Дмв логопериодическая антенна

Антенна Туркина: простая конструкция дальнего приема для DVB T2 своими руками

Первоначально работа приемника этой электрической схемы была разработана и практически опробована радиолюбителем Туркиным.

Ее описание можно найти в статье журнала Радио №11 за 2000 год.

Затем инженер Поляков посредством компьютерной программы MMANA ее доработал и опубликовал статью в том же Радио. Смотрите выпуск №1 за 2002 г. Схема усовершенствованной конструкции представлена на картинке ниже.

На диэлектрической штанге за счет строго определенных расстояний в пространстве зоны трансляции цифрового ТВ сигнала расположены металлические кольца вибраторов. Их роль:

  • D1-D3 — пассивные элементы;
  • V1, V2 — активная часть, собранная схемой двойного швейцарского квадрата;
  • R — функция экрана от помех.

Все размеры вибраторов и расстояния между ними привязаны к длине принимаемой волны. Можете их считать по показанным на картинке формулам.

Однако предлагаю более легкий способ: онлайн калькулятор расчета антенны Туркина. Вводите в него свое значение частоты канала, выраженное в мегагерцах, и сразу получайте все размеры в миллиметрах.

Частота канала, МГц: Расчитать

Для частоты 626 МГц я получил такие величины.

По ним и собрана моя антенна Туркина.

Ее сборку начинал с подготовки основания для вибраторов. Взял обычную сосновую рейку, провел на ней линию расположения колец, разметил все основания для центров отверстий.

Высверлил их тонким сверлом ручной дрели, чтобы выдержать достаточную точность расстояний.

Для каждого кольца вибратора откусил необходимую длину проволоки из меди сечением 2,5 квадратных миллиметра.

Согнул их кольцами и залудил концы для обеспечения надежной пайки.

Вставил кольца в отверстия. Спаял заранее залуженные концы, собрал схему крепления вибраторов.

Они, при виде сзади, сразу образовали концентрические окружности с четко выраженной осью, которую необходимо направлять на передатчик.

Мне осталось к активным выводам швейцарского двойного квадрата припаять антенный коаксиальный кабель.

Обращаю внимание на способ монтажа фидера. Выводы колец, образующих швейцарский двойной квадрат, подключаются встречно по диагонали, а не параллельно.. Смотрите на схему расположения вибраторов на первой картинке, где изображена антенна Туркина-Полякова

Между оголенными соединительными проводами должен быть создан воздушный зазор в несколько миллиметров. Он исключит закоротку потенциалов выходного напряжения

Смотрите на схему расположения вибраторов на первой картинке, где изображена антенна Туркина-Полякова. Между оголенными соединительными проводами должен быть создан воздушный зазор в несколько миллиметров. Он исключит закоротку потенциалов выходного напряжения.

На место подключения кабеля я надел ферритовое кольцо для согласования волновых сопротивлений кабеля и антенны.

Его магнитная проницаемость должна укладываться в пределы 400-600. Я свое не проверял. Оно просто подошло.

Антенна сразу заработала прямо из комнаты. Правда, расстояние до передатчика на даче всего 40 километров. На большем удалении не проверял.

Для горизонтальной поляризации сигнала антенна Туркина разворачивается от указанного на фото положения на 90 градусов. Тогда ее кабель сразу отвесно свешивается вниз от центра кругов, а не сбоку.

Вот такие 4 схемы антенны для цифрового телевидения своими руками можно собрать без излишних затрат материальных средств и времени. Видите сами, что их конструкции довольно просты.

Все четыре протестированные схемы у меня заработали сразу без подключения каких-либо усилителей.

Я считаю, что для жителей сельской местности, проживающих в зоне уверенного приема цифровых сигналов, лучше всего подходит антенна Харченко.

При плотной застройке жилых зданий в городе рекомендую проверить рамочную антенну из кабеля или провода. Она хорошо борется с помехами, которыми насыщен эфир от бытового оборудования.

Тех, кому потребуется ловить сигнал, ослабленный дальним расстоянием, лучше всего сразу собирать антенну Туркина-Полякова. Ее технические характеристики практически ничем не уступают ни волновому каналу, ни логопериодическим изделиям.

Как видите, в статье я постарался обойтись без технических терминов. Коэффициенты усиления и стоячей волны, диаграмму направленности и другие характеристики не приводил. Эти параметры можно обсудить в разделе комментариев.

Есть вопросы? Задавайте, обсудим, выберем наиболее доступный и приемлемый результат для вашего случая.

Антенна Харченко для цифрового ТВ: насколько уверенно работает

Общий вид собранной мной конструкции показываю фотографией. С учетом вертикальной поляризации она расположена в форме восьмерки, а для горизонтальной ориентации ее поворачивают бабочкой.

Для наглядности рассмотрения перевернул ее обратной стороной: экраном к передающему центру, а активным вибратором, выполненным из медной шинки — в комнату.

ТВ кабель просто примотан изолентой по одной стороне квадрата, закреплен на стойке и в моем случае служит еще крепежным элементом: просто перекинут через карниз шторы: на нем висит антенна.

Мою конструкцию уже повторили многие соседи. Наблюдаю это вот таким оформлением окон.

Люди подвешивают восьмерку даже на занавески, стали делать ее без экрана и крепежной рейки: один активный вибратор уверенно обеспечивает прием. Этим упрощают сборку. Однако, в случае появления посторонних помех экран советую все же собирать.

Делаю вывод, что антенна Харченко в зоне уверенного приема работает вполне надежно. Поскольку ее расчет и монтаж простой, не требует дефицитных деталей, то рекомендую к сборке.

Как рассчитать размеры антенны для цифрового телевидения своими руками простыми способами

Для определения габаритов конструкции Харченко я нашел много рекомендаций, которые, мягко говоря, не стыкуются, но работают. На картинке привожу только 3 методики расчета.

А еще есть онлайн калькуляторы, вычисляющие различные размеры. Все это я объясняю тем, что такая конструкция не критична к точности изготовления, что считаю ее преимуществом.

Для проверки выбрал ту методику, где сторона квадрата составляет 0,25 длины волны электромагнитного колебания λ. Здесь надо меньше материала, а условия работы наиболее усложненные.

Умножаю длину волны 48 на 0,25 и получаю сторону квадрата 12 см.

А дальше показываю технологию, которую вам не сложно будет повторить. Но рекомендую все же немного увеличить сторону квадрата.

Тогда она станет захватывать чуть больший диапазон сигналов за счет того, что подобная форма вибратора обрабатывает все амплитуды полуволн напряженности, которые умещаются внутри нее. За счет этого и обеспечивается ее широкополосность.

Как сделать антенну Харченко: личный опыт «сборки на коленке» с фотографиями

Активный вибратор делал из медной шинки прямоугольного сечения 1х4 мм.

Такой профиль сложно выгибать. Приходится работать в тисках. Проще работать с круглым сечением. Среднюю часть зачистил от лака и пропаял паяльником контактные площадки.

По одной стороне квадрата примотал изолентой коаксиальный кабель и припаял его токоведущие жилы к подготовленным площадкам.

За счет созданной полупетли образуется угол согласования волновых сопротивлений кабеля и антенны. Это наиболее простая в исполнении конструкция. Но она играет важную роль.

Показываю это подключение дополнительными фото на готовой антенне.

Дальше мне осталось выполнить экранирующую решетку, которая блокирует посторонние сигналы с противоположной стороны, чтобы они не ухудшали прием информации.

Разметил деревянную рейку, просверлил в ней тонкие отверстия.

Вставил в них отрезки проволоки, длина которых немного перекрывает площадь активного вибратора, заклинил их спичками. Можно еще клея добавить.

Получилась вот такая антенна Харченко для цифрового ТВ с подключенным к ней кабелем.

Здесь показываю ее расположение на окне во время работы прошлым летом.

А этот снимок сделал недавно: показываю еще ее один вид.

В это время я уже отказался от использования антенны для цифрового ТВ DVB T2 после подключения оптоволокна и перехода на пакет услуг Ясна от Белтелеком.

Конструкция логопериодической антенны

Конструкция логопериодической антенны поражает сложностью. Попробуем описать устройство. Начнем упрощенно, избегая запутать читателей.

  • Стержень напоминает траверсу волнового канала, дает раздельное питание левым и правым вибраторам. Находятся симметрично в противофазе.
  • Причем попеременно левый-правый ряд вибраторов меняются несущей (две, близко расположенные и параллельные). Например, первый левый вибратор принадлежит верхней несущей, первый правый – нижней. Со вторыми наоборот. Левый теперь находится на нижней, правый, – на верхней.
  • Количество вибраторов зависит от конструктива, длина самых больших (вмещены задней частью) составляет (в сумме левый и правый) половину длины волны крайней нижней частоты диапазона.
  • Питание подводится к передней части. Допустимо сделать проводом, проложенным внутри несущей, либо сразу присоединить симметричную линию к вершине. По первому случаю поясним: коаксиальный кабель ложится внутри одной направляющей, причем одной частью линии послужит направляющая. При выходе из носика центральная жила замыкается на вторую несущую. Получается, двухпроводная линия играет роль четвертьволнового симметрирующего трансформатора. 
  • Закорачивание линии сделано позади самого длинного вибратора на расстоянии восьмой части длины волны нижней частоты диапазона. По отдельным сведениям, сделано из соображений согласования. Кстати, метод хорош тем, что вибраторы получаются замкнутыми на землю, следовательно, при ударе молнии первой сгорит оплетка кабеля (при отсутствии громоотвода).

Конструкция логопериодической антенны

Как правило, эти улавливатели сконструированы из серии параллельных металлических трубок – вибраторов, более длинных у основания, и постепенно сужающихся к краю конструкции, образуя своего рода равнобедренный треугольник.

Поскольку частоты, которые может принимать антенна, базируются на физических размерах вибратора, большинство дециметровых антенн способны принимать сигналы в узком диапазоне. Логопериодические антенны преодолевают этот недостаток, используя набор дипольных элементов такого размерного ряда, в котором они различаются по длине и возможностям приёма, согласно логарифму.

Логарифмическая функция, в соответствии с которой ведётся расчёт логопериодической антенны, начинается с величины длины вибратора, необходимого для приёма волн наибольшей частоты. Одновременно она является длиной наименьших поперечных элементов ЛПА. Повторное логарифмирование определяет размер второго набора элементов, так чтобы их наименьшая принимаемая частота немного перекрывала максимальную принимаемую частоту первой пары. Эта процедура повторяется, и каждая последующая пара дипольных элементов увеличивается с каждой итерацией, пока антенна не сможет принимать все частоты, необходимые тому или иному оборудованию. Частотная периодичность характеристик и логарифмическая зависимость в расчёте этого приёмника волн и легли в основу его названия.

Упрощённо математическую зависимость между длиной поперечных элементов (L) и дистанцией между ними (d) можно выразить формулой подобия:

Ln+1/ Ln = dn+1/ dn = k,

где k – постоянная величина, а n и n+1 – порядковые номера дипольных пар.

Пары элементов ориентируются на одну ось параллельно друг другу по возрастанию, с наибольшим низкочастотным диполем в задней части антенны и самым коротким, с более высокой частотой приёма, расположенным спереди. Антенный кабель (коаксиал) с волновым сопротивлением 75 Ом проходит внутри одного из направляющих стержней ЛПА, причём их концы в месте входа фидера накоротко соединяются перемычкой из металла. Согласующее устройство в данном случае не требуется.

На практике с целью получения высокого коэффициента усиления на фоне умеренных габаритов ЛПА, значения периода принимают в пределах 0,7-0,9.

Поскольку фазы принимаемых сигналов на одной паре могут мешать другим диполям, то в конструкции применяют последовательную переполюсовку точек питания вибраторов. Благодаря ей диполи, в итоге, достигают разницы в 360 градусов, и приходят в соответствие друг с другом, что сказывается на повышении суммарного коэффициента ЛПА.

Логопериодические улавливатели также имеют некоторые проблемы с сопротивлением – суммарным электрическим сопротивлением между двумя элементами одной пары. Эти сложности отчасти решаются увеличением диаметров металлических трубок, из которых составлены поперечные элементы по мере нарастания их длины, что приводит к изменению сопротивления диполя. Другой метод, который используется для согласования сопротивления – это установка небольших согласующих трансформаторов разных значений для каждой пары поперечин, чтобы выровнять сопротивление всех активных элементов антенны.

В результате имеем принимающее устройство, способное «видеть» сигналы только в одном направлении, как антенна «волновой канал», имеющее мощность приёма, сравнимую с мощностью всенаправленной антенны, и которое принимает гораздо более широкий диапазон частот, чем любая из них.

Исходя из этой информации, можно сделать вывод, что конструкция ЛПА носит «самоподобный» характер, что присуще такому математическому явлению как фрактал. Конструктивные особенности ЛПА накладывают отпечаток на её стоимость (она выше цены на иные волновые приёмники), и также выражаются в уязвимости к повреждениям, что является недостатками этого типа устройств. Ещё одним минусом логопериодических приёмников является то, что на фоне их хороших электродинамических показателей в заданном частотном диапазоне, конструкция такой ЛПА для метрового диапазона получается громоздкой.

Виды логарифмических антенн

Разновидность устройства не меняет его функциональность, а лишь указывает на конструктивные особенности пространственный охват:

  1. Плоские однонаправленные. Они же активные направленные логопериодические антенны, представлены обычным стержнем, на котором симметрично в противофазе закреплены «усики» (проводники). Являются простой и дешевой конструкцией, однако работают только в конкретном направлении.
  2. Плоские. Их конструкция схожа с однополярными антеннами. Усики более длинные и в выпуклой форме. Они работают только в горизонтальной плоскости, но независимы от направления.
  3. Пространственные. Из названия можно сделать вывод — она принимает сигнал в обеих плоскостях. Она представлена комплексом более широких версий плоских однонаправленных антенн.

Рассмотрев виды можно заметить, что по конструкции они не отличаются, разница лишь в архитектуре. Поэтому перед изучением конструкции логопериодической антенны можно сразу выбрать, какая из них больше подойдет для использования.

Вариантов не много:

  • Если в районе присутствует только одна вышка, к ней есть уверенный доступ, а строительство второй не предвидится — выбор плоской однонаправленной антенны станет выгодным решением. Другие тоже подойдут, но они не дадут большего эффекта, но потребуют больше затрат.
  • Когда в округе есть несколько ретрансляторов, а аналоговое и цифровое ТВ поступает с разных — поможет только плоская антенна.
  • В горной местности принимать хороший сигнал можно только с помощью пространственной логопериодической антенны, т.к. другая не справится из-за рельефа.

Конструкция логопериодической антенны

Готовая к эксплуатации логопериодическая антенна внешне напоминает целый комплекс устройств и по сложности в разы превосходит обычный эфирный приемник, которые продаются в телемагазинах:

  • Осевой стержень (он же несущий трубчатый элемент, который задает расположение начального директорного антенного полотна) дает раздельное питание правым и левым усикам. Это необходимо для синхронного приема (излучения) сигнала усиками, размещенными в противофазе.
  • В качестве проводника сигнала к телевизору используется коаксиальный кабель, который подсоединяется к началу стержня (вершина устройства).
  • Усики от вершины до основания на каждом шаге соблюдают строгую синхронность удлинения. Длина каждого из последней пары усиков должна соответствовать общей длине первой пары (Ln = ½ L1).

Изготовление проводника

Основу можно изготовить самостоятельно или купить готовую. В последнем случае наиболее удачным вариантом станет использование устройств типа «дельта» в форме «елочки», которая заменяет плоскость рефлекторной решетки. Чтобы собрать своими руками, можно использовать два способа:

Как активировать смарт карту Триколор ТВ самостоятельно

  • Спайка. Если под рукой есть сварочный аппарат, лучше сварить такую конструкцию. Здесь все просто, разве что только лучше спаять стержни, и только потом их срезать по нужной длине.
  • Сборка. Усики можно заранее заготовить и скрепить медной проволокой. Для прочного их прикрепления к стержню потребуется зафиксировать всю конструкцию к дощечке. От этого пострадает эстетичность готового приемника, но повысится надежность при дожде или мокром снеге.

По меньшей мере используется один рефлекторный вибратор, лежащий в плоскости. Но  практичнее брать два — на каждую сторону проводников по стержню. Питание подводится к вершине (со стороны коротких проводников).

Сборка антенны

Ниже представлены параметры для логопериодической антенны с мощностью 10 дБ. В дальнейшем она будет служить в качестве стандарта для сборки более других типов устройств:

  • длина стержней (несущих) 160 см;
  • количество усиков — 9 пар;
  • коэффициент сокращения длины следующей пары усиков от основания (он же коэффициент геометрической прогрессии) 16 см;
  • разница входного и выходного сопротивления ~20 Ом (обычно 98 и 75 Ом соответственно).

На выходе получится логопериодическая антенна ДМВ 460 — 790 МГц. Также существуют всеволновые, которые относятся к телевизионным антеннам метрового и дециметрового лиапазона.

Несущие между собой нужно зафиксировать (не закрепить!) и выполнить последний этап сборки — заземление. В качестве него подходит обычный медный провод 2 мм. Перед подключением нужно учесть, чтобы заземление не конфликтовало с кабелем. Стержни будут связаны общим контактом, и кабель с заземлением развести между ними.

Настройка сборной конструкции

Логопериодическая антенна готова и осталось выполнить ее настройку. Для этого нужно взять оба несущих трубчатых элемента и передвигать в непосредственной близости друг к другу. При этом усики должны быть точно параллельны друг к другу. Суть в том, что при большом расстоянии между ними (более 2 см), охват расширяется, но одновременно и слабеет, поэтому изначально изображения может и не быть.

Когда вышка удалена на 20+ км, нужна антенна мощностью 15+ дБ. В этом случае расстояние между несущими будет менее 0.8 см. В большинстве случаев антенну достаточно проверять на высоте 2 м и в горизонтальном положении. В условиях плотной застройки сигнал не обязательно поступит именно с вышки, нужно пробовать искать под углом. Когда найдено удачное соотношение, несущие стержни нужно закрепить. Сделанная своими руками логопериодическая плоская однонаправленная антенна готова.

Антенна Туркина для DVB-T2 своими руками

Интересный вариант, работающий по принципу «волнового канала», это кольцевая антенна, разработанная Н. Туркиным. Она отличается повышенной дальнобойностью, может применяться для удаленных от ретранслятора районов. Обладает хорошей чувствительностью, но требует точного направления на вышку.

Ее основу составляют шесть колец различного диаметра, закрепленные на штанге из диэлектрического материала. Размеры колец и расстояние между ними также зависят от длины волны телесигнала.

Наиболее надежная версия антенны, позволяющая ловить эфирные цифровые каналы, обладает следующими параметрами:

Отметим, что в качестве согласующего устройства применяется ферритовое кольцо, которое надевается на кабель непосредственно у места подключения элементов антенны. Изготовление этого варианта приемного устройства требует еще большей точности при соблюдении размеров, от этого будет зависеть ее дальнобойность.

Как сделать мощную антенну для телевизора?

Понятно, что для местности с неуверенным приемом, связанным со значительным удалением или сложным рельефом, комнатная антенна будет не самым лучшим вариантом. Но ведь для приема ДМВ диапазона, который и требуется для эфирной цифры, есть большой выбор устройств других типов — узконаправленная «волновой канал» и логопериодическая, рамочная и зигзагообразная.

Причем для изготовления необязательно использовать медные или алюминиевые трубки, жилы большого сечения из силового провода, вполне доступен даже вариант из кабеля, используемого для подключения обычной антенны.

Главное — подобрать оптимальный для ваших условий вариант, выдерживать рекомендованные размеры, соблюдать предельную аккуратность при сборке и подключении. В любом случае, по стоимости такие варианты будут более дешевы, особенно если по условиям приема вам требуется активная антенна с дополнительным усилителем.

Ссылка на основную публикацию