Расчет антенна бабочка своими руками

Антенна-бабочка своими руками — быстро и просто

Нет денег на фабричную ТВ-антенну или есть желание смастерить что-то своими руками? Тогда для Вас легкий и быстрый проект — антенна-бабочка. Это простая в изготовлении, малогабаритная коротковолновая КВ-антенна. Называется она так из-за внешнего сходства с бабочкой. Для её изготовления нам понадобиться медная проволока диаметром около 2 мм. Если Антенна-бабочка делается для наружного, то есть внешнего применения — можно использовать и 4 мм., а для домашнего (например, для улучшения приёма 3G/4G или WiFi) подойдёт даже кусок обычного телевизионного коаксиального кабеля 75 Ом.
Изготовление простое — делаем прямоугольную рамку из проволоки. Длина и ширина его должны быть следующие:

Потом перекручиваем рамку «Накрест» и разрезаем кусачками чтобы получились два треугольника.

Теперь будем припаивать коаксиальный кабель вот по такой схеме:

Обратите внимание на расстояние между треугольниками. Для разной частоты они должны быть разные. Расчёт такой:

Теперь для надёжности надо закрепить получившуюся конструкцию с помощью скобок(или скотча) на какой-нибудь диэлектрик: дерево, эбонит или пластмассу. Антенна-бабочка готова и её можно подключать.

Источник

Расчет антенна бабочка своими руками

Существует достаточно простой способ отличить обычного индивидуума от радиолюбителя-антенщика — просто упомяните в своей речи слово «вибратор». По умному взгляду и отсутствию улыбки на лице испытуемого можно констатировать, что перед вами радиолюбитель-антенщик.

(немного модифицированое выражение с Луркоморья )

Обычный аноним, возжелавший сделать своими руками антенну для своего дачного 3G модема или Wi-Fi точки, обычно не утруждает себя углублением в теорию. А нерды по теме обитают на специализированных форумах, куда анонимов пускают через модерацию, да и не помогут эти форумы анониму, ибо мало что поймет он там. Поэтому я не ставлю перед собой задачу описать здесь основы теории антенн, их можно прочитать в почти любой серьезной книжке. Однако иметь хотя бы небольшое понятие, совершенно необходимо. Причем не только для самодельщика, но и для того, кто решил купить уже готовую антенну.

Речь пойдет о популярной антенне «Бабочка». Просто погуглив такой запрос, вы получите массу самых разнообразных и не похожих друг на друга конструкций. И все «бабочки»! В нескольких интернет-магазинах под таким «брендом» толкают даже простую логопериодическую антенну «со специальным покрытием для радиоволн, разработанным военными спецами». Наверно считается, что лох на такую замануху должен идти косяками!

Давай же, уважаемый аноним не будем клевать на неграмотную рекламу и немного разберемся в этом. Прежде всего, надо понимать, что основой подавляющего большинства антенн, является излучающи й элемент под именем вибратор или диполь . Это имя он получил еще со времени открытия радиоволн. Вибраторы условно можно разбить на два вида — электрический и магнитный. Простейший магнитный вибратор представляет собой рамку с периметром равным длине волны, простейший электрический — провод с длиной равной половине длины волны. В принципе магнитную рамку можно изогнуть таким образом. Получившийся петлевой вибратор является уже электрическим, но это уже тонкости теории. Главное, что необходимо понять, это то что вибратор всегда настроен в резонанс с колебаниями электромагнитной волны. Именно поэтому его длина соотносится с длиной волны в виде целых чисел: λ, 2λ, λ/2, λ/4 и т.п.

Вернемся к нашей «антенне Бабочке». Все конструкции можно условно классифицировать следующим образом:

Вариант_1. Это настоящая антенна «Бабочка». Настоящая, потому что такая конструкция под именем «Butterfly dipole» была запатентована в далеком 1938 году. Другие названия антенны « Batwing» и «BowTie» — «крылья летучей мыши» или «галстук-бабочка». Это обычный электрический диполь с утолщением к краю, что значительно расширяет его полосу пропускания. Он широко используется в «Польских антеннах». Замыкания краев не принципиальны, треугольники можно сделать даже из сплошного листа металла. Надо понимать, что для волн с вертикальной поляризацией, диполь нужно развернуть вертикально. В этом случае, антенна будет всенаправленной. Эдакий родственник антенны «Паук». Правда «бабочка» в отличии от «паука», гораздо более широкополосна. С учетом концевой емкости электрическая длина такого диполя близка к длине волны и поэтому он имеет высокое входное сопротивление. Для расчета размеров вы можете воспользоваться онлайн калькулятором антенны «Бабочка» у нас на сайте.

Вариант_2 . А вот это уже два магнитных диполя-рамки, соединенных параллельно. В среде телевизионщиков эта антенна известна под названием — «Двойная треугольная антенна» Другими словами — это антенна Харченко или «Зигзаг» , в которой вместо ромбических элементов используются треугольные. Это не принципиально, можно даже круглые использовать. Рамки возбуждаются синфазно. На сайте имеется онлайн калькулятор для расчета антенны «Двойной треугольник». Зигзаг в таком положении принимает вертикально поляризованную волну. Почему я акцентирую внимание на положении антенны. Дело в том, что нет специальных антенн для вертикально или горизонтально-поляризованной волны. Все зависит только от ориентации антенны относительно горизонтальной плоскости и поляризация антенны меняется простым поворотом ее на 90°

Вариант_3. Эквивалентен варианту 2, только с перекрученной вдоль горизонтальной оси одной из рамок. Чтобы отличить от других вариантов, часто называют антенна «Восьмерка», хотя это имя, так же как и «Зигзаг» или «Двойная треугольная» применяют без разбора к обоим вариантам. Несмотря на внешнее сходство с антенной Харченко, такая восьмерка отличается от нее противофазным питанием рамок и другими свойствами, хотя и незначительно. Наиболее важно то, что лепестки диаграммы направленности у этих антенн сплюснуты в разных плоскостях. При практически равном с «Двойной треугольной антенной» усилении, ширина лепестков диаграммы направленности у «Восьмерки» в горизонтальной плоскости в два раза шире. Поэтому «круговой обзор» этой антенны почти 240° из 360°, а у треугольной антенны Харченко в два раза меньше. Антенна, также как и «Зигзаг», в таком положении принимает вертикально-поляризованную волну.

Для вариантов 2 и 3 предлагаются модели в MMANA (это уже не для анонима)

И это еще не все варианты бабочек. Возможны и другие, например — на этой странице форума .

Как видим, с точки зрения теории, это совершенно разные антенны. Принципиально отличается антенна «Бабочка» (вариант 1), которая представляет из себя электрический диполь, от остальных, которые относятся к категории рамочных или магнитных антенн. Варианты 2-3 не надо разворачивать на 90°, как вариант 1, они уже в таком виде принимают волну с вертикальной поляризацией и в отличии от варианта 1, имеют слабую направленность в горизонтальной плоскости.

Все три антенны достаточно широкополосны, имеют хорошую повторяемость, просты в изготовлении. Это весьма важные критерии для тех, кто взялся изготовить антенну для 3G модема, для Wi-Fi своими руками, но при этом улыбается, заслышав о вибраторе.

Источник

Правильный расчет и сборка антенны Харченко для эфирного цифрового ТВ

Обязательным условием приема эфирного цифрового телевидения является антенна ДМВ-диапазона. Ее можно приобрести в магазине электронной техники или собрать своими руками. Существует более 10 эффективных схем самодельных конструкций, все они способны улавливать до 30 эфирных каналов. В этой статье мы расскажем о том, как изготовить одну из самых мощных самоделок — антенну Харченко для цифрового ТВ.

Что такое антенна Харченко и чем она хороша

В 1961 году в третьем выпуске журнала «Радио» была опубликована статья инженера К. Харченко «Зигзагообразная антенна», которая помогла улучшить качество картинки людям, проживающим за зоной уверенного приема. В сфере радиолюбителей она получила названия «ромбовидная», «восьмерка», «биквадрат» или просто «антенна Харченко».

У биквадратной конструкции есть ряд особенностей, которые позволяют ей оставаться популярной на протяжении более полувека:

обеспечивает высокий коэффициент усиления ;
подходит для приема телевидения и мобильного интернета — нужно только правильно подобрать размеры сторон;
широкополосная — способна улавливать одновременно цифровые и аналоговые каналы;
простая и недорогая в исполнении — позволяет любому собрать и использовать ее для приема слабого сигнала.

Делаем биквадратную антенну в домашних условиях

Самодельная антенна собирается за 30-40 минут. К тому же элементы конструкции изготавливаются из самых обычных материалов, которые с большой долей вероятности уже есть у вас дома или в гараже.

Необходимые материалы и инструменты

медный провод сечением 1,5–5 миллиметров, длиной около метра;
обычный антенный провод (коаксиальный), 3–5 метров;
паяльник, соответственно, припой и канифоль;
штекер для телевизора;
напильник или наждачная бумага для зачистки провода;
рулетка или линейка;
маркер либо фломастер.

Дополнительные материалы, которые могут понадобиться:

основа для антенны (например, деревянная рейка);
клей;
изоляционная лента.

Ручной расчет

Размеры антенны Харченко напрямую зависят от диапазона принимаемых частот.

Расчет под эфирное телевидение заключается в определении длины волны и переносе значений на собираемое устройство. Цифровые телеканалы транслируются в стандарте DVB-T2 на радиочастотах, которые варьируются от 400 до 800 МГц и отличаются в зависимости от региона.

Точный диапазон для вещающих мультиплексов вы узнаете из инструкции по определению частот цифрового ТВ.

В Москве вещание 1 мультиплекса идет частоте 546 МГц (ТВК 30), 2-ого — на 498 МГц (ТВК 24 ). Я хочу принимать оба пакета, поэтому беру среднее значение:

(546 + 498)/2 = 522 МГц .

Вычисляем длину волны по формуле:
λ = с/F , где:
λ — длина волны;
с — скорость света (3×10 8 м/с);
F — частота.
Подставляем значения:
λ = 300/522 ≈ 0,5747 м = 57,47 см.

Можно использовать полученную величину, но для практического применения она может оказаться слишком большой. Мы имеем право взять ровно половину или четверть длины волны:

λ/2 = 0,5747/2 ≈ 0,287 м = 28,7 см.

λ/4 = 0,4918/4 ≈ 0,143 м = 14,3 см.

Зная длину волны, производится расчет размеров рамки. На примере значения 575 мм получаем следующее:

длина внешней стороны ромба: 575/4 = 143,75 мм;
общая длина проволоки – 1150 мм.

Калькулятор антенны Харченко

Можно поступить проще: рассчитать все параметры с помощью онлайн-калькулятора. Алгоритм его работы аналогичен представленному выше, действие всех формул автоматизировано. На выходе получится готовый чертеж с размерами «двойного квадрата».

Сборка

Возьмите проволоку. Для антенны подойдет только медь (алюминий или другой металл надежно спаять не получится, а от качества соединения контактов будет зависеть чистота принимаемого сигнала).
С помощью линейки и маркера отметьте 8 одинаковых отрезков, длину которых (L1) вы рассчитали на калькуляторе.
На чистом листе бумаги нарисуйте шаблон будущей рамки телеантенны, соблюдая вычисленные размеры.
Согните проволоку по отметкам, ориентируясь на шаблон. Должна получится ровная восьмерка с углами 90°.
Используя напильник или наждачную бумагу, зачистите края проволоки и место сгиба граней, а затем зафиксируйте свободные концы тонкой медной проволокой.
Спаяйте концы между собой.
Возьмите антенный провод, оголите его примерно на 2 см для и припаяйте к рамке антенны: центральная жила на один сгиб, экран — на второй. На другой конец кабеля установите RF-штекер.
Заизолируйте все места пайки. Можно использовать силиконовый герметик или простую изоленту.

Настройка

После сборки включите телевизор и выполните поиск цифровых каналов. Если у вас приставка — запустите автопоиск на ней. Дальше анализируйте:

Прием сигнала хорошего качества.
Можно закрепить полученную рамку на любую поверхность при помощи клея или жидких гвоздей. Кабель тоже нужно зафиксировать, чтобы не нарушать слабое место пайки.
Качество принимаемого сигнала недостаточно хорошее.
Попробуйте переместить антенну: меняйте вертикальные и горизонтальные углы наклона. Если это не помогает, то нужно усилить принимаемый сигнал, используя рефлектор.

Изготовление рефлектора

Рефлектор представляет собой экран, расположенный за основной рамкой антенны. Для изготовления подойдет металлическая пластина или стеклотекстолит, используемый для печатных плат. Можно взять решетку, состоящую из металлических прутьев. Или можно сделать экран самостоятельно из плотной фольги, наклеенной на твердую основу нужного размера.

В данном примере экран сделан из стенки корпуса домашнего ПК.

К расположению рефлектора предъявляются следующие требования:

расстояние между ним и приемником — ровно 1/7 часть длины принимаемой волны (на калькуляторе это значение D). Изготовьте диэлектрические проставки, с помощью которых соберите единую конструкцию;
площадь активной (токопроводящей) поверхности рефлектора на 20 % больше площади телеантенны;
приемник должен «лежать» внутри плоскости рефлектора.

В этом примере проставки сделаны из старых маркеров, которые стягиваются пластиковыми жгутами.

Рекомендуем полную пошаговую видеоинструкцию по изготовлению биквадрата с экраном:

Для модемов 3G и 4G

Использование биквадратной антенны не ограничивается только приемом цифрового телевидения. Когда скорость работы мобильного интернета неудовлетворительна, антенна Харченко тоже может помочь.

Сначала, как и в случае с цифровым телевидением, необходимо выяснить частоту передачи 3G- или 4G-сигнала (LTE). У каждого оператора сотовой связи она своя, но находится в диапазоне 1.9–2.1 ГГц. Расчетное значение длины волны составляет от 14 до 16 сантиметров.

Исходя из этого получаем следующие размеры антенны:

для 1,9 Gz = 3,5 сантиметра;
для 2,1 Gz = 4 сантиметра.

Собирается конструкция так же, как и для цифрового ТВ.

Не помешает для данной антенны и рефлектор. Расстояние между ним и приемником следует обеспечить равным 2,3 сантиметра. К готовой антенне припаивается кабель сопротивлением 50–65 Ом, а на другой конец — штекер Jack 3,5 мм, который вставляется в антенный вход модема.

Источник