Логопериодическая антенна (ЛПА) представляет собой специализированный тип высокочастотных приёмников. В отличие от всенаправленных волновых улавливателей, логопериодическая антенна принимает только в одном направлении, а в отличие от стандартных приёмников телесигнала направленного типа, часто видимых на крышах, эта антенна улавливает широкий диапазон частот. Эта модификация волновых приёмников чаще всего применяется для специализированных приборов, в частности её облюбовали радиолюбители, желающие принимать широкий спектр частот, однако это не исключает её применения в качестве УВЧ и УКВ телеантенн. Также этот тип антенн находился в центре исследований по экспериментальной передаче и приёму электроэнергии.

Их достижимая пропускная способность теоретически бесконечна, а фактическая ширина полосы пропускания зависит от габаритов наибольшего вибратора (отвечает за нижний частотный предел) и миниатюрности крайнего, наименьшего (отвечает за верхний предел частоты).

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 логопериодических антенн

В большинстве волновых улавливателей, в соответствии с длиной волны, выраженно варьируются свойства усиления. ЛПА относятся к той разновидности антенн, которым присуща диаграмма направленности с неизменной формой в широком частотном диапазоне.

На сегодня можно встретить разнообразие вариантов конструктивного исполнения ЛПА, от плоских до пространственных моделей:

• щелевая;
• V-образная;
• зигзагообразная;
• трапециевидная;
• дипольная матрица.

Многообразие модификаций ЛПА обусловлено возможностями трансформирования при дизайне конструкции для достижения нужных параметров. Все же, из множества видов конструкций логопериодических улавливателей, лидируют логопериодические устройства вибраторного типа, которые ввиду своей наглядности позволяют проще рассчитать их характеристики.

Всеволновая

Развитие техники широкополосных улавливателей стало следствием тенденции к расширению полосы частот и использованию в радиолокации широкополосных сигналов. Отсюда возникла потребность во всеволновых ЛПА. Последние успешно зарекомендовали себя в решении задач, связанных с необходимостью непрерывного перекрытия широкого частотного диапазона с неизменными характеристиками улавливателя во всем рабочем диапазоне. Такие требования предъявляются к антеннам, цель которых – индустриальное использование или применение для военных нужд.

Для всеволновых ЛПА характерны:

• широкий диапазон частот;
• умеренные габариты, относительно других ЛПА;
• высокая чувствительность.

Дециметровая

ДМВ логопериодическая антенна является достойной альтернативой антенне «волновой канал», которая хоть и демонстрирует приемлемое соотношение сигнал-шум, но нуждается в согласующем устройстве, искажающем крайние фазовые характеристики в полосе пропускания либо излишне поглощающем сигнал. В этом ракурсе ЛПА для ДМВ диапазона выигрывает благодаря относительной простоте конструкции и хорошему согласованию с кабелем по всей ширине диапазона. Относительно помехоустойчивости – ЛПА, подобно рыбацкому неводу, «вылавливает» только полезный сигнал, пропуская через себя «мелочь» – ненужные сигналы. Очень рекомендуется для «цифры» на дачах.

Покупать хорошую антенну на дачу не всегда целесообразно. Особенно если она посещается время от времени. Дело не столько в затратах, сколько в том, что ее через некоторое время может не оказаться на месте. Поэтому многие предпочитают делать антенну для дачи самостоятельно. Затраты минимальные, качество неплохое. И самый важный момент — ТВ антенна своими руками может быть сделана за полчаса-час и потом, в случае необходимости, легко повторяется…

Цифровое телевидение в формате DVB-T2 передается в диапазоне ДМВ, причем цифровой сигнал или есть, или его нет. Если сигнал принимается, то картинка получается хорошего качества. В связи с этим. для приема цифрового телевидения подходит любая дециметровая антенна. Многим радиолюбителям знакома телеантенна, которую называют «зигзагообразная» или «восьмерка». Эта ТВ антенна своими руками собирается буквально за считанные минуты.

Для уменьшения количества помех сзади антенны ставят отражатель. Расстояние между антенной и отражателем подбирают экспериментально — по «чистоте» картинки
Можно на стекле прикрепить фольгу и получить неплохой сигнал….
Медная трубка или проволока — оптимальный вариант, хорошо гнется, легко пр

Делать ее очень просто, материал — любой токопроводящий металл: трубка, прут, проволока, полоса, уголок. Принимает она, несмотря на простоту, хорошо. Выглядит как два квадрата (ромба), соединенных между собой. В оригинале за квадратом располагается отражатель — для более уверенного приема сигнала. Но он больше нужен для аналоговых сигналов. Для приема цифрового телевидения вполне можно обойтись и без него или установить потом, если прием будет чересчур слабым.

Материалы

Оптимально для этой самодельной телеантенны подходит медная или алюминиевая проволока диаметром 2-5 мм. В этом случае сделать все можно буквально за час. Также можно использовать трубку, уголок, полосу из меди или алюминия, но надо будет какое-то приспособление чтобы выгнуть рамки нужной формы. Проволоку же можно гнуть молотком, закрепив ее в тисках.

Также потребуется коаксиальный антенный кабель требуемой длины, штекер подходящий к разъему на вашем телевизоре, какое-то крепление для самой антенны. Кабель можно брать с сопротивлением 75 Ом и 50 Ом (второй вариант хуже). Если делается ТВ антенна своими руками для установки на улице, обратите внимание на качество изоляции.

Крепление зависит от того, где вы собираетесь повесить самодельную антенну для цифрового телевидения. На верхних этажах можно попробовать использовать ее как домашнюю и повесить на шторы. Тогда нужны крупные булавки. На даче или если выносить самодельную телеантенну на крышу, надо будет крепить ее к шесту. Для этого случая ищите подходящие фиксаторы. Для работы еще понадобится паяльник, наждачная бумага и/или напильник, надфиль.

Нужен ли расчет

Для приема цифрового сигнала нет необходимости считать длину волны. Просто желательно сделать антенну более широкополосной — чтобы принимать как можно больше сигналов. Для этого в оригинальную конструкцию (на фото выше) внесены некоторые изменения (дальше по тексту).

При желании можете сделать расчет. Для этого надо узнать на какой волне транслируется сигнал, разделить на 4 и получить требуемую сторону квадрата. Чтобы получить требуемое расстояние между двумя частями антенны, делайте наружные стороны ромбов чуть длиннее, внутренние — короче.

Чертеж антенны «восьмерки» для приема цифрового ТВ

• Длина «внутренней» стороны прямоугольника (В2) — 13 см,
• «наружной» (В1) — 14 см.

За счет разницы длин образуется расстояние между квадратами (они соединяться не должны). Два крайних участка делают длиннее на 1 см — чтобы можно было свернуть петлю, к которой припаивается коаксиальный антенный кабель.

Изготовление рамки

Если посчитать все длины, получится 112 см. Отрезаем проволоку или тот материал, который у вас есть, берем пассатижи и линейку, начинаем гнуть. Углы должны быть под 90° или около того. С длинами сторон можно немного ошибаться — это не смертельно. Получается так:

• Первый участок — 13 см + 1 см на петлю. Петлю можно согнуть сразу.
• Два участка по 14 см.
• Два по 13 см, но с поворотом в противоположную сторону — это место перегиба на второй квадрат.
• Снова два по 14 см.
• Последний — 13 см + 1 см на петлю.

Собственно рамка антенны готова. Если все удалось сделать правильно, между двумя половинами в середине получилось расстояние 1,5-2 см. Могут быть небольшие расхождения. Далее петли и место перегиба зачищаем до чистого металла (обработать наждаком с мелким зерном), залудить. Две петли соединить, обжать пассатижами чтобы держались крепко.

Подготовка кабеля

Берем антенный кабель, осторожно зачищаем. Как это делать показано на пошаговом фото. Зачистить кабель надо с двух сторон. Один край будет крепиться к антенне. Тут зачищаем так, чтобы провод торчал на 2 см. Если получилось больше, лишнее (потом) можно будет отрезать. Экран (фольгу) и оплетку скрутить в жгут. Получилось два проводника. Один — центральная моножила кабеля, второй — скрученный из множества проводков оплетки. Оба нужны и их нужно залудить.

Ко второму краю подпаиваем штекер. Тут достаточно длины 1 см или около того. Также сформировать два проводника, залудить.

Штекер в тех местах, где будем проводить пайку, протереть спиртом или растворителем, зачистить наждаком (можно надфилем). На кабель надеть пластиковую часть штекера, теперь можно начинать пайку. К центральному выходу штекера припаиваем моножилу, к боковому — многожильную скрутку. Последнее — обжать захват вокруг изоляции.

Дальше можно просто накрутить пластиковый наконечник, в можно залить клеем или токонепроводящим герметиком (это важно). Пока клей/герметик не застыл, быстро собираем штекер (накручиваем пластиковую часть), убираем излишки состава. Так штекер будет почти вечным.

DVB-T2 ТВ антенна своими руками: сборка

Теперь осталось соединить кабель и рамку. Так как мы не привязывались к конкретному каналу, припаивать кабель будем к средней точке. Это увеличит широкополосность антенны — принимать будет больше каналов. Потому второй разделанный конец кабеля припаиваем к двум сторонам посередине (те, которые зачищали и лудили). Еще одно отличие от «оригинальной версии» — кабель не надо обводить по рамке и припаивать внизу. Это тоже расширит диапазон приема.

Собранную антенну можно проверить. Если прием нормальный, можно закончить сборку — залить герметиком места пайки. Если прием плохой, попробуйте для начала найти место, где ловится лучше. Если положительных изменений нет, можно попробовать заменить кабель. Для простоты эксперимента можно использовать обычную телефонную лапшу. Она стоит копейки. К ней припаять штекер и рамку. Попробовать с ней. Если «ловит» лучше — дело в плохом кабеле. В принципе, можно работать и на «лапше», но недолго — она быстро придет в негодность. Лучше, конечно, поставить нормальный антенный кабель.

Для защиты места соединения кабеля и рамки антенны от атмосферных воздействий, места пайки можно замотать обычной изолентой. Но это способ ненадежный. Если не забудете, можно перед пайкой надеть несколько термоусадочных трубок, чтобы с их помощью заизолировать. Но самый надежный способ — залить все клеем или герметиком (они не должны проводить ток). В качестве «корпуса» можно использовать крышки на 5-6 литровые баллоны с водой, обычные пластиковые крыши на банки и т.п. В нужных местах делаем углубления — чтобы рамка «улеглась» в них, не забываем про вывод кабеля. Заливаем герметизирующим составом, ждем пока схватится. Все, ТВ антенна своими руками для приема цифрового телевидения готова.

Самодельная антенна двойной и тройной квадрат

Это узкополосная антенна, которая используется если принимать надо слабый сигнал. Она может даже помочь, если более слабый сигнал «забивается» более мощным. Единственный недостаток — нужна точная ориентация на источник. Эту же конструкцию можно сделать чтобы принимать цифровое телевидение.

Можно сделать и пять рамок — для более уверенного приема
Красить или лакировать нежелательно — ухудшается прием. Такое возможно только в непосредственной близости с передатчиком

Достоинства этой конструкции — прием будет уверенным даже на значительном расстоянии от ретранслятора. Только надо будет конкретно узнать частоту вещания, выдержать размеры рамок и согласующего устройства.

Конструкция и материалы

Делают ее из трубок или проволоки:

• 1-5 ТВ канал МВ диапазона — трубки (медь, латунь, алюминий) диаметром 10-20 мм;
• 6-12 ТВ канал МВ диапазона — трубки (медь, латунь, алюминий) 8-15 мм;
• ДМВ диапазон — медная или латунная проволока диаметром 3-6 мм.

Антенна двойной квадрат представляет собой две рамки, соединенных двумя стрелами — верхней и нижней. Меньшая рамка — вибратор, большая — рефлектор. Антенна, состоящая из трех рамок дает больший коэффициент усиления. Третий, самый маленький, квадрат называется директор.

Верхняя стрела соединяет середины рамок, может быть сделана из металла. Нижняя — из изоляционного материала (текстолит, геттинакс, деревянная планка). Рамки должны устанавливаться так, чтобы их центры (точки пересечения диагоналей) находились на одной прямой. И направлена эта прямая должна быть на передатчик.

Активная рамка — вибратор — имеет разомкнутый контур. Ее концы прикручиваются к текстолитовой пластине размером 30*60 мм. Если сделаны рамки из трубки, края расплющивают, в ни проделывают отверстия и через них крепят нижнюю стрелу.

Мачта для этой антенны должна быть деревянной. Во всяком случае, верхняя ее часть. Причем деревянная часть должна начинаться на расстоянии не менее 1,5 метров от уровня рамок антенны.

Размеры

Все размеры для изготовления этой ТВ антенны своими руками приведены в таблицах. Первая таблица — для метрового диапазона, вторая — для дециметрового.

В трехрамочных антеннах расстояние между концами вибраторной (средней) рамки делают больше — 50 мм. Остальные размеры даны в таблицах.

Подключение активной рамки (вибратора) через короткозамкнутый шлейф

Так как рамка — симметричное устройство, а подключить ее надо к несимметричному коаксиальному антенному кабелю, необходимо согласующее устройство. В данном случае обычно используют симметритрующий короткозамкнутый шлейф. Его делают из отрезков антенного кабеля. Правый отрезок называют «шлейф», левый — «фидер». К месту соединения фидера и шлейфа крепится кабель, который идет к телевизору. Длинна отрезков выбирается исходя из длины волн принимаемого сигнала (смотрите таблицу).

Короткий отрезок провода (шлейф) разделывают с одного конца, удалив алюминиевый экран и скрутив оплетку в плотный жгут. Его центральный проводник можно срезать до изоляции, так как он не играет значения. Разделывают и фидер. Тут тоже удаляют алюминиевый экран и скручивают оплетку в жгут, но центральный проводник остается.

Дальнейшая сборка происходит так:

• Оплетку шлейфа и центральный проводник фидера припаиваются к левому концу активной рамки (вибратору).
• Оплетка фидера припаивается к правому концу вибратора.
• Нижний конец шлейфа (оплетку) соединяют с оплеткой фидера с помощью жесткой металлической перемычки (можно использовать проволоку, только убедиться в хорошем контакте с оплеткой). Кроме электрического соединения она еще задает расстояние между участками согласующего устройства. Вместо металлической перемычки можно закрутить в жгут оплетку нижней части шлейфа (снять изоляцию на этом участке, удалить экран, свернуть в жгут). Для обеспечения хорошего контакта жгуты спаять между собой легкоплавким припоем.
• Куски кабеля должны быть параллельны. Расстояние между ними — около 50 мм (возможны некоторые отклонения). Для фиксации расстояния используют фиксаторы из диэлектрического материала. Также можно прикрепить согласующее устройство к текстолитовой пластине, например.
• Кабель, идущий к телевизору припаивается к нижней части фидера. Оплетка соединяется с оплеткой, центральный проводник — с центральным проводником. Для уменьшения количества соединений фидер и кабель к телевизору можно сделать единым. Только в том месте, где должен заканчиваться фидер надо снять изоляцию чтобы можно было установить перемычку.

Это согласующее устройство позволяет избавиться от помех, расплывшегося контура, второго размытого изображения. Особенно оно пригодиться на большом расстоянии от передатчика, когда сигнал будет забиваться помехами.

Другой вариант тройного квадрата

Чтобы не подключать короткозамкнутый шлейф, вибратор антенны тройной квадрат делают удлиненным. В этом случае можно подключать кабель напрямую к рамке как показано на рисунке. Только высота, на которой припаивается антенный провод, определяется в каждом случае индивидуально. После сборки антенны проводят «испытания». Подключают кабель к телевизору, центральный проводник и оплетку передвигают вверх/вниз, добиваясь лучшего изображения. В том положении, где картинка будет наиболее четкой, припаивают отводы антенного кабеля, места пайки изолируют. Положение может быть любым — от нижней перемычки, до места перехода на рамку.

Иногда одна антенна не дает требуемого эффекта. Сигнал получается слабым изображение — черно-белым. В этом случае стандартное решение — установить усилитель телевизионного сигнала.

Самая проста антенна для дачи — из металлических банок

Для изготовления этой телевизионной антенны кроме кабеля нужны будут только две алюминиевых или жестяных банки да кусок деревянной планки или пластиковой трубы. Банки должны быть металлическими. Можно брать пивные алюминиевые, можно — жестяные. Главное условие — чтобы стенки были ровными (не ребристыми).

Банки промывают и высушивают. Конец коаксиального провода разделывают — скрутив жилы оплетки и очистив центральную жилу от изоляции получают два проводника. Их крепят к банкам. Если умеете , можно припаять. Нет — берете два маленьких самореза с плоскими шляпками (можно «блошки» для гипсокартона), на концах проводников скручиваете петлю, в нее продеваете саморез с установленной на нем шайбой, прикручиваете к банке. Только перед этим надо металл банки очистить — сняв налет при помощи наждачной бумаги с тонким зерном.

Банки закрепляют на планке. Расстояние между ними подбирают индивидуально — по лучшей картинке. Не стоит надеяться на чудо — в нормальном качестве будет один-два канала, а может и нет… Зависит от положения ретранслятора, «чистоты» коридора, того, насколько правильно ориентирована антенна… Но как выход в аварийной ситуации — это отличный вариант.

Простая антенна для Wi-Fi из металлической банки

Антенну для приема сигнала Wi-Fi тоже можно сделать из подручных средств — из консервной банки. Эта ТВ антенна своими руками может быть собрана за пол часа. Это если все делать неторопясь. Банка должна быть из металла, с ровными стенками. Отлично подходят высокие и узкие консервные банки. Если ставить самодельную антенну будете на улице, найдите банку с пластиковой крышкой (как на фото). Кабель берут антенный, коаксиальный, сопротивлением 75 Ом.

Кроме банки и кабеля потребуется еще:

• радиочастотный соединитель RF-N;
• кусок медной или латунной проволоки диаметром 2 мм и длиной 40 мм;
• кабель с гнездом, подходящим к Wi-Fi карте или адаптеру.

Передатчики Wi-Fi работают на частоте 2,4 ГГц с длинной волны 124 мм. Так вот, банку желательно выбрать такую, чтобы ее высота была не менее 3/4 длины волны. Для данного случая лучше чтобы она была больше 93 мм. Диаметр банки должен быть как можно ближе к половине длины волны — 62 мм для данного канала. Некоторые отклонения могут быть, но чем ближе к идеалу — тем лучше.

Размеры и сборка

При сборке в банке делают отверстие. Его надо расположить строго в нужной точке. Тогда сигнал будет усиливаться в несколько раз. Он зависит от диаметра выбранной банки. Все параметры приведены в таблице. Измеряете точно диаметр вашей банки, находите нужную строчку, имеете все нужные размеры.

D - диаметр	Нижняя граница затухания	Верхняя граница затухания	Lg	1/4 Lg	3/4 Lg
73 мм	2407.236	3144.522	752.281	188.070	564.211
74 мм	2374.706	3102.028	534.688	133.672	401.016
75 мм	2343.043	3060.668	440.231	110.057	330.173
76 мм	2312.214	3020.396	384.708	96.177	288.531
77 мм	2282.185	2981.170	347.276	86.819	260.457
78 мм	2252.926	2942.950	319.958	79.989	239.968
79 мм	2224.408	2905.697	298.955	74.738	224.216
80 мм	2196.603	2869.376	282.204	070.551	211.653
81 мм	2169.485	2833.952	268.471	67.117	201.353
82 мм	2143.027	2799.391	256.972	64.243	192.729
83 мм	2117.208	2765.664	247.178	61.794	185.383
84 мм	2092.003	2732.739	238.719	59.679	179.039
85 мм	2067.391	2700.589	231.329	57.832	173.497
86 мм	2043.352	2669.187	224.810	56.202	168.607
87 мм	2019.865	2638.507	219.010	54.752	164.258
88 мм	1996.912	2608.524	213.813	53.453	160.360
89 мм	1974.475	2579.214	209.126	52.281	156.845
90 мм	1952.536	2550.556	204.876	51.219	153.657
91 мм	1931.080	2522.528	201.002	50.250	150.751
92 мм	1910.090	2495.110	197.456	49.364	148.092
93 мм	1889.551	2468.280	194.196	48.549	145.647
94 мм	1869.449	2442.022	191.188	47.797	143.391
95 мм	1849.771	2416.317	188.405	47.101	141.304
96 мм	1830.502	2391.147	185.821	46.455	139.365
97 мм	1811.631	2366.496	183.415	45.853	137.561
98 мм	1793.145	2342.348	181.169	45.292	135.877
99 мм	1775.033	2318.688	179.068	44.767	134.301

Порядок действий такой:

Можно обойтись и без RF соединителя, но с ним все намного проще — легче выставить излучатель вертикально вверх, подключить кабель, идущий к роутеру (маршрутизатору) или карте Wi-Fi.

В советские времена приобрести готовую и качественно сделанную телевизионную антенну было совсем непросто, так что многие народные умельцы пытались изготавливать их самостоятельно. У них получались вполне приличные образцы антенных изделий, сравнительно хорошо принимающие эфирный сигнал дециметровой длины (смотрите рисунок ниже).

В настоящее время всё кардинально изменилось, а цифровое телевидение постепенно начало вытеснять аналоговое. Однако качественная дмв антенна, нормально работающая в удалённых регионах страны, по-прежнему остаётся востребованной у любителей и профессионалов.

Современное цифровое телевещание

Преимущества диапазона ДМВ

В последние годы в секторе эфирного телевещания наблюдаются заметные перемены, оказывающие определённое влияние на то, какая антенна дециметрового диапазона оптимально подходит для отдалённых районов. Особо важно, что сегодня практически всё телевещание ориентировано на цифровой ДМВ диапазон, для перекрытия которого потребуются те же дециметровые антенны.

Одна из причин, по которым этим частотам отдаётся предпочтение, – хорошо известный всем экономический фактор. Дело в том, что современное оборудование передающих станций, а также волновые каналы (фидеры) и антенны сильно подешевели. Добавим к этому снижение расходов на обслуживание передающих систем и других станционных устройств.

Помимо этого, антенны дмв диапазона в комплекте с соответствующей цифровой аппаратурой обеспечивают следующие преимущества:

• Если применять дмв антенну в личных целях, то удаётся принимать сигнал даже в удалённых от городской черты местах, считающихся ранее недоступными;
• В отдалённых районах перекрытие диапазона обеспечивается за счет мощности передатчиков без необходимости применения ретрансляционных вышек;
• Ещё одно достоинство приёмников этого класса – низкая чувствительность цифрового ДМВ сигнала к помехам.

Обратите внимание! У цифрового сигнала имеются определённые недостатки, чаще всего проявляющиеся при наличии в передающем тракте каких-либо рассогласований.

Следствием этого является появление характерных разрывов в изображении при его достаточно высоком качестве. Причиной таких нарушений могут стать заметные искажения по фазе, вызванные отклонениями характеристик тракта от нормы.

Особенности ДМВ антенн

Современная дмв антенна отличается от своих предшественниц тем, что на первое место начинают выходить её индивидуальные качества (прежде всего, усиливающий эффект). Поэтому она может применяться практически на любом (в пределах прямой видимости) удалении от передающей станции. При использовании такой антенны за счёт обработки сравнительно слабых сигналов в усилительной приставке удаётся добиться высокого качества изображения. Основные параметры приёмно-усилительного тракта задаются следующими техническими требованиями:

• Его амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) должна быть по возможности равномерной во всей полосе принимаемых частот (смотрите график на рисунке ниже);

• Наличие на ней небольших провалов и пиков не должно приводить к появлению фазовых искажений и разрывов в изображении;
• Электронную часть приёмного тракта необходимо согласовывать с фидером во всём диапазоне принимаемых частот.

При соблюдении этих условий антенна для цифрового тв не нуждается в дополнительных устройствах, обеспечивающих её адаптацию к местным условиям приёма.

Самодельные антенны

Непосредственно перед тем, как сделать дециметровую антенну своими руками, следует разобраться с существующими её видами, доступными для самостоятельного изготовления.

Согласно накопленному радиолюбителями опыту, под указанную категорию подходят следующие типы приёмных устройств:

• Так называемая всеволновая антенна, характеристики которой практически не зависят от частоты принимаемого сигнала;
• Специальное изделие с логопериодическим диапазоном, обладающее нелинейными параметрами;
• Антенна Z-типа (фото ниже).

Первое из этих изделий отличается особой простой изготовления; она может применяться для приёма сигнала в загородных условиях (при отсутствии сильных помех). Всеволновая комнатная антенна также прекрасно справляется с обработкой аналогового сигнала, но только, если станция не слишком удалена от приёмника.

Дополнительная информация. В отличие от устройств рассматриваемого нами типа, антенна мв, например, из-за большой длины волны принимаемого сигнала в домашних условиях изготавливается с большим трудом.

Изделия с логопериодической частотной характеристикой также можно отнести к несложным в изготовлении вариантам. Они прекрасно согласуются фидерной линией в охватываемом ими диапазоне и одновременно не пропускают (фильтруют) все сторонние сигналы. Обладая характеристиками среднего уровня, такие приёмные конструкции также неплохо зарекомендовали себя в городских условиях.

Зигзагообразные, или Z-антенны, в дециметровом исполнении выглядят более миниатюрными, чем в метровом. Они намного эффективнее всех рассмотренных образцов и могут применяться даже при сравнительно плохом качестве сигнала.

Важно! Получить идеальное согласование с фидером (обеспечить требуемую симметрию) удаётся за счёт использования особой конструкции антенн, при которой определённые точки диполей располагаются в волновых узлах с нулевым потенциалом.

Более подробно ознакомиться с конструкцией такой антенны можно по адресу https://remstroysam.ru/ .

Параметры самодельной антенны

Любая дециметровая антенна, своими руками изготавливаемая в домашних условиях, должна предварительно просчитываться по её допустимым параметрам и характеристикам. Точное их описание потребует от исполнителя знания основ электродинамики и высшей математики, что совсем необязательно для наглядного представления.

Для этого достаточно приблизительных, но понятных по смыслу определений (смотрите рисунок ниже).

Из рисунка видно, что эффективная зона чувствительности ДМВ антенн представляется в виде разнонаправленных лепестков, а их характеристики выражаются через размеры основного, бокового и тыльного лепесткового образования.

При данном подходе вводятся следующие рабочие показатели:

• Коэффициент усиления – отношение пиковой величины сигнала, наводимого в антенне по направлению основного лепестка к эталонному значению для кругового полуволнового диполя (КУ);
• Коэффициент действия в определённом направлении – отношение угла приёма сигнала по всей сфере действия антенны (360 градусов) к тому же показателю для основного лепестка (КНД);
• Коэффициент защиты – отношение энергии, попадающей на антенну с основного направления к тому же параметру для бокового или тыльного лепестка (КЗ).

Обратите внимание! Существуют типы антенн, у которых КУ и КНД никак не связаны между собой (например, специальные разведывательные устройства с высокой степенью направленности, но малым усилением).

Но встречаются и такие модели (Z-антенны, в частности), у которых невысокий КНД сочетается с большим усилением.

Особенности самостоятельного изготовления

Прежде чем собрать антенну дмв своими руками, во всех элементах которой циркулируют высокочастотные токи полезного сигнала, следует ознакомиться с нюансами их сборки. Особенности этих процедур выражаются в следующих требованиях.

Во-первых, все соединения металлических составляющих самодельных изделий должны осуществляться только методом пайки или на сварку.

Полезное пояснение. Необходимость в качественном сочленении направляющих и диполей объясняется тем, что на открытом воздухе плохие контакты быстро разрушаются и влекут за собой резкое ослабление принимаемого сигнала.

Особое внимание надёжности контакта должно уделяться при формировании узлов с нулевым потенциалом поля. Согласно теоретическим выкладкам, в них наблюдаются пиковые значения токов, в конечном счёте, определяющие качество работы приёмного устройства. Вот почему эти места конструкции выполняются в виде изгиба, сделанного из цельной заготовки металлической трубки.

Во-вторых, перед тем, как сделать антенну, важно обратить внимание на качество соединения её конструкции с подводящим кабелем. Дело в том, что как оплетка, так и центральная жила современных коаксиальных кабелей обычно изготавливается не из меди, а из недорогих сплавов, устойчивых к коррозийному разрушению. При этом они паяются с большим трудом, а если их перегреть, могут разрушиться. Именно поэтому для работы с ними должен применяться паяльник мощностью до 40 Ватт и легкоплавкий припой в сочетании с пастообразным флюсом.

Обратите внимание! В процессе пайки особо экономить на пасте не следует, так как под её воздействием припой начнёт моментально растекаться по жилам оплетки (под слоем разогретого до кипящего состояния флюса).

Третьим условием получения качественной антенны является необходимость внимательно следить за размерами монтируемых диполей и порядком их следования в линейке лучевых направляющих. Далее будет рассмотрен порядок изготовления антенн каждого из перечисленных ранее классов.

Особенности изготовления

Вариантов изготовления такого изделия существует очень много. Для сборки простейшего из них потребуются следующие вполне доступные детали:

• Две металлические пластинчатые заготовки треугольной формы;
• Пара выбранных по размеру конструкции деревянных реек;
• Набор медных проволочек, покрытых слоем защитной эмали (общий вид изделия и его схема на рисунке ниже).

Для нормальной работы такой антенны диаметр проволок большого значения не имеет; при этом расстояние между их крайними точками выбирается равным примерно 20-30 мм. Зазор между двумя металлическими пластинами с припаянными к ним ответными концами медных проволок в изоляции – 10 мм.

Дополнительная информация. Металлические пластины могут быть изготовлены в виде квадрата, сделанного из стеклотекстолита со слоем медной фольги с одной из сторон (иногда по слою меди вырезаются правильные треугольники).

Ширина полученной таким образом антенны будет равна ее высоте, а полный угол раскрытия полотен составит 90 градусов. Порядок прокладки подводящего провода изображён на том же рисунке, а желтым цветом на нем помечена точка так называемого «нулевого» потенциала.

Припаивать медную оплетку из коаксиального кабеля к рабочему полотну (пластинке) совсем не обязательно – её достаточно туго подвязать к ней, а появившаяся при этом ёмкость может использоваться в качестве согласующей.

Собранная таким образом всеволновая антенна может быть растянута в оконном проёме при его размере около 1,5 метра. Она способна принимать сигнал в полосе метровых и ДЦМ волн практически со всех направлений. Основным преимуществом этой конструкции является то, что вращать её с целью оптимальной настройки на передающую станцию совсем не требуется.

Её недостаток – малый (практически единичный) КУ и вовсе нулевой КЗД, что исключает возможность использования этой самоделки вне зон уверенного приема.

Логопериодическая антенна (ЛПА)

Этот вид антенных устройств выполняется в виде несущего основания (его называют собирающей линейкой), на котором поочерёдно размещаются половинки приёмных диполей. Последние представляют собой отрезки проволок с длиной, кратной одной четвертой рабочей волны, размеры и расстояние между которыми меняются по логопериодическому закону (как это указано на рисунке ниже).

Электрическая схема такой антенны достаточно проста, но обсчёт параметров её составляющих займёт слишком много времени и места. По этой причине всех желающих более подробно ознакомиться с порядком её конструирования, направляем по уже приведённому выше адресу.

Единственное, что следует отметить при проведении подготовительных работ, – это необходимость выбора одного из следующих вариантов:

• Изделие с уже настроенной приёмной линейкой (с КЗ у самого дальнего от подводки кабеля конца);
• ЛПА с ненастроенной (свободной) лучевой основой, которой отдаётся предпочтение при приёме цифрового сигнала.

Второй вариант хорош ещё тем, что в этом случае параметры согласования с кабелем (входное сопротивление тракта, в частности) не зависят от частоты.

Антенна Z-типа

Зигзагообразная конструкция, или проще «зигзаг» (её ещё называют антенной Харченко) относится к категории широкополосных приёмников сигнала. В ДМВ диапазоне её удаётся сделать небольшой по размерам и легко размещаемой внутри помещений.

Особо удобна эта конструкция в удалённых от города районах и населённых пунктах, где нередко возникает необходимость приёма с разных направлений. Коэффициент перекрытия принимаемых частот составляет у неё порядка 2,6-2,7. Антенна Харченко достаточно сложна для изготовления своими руками, поскольку также требует проведения большого объёма расчётов.

Желающим ознакомиться с её конструкцией более подробно советуем обратить внимание на источники, указанные в конце обзора.

Дополнительная информация. Одной из разновидностей зигзагообразной конструкции является ромб, основной контур которого делается из медных трубок или полос алюминия толщиной 6 мм. Внешний вид этой разновидности на рисунке ниже.

Наиболее часто этот вариант ДМВ антенны востребован при приёме цифрового сигнала.

Антенна типа «волновой канал»

Конструкция типа «ЯГИ» (в переводе с английского «антенна волновой канал») состоит из ряда пассивных и активных вибраторов, расположенных вдоль линии излучателя параллельно один другому. С её видом можно ознакомиться на следующем рисунке.

Подводящий телевизионный кабель подключается только к активным вибраторам, вследствие чего из-за рассогласования уменьшается волновое сопротивление приёмного тракта. Для поддержания коэффициента усиления на нужном уровне активные вибраторы выполняются в виде петли с сопротивлением порядка 300 Ом. Суммарное значение этого параметра для всего комплекта активных и пассивных элементов после ряда соответствующих действий становится равным 75 Ом, что удовлетворяет требованиям согласования.

Для изготовления ДМВ вибраторов волнового канала потребуется порядка 16-ти металлических трубок диаметром от 6 до 10-ти мм. Все эти элементы должны соединяться на сварку с основной стрелой излучателя в точках нулевого потенциала. При этом в качестве основания стреловидной направляющей может быть выбран любой материал, включая полипропиленовые трубки.

Важно! Для получения высокого усиления элементы конструкции такой антенны должны идеально согласовываться с параметрами подводящего кабеля.

В качестве естественного элемента согласования допускается брать петлю, вырезанную из куска коаксиального кабеля для телевизора. Её расчётный размер выбирается равным половине рабочей длины волны.

В заключительной части обзора отметим, что существуют и другие, отличные от рассмотренных, варианты антенн, чертежи и схемы которых вполне подходят для самостоятельной сборки. Но для каждого конкретного пользователя подойдут лишь те из них, что соответствуют его возможностям и уровню подготовки.

Видео

Отличительная особенность ЛПА это очень широкий рабочий диапазон частот: отношение максимальной длины волны принимаемого сигнала к минимальной выходит более десяти. Во всем интервале обеспечивается отличное согласование ЛПА с фидером, а коэффициент усиления при этом практически не изменяется.

Внешний вид антенны показан на рисунке выше. Полотно логопериодической антенны образовано собирательной линией в виде двух металлических труб, расположенных одна над другой, к которым крепятся плечи вибраторов так, что левое плечо первого вибратора соединено с верхней трубой собирательной линии, а правое плечо того же вибратора закреплено к нижней трубке. У второго вибратора, все наоборот, левое плечо соединяется с нижней трубой, а правое - с верхней. Схематически эта конструкция показана на рисунке ниже, где сплошными линиями показаны плечи вибраторов, соединенные с верхней трубой, а штриховой линией - с нижней.

Рабочая полоса частот логопериодической антенны со стороны максимальных длин волн зависит от размеров самого длинного вибратора, а со стороны минимальных длин волн - от размеров самого короткого. При этом, вибраторы вписаны в равнобедренный треугольник с углом при вершине (альфа) и основанием, равным самому длинному вибратору. ЛПА ориентируется в пространстве так, чтобы вершина равнобедренного треугольника была направлена в сторону передатчика. Для логарифмической структуры полотна ЛПА должно строго соблюдаться равное соотношение между длинами соседних вибраторов и расстояниями от них до вершины. Это соотношение называется периодом структуры t:

В2/В1=ВЗ/В2=...=А2/А1=АЗ/А2=...=t

Т.е, размеры вибраторов и их расстояния от вершины равнобедренного треугольника снижается в соответствии с законом убывающей геометрической прогрессии со знаменателем, равным t. Характеристики антенны задаются периодом структуры и углом при вершине треугольника. Чем более маленький угол (и чем больше структурный период t (который всегда будет ниже единицы), тем выше коэффициент усиления антенны и ниже уровень боковых и задних лепестков диаграммы направленности. Но при этом существенно возрастает количество вибраторов структуры и длина ЛПА, и следовательно масса и габариты. Поэтому при выборе угла и периода требуется выбирать компромиссный вариант. В основном угол альфа выбирается в интервале от 30 до 60°, а период структуры от 0,7 до 0,9.

Подключение фидера к антенне осуществляется без специального согласующего устройства. 75 Омный Кабель помещается внутрь нижней трубы со стороны заднего конца А и выходит уже с конца Б.Оплетка фидера припаивается к нижней трубке, а центральная жила - к концу верхней. В зависимости от длины волны сигнала в структуре ЛПА возбуждается, как минимум, несколько вибраторов, размеры которых ближе всего к половине длины волны сигнала. Поэтому конструкция по принципу действия напоминает несколько соединенных антенн типа "Волновой канал", каждая из которых имеет вибратор, директор и рефлектор. На каждой длине волны принимаемого сигнала возбуждается только одна тройка вибраторов, а остальные настолько расстроены, что не оказывают существенного воздействия на работу ЛПА. Из-за этого, коэффициент усиления ЛПА оказывается ниже, коэффициент усиления конструкции типа "Волновой канал" с тем же самым количеством компонентов, но зато полоса пропускания будет намного шире.

Как видим для достижения широкодиапазонности применяется принцип взаимной расстройки компонентов ЛПА - аналогично тому как в широкополосных ВЧ усилителях расширение полосы пропускания осуществляется взаимной расстройкой колебательного контура. Для данной конструкции ЛПА является постоянным произведение коэффициента усиления на полосу пропускания. Чем больше полоса пропускания, тем ниже коэффициент усиления при данных габаритах конструкции.

Рассмотрим конструкцию самодельной ЛПА, имеющей 10 вибраторов и рассчитанной на работу в диапазоне метровых каналов аналогового телевидения, размеры конструкции сведены в таблицу:

Более 80% всего объема телевизионного вещания на 2018 г. осуществляется в диапазоне дециметровых волн (ДМВ). В нем «получило прописку» цифровое телевидение. Формат DVB T2, которое оно использует, обеспечивает просмотр телевизионных передач с высокой четкостью. Изготовить антенну для цифрового ТВ своими руками, используя при этом доступные подручные материалы, не составляет особого труда.

Как сделать антенну для телевизора своими руками?

Эфирное ТВ может предложить опцию цифрового телевидения. Она необходима для мест, у которых нет пока доступа к сети интернет. Приемник сигнала (телевизор) должен обеспечивать прием и обработку DVB T2. Если он не обладает этой функцией, то в комплекте с аналоговым телевизором приходится использовать специальную цифровую приставку (тюнер). В обоих случаях для приема сигнала по эфиру требуется приемная телевизионная антенна.

Вещание ведется в ДМВ диапазоне. Поэтому длина волны передачи в нем не более 1 м. Исходя из этого, геометрические размеры антенн невелики. Формат цифрового ТВ позволяет осуществлять прием сигнала без искажений при низком соотношении сигнал/шум. Если полезный сигнал на 1,5-2 дБ превышает уровень шумов, то изображение на экране сохраняет высокое качество.

Т. е. к антенным устройствам не предъявляются повышенные требования. Поэтому обладателю телевизора заманчиво изготовить антенну для цифрового ТВ своими руками. Главным условием при изготовлении является точное соблюдение геометрических размеров, которые привязаны к номеру канала (частоте) принимаемого сигнала. Ошибка приведет к невозможности настроиться на него. Для каждой местности частота зависит от действующего в ней ретранслятора пакетов телеканалов РТРС-1 и РТРС-2. Каждый пакет содержит 10 ТВ каналов.

Информацию можно получить на сайте www.satx.ru, введя в поле информации название необходимого населенного пункта. Длина волны после этого можно определить из соотношения: L(м)=300:F(МГц), где:

• L(м) — требуемая для расчетов длина волны в метрах;
• F(МГц) — частота передающего центра в мегагерцах.

Самодельная антенна может быть выполнена из медной проволоки, трубок, отрезков коаксиального телевизионного кабеля. Желательно выполнять конструкции из целых отрезков путем изгиба более длинных, избегать болтовых соединений, скруток проводов. Места подсоединения кабеля снижения требуют аккуратной и надежной пайки. Если центральная жила и оплетка изготовлены не из меди, надо использовать флюс-пасту вместо канифоли или ее спиртового раствора. После этого они должны быть герметизированы и покрыты водостойкой эмалью. Медные элементы защищаются окрашиванием.

Наиболее технологичными для самостоятельного изготовления являются зигзагообразные ДМВ антенны, которые могут использоваться как в комнатном, так и уличном исполнении. К антеннам, расположенным вне жилого помещения, относятся частотно независимые (всеволновые) и логопериодические (диапазонные) типы. Хотя при наличии достаточной площади помещения их можно использовать в качестве комнатных, но на меньшем расстоянии от телевизионных центров.

Всеволновая антенна

Устройство этого типа должно работать в диапазонах метровых (МВ) и дециметровых волн (ДМВ), имея коэффициент перекрытия по частоте около 10. Чаще всего в таких конструкциях эту функцию распределяют между полуволновым вибратором (МВ) и антенной для Т2 (ДМВ). После суммирующего антенного устройства общим кабелем снижения происходит подключение к телевизионному приемнику. Такое построение имеют антенны заводского изготовления.

Всеволновая антенна, созданная в домашних условиях, представляет собой 2 металлические пластины треугольной формы, установленные с углом раскрыва 90°. Их высота и общая ширина находятся в пределах 1 м. Основания треугольников находятся по краям конструкции и занимают вертикальное положение. На них располагаются деревянные рейки для фиксации концов медных проводников. Шаг их крепления около 30 мм. Общие точки лучей расположены в вершинах острых углов пластин, расстояние между которыми — 10 мм.

Медные лучи припаиваются к пластинам в их общих точках. С учетом этого в качестве пластин применяется односторонний фольгированный стеклотекстолит. Центральная жила коаксиального телевизионного кабеля снижения припаивается к одной общей точке, а его оплетка к точке другой пластины. Затем кабель проложен по биссектрисе угла и фиксируется на деревянной планке. После этого его трассировка может быть произвольной.

Домашняя антенна такой конструкции может быть размещена в оконном проеме (1,5 м) дачного дома, но показатели улучшатся при ее установке на крыше. При этом ось раскрыва ориентируется на телецентр.

Логопериодическая антенна

Узнав на сайте www.satx.ru параметры центра, осуществляющего вещание, есть смысл строить диапазонную логопериодическую антенну. Ее самостоятельный расчет может оказаться не под силу — вычисления специальными программами уравнений высшей математики. Любители конструируют отработанные образцы.

Конструктивно антенное устройство состоит из 2 горизонтально расположенных полых металлических трубок — верхней и нижней, представляющих собой линию. Их диаметр для ДМВ — (8-15) мм. Коаксиальный кабель проходит внутри одной из них. На конце, противоположному его вводу, есть контактная колодка, на которой жила припаивается к одной трубке, а экранирующая оплетка к другой. Расстояние между осями элементов линии составляет не более 3-4 их диаметров.

Вибраторы с трубками соединяются сваркой или пайкой. Длина первых из них составляет 1/4 часть длины волны канала. Располагаются они попеременно слева и справа вдоль линии. Их длина и шаг между ними изменяются по закону геометрической прогрессии с показателем меньше 1.

Конструкция представляет собой линию собирательного типа. При возможном изменении частоты сигнала ее рабочая часть вибраторов (от 1 до 5) «перемещается» вдоль линии, согласно этому изменению. Между трубками в стороне, противоположной месту подключения коаксиала, может располагаться замыкающая перемычка, выполненная из металла. Для приема передач цифрового ТВ она отсутствует.

От количества вибраторов вдоль линии зависит коэффициент усиления антенны, но при их увеличении растут ее геометрические размеры и вес. Для ДМВ (цифровое телевидение) он достигает 25 дБ, если провести антенну на крышу. По своим показателям логопериодическая антенна превосходит распространенную «бабочку». Она удовлетворяет требованию сохранения постоянства коэффициента усиления в рабочей полосе частот и хорошо согласуется с кабелем без применения дополнительных устройств.

При наружном расположении к диэлектрической части мачты (не менее 1,5 м) конструкция крепится в центре ее массы. В качестве диэлектрика может применяться дерево, обработанное составом олифы.

Дециметровая антенна

Для приема сигналов цифрового телевидения DVB T2 требуется дециметровая антенна. Ее конструкция выбирается в зависимости от удаления места приема от передающего телецентра, а размеры элементов определяются на основании номера канала вещания (его частоты). Проверенным временем вариантом является ДМВ антенна инженера Харченко. Она относится к типу Z-антенн и имеет много народных названий: «би-квадрат», «двойной квадрат», «восьмерка» и т. д.

Ее основу составляет рамка, выполненная из медной проволоки диаметром 2-4 мм, трубки, полоски. Форма готовой конструкции напоминает 2 квадрата, имеющие одну общую точку. Сторона каждого из них составляет четверть длины волны принимаемого сигнала, которая определяется в зависимости от географического места расположения потребителя. Определив нужную общую длину исходного материала, необходимо с помощью инструмента и приспособлений придать ему нужную форму.

Место разрыва проволоки спаивается, а в центре касания оставляется зазор 1,5-2 см. Телевизионный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом припаивается к средней точке. Жила и оплетка припаиваются к противоположным концам зазора. Места пайки герметизируются.