еще кривая. Однако интересно: что из этой затеи получилось. Пошел к соседу по даче на испытания. Антенна заработала сразу.
Расстояние до телебашни по гугл-карте около 40 км. Прием идет прямо из комнаты, ориентация вертикальная. При горизонтальной установке сигнал есть, но срывается.
Сосед заинтересовался этой конструкцией. Сказал, что у него на крыше стоит более сложная покупная модель. Боится за нее во время грозы: может доставить неприятности из-за отсутствия молниеотвода. А здесь простой отрезок палки и грубо накрученная проволока четко работают прямо из комнаты.
Попросил оставить ему эту антенну для повторения. Пообещал, что за это он закрепит все элементы и выровняет геометрию усеченного конуса. Договорились. Оставил ему эту работу, а сам пошел писать статью на сайт.
4 заключительных совета по наладке антенны для новичков
Ориентация в пространстве
Дальний прием требует точного направления оси вибраторов на передатчик. С этой целью я использую гугл карту. По ней определяю азимут телебашни.
Затем беру компас и точно ориентирую антенну. Включаю телевизор: проверяю прием сигналов.
Рекомендую экспериментировать с этим направлением: вначале поворачивать антенну влево, а потом вправо до тех пор, пока не происходит срыв каналов.
Часто бывает, что средняя линия зоны охвата антенны смещена в сторону на несколько градусов от азимута. Это объясняется влиянием рельефа местности, отклоняющего прохождение радиоволн. Поэтому всегда проверяйте влияние отраженных сигналов.
Сориентировать положение антенны в пространстве помогает электронный индикатор. Его работу в своем видеоролике показывает владелец uy0ll.
Высота расположения
Чем выше поднята антенна, тем лучше прохождение сигнала от передатчика и качественнее прием: меньше сказывается отражение местности, слабее влияют посторонние помехи.
Длина кабеля
Подъём антенны на высоту часто связан с удлинением кабельной магистрали. А она обладает хоть незначительным, но электрическим сопротивлением, ослабляющим прохождение тока.
Наводимая в вибраторе ЭДС имеет низкую величину, составляющую милливольты или их доли. Активное сопротивление металла кабеля может сильно ухудшить прием или вообще его погасить.
Например, антенна на крыше девятиэтажки может обеспечивать хорошее качество сигнала на верхнем этаже и плохое — на нижнем.
Переходники-соединители
Единый цельный кусок антенны работает лучше, чем сборка его из нескольких кусков любыми способами.
Усилители
Различные электронные схемы для усиления сигнала антенн работают не одинаково.
Дешевые модели просто увеличивают мощность принятой электромагнитной волны. Наложенные на сигнал высокочастотные помехи возрастают пропорционально.
В качественных усилителях работают встроенные фильтры, блокирующие прохождение посторонних электромагнитных колебаний. Такие конструкции сложнее и дороже.
Заканчиваю изложение материала. Хочу знать ваше мнение о моей технологии сборки: что следует изменить, упростить.
Если подобная цифровая антенна для телевизора на дачу вас заинтересовала, и вы ее повторили, то напишите: как она у вас работает и какая дальность приема. Эти сведения пригодятся другим людям.
Хорошая антенна, простая и надежная! Интересно какой коэффициент усиления?
Замерять нечем. поэтому не проверял. Пишут в интернете, что от 15 децибелл.
Хороший коэффициент, как у антенны с усилителем!
Могу сказать только. что с приемом сигналов и настройкой антенны проблем не было. Направление известно. Телевизор заработал при первом включении, когда антенна была прямо в комнате.
Спасибо большое,толково обьяснили…,может подскажете и мне,эта антенна позиционируется как узконаправленная,у меня возникла проблема с вышками сотовой связи,одна от меня в 100 метрах справа по курсу,вторая метров 800 слева по курсу,направление на вышку т2, -между ими,расстояние до вышки 6.5км,уже пробовал 4 разных антенны,сигнал плохой,то есть,-то пропадает,рвёт изображение,звук пропадает и.т.д,значит идут сильнейшие помехи от вышек сотовой связи,как думаете эта антенна поможет?,читал в сети,что перекрёстное подключение,- швейцарский двойной квадрат,очень хорошо борется с помехами,и спасибо за указание на феррит на кабеле….
Не помню где,но где то читал,что в таких условиях иногда покрывают всю антенну экраном,оставляя открытым только перед,типа антенна в трубе как направленный микрофон….?,но там вроде какие то хитрые заморочки,закон (не помню точно,вроде) Френкеля,расстояние от экрана до антенны… ?
Здравствуйте, Виталий.
Сложная ситуация у вас сложилась, но надо решать. А для этого продолжайте экспериментировать.
Антенна Туркина относится к узконаправленным: требует точного направления на передающую станцию. Опять же частоты сотовой связи и цифрового ТВ разнесены, но могут в определенных случаях мешать друг другу.
В этой ситуации антенна Харченко, скорее всего, не подойдет. А вот разработка Туркина более приемлема.
Я уже писал, что делать ее просто и показал свою технологию изготовления. Рекомендую собрать и подключить. Судя по расстояниям поднимать ее высоко не требуется. Можно разместить около телевизора. Но, скорее всего, направления от передатчиков сотовой связи придется заблокировать экранами из фольги.
Просто попробуйте так поступить с уже собранными ранее антеннами без глубокого вникания в теорию. Вдруг вопрос решится, и антенну Туркина собирать не придется.
И ещё вопрос вдогонку,не сталкивались ли Вы с фильтрами от помех со стороны сигналов LTE/4G?
В этой ситуации антенна Харченко, скорее всего, не подойдет.
============
Точно не подойдёт,проверено,она широполосная,то есть ловит всё,заводская,длинная такая,-тоже не подошла,три квадрата-лучше,но пропускает помехи,6 квадрат за счёт своей узкополосности-ешё лучше,но всё равно плохо,буду пробовать эту….
Есть сайт где немного росказывают про простой самодельный фильтр,но там про Режекторный (полосно-заграждающий) фильтр на GSM-900 980-1150МГц,у меня вышка т2 ведёт передачу в диапазоне 514-626МГц,канал 26-40,надо отсеять всё выше и ниже (500-700МГЦ) этого диапазона,как правильно пересчитать не силён в этом…,может поможете?
http://adsbradar.ru/polosovoi-filtr-980-1150mgts
Виталий, специально антенными фильтрами не занимался, но по работе приходилось проверять в/ч фильтры. Там была специальная методика, генераторы и осциллографы. Сейчас этого оборудования у меня нет. Почитаю информацию, подумаю. Будем экспериментировать.
Я решил не выдумывать велосипед и взял себе вполне обычную антену, без наворотов
D-Color DCA-711 хотя выбирал из куда более интересных моделей.
Привлекла цена (для дачи сойдет), коэфициент усиления конечно слабый, но несколько каналов ловит.
Вполне достойное решение для занятых и не мастеровых людей.
Сделал эту антенну,со всех мной испытанных (выше перечисленных) эта самая лучшая,уровень сигнала держит стабильно (в отличие от других),звук идёт хорошо,изображение плохо,косит и.т.д,получается что между вышками сотовой связи не удалось проскочить без потерь =),мешают помехи,но хотя бы определился с антенной,теперь всё упирается в фильтр,буду думать…
Виталий, продолжай экспериментировать. С такой ситуацией, как у тебя, я не сталкивался. Отпиши конечный результат.
Попробовал самодельный фильтр,толк есть но мало…,ничего не понятно…,разозлился и сделал такую же антенну на вай фай.С ней легче делать эксперименты,она у меня на балконе,телевизионная на чердаке.Зная расположение точек определился с диаграммой направленности,оказалось эта антенна прекрасно ловит боковые лепестки,что и требовалось доказать в борьбе с помехами,имея под боком вышку сотовой связи я уже начинаю сомневаться в победе над помехами =)),пока энтузиазма не теряю,буду экспериментировать с экраном на антенну,этакое чудо-юдо будет…=)),надо определиться с зоной Френкеля…,потом отпишусь…
Виталий, рассчитываю, что эксперименты с ограничением помех зоной экранирования увенчаются успехом. Удачи тебе, жду результата.
Над вай фаевской антенной намного легче делать эксперементы,она получилась маленькая ,можно в карман спрятать,удобно,ещё знаю где точки доступа находяться (не все,но многие)…,легко вычислить направления откуда помехи прилетают…
С экраном на 20% меньше антенна принимает боковыми лепестками,это на высоких частотах 2.4 Ггц,попробую на тв2,но уже не сегодня….=))
Как рассчитать антенну для двух мультиплексов? Взять среднее?
Здравствуйте, Сергей.
Антенна Туркина предназначена для работы на одну частоту. Делать ее довольно просто. Поэтому можете попробовать и такой вариант. Только вот я не уверен, что он будет успешным. Тут много будет зависеть от конкретных условий.
Видимо лучше делать две антенны на каждый канал отдельно.
Предполагаю еще один выход, если сигнал ТВ передатчика находится в зоне уверенного приема. Собирайте широкополостную антенну, например, конструкции Харченко. Но, ее надо рассчитывать не на среднее значение длины волны, а на максимальное. Тогда она будет эффективнее работать.
А к какому вибратору вы припаяли жилу кабеля, а к какому оплетку? Ну, если это имеет значение.
Евгений, этот вопрос не имеет значения. Припаивайте как вам удобно.
Вітання. Я ост не зрозумів швейцарський двойний квадрат, схему???
что за вопрос: мне не понятно. Сформулируйте его по другому
Здравствуйте!
На картинках есть описание как паять тонкие перемычки на директорах. А на схеме нет никаких данных о перемычках.
Расскажите пожалуйста о перемычках чуть подробнее.
Благодарю!
Здравствуйте, Павел.
Для изготовления директоров применяется медный провод, или трубка диаметром 2-5 мм. Обратите внимание на конструкцию вибратора — два кольца соединены снизу друг с другом крест-накрест, и они не должны соприкасаться друг с другом: между ними создан воздушный зазор порядка 12 мм. Я, когда выгибал кольца, то одну сторону сделал длиннее на расстояние перемычки. За счет этого просто избавился от создания лишнего контакта пайкой.
Алексей, я пишу вопрос про перемычку на директоре. Про соединение вибраторов понятно.
Вот этот момент: (ссылка на скриншот)
https://yadi.sk/i/vjTaUxB0ET8apg
Понял, Павел.
Здесь все просто: каждый элемент это замкнутое кольцо. Поскольку его выгибаем из проволоки, то приходится спаивать концы. Делать в стык это сложно. Поэтому я использовал дополнительную проволочку меньшего диаметра. Засовывал ее в отверстие рейки, потом туда же с двух сторон пролуженные концы кольца, сжимал с противоположных сторон, наматывал проволочку и прогревал паяльником. Для создания последующей прочности желательно кольцо дополнительно подклинить с противоположных сторон. Цельные кольца будут работать лучше, но где их взять точно по размеру?
Алексей, благодарю за подробный ответ!
Теперь всё понятно!
Павел, когда искал информацию про такой монтаж, то есть еще один вариант: кольца вырезаются из жести, а рейка делается двойная с прорезями. Вот в эти прорези вставляются кольца, а потом рейки склеиваются. Но мне показалось это сложным и я упростил монтаж.
Если будешь собирать эту антенну, то отпиши, что получилось, как работает и на каком расстоянии. Мне просто интересно.
Считаю, что если антенна расположена на улице, то деревянная рейка не годиться, даже если ее обработать специальным составом. Необходимо использовать материал из текстолита определенной толщины, но практически лучше использовать кусок трубы из ППР.