Дециметровая антенна

Благодаря телевидению рядовым пользователям до сих пор известны понятия метровых и дециметровых волн. Последние работают в диапазоне частот от 300 МГц до 3 ГГц. Радиоволны используют для аналогового и цифрового вещания теле/радиостанций.

Преимущества диапазона ДМВ

Длина дециметровых волн – 10 см – 1 м в зависимости от выбранной частоты.

В отличие от метровых волн дециметровые имеют меньшую площадь распространения – в пределах видимости. Более короткие волны лучше отражаются от препятствий на пути. Поэтому их рациональнее использовать среди многоэтажных домов или промышленных построек – отражаясь от их поверхностей, они будут охватывать больше приемников.

Несмотря на то, что ДМВ уступают МВ в дальности распространения волн, они опережают другие популярные диапазоны частот, такие как 2G/GSM, 3G/UTMS и 4G/LTE. Одного телевизионного передатчика в диапазоне 300-900 МГц хватает, чтобы покрывать крупные города и окружающие их мелкие населенные пункты.

Ещё одно преимущество ДМВ – помехозащищенность. При этом чем уже диапазон рабочих частот, тем меньше вероятность заглушить сигнал или перегрузить приемную антенну. Совместно с цифровой технологией DVB-T2, дециметровые волны доносят до пользователей только хорошую картинку со звуком.

По аналоговому ТВ мы привыкли к помехам на экране телевизоров при плохом сигнале. В связи с особенностями технологии DVB-T2 – при приеме цифрового сигнала, качество либо отличное, либо приема нет вообще.

Особенности дециметровых антенн

Дециметровые антенны бывают разных видов и форм. Чтобы получить повышенную чувствительность антенной решетки, обратите внимание на несколько показателей:

• Коэффициент стоячей волны (КСВ). Чтобы прием был наилучшим, рамзер резонаторов антенны должен быть кратен длине волны (λ), при этом КСВ будет стремиться к 1. Чем ближе к этой цифре, тем прием лучше. КСВ – относительная величина и единицы измерения не имеет.
• Коэффициент усиления (КУ). Его измеряют в децибелах. Цифра показывает во сколько раз приемное устройство усиливает полученный сигнал. Для расчета кратности используют специальную таблицу. КУ в 7 децибел говорит об увеличении мощности в 5 раза, 10 дБ – в 10 раз, 20 дБ – в 100 раз.
• Коэффициент шума (КШ). Также измеряют в децибелах, но применяют в отношении шумов, окружающих полезный сигнал.
• Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – показывает соотношение амплитуды входного и выходного сигналов во всем диапазоне рабочих частот. Важно, чтобы она была равномерна на дециметровых радиочастотах.

Принцип работы

Чтобы подобрать КСВ под разные частоты нужного диапазона, производители снабжают решетки множеством штырей-резонаторов, каждый из которых имеет индивидуальные размеры и приспособлен под определенную длину волны. Расстояние между резонаторами и рефлектором делают также кратным длине принимаемых радиоволн, например, 0,25λ.

Для увеличения вероятности приема пикового сигнала радиоволны, резонаторы устанавливают в два ряда. Нижний смещают относительно верхнего так, чтобы закрывать собой зазоры между штырями верхнего ряда.

На некоторые модели антенн за резонаторами устанавливают рефлектор – сетчатую или цельную металлическую пластину. Её цель отразить поступающие на неё волны в одну точку для усиления характеристик приема.

Виды дециметровых антенн

Дециметровый диапазон может быть единственным рекомендуемым или одним из возможных для антенной решетки.

Дециметровые приемные антенны классифицируют по наличию усилителя:

• Активные – решетки со встроенным усиливающим устройством. Они подходят для приема на расстоянии свыше 30 км. Активным моделям нужно электропитание, его реализуют от электросети или по телевизионному кабелю.
• Пассивные – обычные решетки с набором вибраторов. Например, ЛПА без усилителя принимает радиоволны на расстоянии 30 км. Подключите дополнительный усилитель к пассивной приемной решетке, если мощности радиопередатчика не хватает.

Дециметровые антенны подразделяют на комнатные и внешние. Последние отличаются большими размерами и неэстетичным внешним видом, они крепятся к стенам или мачтам.

Комнатные ДМВ антенны крепят на стены или ставят на горизонтальные плоскости. Рекомендуем ставить их в городских условиях или в селах, если вышка ФГУП «РТРС» находится в прямой видимости от места приема.

Всеволновая комнатная антенна МВ-ДМВ

Телевизионная приемная антенна МВ-ДМВ работает в диапазоне радиочастот от 30 МГц до 3 ГГц, что соответствует длине волны от 10 см до 10 м.

На этих радиочастотах вещают:

• Аналоговые радиостанции;
• Аналоговые телеканалы;
• Цифровые телеканалы.

Все показатели для таких антенн те же, но есть несколько индивидуальных недостатков:

• Чем шире общий диапазон антенны, тем хуже показатели приема для конкретной частоты.
• Широкодиапазонную антенну легче перегрузить, потому что она может ловить больше «радиомусора». При перегрузке приемник будет временно неработоспособен.

Дециметровая комнатная антенна ДМВ

Подходит для приема аналоговых или цифровых телеканалов в своем диапазоне частот. Аналоговый сигнал постепенно исчезает из России в связи с государственной программой по цифровизации. Разрешения для нецифровых телеканалов не выдают, а старые перестают работать раньше срока. Поэтому универсальные антенные решетки постепенно теряют актуальность, остаются только дециметровые.

В аналоге продолжают передавать современные российские радиостанции, но они не работают на частотах приема ДМВ-антенн.

С дециметровой решеткой вы получите качество приема и защищенность от перегрузки выше, чем для универсальных предложений.

Самодельные антенны дециметрового диапазона

В девяностые годы прошлого столетия люди мастерили приемные ТВ-антенны сами. Несмотря на то, что необходимость в этом исчезла, соорудить собственную приемную решетку также просто.

Параметры самодельной антенны

Чтобы собственная сборка не разочаровала, нужно сделать устройство, удовлетворяющее базовым параметрам:

• диапазон рабочих радиочастот 450-850 МГц;
• коэффициент усиления 10-30 дБ;
• коэффициент шума до 3 дБ;
• поляризация должна соответствовать у приемника и передатчика – бывают горизонтальная, вертикальная, круговая…
• входное и выходное сопротивление – 75 Ом;
• питание отсутствует или работает от обычного телевизионного кабеля, 12-14 мА*ч.

Антенну можно сделать из разных материалов – кабеля, пивных банок или металлического листа. Получатся решетки различных форм – ромб, квадрат, вытянутая дельта, петля…

Делаем антенну своими руками

Расскажем, как сделать 5 антенны, принимающие аналоговый и цифровой сигнал DVB-T2. Среди рассмотренных вариантов, присутствуют такие:

• Z-типа;
• Логопериодическая;
• Всеволновая;
• Волновой канал;
• Петля.

Телевизионный кабель с сопротивлением 75 Ом промаркирован надписью «РК-75».

Антенна Z-типа

Решетка выглядит как 2 ромба закрепленные друг к другу так, что образуют восьмерку. Кабель подключается в место соединения 2 ромбовидных металлических рамок.

В упрощенной реализации Z-тип (биквадрат) может состоять только из одного металлического ромба. Для усиленного прием он будет включать емкостные вставки в виде горизонтальной восьмерки. В этом случае подключайте кабель в зазоре между вставками.

Оптимальный размер стороны ромба – 34 см, а вставки – 17 см. Для сборки используйте трубки из алюминия, меди или латуни.

Телевизионный кабель прокладывайте вдоль сторон антенной решетки.

Достоинства:

• легко изготовить из небольшого набора материалов;
• надёжность.

Недостатки:

• решетка чувствительна к поляризации;
• понадобится зеркало-рефлектор для отражения волн на приемные резонаторы.

Антенну «восьмерку» используют дальнобойщики для приема амплитудно или частотно-модулируемого сигнала. С помощью неё они общаются с коллегами на трассе и слушают FM-радиостанции.

Петля

Для такого приемного устройства понадобится только телевизионный кабель. Его сердцевина металлическая и может получать сигнал в любом диапазоне радиочастот. Чтобы сделать антенну:

1. Купите ТВ-кабель с медной сердцевиной;
2. Обнажите до центральной жилы один конец телевизионного провода.
3. Снимите внешнюю изоляцию на расстоянии 220 мм от обнаженного конца провода. Экранирующий слой должен остаться.
4. Отступите ещё 220 мм и снимите изоляцию с экранирующим слоем до центральной жилы.
5. Соедините центральные жилы на конце провода и на расстоянии 440 мм от него так, чтобы получилось кольцо.
6. Обнажите противоположный край провода и установите на него разъем для подключения к телевизору.

На изготовление антенны хватит 5-10 минут, но она не будет принимать сигнал в сложных условиях эксплуатации. Если идея понравилась, но передатчик находится далеко, попробуйте сделать несколько петель. Расположите их на расстоянии 10-15 см друг от друга.

Логопериодическая антенна (ЛПА)

Одной из самых эффективных антенных конструкций является логопериодическая. Они лишена недостатков ряда конфигураций, предлагает равномерную амплитудно-частотную характеристику и высокий КУ без использования усиливающих устройств.

ЛПА работает в широком диапазоне радиочастот, но это незначительно ослабляет приемные качества антенны. Потери при передаче сигнала от решетки на кабель минимальны.

При конструировании антенны учитывайте, что:

• длины резонаторов зависят друг от друга логарифмически;
• расстояние между резонаторами зависит от рабочих частот;
• размерность и удаленность вибраторов меняется не линейно, а в геометрической прогрессии.

Для крепления резонаторов используют 2 основных центральных стержня собирающей линии. Они идут параллельно один над другим с небольшим зазором.

Логопериодические антенны бывают 3 видов:

• Дельта, в ней вибраторы составляют единую цепь. Они расположены зигзагообразно вдоль центральной линии из одного куска проволоки.
• Волновой канал – вдоль центральных стерней на разном расстоянии расположены резонаторы одинаковой длины.
• Симметричная. Исполняют в виде одинарной и сдвоенной конструкции с симметричным расположением вибраторов.

Чтобы соорудить ЛПА самостоятельно для дециметровых радиоволн, воспользуйтесь следующими характеристиками:

• КУ – 8 дБ;
• количество вибраторов – 11;
• размер резонаторов и зазор между ними должен соответствовать таблице ниже.

Характеристики резонаторов для ЛПА

Характеристика	Параметр
Длина резонаторов, см	15,95; 14,35; 12,92; 11,62; 10,46; 9,42; 8,47; 7,63; 6,86; 6,18; 5,56
Расстояние между резонаторами, см	10,84; 9,76; 8,78; 7,9; 7,11; 6,4; 5,76; 5,19; 4,67; 4,2
Размер перемычки до последнего элемента, см	76,8
Расстояние от первого резонатора до перемычки, см	8
Входное сопротивления, Ом	75

Преимущества	Недостатки
Широкий диапазон приема	Сложность сборки
Повышенный коэффициент усилен	Затруднительно рассчитать размеры резонаторов и рефлекторов антенны самостоятельно
Принимает Wi-Fi, Bluetooth и сотовый сигнал

Как сделать ЛПА своими руками подробнее смотрите в видеоролике.

Антенна типа «волновой канал»

Волновой канал отличается одинаковым размером вибраторов. Прием сигнала на разных частотах возможен благодаря изменению расстояний между резонаторами.

Волновой канал (ВК) – разновидность антенны, используемой для дальнего приема. Под понятие ВК подходят сразу несколько разновидностей антенных решеток.

Чем больше вибраторов на корпусе ВК, тем больше КУ. Для работы с DVB-T2 подойдет вариант сопротивлением около 300 Ом. Рекомендуем использовать ВК совместно с усиливающими устройствами или симметризаторами.

Если решили собрать волновой канал, не используйте старые советские конструкции. Они непригодны для работы с современными мультиплексами.

Самый простой в сборке вариант состоит из десятка оцинкованных стержней, каждый из которых имеет ширину 1,5 см и до 0,1 см толщиной.

Характеристики для волнового канала

Характеристика	Параметр
Размер задней планки, см	34,94
Размер второй планки, см	27
Длина 1 резонатора, см	19,71
Длина 2 резонатора, см	18,46
Длина 3-10 резонаторов, см	16,74
Расстояние между резонаторами, см	2,78; 9,14; 18,03; 26,93; 40,89; 53; 61,93; 74,8; 92,42; 10,518
Входное сопротивления, Ом	300

КУ для антенны растет от 8 дБ до 15 дБ с увеличением частоты приема сигнала.

Ещё один пример самодельного ВК с приемом на расстоянии до 30 км смотрите на видео.

https://www.youtube.com/watch?v=F8Pa8NYXC3U

Всеволновая антенна

Отличается от обычной антенны тем, что принимает метровые и дециметровые волны. Проще всего сделать её из двух разнодиапазонных подсистем.

В домашних условиях проще всего сделать всеволновую антенну (ВА):

• из пивных банок;
• в виде двух лепестков;
• бабочкой.

Лепестковая антенна

В лепестковой конфигурации, медная проволока натягивается от центра к двум перекладинам. В результате получается 2 треугольных приемных лепестка.

Расстояние между кусками проволоки – до 2-3 см на концах и до 1 см в основании антенны.

Бабочка

Приемную антенну можно выполнить бабочкой. Для этого расположите резонаторы, как на фотографии ниже. Достаточно куска фанеры 55,8 на 6,3 см.

Расположите отверстия для монтажа вибраторов на расстояниях, указанных на рисунке ниже.

Вибраторами выступит медная проволока:

• Отрежьте 8 кусков по 375 мм каждый. Зачистите по 2 см кабеля в центре каждого куска. Изогните изделия по центру зачищенных участков.
• Отрежьте 2 куска по 220 мм. Разметьте каждую треть проволоки. Очистите изоляции в отмеченных местах и изогните каждую зачищенную зону поцентру.

В результате плечо каждого резонатора будет 18 см длиной. Расстояние между плечами – 75 мм.

Пивные банки

Одно из самых колоритных решений 90-х годов прошлого века. Достаточно двух банок объемнее полулитра. Для качественного приема покупайте кабель с сопротивлением не менее 75 Ом.

Для крепежа понадобятся саморезы, изолента и паяльник с припоем. Следуйте инструкции:

1. Зачистите изоляцию на конце провода.
2. Зачастите внешнюю изоляцию и скрутите экранирующий материал на расстоянии 10 см от конца провода.
3. Прикрепите экранирующую скрутку и конец провода к верхним частям двух банок.
4. Закрепите банки в одну линию на твердом каркасе – подойдет прут или обыкновенная вешалка. Расстояние между банками – не менее 7,5 см.

При необходимости меняйте расстояние между банками и мониторьте уровень поступающего сигнала через подключенный телевизор.

Чтобы усилить мощность такой антенны, увеличивайте количество банок. Крепите их в несколько уровней на жестком каркасе. Кабель продевайте через банки, отверстия в днищах просверлите заранее. Такое приемное устройство принимает сигнал на расстоянии до 50 км при правильной сборке.

Тройной квадрат Сотникова

Антенная решетка состоит из трех квадратных медных рамок. Их размеры уменьшаются по удалению от внешней. Квадраты соединены единой центральной жилой сверху.

Вся конструкция выгибается из медной проволоки в единое изделие. В конце спаяйте стыки между собой.

Преимущества	Недостатки
Минимум пайки	Чувствительность к малейшим изменениям конструкции
Хорошая чувствительность	Узкая диаграмма направленности
	Небольшой рабочий диапазон частот

Хорошая антенна принимает сигнал за десятки километров от источника даже без встроенного усилителя. Чтобы её сделать пользуйтесь нашими рекомендациями.