О сайте

Всем доброго времени суток! Я, Вячеслав Юрьевич, или просто В.Ю. приглашаю Вас в свой блог. Почему блог так называется? Я дедушка и, как все деды, люблю поговорить о былом и поучить молодёжь. Читайте мои посты с советами обо всём, а особенно о здоровье.
До новых встреч!

пятница, 29 июля 2016 г.

Антенна невидимка – фазированная восьмёрка для эфирного цифрового телевидения.

Фото 1. Антенна невидимка.

 Решил я провести цифровое эфирное телевидение в беседку. Лето, жара, зной, большую часть времени проводишь на воздухе, почему бы не сделать ещё одну антенну в перерыве между поливом грядок, их прополкой и рыхлением. А чтобы антенна не портила пейзаж, решил сделать её невидимкой, то есть скрутить из проволочек. Заранее знал, что из проволочек получится плохо, поэтому несколько усложнил конструкцию.

 Первая проба оказалась неудачной. Антенна, сделанная из оплётки коаксиальных кабелей в виде фазированного двойного петлевого круга и подвешенная на сосне, действительно оказалась невидимкой не только для окружающих, но и для радиоволн, так как принимала только один мультиплексный пакет (10 каналов). Но стоило её вынести в открытое пространство, как прибавился ещё один мультиплексный пакет.
Фото 2.  Два кольца - два пакета.
Вот тогда и решил использовать фазированную восьмёрку, то есть добавил ещё два кольца и тогда поймал все три мультиплексные пакеты. Внешне антенна напоминает двухэтажный двойной квадрат или антенну «Харченко». Разница в том, что у этой антенны нет отражателя, а диаграмма направленности формируется за счёт запаздывания фазы электромагнитной волны, благодаря чему происходит сложение, а значит, антенна обладает направленными свойствами и, следовательно, имеет усиление. Короче говоря -  четыре круга лучше двух.
                      Конструкция антенны.
 Все кольца имеют одинаковый размер и равны длине волны  L (м) = 300 / F (МГц).
 Для трёх московских мультиплексных пакетов я выбрал средний, соответствующей частоте F = 546 МГц, и тогда длина окружностей получилась 0,54 м = 54 см. Укоротил длину на 1 см, и окончательная длина окружностей составила 53 см. Расстояние между кругами составляет 1 / 4 длины волны. В моём случае равно 13 см. Две конструкции из проводов в виде стоячей восьмёрки с вертикальным разрезом соединены параллельно таким же проводом. Толщина медного силового провода  2 мм.
Фото 3. Макет был сделан без паяльника.

 Макет такой антенны я сделал без паяльника, а для соединения проволочек использовал электрические клеммники. Чтобы несколько проводов вошли в одно отверстие разъёма, слегка расплющивал их зачищенные концы на наковальне. Получился конструктор для сборки антенн. Благодаря такой конструкции мне удалось сравнить уровни сигналов от антенны с двумя кругами и двумя восьмёрками. Разница оказалась существенна. Такой макет вполне заменит комнатную, мансардную антенну. По крайней мере, теперь то я знаю, почему антенны для эфирного цифрового телевидения называются «цифровыми», так как большинство моих самодельных антенн действительно похожи на цифру.
Фото 4. Для соединения использовал
электрические клеммники.
  Для беседки антенну сделал с использованием паяльника.
 Антенну закрепил на шесте с использованием пластмассовых трубочек и переходников. Её высота  от земли составляет 6 метром. Расстояние в прямой видимости составляет 80 км. Приём ведётся в зоне тени, болотистой местности Владимирской области. Антенна эксплуатируется без усилителя.
Фото 5. Не обошлось без
паяльника.

Фото 6. Вид сзади.
  У этой антенны есть недостаток. Так как она сделана из достаточно тонкой проволоки, то её резонанс довольно острый. То есть участок, на котором антенна имеет чисто активное сопротивление и хорошо согласуется с коаксиальным кабелем, определяет её диапазон, который, скорее всего, ограничен. На практике её диапазон составил около 100 МГц. Максимальный уровень сигнала 48% на средней частоте 546 МГц и меньше на 3% и 5%; на крайних мультиплексных частотах 498 МГц и 578 МГц. В целом уровни сигнала в процентном отношении получились в 2 раза больше чем у двух кольцевой аналогичной конструкции (измерения проводил, используя приставку DVB-T2 GLOBO – 100). Что покажут приборы, пока неизвестно. С кольцами из металлопластиковой трубки диаметром 16 см диапазон получится больше, но это уже не будет антенна-невидимка.
По истечении некоторого времени я решил посмотреть КСВ антенны по прибору.

Фото 7.
 Как видно на фото 7 максимальное согласование на частоте 564 МГц, что соответствует КСВ 1,2 (отличная оценка). Граница же допустимого согласования (КСВ = 2) лежит в пределах 490 – 605 МГц. Как я и ожидал, рабочий  диапазон антенны ограничен. 
Фото 8. Время поднимать шест.
Фото 9. Антенне невидимка.
У этой антенны есть несколько достоинств – отсутствие громоздкого отражателя (рефлектора), а так же хорошая повторяемость.
На фото 9 видно, что радиосигнал доходит до антенны через крону сосен, за которыми расположен дом с металлической крышей, что является не лучшим условием эксплуатации и, тем не менее, антенна вполне работоспособна.

 Да, для чего я сделал такую антенну? Просто у меня в беседке пока нет интернета, и тема пассивного ретранслятора ещё не закрыта. Теперь, пока внуки смотрят мультики, аналогичную композицию из восьмёрок на 900 МГц надо соорудить. Да, если начнёте раньше меня пассивный ретранслятор поднимать, не забудьте у верхней антенны поменять поляризацию, расположив восьмёрки лёжа.

                 Коллекция самодельных антенн.

Фото 10. Самодельная антенна Анатолия.

Фото 11. Две такие антенны я смастерил на частоту 940 МГц для пассивного ретранслятора, приподняв одну из них до уровня крыши беседки. Был такой момент, когда срочно понадобился интернет и такая импровизация спасла положение. В этот момент я был похож на волшебника, отыскавшего рамкой родник.

19 комментариев:

  1. Здравствуйте Вячеслав Юрьевич. Собираюсь сделать антенну из алюминиевой полосы 15х2мм (купил в леруа, полоска 2м стоит 60руб), как я понимаю получится тоже узкополосной из за толщины пластины 2мм, которая будет с торца. Подскажите, зачем укорачивать длину на 1 см, и какой зазор делать между проводниками (тоже сделаю из пластин), соединяющими обе восьмерки. Растояние между кругами (13см) мерить от оси пластин или от внутренних краев. Можно ли крепить эту антенну напрямую к металлической мачте, без пластиковой вставки?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. вот фото получившейся антенны https://cloud.mail.ru/public/7QbE/QM5xtfaJL

      Удалить
    2. Здравствуйте. Эту антенну сделал вслепую, из всего, что было под рукой, готовился к приезду внуков, мультики по «Карусели» смотреть. Реально обнаружил прибавку усиления с 4-я кольцами по сравнению с двумя, поэтому сразу решил отчитаться о проделанной работе. Кстати за летний сезон антенна ни разу не подкачала.
      На вашем фото антенна выглядит прекрасно. Хотелось бы узнать о её работоспособности. К металлическому шесту крепить не рекомендую, так как по центру проходит рабочая поверхность антенны. По поводу зазора. В теории это коаксиальный кабель, но иная конструкция вносит свои коррективы, здесь надо пробовать. По поводу расстояния между кольцами. Возьмите по центру ленты, в тоже время разницу в 2 мм на этих частотах даже прибор не заметит. Укорачивал на 1см длину колец исходя из практического опыта, поскольку резонанс смещается вниз, так как зависит от количества колец и от их толщины.
      Надо эту антенну ещё в лабораторных условиях посмотреть, возможно, в дальнейшем статья будет дополняться.

      Удалить
    3. Здравствуйте Вячеслав Юрьевич. Начну с причины, послужившей сделать эту антенну. Есть дача, находится на юге подмосковья, примерно в 90 км от останкино. Установлена антенна локус модель 21.62 пассивная https://cloud.mail.ru/public/MVsZ/mUonDVdmb и имеется отдельный усилитель alcad. Днем ловится только 2 мультиплекс, но уровень сигнала слабый. Вечером сила сигнала увеличивается и также иногда принимается 1 мультиплекс. 3 МП этим летом не ловится, хотя в прошлом году по вечерам проходил. Случайно наткнувшись на ваш блог, решил тоже сделать антенну. Расчет размеров делал на 30 канал https://cloud.mail.ru/public/mCLM/vhK67s8R8 https://cloud.mail.ru/public/Mkj7/o2jAJmq3Z
      После установки антенны, 1МП так и не поймал, уровень сигнала 2МП был такой же как на локусе https://cloud.mail.ru/public/G5A3/f1WRWHnWe
      Ради эксперимента удалил одну восьмерку https://cloud.mail.ru/public/EYVN/CZ8BpqawW
      24 канал ловится перестал, но обнаружил появление сигнала на 34 канале, что меня удивило, и просканировав канал появился 1 мультиплекс. Посмотрев карту цифрового вещания на сайте РТРС понял, что поймал сигнал с тульского ретранслятора, который находится с противоположной стороны для меня относительно останкино. Кстати, вот в чем была причина исчезновения приёма 3МП.
      Потом переделал в антенну Харченко с рефлектором, и при направлении на останкино уровень сигнала был такой же как и в первом варианте антенны.
      Сейчас на мачте установлены две антенны: локус направлен на москву и ловит 24 канал, а восьмерка смотрит в сторону тульской области и принимает 34 канал https://cloud.mail.ru/public/JYQC/iXyS7ixKx , соответственно у меня 2 антенных кабеля, что не очень удобно.
      Подскажите, можно ли согласовать эти антенны в один кабель, хотя считаю, что будет большое затухание сигнала. Может посоветуете вариант антенны с двухсторонней диаграмой направленности и высоким коэффициентом усиления.
      Хотел бы попробовать сделать решетку из двух восьмерок, без рефлектора, но не знаю как правильно их согласовать. Сам Харченко для соединения рекомендует использовать 150 Ом кабель, но его негде взять.
      Анатолий.

      Удалить
    4. Здравствуйте, Анатолий.
      Не хотелось бы всё так усложнять. Реально должна работать одна антенна. Аналогичная антенна - волновой канал вот уже несколько лет эксплуатируется у сына без всяких нареканий (3 московских цифровых пакета). Расстояние такое же, как у вас в южном направлении.
      Фото 3. Антенна под кровлей дома или почему отсутствует уверенный приём эфирного цифрового телевидения.
      Антенна была приобретена уже со встроенным усилителем. Может всё дело в усилителе? А он точно установлен в самой антенне? Пробовали подключить антенну волновой канал без усилителя? Да, с металлопластом ещё надо попробовать.
      Самодельная антенна Харченко из металлопласта.
      В том посту на рисунке 1 есть вариант подключения двух антенн через четвертьволновые трансформаторы L 3, L4 (это отрезки 75-омных коаксиальных кабелей, равные 4-й части волны, в вашем случае по 14 см). Но это надо проверять. Есть ещё вариант согласования для турникетной антенны (вибраторы в разных направлениях). Но в любом случае есть проблемы, так как по одному кабелю идёт питание. Правильнее было бы использовать каждую антенну со своим усилителем с применением разветвителя. Но думаю, что до этого не дойдёт, так как для цифрового телевидения, я у себя исключил все покупные усилители (четыре телевизора на даче, которые подсадил на цифру), и всё работает на самодельные пассивные антенны, и не одна ещё не подводила. Достаточно представить, сколько слёз будет у ребёнка, когда зависнет мультик.
      Вариант с двусторонней антенной и с большим коэффициентом усиления представить не могу, так как коэффициент усиления антенны напрямую зависит от её направленных свойств и сильно привязан к частоте. Честные антенны волновой канал на дециметровый диапазон (470 – 800 МГц) делаются 2-х и 3-х этажными (каждый этаж настроен на свой диапазон). Учитывая факт, что при одинаковой дальности передатчиков, дальность прохождения цифрового сигнала больше, может не стоит так высоко поднимать антенну, увеличивая потери в кабеле? Я заметил, что после определённой высоты подъёма антенны – уровень сигнала практически не добавляется.
      Остаётся одно. Попробовать самодельную антенну «Харченко» в металлопласте. По крайней мере, есть практика её использования. «Невидимку» из металлопласта ещё не делал, поэтому ничего сказать не могу. Желаю удачи!
      А можно вашу фотографию двух восьмёрок располагать в блоге в рубрике «Коллекция самодельных антенн»?


      Удалить
    5. Здравствуйте Вячеслав Юрьевич.
      Антенна локус - пассивная, уровень сигнала днем на 24 канале по DVTприставке 5-10%, качество 20-30%, вечером 20-30% и 60-70% соответственно. Есть усилитель Alcad-200, находящийся в помещении, с раздельной регулировкой усиления в МВ и ДМВ диапазонах. При его подключении показатели уровня и качества улучшаются почти в 2 раза. 30 канал днем никак не ловится, вечером иногда. Либо присутствует какая то помеха, а может просто слабый сигнал. Поднять антенну выше не могу, опосаюсь за надежность крепления.
      Сигнал с самодельной антенны с тульской области идет без усилителя, уровень днем и вечером 40-60% при качестве 70-80%.
      Сейчас в мыслях попробовать 2 варианта: сделать восьмерку из трубки 10 мм (уже купил) без рефлектора с расчетом на 24 канал и переделать нынешнюю антенну в синфазную решетку из вертикально расположенных восьмерок http://patlah.net/etm/etm-10/tv-anten/tv%20anteni/a-koefficient/a-koefficient.htm
      Нашел патент на похожую как у вас антенну http://www.freepatent.ru/patents/2138103
      Про фото можно было и не спрашивать, конечно размещайте. Спасибо за удачу.
      Анатолий.

      Удалить
    6. Четыре восьмёрки, так я понял. Это круто. Напишите, что получилось и фото желательно прикрепить. Удачи! Извините, что ваши комментарии не сразу появляются. Возможно из-за ссылок «реле с ячейкой» думают, что это спам и задерживают фильтром.

      Удалить
    7. Не, две восьмерки или четыре кольца вертикально. Правда, если возмусь, то не раньше чем в конце сентября. Вот похожий вариант покупной антенны, только с горизонтальным расположением восьмерок и рефлектором https://cloud.mail.ru/public/ibhg/a61hmuUhp

      Удалить
    8. Alkad-200 больше подходит для магистрального усилителя и служит для компенсации потерь разветвителей при использовании коллективной антенны на несколько телевизоров. В связи с тем, что он обладает достаточно высоким коэффициентом шума (4,5 дБ) я не рекомендую его использование как антенного усилителя. При приёме «заснеженного» аналогового сигнала, зернистость снега только усилится. Разве не так? Возможно, это нежелательное явление сказывается при приёме цифрового телевидения. Усилитель с коэффициентом шума менее 1,5 дБ должен стоять непосредственно в антенне, однако лучшие результаты у меня получаются при отсутствии усилителя.

      Удалить
    9. Здравствуйте Вячеслав Юрьевич. Это снова Анатолий. Сделал я все же антенну в виде двух восьмерок вертикально, вот фото https://cloud.mail.ru/public/5t1E/9RESYMs54 и https://cloud.mail.ru/public/M3aL/QbWJ47F5x . Согласование делал по схеме из статьи в журнале "радио №1 1996г" (А.Мельник Антенны с кольцевыми вибраторами). После испытания результат следующий: в москве, в квартире панельного дома, отличный прием был практически в любом месте и при любом положении антенны; на даче, после установки на мачту вместо локуса, ни одного мультиплекса не поймал, даже с тульского направления. Подскажите, может ли быть такая ситуация, что при приеме с противоположных направлений, сильный сигнал с одной стороны подавлялся слабым с другой на одной частоте.
      Жалко не попробовал поймать аналоговое ТВ, а сейчас антенну уже снял.
      В.Ю. как вы думаете, где больше усиление: у харченко с рефлектором или у фазированной восьмерки, сделанных из одного материала, например из тонкой проволоки, хотя бы теоретически?

      Удалить
  2. Что происходит, почему пропадают комментарии?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Возможно из-за ссылок «реле с ячейкой» думают, что это спам и задерживают фильтром.

      Удалить
  3. Здравствуйте, Анатолий. Я заметил, что первые пробы с самодельными антеннами были более удачными. Из своих же практических опытов я понял, что согласование с применением частотно зависимых цепей сужает рабочий диапазон антенны. А ещё, антенна с неточным согласованием хуже, чем антенна совсем без согласования. Кстати первая картинка в «облаке» не появляется. Антенны Мельника я не пробовал, наверно вы первый испытатель этой антенны.
    В предыдущем комментарии я не советовал использовать усилитель Alkad-200.
    Да, такая ситуация возможна, когда сильный сигнал с одной стороны подавляет другой.
    Мой совет, возможно, я уже повторюсь. Две разнонаправленные антенны, в каждой по антенному усилителю (усилитель должен стоять в антенне). Два сигнала от антенн по кабелям соединяются в разветвителе, и от него уже идёт один коаксиальный кабель снижения.
    Практически невозможно будет заметить разницу в усилении антенн Харченко и фазированной восьмёрки. Всё будет определяться качеством материала, из которого они собраны.

    ОтветитьУдалить
  4. Здравствуйте В.Ю. Первое фото попробуйте еще раз открыть, я проверил, все нормально.
    Помогите разобраться: по Ротхаммелю вибратор в виде кольца имеет сопротивление 133 Ом, а Мельник пишет про 292 Ом у кольца и 146 Ом у восьмерки, где ближе к истине? И как диаметр проводника, из которого сделана антенна влияет на волновое сопротивление?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. И ещё, у Вас в статье, под фото 7, мне кажется есть ошибка в тексте, рабочий диапазон наверно должен быть 490 - 605 Мгц.

      Удалить
    2. Здравствуйте, Анатолий. В большинстве справочников сопротивление 292 (300) Ом принадлежит сплющенному волновому вибратору, который, как правило, используется в антенне «волновой канал». Разные геометрические фигуры антенн имеют разные волновые сопротивления, и петлевые вибраторы в виде круга или квадрата имеют меньшее сопротивление по отношению к величине 292 Ома. Данные, собранные Ротхаммелем ближе к истине.
      Диаметр проводника влияет на волновое сопротивление антенны. Учитывая факт, что токи СВЧ текут по поверхности проводника, то с её ростом, сопротивление прохождению токов уменьшается. С ростом диметра (до определённой величины) увеличивается рабочий диапазон антенны, в котором она имеет резонанс и чисто активное сопротивление (без реактивных составляющих), что обеспечивает хорошее согласование с кабелем.

      Удалить
    3. Спасибо, что нашли ошибку в тексте. Уже исправил.

      Удалить
  5. Здравствуйте Вячеслав Юрьевич. Собрал Я антенну невидимку – фазированную восьмёрку, только делал ее из коаксиального кабеля 75ом. Испытав ее, совсем перестал понимать поведения антенн. Собирал на частоту 594МГц (1 МП), в итоге сигнал скачет, приема нет. На частоте 730МГц та же картина, но зато уверенно ловиться сигнал первого мультиплекса на частоте 770Мгц, который вещается с другой вышки. При этом каналы 23 и 26 вообще не ловятся (есть и такие с другой вышки).
    Что удивительно, картина с заводской антенной с усилителем, расположенной на 10м шесте совершенно обратная: ловятся 23 и 26 каналы (с другой вышки, региональные каналы в цифре первого формата), уверенно 36 канал (594МГц, 1 МП, с целевой вышки, с которой пытаюсь словить 2МП), но скачет сигнал на частотах 730 (2МП - за него борюсь) и 770 МГц (1МП с другой вышки)....

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Здравствуйте. Если честно, то я уже запутался, где какой мультиплекс. Такое может быть, что сильный сигнал от одного передатчика перегружает приёмник и тот не переваривает слабые сигналы.
      Возможно, я уже повторяюсь. Две разнонаправленные антенны, в каждой или в той, откуда приём слабее по антенному усилителю (усилитель должен стоять в антенне). Два сигнала от антенн по кабелям соединяются в разветвителе, и от него уже идёт один коаксиальный кабель снижения.

      Удалить