Щелевая антенна своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 04.10.2024

Надежная антенна и качественный сигнал – что еще нужно телезрителю для просмотра любимых каналов? Но если с качеством телесигнала, как правило, самому ничего нельзя сделать, то решить проблемы с приемом можно с помощью самодельной антенны для цифрового эфирного ТВ. Если использовать прямые руки и точно следовать этой инструкции, результат может оказаться даже лучше, чем у фабричных устройств.

Варианты самоделок для приема DVB-T2

В России после введения федерального цифрового вещания по всей территории (за исключением некоторых районов, где оказалось дешевле всем жителям дать бесплатно пользоваться спутниковым вещанием) должны приниматься два мультиплекса – набора из 20 каналов, входящих в государственный пакет. Доступ к ним бесплатен, они передаются хоть и в цифровом виде, но открыто на дециметровом диапазоне.

Из физики известно, что размер вибраторов для эффективного приема должен быть сопоставим с самой длиной волны, ее половиной либо четвертью. Диапазон ДМВ означает, что радиоволны будут иметь длину менее метра (например, для часто встречающегося диапазона передачи 650 МГц это значение будет 0,46 м). Получается, что размах элементов должен быть равен этой величине либо ее половине. Из этого надо исходить при самостоятельном изготовлении антенны для цифрового ТВ.

Вариантов конструкций, подходящих для приема телевизионного сигнала стандарта DVB-T2, множество: ДМВ-диапазон и условия его приема досконально исследованы поколениями ученых-физиков и радиолюбителей.

Перед вами сравнительная таблица характеристик наиболее простых и эффективных самоделок, используемых для приема цифрового телевидения:

Тип антенны	Коэффициент усиления, дБ	Макс. дальность приема без усилителя, км	Макс. дальность приема с усилителем, км	Принимаемый диапазон, МГц
Петля из кабеля	0–3	15	15	440–800
Из пивных банок	3–5	15	40	470–622
Бабочка	5–11	20	70	Любой (по расчету)
Тройной квадрат	9	15	60	Любой (по расчету)
Антенна Харченко	5–6	10	50	Любой (по расчету)
Логопериодическая	8–12	30	100	Любой (по расчету)

слишком сложны , при этом эффективность не настолько выше, чтобы неподготовленному человеку имело смысл пробовать их изготовить;
дальнобойные, но узкополосные. Например, если оба мультиплекса разнесены на 6 и более каналов (что регулярно встречается у ретрансляторов в сельской местности), придется делать и настраивать две антенны конструкции Туркина, для каждого мультиплекса свою, а затем подбирать согласующий трансформатор и выравнивать (в идеале – до миллиметра) длину кабелей.

Далее рассмотрим каждый вариант отдельно, выделим основные плюсы и минусы.

Петля из антенного кабеля

Простейшей из самодельных телеантенн является петлевая. Для ее изготовления не нужно ничего, кроме самого кабеля (желательно с медным сердечником), ножа, плоскогубцев и F-штекера, который нужен, чтобы подключиться к телевизору.

По ссылке находится инструкция с пошаговым описанием процесса изготовления антенны из телевизионного кабеля.

Если же вкратце, то она делается так:

Простота изготовления. Зная, где надрезать и что замыкать, изготовить ее можно за 5 минут.

Годится в качестве комнатной в условиях мощного сигнала, но не более. Подключать усилитель к ней бессмысленно, хотя некоторые и пытаются (в частности, производители фабричных кольцевых рамочных телеантенн, построенных на этом же принципе).

Петлю можно усовершенствовать, использовав вместо кольца спираль из кабеля заранее рассчитанного радиуса, улучшив качество сборки (заодно и уменьшив потери), рассчитав согласование. Однако единственным преимуществом этого типа является то, что оно самое примитивное. Проще только ловить на зачищенный коаксиальный кабель или кусок проволоки, вставленный в центральное гнездо антенного штекера на телевизоре.

Из пивных банок

Чуть сложнее антенна, собранная из пустых банок из-под пива или других напитков. Она достаточно эффективна (алюминий, из которого они изготавливаются, – отличный проводник), но требует тщательно вымерять расстояние между баночными вибраторами, а также соединять их в правильной последовательности.

Чтобы сделать такое устройство в комнатном или наружном варианте, действуйте в соответствии с инструкцией по изготовлению антенны из пивных банок.

В общих чертах процесс этот выглядит так:

Берется четное количество банок (минимум две, максимум – насколько хватит желания; чем больше, тем мощнее).
В банках с помощью дрели сверлятся отверстия для пропуска проволоки (лучше – медной или алюминиевой), которая будет соединять их между собой. Можно и не сверлить, воспользовавшись саморезами, которые будут крепить вибраторы на деревянном или пластиковом кронштейне (например, популярен вариант, когда банки крепятся на деревянной или пластиковой вешалке). В таком случае проводник можно зажать саморезом, который выступит в роли контакта.
Банки подключаются по строгой схеме.
В месте соединения двух концов проволоки подключается кабель (например, с помощью штатного крепежного устройства от старой антенны, пайки и пр.).

Простота сборки. Все материалы можно найти буквально под ногами, за исключением коаксиального кабеля и крепежа.
Эффективность. Если позволит рельеф местности, с нее можно ловить телесигнал с расстояния до 50 км.

Чтобы в полной мере использовать мощность приемного устройства, нужен довольно точный расчет размеров вибраторов. Впрочем, это беда всех самоделок.
Большая парусность в уличном варианте. Пустые и легкие вибраторы будут под действием ветра поворачиваться, если их качественно не закрепить.

Для изготовления потребуется :

тонкая дощечка или фанера размером примерно 550 на 70 мм и толщиной около 5 мм;
около 4 м медного или, что хуже, алюминиевого провода сечением в 4–6 мм;
саморезы;
отвертка или шуруповерт;
нож для зачистки;
паяльник с припоем и флюс-пастой;
линейка для разметки;
кусачки или плоскогубцы;
карандаш для разметки дощечки;
штекер на 75 Ом;
F-разъемы для подключения.

Изготовление выглядит так :

Рассчитываются размеры вибраторов и расстояние между ними. В среднем можно считать длиной 37,5 см.
Нарезаются провода в соответствии с рассчитанными размерами. Потребуется восемь проводников.
Середина каждого проводника зачищается на 2 см.
Каждый провод сгибается дугой так, чтобы между концами было не менее 7,5 мм. Вместо двух проводов можно использовать лист металла, вырезанный в форме треугольника, тогда эта антенна будет ближе к конструкции, запатентованной в 1938 году под именем Butterfly dipole.
Отрезаются два провода длиной около 43 см. Они зачищаются в тех местах, где будут крепиться к доске.
Все проволоки соединяются между собой по схеме подключений.
Выходы антенны впаиваются в штекер.
К штекеру подключается провод-переходник на 75 Ом.
К переходнику подключается кабель.
Антенна настраивается на прием и крепится в подходящем положении.

простота в изготовлении;
эффективность.

Тройной квадрат

Тройной квадрат, он же антенна Сотникова (нестандартным радиоприборам принято давать название по имени изобретателя или популяризатора), состоит из трех квадратных рамок переменного периметра:

директора;
вибратора – именно с него снимается принятый сигнал;
рефлектора.

Эта антенна – развитие принципов, заложенных в конструкции волнового канала, однако она гораздо проще в изготовлении. Внешне выглядит как три постепенно уменьшающихся в размерах квадрата, закрепленных на общих поперечинах так, чтобы их ось смотрела в направлении источника сигнала.

Если коротко, то собирается она из стальной или медной проволоки следующим образом:

Выгибаются три основных квадрата и перемычки между ними. При необходимости можно сразу выгнуть весь зигзаг в сборе по прилагаемому чертежу.
Стыки спаиваются между собой.
В расщеп вибратора (там, где проволока соединяется концами) впаивается зачищенный конец коаксиального кабеля на 75 Ом.

Высокая чувствительность. Это неплохое устройство дальнего действия для приема слабого сигнала с большого расстояния.
Технологичность. Если изгибать ее из единого куска проволоки, то пайка понадобится лишь для подсоединения кабеля и стыков.
Есть возможность подключения усилителя, превращающего конструкцию в активную антенну, идеальную для дачи или загородного дома.

Не самая удачная диаграмма направленности. Даже небольшой изгиб проволоки приводит к тому, что начинаются потери в мощности принятого сигнала.
Крайняя узконаправленность. Тройной квадрат охватывает не более 10 каналов по старой разметке, поэтому при сильном расхождении мультиплексов по частоте придется либо делать две антенны (и решать проблемы согласования), либо жертвовать чувствительностью.
Чтобы получить все плюсы от дальнобойности этой антенны, нужен точный расчет (в идеале – до миллиметра).

Антенна Харченко

Для точного расчета и самостоятельной сборки рекомендуем статью с инструкцией по изготовлению антенны Харченко.

Изготавливается она так:

По заранее рассчитанному контуру изгибается толстая стальная, алюминиевая или медная проволока.
Готовая конструкция крепится на каркас. Простейший его вариант – это длинная деревянная планка и две короткие поперечины (по длине диагоналей обоих квадратов).
Подключается антенный кабель. Он монтируется в центре, где стыкуются концы Z-образных вибраторов, а затем аккуратно фиксируется на нижнем зигзаге антенны. Эта мера обеспечивает хоть минимальное, но согласование сигналов.

Технологичность. Ее легко изготовить из цельного куска провода и нескольких крепежных элементов.
Эффективность. Антенна Харченко принимает вещание надежнее, чем почти любой другой самодельный приемник.

Нужно учитывать поляризацию сигнала и соответствующим образом ориентировать антенну (длинной осью вертикально или горизонтально). При ошибке эффективность снизится в разы.
Наилучшие показатели антенна Харченко обеспечивает только с рефлектором, который одновременно и отражает волны на вибраторы, усиливая сигнал, и препятствует приему паразитных волн с противоположного направления. Однако габариты и материал рефлектора надо рассчитывать отдельно.

Логопериодическая

Наконец, самостоятельно можно сделать домашнюю антенну по классической логопериодической схеме.

Главная особенности конструкции:

вибраторы переменной длинны крепятся на общей оси;
длина рабочих элементов не должна выходить за пределы, необходимые для ДМВ-диапазона, но при этом изменение их величины подчиняется логарифмическому закону;
расположение вибраторов зависит от периода волн, на прием которых рассчитано это устройство. От этого и идет его название.

Здесь лишь напомним ключевые моменты:

Берутся две толстые трубки в качестве осей для вибраторов и некоторое количество принимающих элементов – сплошных, из толстой проволоки, или же полых, из тонких трубок. Разницы особой нет: на частотах, где работает цифровое телевидение, ток все равно в основном бежит по поверхности проводника. Вместо толстых трубок для осей можно использовать пластинки фольгированного текстолита.
Рассчитывается размер стержней и вибраторов, а также расстояние между ними.
Монтируются отдельно левый и правый каналы приема на соответствующих стержнях.
Стержни соединяются перемычкой.
Подключается коаксиальный кабель.
Второй конец фидера уходит к приставке или антенному гнезду цифрового телевизора.

Очень широкий диапазон – примерно в 10 раз больше, чем у других ДМВ-устройств.
По коэффициенту усиления она эквивалентна волновому каналу из 3–4 элементов, но при этом антенна компактнее и технологичнее.
Универсальность. Годится не только для телевидения, но и для мобильной связи, Wi-Fi и пр. Вопрос лишь в размерах элементов.

Сложна в изготовлении. Требуется выдерживать как длину вибраторов, так и расстояние между ними.
Расчет, в отличие от приведенных выше конструкций, проделать на листке бумаги очень трудно — требуется найти решение примерно полудюжины интегральных уравнений. Поэтому единственный вариант для домашнего мастера – это воспользоваться онлайн-калькулятором в приведенной выше статье.

Народный рейтинг самодельных антенн для цифрового ТВ

Самый честный рейтинг - это тот, который сформирован людьми, уже сделавшими одну или несколько самоделок. У вас есть 2 голоса. Выберите наилучший (+) и наихудший (-) по вашему мнению вариант самодельной антенны:

Щелевые излучатели. Принцип двойственности Пистолькорса

Щелевые излучатели представляют собой узкие щели, прорезанные в стенках волновода, резонатора, коаксиальной или полосковой линии.

Ширина щелей составляет (0,03. 0,05)Х, а длина равна приблизительно —.

Щели прорезаются так, чтобы они пересекали линии поверхностных токов, протекающих по внутренним стенкам перечисленных выше устройств.

В зависимости от положения щелей (рис. 5.31) их подразделяют на поперечные (1), продольные (2) и наклонные (3).

Форма щелей (рис. 5.31) может быть прямолинейной (1, 2), уголковой (4), гантельной (для расширения полосы пропускания) (5) и крестообразной (6).

Рис. 5.31. Внешний вид щелевой антенны

Идея использования щелевых излучателей в антенных системах принадлежит М. А. Бонч-Бруевичу и М. С. Нейману. Существенный вклад в теорию щелевых антенн внесли А. А. Пистолькорс и Я. Н. Фельд.

Расчет и анализ щелевых излучателей базируются на использовании принципа двойственности, вытекающего из перестановочной двойственности уравнений Максвелла.

Применим принцип двойственности для расчета поля элементарного щелевого излучателя. Этот излучатель представляет собой бесконечно малую (по сравнению с X) щель, прорезанную в плоском тонком идеально проводящем безграничном экране (рис. 5.32, а).

Одновременно с элементарным щелевым излучателем будем рассматривать элементарный вибратор в виде металлической бесконечно тонкой пластинки с такими же размерами, что и размеры щели (рис. 5.32, б).

Рис. 5.32. К пояснению принципа двойственности для расчета поля элементарного щелевого излучателя

В соответствии с рис. 5.32, г тангенциальная составляющая магнитного поля вибратора на металлической пластинке

где J— поверхностная плотность тока; I- полный ток; d— ширина пластинки.

На остальной части бесконечной плоскости, являющейся продолжением плоскости вибратора,

Тангенциальная составляющая электрического поля щели (рис. 5.32, 6) на самой щели

где U - напряжение между краями щели, а на металлическом экране

Сопоставляя выражения (5.39) и (5.41) видим, что граничные условия для Н_Т вибратора и Е_х щели с точностью до постоянного коэффициента совпадают. Следовательно, для расчета поля щели можно воспользоваться принципом двойственности Пистолькорса.

С учетом (5.39) соотношение (5.44) можно записать в виде

Таким образом, при переходе от определения Я_фвк определению Е^_щ- сравните (5.45) и (5.46) - необходимо произвести замену ^ на U. ДН элементарного вибратора и элементарной щели совпадают. Меняются лишь местами электрическая и магнитная плоскости.

Щелевая антенна – это антенна, у которой отверстия на проводящей поверхности излучают или принимают радиоволны. Щелевая антенна может выполняться как объемный резонатор, жесткая коаксиальная линия, или же плоский металлический экран. В проводящей поверхности антенны прорезаются отверстия, которые при возбуждении начинают излучать радиоволны.

В резонаторах, коаксиальных линиях и волноводах щели возбуждаются внутренним электромагнитным полем. В плоских экранах отверстия возбуждает радиочастотный кабель, который подключается к краям этих отверстий.

В начале 1940-х гг. А. А. Пистолькорс предложил производить расчет щелевых ламп по принципу двойственности. Если расчет поля щелевой антенны производится при сопоставлении с магнитной антенной, то задача заметно облегчается. Щелевая антенна рассчитывается с введением фиктивного магнитного тока, который протекает вдоль отверстий. При изменении векторов щелевое поле будет совпадать с полем ленточного вибратора, который дополняет экран и делает его сплошным.

Конструкция щелевых антенн довольно проста. При установке антенн на летательные аппараты и другие движущиеся объекты положительным моментом выступает тот факт, что в антеннах отсутствуют какие-либо выступающие элементы конструкции.

Среди щелевых антенн, работающих в дециметровом и метровом диапазонах, самыми распространенными считаются слабонаправленные антенны. Подобные щелевые антенны изготовляются на основе объемных резонаторов. Формы отверстий антенн аналогичны формам щелей плоских проволочных антенн. Волноводные щелевые антенны состоят из радиоволновода и щелевого вибратора. Главная задача, стоящая перед конструкторами резонаторных щелевых антенн, – правильно согласовать кабель, имеющий низкое сопротивление, и отверстие с высоким входным сопротивлением.

Остронаправленные многощелевые волноводные антенны используются в сантиметровом волновом диапазоне. Многочисленные излучатели с определенными длинами отверстий и конкретным их расположением обеспечивают взаимное согласование волновода с антенной. При изменении фазовой скорости волны в волноводе происходит качание луча. Подобное сканирование луча в волноводно-щелевых антеннах является основным достоинством этих антенн. В 1940-х гг. был установлен эффект качания луча при погружении внутрь волновода продольной пластины или при изменении расстояния между стенками волновода прямоугольной формы. В 1950—1960-е гг. разрабатывались методы частотного сканирования для волноводно-щелевых фазированных антенных решеток, которые успешно осуществлялись не только теоретически, но и практически.

Самым перспективным направлением разработки щелевых антенн считается развитие конструкций антенн, основанных на полосковых линиях и печатных схемах.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Щелевая антенна

Щелевая антенна Щелевая антенна – это антенна, у которой отверстия на проводящей поверхности излучают или принимают радиоволны. Щелевая антенна может выполняться как объемный резонатор, жесткая коаксиальная линия, или же плоский металлический экран. В проводящей

Удивительная антенна

Удивительная антенна Целый день в наш мозг по бесчисленным каналам связи – нервным клеткам – поступает информация. В слуховом нерве 30.000 проводов–волокон! в зрительном нерве их еще больше, около 900.000. Объем информации, поступающей ежесекундно в мозг, огромен. Организм

Просматривая сайт Волгоградских радиолюбителей наткнулся на интересную статью, решил несколько переработать её, дополнить с сайта OK2FJ и поделиться с вами на своей страноце. К сожалению не нашел позывного автора данной статьи. И так.

На сайте Чешского радиолюбителя OK2FJ František Javurek нашел интересную на мой взгляд конструкцию антенны , которая работает на диапазонах 80-40-20-15-10-6 метров . Эта антенна аналог антенны MFJ-1899T правда оригинал стоит 80 уе, а самодельная укладывается в сотню рублей. Решил ее повторить. Для этого потребовался отрезок стекловолоконной трубки (из китайской удочки) размером 450 мм, и диаметрами от 16 мм до 18 мм на концах, медная лакированная проволока 0.8 мм (разобрал старый трансформатор) и телескопическая антенна около 1300 мм длины (я нашел только метровую китайскую от телевизора, но наростил ее подходящей трубкой). Проволока наматывается на стекловолоконную трубку согласно рисункуи делаются отводы, для переключения катушек на нужный диапазон. В качестве переключателя использовал провод с крокодилами на концах. Вот что получилось.Переключение диапазонов и длинна телескопа приведена в таблице. Не стоит ожидать от такой антенны каких то чудесных характеристик, это всего лишь походный вариант, которому найдется место в вашей сумке. Сегодня попробовал ее на прием, на улице просто воткнув в траву (дома она вообще не работала), очень громко принимал на 40 метрах 3,4 районы, 6 еле слышно. Времени небыло сегодня потестировать ее подольше, как попробую на передачу отпишусь. P.S. Более подробные снимки устройства антенны можете посмотреть здесь: ссылка К сожалению так и небыло пока отписки о работе на передачу с данной антенной. Мне крайне интересна эта антенна, наверное придется изготовить и попробовать в работе. В заключении выкладываю фото антенны изготовленой автором.

Читайте также: