Как сделать всеволновую, логопериодическую и дмв антенну для телевизора своими руками

Логопериодическая антенна своими руками для приема Цифрового ТВ

Логопериодические антенны — это приемные устройства, работающие в любом частотном диапазоне. Их также называют частотно-независимыми по причине их возможностей. По конструкции они схожи с антеннами волнового типа, но работают по логарифмическому закону, отсюда и их название. Такую антенну для качественного приема цифрового телевидения можно собрать самостоятельно, но сначала лучше ознакомиться с их видами.

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:

  • 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.

Изготовление плоской и пространственной антенны на основе однонаправленной

Чтобы получить обычную плоскую антенну, работающую по всему радиусу горизонта, нужно изготовить аналогичную конструкцию, которая повторит готовую. Они устанавливаются симметрично друг к другу основанием. Провод питания раздваивается и подключается к обеим конструкциям, а кабель к одной из них по умолчанию (но обязательно к несущей, к которой не подключено питание).

Если же нужна пространственная антенна, она также может быть выполнена согласно готовому изобретению, с пересчетом их количества. Потребуется уже три конструкции, которые нужно собрать в форме треугольной пирамиды с основанием из вершин антенны. Она устанавливается только на крыше в вертикальном положении. От каждой из них отводится медный кабель, который собирается в единый комплекс и подключается к электрической сети.

Выводы

Самодельные телевизионные ДМВ антенны работают по тому же принципу, что и заводские. В частности, ее можно усилить, уменьшив укорочение каждой следующей пары проводников. Однако для выполнения условия Ln = ½ L1 потребуется больше пар усиков, а сама конструкция в несколько раз увеличится по длине. Но самое главное — с увеличением дальности приема сигнала будет смещаться и частотный диапазон, в результате чего приемник сможет принимать только метровые волны. Поэтому самостоятельно можно изготовить только уличную логопериодическую антенну, а в случае сильной удаленности от вышки потребуется купить усилитель.

В целом, при нахождении в пределах 50 км от ретранслятора, с такой антенной можно принимать уверенный сигнал цифрового и аналогового вещания.

Логопериодическая антенна своими руками

Собираемся рассказать, как сделать логопериодическую антенну. Логопериодические антенны относятся к числу частотно-независимых. Агрегаты работают в широком диапазоне, перекрывая спектр вещания. Напоминают внешним видом антенны типа волновой канал, только директоры переменной длины, подчиняющейся логарифмическому закону. Впервые идея предложена в 1957 году статьей Избелла, Дюамеля. В обыденности известно три вида устройств, читатели наверняка видели один – выложенный прилавками магазинов. Логопериодическая антенна изготавливается своими руками. Размеры вызнайте, понимайте имеющее важность, осознавайте возможности поблажку дать выдерживанию точности.

Виды логопериодических антенн

Редко встретим явление: самодельная логопериодическая антенна. Конструкция… логопериодические антенны трех типов:

  1. Плоские. Напоминают непонятный круг, вырезаны беспорядочно (на первый взгляд) дорожки, секторы. Получается невиданная комбинация мишени, с кольцами поршней двигателя внутреннего сгорания, непонятно чем… В результате штуковина принимает-излучает волны.
  2. Пространственная логопериодическая антенна страшная внешним видом. Навевает ассоциации фантастического фильма: космические флагманы увешаны похожими штуковинами. Не исключено, режиссеры равнялись сабжектом. Выглядит просто фантастично, работает реально.
  3. Плоские однонаправленные логопериодические антенны то, что видим в магазинах. Торчащий вперед длинный стержень, по обеим сторонам усеянный, словно усами, поперечинами различной длины. Выглядит более упорядоченно, пониманию недостижимо.

Ошибочно думать, будто логопериодические антенны годятся ловить лишь телевидение. Дело в другом: конструкция изделий сложна, первые методики предлагали номограммы, руководствуясь которыми, мастерам-самоучкам много раз приходилось переделывать. Первые логопериодические антенны сложно настраивались. Вот почему интерес так и не развился до последнего времени, хотя известны свыше половины века. Конструкции для GSM, WiFi, других протоколов СВЧ имеются, давно предложены, неизвестны толком. Отказываетесь верить, попробуйте найти в интернете информацию, соотнесите результаты по биквадрату Харченко, сразу поймете ситуацию.

Решение задачи математически сталкивается напрямую с сонмом интегральных уравнений, по зубам редкостным ботаникам. Наиболее осведомленные авторы считают: разумно пользоваться просто готовыми конструкциями, самостоятельно разрабатывать, больше методом научного тыка. Понятно, первую задачу на бумаге решать утомительно, люди опытные рекомендуют попросту использовать различные языки программирования. Лучше всего подходят MathCAD и С++.

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).

Действие логопериодической антенны

Согласно теории, в логопериодической антенне постоянно имеется некая активная область, образованная вибраторами, где уровень тока выше 10 дБ. Частота начинает уменьшаться, зона перемещается в сторону вибраторов подлиннее. Повышение провоцирует обратный процесс. Немногие элементы линии работают равноценно. Некоторые отдыхают. Получается феноменальная широкополосность. Особенностью линии является то, что волна сначала доходит до вибраторов, имеющих размер, отличающийся от резонансного (меньший). По мере продвижения сигнала к «идеальному» вибратору часть мощности рассеивается. Удается укоротить самый длинный излучатель, снижая габариты логопериодической антенны.

Итак, читателям представляем простую вещь: дельной, простой методики расчета сегодня не придумано, любители покопаться в интегралах приглашаются к изданию Логопериодические вибраторные антенны 2005 года выпуска: подробно обмусоливаются тонкости. Несколько разделов посвящается программированию. Избегаем копать тонкости MathCAD, приводить расчет логопериодической антенны, предпочитаем С++, выводы покажем, чтобы читатели могли заняться проектированием:

  1. Диапазон работы антенны 470 – 790 МГц.
  2. Количество вибраторов 9 штук на сторону.
  3. Коэффициент геометрической прогрессии 0,895.
  4. Расстояние между вибраторами 0,17 метра.
  5. Входное сопротивление 75 Ом.
  6. Волновое сопротивление фидерной линии 97,143 Ом.
  7. Диаметр проводников фидерной линии 8 мм.
  8. Расстояние между проводниками (несущими) 10,768 мм.
  9. Расстояние от самого длинного вибратора до замыкания линии 72,556 мм.

Поясняем по поводу данных: длина самого длинного вибратора (левый + правый суммарно) должна быть равна половине длины волны самой низкой частоты (теория). Найдем параметр. Длину волны вычисляем по формуле, используемой со школьной скамьи 299792458 / 470000000 = 637,85 мм. Делим на четыре, пытаясь найти длину одного (левого, правого) вибратора, получаем 159,5 мм. Каждый последующий вибратор находите, домножая число коэффициентом из данных. Все концами лежат на линии, проведенной из некоего воображаемого центра, расположенного вдоль оси антенны, впереди. Расстояния домножаются коэффициентом. Начальное составляет 17 см.

Как объясняет автор идеи, в расчете по формулам выходили разные толщины вибраторов, некоторые не получали порции энергии в ходе работы (говорилось выше), по мере создания ДМВ логопериодической антенны, было решено проволоку взять толщиной 6 мм, расстояния, длины вышли следующие:

  1. Расстояние 0 мм, длина 145,1 мм.
  2. Расстояние 98,7 мм, длина 128,4 мм.
  3. Расстояние 186 мм, длина 113,6 мм.
  4. Расстояние 263,3 мм, длина 100,5 мм.
  5. Расстояние 331,7 мм, длина 89 мм.
  6. Расстояние 392,2 мм, длина 78,78 мм.
  7. Расстояние 445,8 мм, длина 69,7 мм.
  8. Расстояние 493,2 мм, длина 61,7 мм.
  9. Расстояние 535,2 мм, длина 54,6 мм.

Настраивается антенна изменением расстояния меж несущими. Варьируется удаление короткого замыкания линии от самого длинного вибратора. Берите размеры табличные, автор лучше знал, наверняка учел расстояния меж несущими и прочее. Рассматриваемая логопериодическая антенна отлично подходит цифровому мультиплексу, причем захватит все, подробнее сверяйтесь с Википедией. Для работы на прием телевидения следует расположить конструкцию, чтобы вибраторы находились в горизонтальной плоскости. В большом городе луч может прийти вовсе не с направления вышки, также под углом. Боитесь поймать – пробуйте наклонить логопериодическую антенну для достижения нужного эффекта.

Про питание рассказали, пропускайте кабель в одну из несущих, в районе носика обеспечьте соединение любой из них с оплеткой, второй — с жилой. Замыкается линия позади самого длинного вибратора. Теперь каждый читатель может самостоятельно сделать логопериодическую антенну по приведенным сведениям. Отдельной строкой идут конструкторские соображения. Ранее директор приваривали к траверсе, сегодня найдете иные методики.

Желаем аудитории удачи в экспериментах. Теперь знаете, как изготавливается логопериодическая антенна собственноручно. Напоминаем, рассмотренная конструкция далеко не самая простоя и требуется посмотреть диапазон по всем используемым частотам. Нет необходимости – создавайте четвертьволновые вибраторы (для цифровых мультиплексов), избегая дебрей. Проще собирается волновой канал, отличающийся от логопериодической антенны равными размерами вибраторов.

Как сделать дециметровую антенну своими руками?

Несмотря на бурное развитие спутникового и кабельного телевидения, прием эфирного телевещания все еще остается актуальным, например, для мест сезонного проживания. Совсем не обязательно для этой цели покупать готовое изделие, домашняя дециметровая (ДМВ) антенна может быть собрана своими руками. Прежде чем переходить к рассмотрению конструкций, кратко расскажем, почему выбран именно этот диапазон телевизионного сигнала.

Почему именно ДМВ?

Есть две весомые причины, чтобы остановить свой выбор на конструкциях этого типа:

  1. Все дело в том, что большинство каналов транслируется в этом диапазоне, поскольку упрощается конструкция ретрансляторов, а это дает возможность установить большее число необслуживаемых маломощных передатчиков и тем самым расширить зону покрытия.
  2. Для трансляции «цифры» выбран этот диапазон.

Комнатная антенна для ТВ «Ромб»

Эта простая, но, в то же время, надежная конструкция, была одной из самых распространенных в эпоху расцвета эфирного телевещания.

Рис. 1. Простейшая самодельная Z-антенна, известная под названиями: «Ромб», «Квадрат» и «Народный зигзаг»

Как видно из эскиза (B рис. 1), устройство представляет собой упрощенный вариант классического зигзага (Z-конструкции). Для увеличения чувствительности, ее рекомендуется оборудовать емкостными вставками («1» и «2»), а также рефлектором («А» на рис.1). Если уровень сигнала вполне приемлем, делать это не обязательно.

В качестве материала можно использовать алюминиевые, медные, а также латунные трубки или полосы шириной 10-15 мм. Если планируется устанавливать конструкцию на улице, то лучше отказаться от алюминия, поскольку он подвержен коррозии. Емкостные вставки изготавливаются из фольги, жести или металлической сетки. После установки, они пропаиваются по контуру.

Кабель укладывается так, как продемонстрировано на рисунке, а именно: не имел резких изгибов и не покидал пределов боковой вставки.

Дециметровая антенна с усилителем

В местах, где в относительной близости не расположена мощная ретрансляционная башня, можно поднять уровень сигнала до приемлемого значения при помощи усилителя. Ниже представлена принципиальная схема устройства, которое может использоваться практически с любой антенной.

Рис. 2. Схема антенного усилителя для ДМВ диапазона

Перечень элементов:

  • Резисторы: R1 – 150 кОм; R2 – 1 кОм; R3 – 680 Ом; R4 – 75 кОм.
  • Конденсаторы: С1 – 3,3 пФ; С2 – 15 пФ; С3 – 6800 пФ; С4, С5, С6 – 100 пФ.
  • Транзисторы: VT1, VT2 – ГТ311Д (можно заменить на: KT3101, KT3115 и KT3132).

Индуктивность: L1 — представляет собой бескаркасную катушку диаметром 4 мм, намотанную медным проводом Ø 0,8 мм (необходимо сделать 2,5 витка); L2 и L3 – высокочастотные дроссели 25 мкГн и 100 мкГн, соответственно.

Если схема собрана правильно, мы получим усилитель со следующими характеристиками:

  • полоса пропускания от 470 до 790 МГц;
  • коэффициенты усиления и шума – 30 и 3 дБ, соответственно;
  • величина выходного и входного сопротивления устройства соответствует кабелю RG6 – 75 Ом;
  • устройство потребляет порядка 12-14 мА.

Обратим внимание на способ подачи питания, оно осуществляется непосредственно по кабелю.

Данный усилитель может работать с самыми простыми конструкциями, сделанными из подручных средств.

Комнатная антенна из пивных банок

Несмотря на необычность конструкции, она вполне работоспособна, поскольку представляет собой классический диполь, тем более, что размеры стандартной банки отлично подходят для плеч вибратора дециметрового диапазона. Если устройство установлено в комнате, то в этом случае даже не обязательно согласование с кабелем, при условии, что он не будет длиннее двух метров.

Устройство комнатной антенны на базе пивных банок

Обозначения:

  • А – две банки объемом 500 мг (если взять жестяные, а не алюминиевые, то можно припаять кабель, а не использовать саморезы).
  • B – места крепления экранирующей оплетки кабеля.
  • С – центральная жила.
  • D – место крепления центральной жилы
  • E – кабель, идущий от телевизора.

Плечи этого экзотического диполя необходимо закрепить на держателе, сделанного из любого изоляционного материала. В качестве такового можно использовать подручные вещи, например, пластиковую вешалку для одежды, перекладину швабры или кусок деревянного бруса соответствующих размеров. Расстояние между плечами от 1 до 8 см (подбирается эмпирическим путем).

Основные преимущества конструкции – быстрое изготовление (10 – 20 минут) и вполне приемлемое качество «картинки», при условии достаточной мощности сигнала.

Делаем антенну из медной проволоки

Существует конструкция, значительно проще предыдущего варианта, для которой потребуется только кусок медной проволоки. Речь идет о рамочной петлевой антенне узкого диапазона. Такое решение имеет несомненные преимущества, поскольку помимо своего основного назначения, устройство играет роль селективного фильтра, снижающего помехи, что позволяет уверенно принимать сигнал.

Рис.4. Простая рамочная ДМВ антенна петлевого типа для приема цифрового ТВ

Для данной конструкции необходимо рассчитать длину петли, чтобы сделать это, нужно узнать частоту «цифры» для вашего региона. Например, в Санкт-Петербурге она транслируется на 586 и 666 МГц. Формула расчета будет следующей: LR = 300/f, где LR – это длина петли (результат представлен в метрах), а f – усредненный частотный диапазон, для Питера это значение будет равно 626 (сумма 586 и 666, деленная на 2). Теперь рассчитываем LR, 300/626 = 0,48, значит, длина петли должна быть 48 сантиметров.

Если взять толстый RG-6 кабель, где имеется фольга в оплетке, то его можно использовать вместо медной проволоки для изготовления петли.

Теперь расскажем, как собирается конструкция:

  • Отмеряется и отрезается кусок медной проволоки (или RG6 кабеля) длиной, равной LR.
  • Сворачивается петля подходящего диаметра, после чего к ее концам припаивается кабель, идущий к ресиверу. Если вместо медной проволоки используется RG6, то предварительно снимается изоляция с его концов, примерно на 1-1,5 см (центральную жилу очищать не надо, она в процессе не участвует).
  • Петля устанавливается на подставку.
  • На кабель к ресиверу накручивается F разъем (штекер).

Заметим, несмотря на простоту конструкции, она наиболее эффективна для приема «цифры», при условии, что правильно проведены расчеты.

Комнатная антенна МВ и ДМВ своими руками

Если помимо ДМВ есть желание принимать и МВ, можно собрать простую мультиволновку, ее чертеж с размерами представлен ниже.

Комнатная мультиволновая (МВ и ДМВ) антенна

Для усиления сигнала в данной конструкции используется готовый блок SWA 9, если возникли проблемы с его приобретением, можно использовать самодельное устройство, схема которого была приведена выше (см. рис. 2).

Важно соблюдать угол между лепестками, выход за пределы указанного диапазона существенно отражается на качестве «картинки».

Несмотря на то, что такое устройство значительно проще логопериодической конструкции с волновым каналом, тем не менее, оно показывает неплохие результаты, если сигнал достаточной мощности.

Антенна восьмерка для цифрового ТВ своими руками

Рассмотрим еще один распространенный вариант конструкции для приема «цифры». В основу положена классическая схема для ДМВ диапазона, из-за своей формы получившей название «Восьмерка» или «Зигзаг».

Рис. 6. Эскиз и реализация цифровой восьмерки

Размеры конструкции:

  • внешние стороны ромба (А) – 140 мм;
  • внутренние стороны (В) – 130 мм;
  • расстояние до рефлектора (С) – от 110 до 130 мм;
  • ширина (D) – 300 мм;
  • шаг между прутьями (Е) – от 8 до 25 мм.

Место подключения кабеля в точках 1 и 2.Требования к материалу такие же, как у конструкции «Ромб», о которой рассказывалось в начале статьи.

Самодельная антенна для DBT T2

Собственно, все перечисленные выше примеры способны принимать DBT T2, но для разнообразия приведем эскиз еще одной конструкции, называемой в народе «Бабочка».

Дециметровая антенна «Бабочка»

В качестве материала можно использовать пластины из меди, латуни, алюминия или дюрали. Если конструкцию планируется устанавливать на улице, то последние два варианта не подходят.

Итог: на каком варианте остановиться?

Как ни странно, но самый простой вариант наиболее действенный, поэтому «петля» лучше всего подходит для приема «цифры» (рис. 4). Но, если требуется принимать и другие каналы в дециметровом диапазоне, то лучше остановиться на «Зигзаге» (рис. 6).

Рекомендации.

Антенна для телевизора должна быть направлена в сторону ближайшего активного ретранслятора, чтобы выбрать нужное положение, следует вращать конструкцию, пока мощность сигнала не станет удовлетворительной.

Если, не смотря на наличие усилителя и рефлектора, качество «картинки» оставляет желать лучшего, можно попробовать установить конструкцию на мачту.

Дециметровая антенна своими руками, установленная на мачту

В этом случае необходимо обязательно установить молниезащиту, но это уже тема другой статьи.

Источники:
http://vashtehnik.ru/radioapparatura/logoperiodicheskaya-antenna-svoimi-rukami.html
http://www.asutpp.ru/decimetrovaya-antenna-svoimi-rukami.html
http://setafi.com/elektronika/noutbuk/kak-iz-noutbuka-sdelat-televizor/

Ссылка на основную публикацию