Прием эфирного цифрового телевещания во многих случаях остается актуальным решением. Готовую антенну можно купить в магазине, но гораздо интереснее и дешевле сделать ее самостоятельно. В данной статье мы рассмотрим основные типы и параметры антенн для ДМВ диапазона, дадим рекомендации по их изготовлению и настройке.
Выбор конструкции зависит от конкретных условий приема сигнала - наличия и расположения ближайших ретрансляторов, расстояния до них, количества и частот мультиплексов в данном регионе. Для получения максимально стабильного изображения важны правильный расчет и точность изготовления элементов антенны.
Простейшая рамочная петлевая антенна
Самым простым вариантом дециметровой антенны является рамочная петлевая антенна узкого диапазона. Для нее потребуется только кусок медной проволоки или коаксиального кабеля с фольгированной оплеткой. Такая антенна выполняет функции селективного фильтра, снижая уровень помех и позволяя лучше принимать сигнал в узком частотном диапазоне.
- Рассчитать необходимую длину рамочной петли по формуле LR = 300/f, где LR - длина в метрах, f - средняя частота принимаемых каналов
- Изогнуть провод или кабель в кольцо требуемой длины, концы скрутить или спаять
- Установить антенну вертикально или под углом для направленного действия
Такая простая конструкция на удивление эффективна для приема цифрового телевидения. Главное - точно рассчитать размеры под конкретную частоту вещания. При наличии нескольких частотных каналов берется их среднее значение.
Основными достоинствами рамочной петлевой антенны являются простота изготовления и хорошая селективность. К недостаткам можно отнести узкий частотный диапазон и невысокий коэффициент усиления.
Конструкция антенны типа "ромб"
Еще один распространенный вариант дециметровой антенны, которую можно сделать своими руками - так называемая конструкция «ромб» или упрощенный вариант антенны типа «зигзаг». Основные элементы такой антенны:
- Два металлических стержня, образующих «плечи» антенны в форме буквы V
- Поперечная перемычка, соединяющая концы стержней
- Две емкостные вставки в нижней части конструкции в виде металлической сетки или фольги
- Отражатель в верхней части за счет изгиба стержней
В качестве материала для изготовления антенны «ромб» лучше использовать медь, латунь или алюминий. Нежелательно применять сталь, так как она подвержена коррозии. Диаметр стержней должен быть около 10-15 мм. Больший диаметр улучшит характеристики, но усложнит конструкцию.
Расстояние между плечами в нижней части подбирается экспериментально для настройки на конкретную частоту, обычно 1-8 см. Оптимальный вариант дает максимальный уровень принимаемого сигнала при прочих равных условиях.
Емкостные вставки выполняют функцию согласования с кабелем, поэтому их также необходимо тщательно отрегулировать. Лучше использовать вставки из металлической сетки, обеспечивающей хороший электрический контакт при минимальной жесткости конструкции.
Главными достоинствами антенны «ромб» являются простота изготовления, невысокая стоимость, хорошие массогабаритные показатели и широкая полоса пропускания. К недостаткам можно отнести необходимость точной регулировки для конкретной частоты и подверженность внешним воздействиям, ведущим к рассогласованию.
Зигзагообразная антенна "восьмерка"
Зигзагообразные или «восьмеркообразные» антенны являются развитием конструкции типа «ромб». Их особенность в том, что стержни имеют зигзагообразную или волнообразную форму для увеличения электрической длины. Это позволяет:
- Работать в широкой полосе частот без существенной потери коэффициента усиления
- Иметь компактные размеры по сравнению с обычным полуволновым вибратором
- Легко перестраивать антенну на разные частотные диапазоны
Конструктивно такая антенна состоит из двух или четырех изогнутых стержней, соединенных перемычкой в центре. В нижней части также устанавливаются емкостные экраны для согласования с фидером.
Для расчета размеров «восьмерки» используется та же формула, что и для рамочной петлевой антенны: L = 300/f, где L - размер в метрах, а f - рабочая частота в MHz. Полученная величина делится пополам для каждого плеча антенны.
В качестве материалов могут использоваться медная труба, пруток или шина сечением от 10 до 20 мм. Оптимально 10-12 мм как компромисс между жесткостью, весом и стоимостью. Также подойдут алюминий, латунь и даже медный провод.
К достоинствам «восьмерки» относятся простота изготовления, широкополосность, возможность перестройки и хорошее усиление. Недостатками являются громоздкость по сравнению с компактной петлей и необходимость точного соблюдения геометрии.
Оригинальная дециметровая антенна своими руками из пивных банок
Несмотря на кажущуюся абсурдность, конструкция антенны из двух пивных банок вполне работоспособна. По сути, это обычный симметричный вибратор или диполь, размеры которого подходят для дециметровых волн.
Технология изготовления такой оригинальной антенны следующая:
- Берутся две алюминиевые банки одинакового размера
- Крышки снимаются, открытые торцы банок соединяются изолированным проводом
- Полученная конструкция закрепляется горизонтально на изоляционной перекладине
Расстояние между банками подбирается экспериментально, как правило около 5 см. Длина соединительного провода берется минимально возможной. К нему подключается коаксиальный кабель от телевизора.
Несмотря на внешнюю простоту, такая антенна способна уверенно принимать многие цифровые эфирные каналы. Главное - расположить ее в месте с незакрытым обзором на телебашню. Конечно, по сравнению с более серьезными конструкциями, диапазон рабочих частот ограничен, но зато это отличный и практически бесплатный вариант антенны для дачи.
Расчет длины петли в зависимости от частоты
Одним из ключевых параметров при изготовлении дециметровой антенны своими руками является правильный расчет размеров рамочной петли или вибратора. От этого напрямую зависят диапазон рабочих частот и коэффициент усиления антенны.
Для расчета используется следующая формула:
L = 300 / f
где L - длина петли или вибратора в метрах, а f - рабочая частота в MHz. Коэффициент 300 был получен из расчета оптимальной электрической длины для дециметрового диапазона.
Например, если в регионе цифровое вещание идет на частотах от 500 до 700 MHz, то средняя частота составит:
(500 + 700) / 2 = 600 MHz
Подставив это значение в формулу, получаем:
L = 300 / 600 = 0,5 м или 50 см.
Значит, оптимальная длина петли в этом случае составляет полметра. Если использовать коаксиальный кабель, то берется его развернутая длина.
Если в регионе присутствует несколько частотных диапазонов цифрового или аналогового вещания, то расчет ведется по их среднему значению. Это дает хороший компромисс между диапазоном и усилением. Более точно длину всегда можно подобрать экспериментально.
Влияние используемого материала и диаметра провода
При изготовлении дециметровой антенны своими руками важный вопрос - выбор материала и диаметра провода или трубы. Эти параметры существенно влияют на характеристики готовой конструкции.
Лучше всего для дециметрового диапазона подходят такие материалы как медь, латунь, алюминий. Они обеспечивают наименьшие потери на высоких частотах по сравнению, например, со сталью.
При выборе материала также нужно учитывать условия эксплуатации. Если антенна будет использоваться на улице, лучше отказаться от алюминия в пользу более стойких к коррозии меди и латуни.
Что касается диаметра, то здесь все не так однозначно. Увеличение диаметра провода или трубы приводит к следующим эффектам:
- Уменьшаются потери в материале, растет КПД
- Увеличивается механическая прочность и жесткость конструкции
- Ухудшается согласование с фидером из-за большей емкости
Поэтому на практике оптимальным является компромиссный вариант с диаметром 10-15 мм. Это обеспечивает хорошее сочетание электрических и механических свойств при разумной стоимости.
Для компактных конструкций типа рамочной петли лучше использовать медный провод или кабель диаметром от 2 до 4 мм. Большие диаметры здесь нецелесообразны из-за увеличения жесткости и веса, чего не требуется для таких небольших антенн.
Таким образом, правильный выбор материала и диаметра - важная составляющая при создании эффективной дециметровой антенны своими руками. Это позволяет оптимизировать ее электрические и механические характеристики под конкретные условия применения.
Усилитель сигнала для дециметровой антенны
Для улучшения приема сигнала дециметровых антенн, изготовленных своими руками, часто используется небольшой усилитель, включаемый в разрыв коаксиального кабеля.
Принципиальная схема такого усилителя на транзисторе КТ815 приведена ниже:
| L1 - катушка индуктивности 2,5 витка провода диаметром 0,8 мм на стержне 4 мм, намотана с шагом 1 мм. | VT1 - транзистор КТ815. | L2 - ВЧ дроссель 25 мкГн. |
| L3 - ВЧ дроссель 100 мкГн. | R1 - резистор 120 Ом. | С1, С2 - конденсаторы по 10 пФ. |
Такая простая схема обеспечивает усиление сигнала на 10-15 дБ и может использоваться с любыми антеннами дециметрового диапазона. Главное преимущество в том, что питание подается непосредственно по коаксиальному кабелю.
Конкретные значения элементов (индуктивности катушек, емкости конденсаторов) подбираются экспериментально для максимального усиления на рабочем частотном диапазоне. Такой усилитель позволяет значительно улучшить прием слабых сигналов антеннами собственного изготовления.
Мультиволновая антенна для ДМВ и МВ диапазонов
Если помимо приема цифрового телевидения в дециметровом диапазоне есть потребность принимать и аналоговые каналы в метровом диапазоне, можно собрать простую мультиволновую антенну. Ее отличие от однодиапазонной заключается в наличии нескольких вибраторов, рассчитанных на разные частотные диапазоны.
Конструкция такой антенны может быть выполнена по типу «гребенка» или «волновой канал». В первом случае вибраторы располагаются последовательно в одной плоскости, во втором - параллельно друг другу. Гребенчатая конструкция проще в изготовлении, но уступает по эффективности волновому каналу.
- Преимущества гребенчатой конструкции:
- - простота изготовления
- - не требуется точный расчет размеров
- - хорошо работает в городских условиях
- - компактные размеры
Недостатки:
- - узкая диаграмма направленности в горизонтальной плоскости
- - ослабление сигнала на крайних частотах рабочего диапазона
Волновой канал обладает лучшими характеристиками, его достоинства:
- - широкая диаграмма направленности
- - равномерный прием во всем рабочем диапазоне
- - высокий коэффициент усиления
- - эффективная работа на значительных расстояниях от передатчика
К недостаткам относят:
- - габаритные размеры
- - сложность изготовления
- - необходимость точных расчетов размеров
Рассмотрим пример конструкции мультиволновой антенны с волновым каналом. Она позволяет принимать аналоговое телевидение в диапазоне III и IV телевизионных декаметровых волн, а также цифровое - в дециметровом диапазоне.
Вибраторы выполняются из алюминиевых или медных трубок диаметром 10-15 мм. Расстояние между вибраторами должно быть не менее 10 см. Для ДМВ диапазона используется зигзагообразный вибратор с размером одной секции 48 см, как было рассчитано ранее. Для диапазона IV ТВДВ длина вибратора составляет 190 см, для III диапазона - 390 см.
Рефлектор представляет собой экран из мелкоячеистой металлической сетки. Его высота должна быть на 5-10 см больше высоты самого высокого вибратора. Ширина рефлектора - около 1 м. Опорной конструкцией может служить металлическая труба диаметром 25-30 мм.
Ниже приведен эскиз мультиволновой антенны с размерами основных элементов:
| Элемент | Размер |
| Рефлектор | 400 x 100 см |
| Вибратор для ДМВ диапазона | 48 см (1 секция зигзага) |
| Вибратор для IV ТВДВ | 190 см |
| Вибратор для III ТВДВ | 390 см |
Для согласования с фидером используется симметрирующее устройство, выполненное из отрезка коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом длиной около 30 см.
Вибраторы соединяются с ним при помощи пайки или специальных коннекторов. Со стороны антенны к рефлектору также присоединяется симметрирующее устройство. Кабель должен быть высокочастотный, с волновым сопротивлением 75 Ом, например типа РК или РК 75-7-11Ф.
Поскольку телевизионные диапазоны III, IV и ДМВ значительно отличаются по частоте, для их приема используется широкополосный усилитель. В противном случае не удастся получить качественную картинку одновременно на всех диапазонах.
Конструкция направляется в сторону ближайших телецентров, обеспечивающих вещание аналоговых и цифровых программ. Для поиска оптимального направления антенну поворачивают в горизонтальной плоскости, контролируя уровень и качество принимаемого сигнала.
Мультиволновая антенна с волновым каналом позволяет решить сразу две задачи - принимать как аналоговое, так и цифровое эфирное телевещание. При грамотном подборе элементов и тщательной настройке можно получить отличное качество изображения во всем требуемом частотном диапазоне.
Конструкция антенны "бабочка"
Одним из вариантов конструкции для приема цифрового телевидения является так называемая антенна «бабочка». Эта конструкция получила свое название из-за своей характерной формы, напоминающей бабочку с расправленными крыльями.
Для изготовления антенны «бабочка» можно использовать пластины из различных материалов - меди, латуни, алюминия или дюрали. Если планируется устанавливать конструкцию на улице, то последние два варианта не подходят из-за подверженности коррозии.
Расчет размеров конструкции производится аналогично другим типам антенн, исходя из средней частоты принимаемых телеканалов. Длина каждого "крыла" должна быть равна половине длины волны на этой частоте.
- Рассчитать необходимую длину «крыльев» исходя из частотного диапазона.
- Изготовить 4 одинаковых пластины нужного размера из подходящего материала.
- Соединить пластины в форме бабочки, обеспечив нужное расстояние между «крыльями».
Преимуществами антенны «бабочка» являются относительная простота конструкции и направленный характер диаграммы направленности. Однако по сравнению с некоторыми другими вариантами, эта антенна обеспечивает не самое высокое усиление сигнала.
При установке и настройке «бабочки», как и любой другой антенны, важно правильно выбрать месторасположение и ориентацию относительно ближайшего ретранслятора для получения максимального качества приема телесигнала.
Выбор оптимального места установки
При установке дециметровой антенны, изготовленной своими руками, очень важно правильно выбрать место ее расположения. Это значительно повлияет на качество приема телевизионного сигнала.
В идеале антенну следует разместить снаружи здания и направить на ближайший телевизионный ретранслятор. Если это невозможно, можно установить антенну внутри помещения у окна, обращенного в сторону ретранслятора.
Нежелательно устанавливать самодельную дециметровую антенну вблизи источников электромагнитных помех - силовых кабелей, электроприборов, металлических конструкций. Это может существенно ухудшить качество приема.
Помимо правильного выбора места, нужно обеспечить максимально возможный «прямой» обзор на ретранслятор, без экранирования зданиями, деревьями и другими объектами. Иногда достаточно поднять антенну лишь на несколько метров выше, чтобы сигнал стал намного лучше.
Поэтому при установке самодельной дециметровой антенны рекомендуется использовать мачту, если нет возможности закрепить ее на крыше или стене здания. Даже небольшое возвышение антенны может серьезно улучшить качество приема телевидения.
Настройка антенны для максимального качества сигнала
После установки самодельной дециметровой антенны нужно произвести ее точную настройку для получения максимального качества телевизионного сигнала.
В первую очередь следует правильно ориентировать антенну на ближайший телевизионный ретранслятор. Это делается путем поворота антенны в горизонтальной и вертикальной плоскостях до достижения наилучших показателей сигнала на телевизоре.
Затем нужно точно настроить антенну по частоте, что особенно важно для узкополосных конструкций вроде рамочной или петлевой антенны. Это делается подбором оптимальных размеров антенны.
Также при настройке самодельной дециметровой антенны следует обеспечить эффективное согласование с питающим фидером для минимизации потерь сигнала. Для этого могут использоваться согласующие устройства.
Следуя этим простым рекомендациям при установке и настройке, можно добиться максимально возможного для данных условий качества приема цифрового эфирного телевидения с помощью самодельной дециметровой антенны.
Защита от грозовых разрядов
При установке дециметровой антенны, сделанной своими руками, на улице обязательно нужно позаботиться о защите от грозовых разрядов.
Дело в том, что самодельная антенна может спровоцировать прямое попадание молнии в дом, что чревато возгоранием и другими разрушительными последствиями.
Для защиты от грозовых разрядов антенну необходимо заземлить. Для этого в землю возле опоры антенны забивается металлический стержень длиной около 1,5 метров, к которому присоединяется заземляющий провод.
Этот провод соединяется с оплеткой коаксиального кабеля от антенны через разрядник, устанавливаемый в месте ввода кабеля в дом. Разрядник рассеивает ток молнии в землю, не допуская попадания высокого напряжения в телевизор.
Правильно выполненное заземление надежно защитит самодельную дециметровую антенну и бытовую технику от грозовых импульсов. Это обеспечит безопасную эксплуатацию антенны.
Достоинства и недостатки рассмотренных конструкций
Рассмотренные в этой статье варианты дециметровых антенн, изготовленных своими руками, имеют как достоинства, так и недостатки.
Простейшая рамочная или петлевая антенна отличается предельной легкостью и быстротой изготовления. Однако она имеет узкую направленность и слабое усиление. Требуется точный расчет параметров.
Конструкция «восьмерка» обеспечивает хорошее усиление сигнала и широкую полосу пропускания. Но изготовление такой антенны довольно трудоемко.
Антенна «бабочка» проста в изготовлении и обеспечивает направленный прием. Но имеет не самое высокое усиление сигнала.
Мультиволновая антенна позволяет принимать как ДМВ, так и СВ диапазоны. Однако требует более сложной конструкции и точной настройки.
Антенна из подручных средств (например, пивных банок) получается очень быстро и дешево. Но обеспечивает лишь приемлемое качество сигнала.
Таким образом, при выборе типа дециметровой антенны, изготавливаемой своими руками, следует учитывать поставленную задачу и имеющиеся ресурсы для получения оптимальных результатов.
Рекомендации по сборке и установке
Чтобы сделать качественную дециметровую антенну своими руками и обеспечить ее эффективную работу, стоит придерживаться нескольких полезных рекомендаций.
Прежде всего, нужно тщательно выбирать материалы для изготовления антенны. Лучше использовать медь, латунь или оцинкованные металлы, поскольку они менее подвержены коррозии.
Все элементы конструкции должны быть соединены максимально жестко, без зазоров и перекосов. Это особенно важно для подвижных частей и шарниров.
Необходимо обеспечить надежную электрическую связь между всеми токопроводящими элементами антенны посредством пайки, сварки или болтового крепления.
Важно герметизировать все соединения и электрические контакты от воздействия влаги при помощи изоляционной ленты или компаунда.
При установке антенны следует максимально удалить ее от источников электромагнитных помех, таких как проводка, электроприборы, металлоконструкции.
Обязательно нужно заземлить антенну и оборудовать грозозащиту при установке снаружи здания во избежание повреждений от грозовых разрядов.
Соблюдение этих несложных рекомендаций позволит сделать надежную дециметровую антенну своими руками и получить от нее максимальную эффективность.
Можно ли расширить диапазон принимаемых каналов?
Одним из часто возникающих вопросов при создании дециметровой антенны своими руками является возможность расширения диапазона принимаемых каналов.
В принципе, большинство рассмотренных конструкций изначально рассчитаны на определенный частотный диапазон и увеличивать его довольно проблематично.
Однако существуют некоторые способы незначительно расширить рабочий диапазон самодельной дециметровой антенны. Например, это можно сделать за счет использования в конструкции элементов с широкой полосой пропускания.
В частности, применение качественного коаксиального кабеля с малым затуханием позволит немного увеличить принимаемый диапазон частот. Также полезно использовать симметрирующие устройства.
Однако в целом возможности по расширению рабочего диапазона самодельных дециметровых антенн довольно ограничены. Лучше изначально выбирать конструкцию с запасом по ширине принимаемого спектра.
