Разное

Харченко антенна 3g – как сделать своими руками для передачи цифрового сигнала на 3G и 4G модемы

Содержание

Антенна Харченко для 3G модема своими руками

Статьи » Антенна Харченко для 3G модема своими руками

По отзывам, и личному опыту, очень хороший результат дает антенна Харченко 3g, представляющая собой два квадратных элемента. Расчет на частоту 2100 МГц дает следующие результаты:при длине волны ?= 143 мм сторона квадрата составляет 53 мм.

Берем толстый (3,5- 4 мм) медный провод и изгибаем его как показано на фото.

Очень важно соблюсти размеры рамки.

Антенна Харченко отмеряем 53мм.

Антенна своими руками

Загибаем придерживаясь размеров

Кроме этого, для снижения внутреннего сопротивления антенны рекомендуется делать не квадратные элементы, а ромбовидные с углом в 120 градусов.

Делаем ромбообразную форму

Для повышения эффективности антенну Харченко снабжают рефлектором – металлической пластиной, которую можно изготовить из фольгированного текстолита.

Лист с размерами 120 х 135

Проделываем отверстие d=5мм

К антенне необходимо припаять высокочастотный кабель (как выбрать кабель для антенны смотрим), и тут может ожидать сюрприз в виде оплетки. Оплетка большинства недорогих кабелей не паяется канифолью. Выход в использовании обычного F — конектора, который накручивается на кабель.

F конектор - кабель

F конектор - кабель

К нему припаивается кусочек медного провода, а вся конструкция – к антенне.

F конектор - кабель

Расстояние между рефлектором и антенной должно составлять 36 мм. Мы использовали пластмассовый колпачок от дезодоранта. В принципе, дальнейший процесс творчества хорошо иллюстрируют фотографии.

F конектор - кабель

F конектор - кабель

F конектор - кабель

F конектор - кабель


Собранную конструкцию фиксируем с помощью термоклея.

Конечный вид

Остается подключить антенну 3g усилитель к модему и настроить на максимальный уровень сигнала. Так как в нашем случае модем не оснащен разъемом для внешней антенны, то просто обернем 3-4 витка центральной жилы вокруг модема.

Конечный вид

Видео процесса сборки Антенны Харченко:

Мы рады вам помочь!!!

Если лень заморачиваться, мы готовы предложить готовое решение: Антенна UMTS 3G направленного действия.

Мы поможем вам подобрать Антенну усилитель 3г именно под вас, оптимально выбрав коэффициент усиления сигнала, для этого вам нужно оставить заявку в форме обратной связи, написать нам [email protected]

Антенна Харченко для Wi-Fi, 3G своими руками

Антенна харченко Wi-FiКонструкция антенны была предложена Харченко К.П. в 1961 году для приема телевизионных каналов метрового диапазона и долгое время была самой популярной телевизионной антенной, получив название «зигзагообразная». Смотрите статьи в журнале «Радио» (Радио №3, №4, №8 1961; №11, 1962; №4, 1966; №10, 1967). Со временем антенну реконструировали для дециметрового и других диапазонов. С появлением цифровых

3G, Wi-Fi сетей, работающих на более высоких частотах, зигзагообразная антенна перекочевала и на них и зарекомендовала себя там одной из лучших для изготовления своими руками.

На Западе такая антенна носит название «BiQuard», «Trevor Marshall’s antenna». Она, так же как и тройной квадрат , является разновидностью рамочной антенны. Присмотритесь: антенна Харченко — это две квадратные рамки объединенные в одну систему. Рамочная антенна, как известно, имеет такие положительные качества, как широкополосность и не критичность к точности изготовления. (Конечно, это не основание делать ее тяп-ляп smile

Антенна Харченко Wi-Fi

Телевидение передается в большинстве случаев горизонтально-поляризованной волной, а 3G, Wi-Fi, CDMA — вертикально-поляризованной. Поэтому для этих сетей «восьмерка» должна быть в «лежачем» положении и напоминает своего рода «очки».
Антенна харченко вертикальной поляризации

В Сети можно найти много конструкций антенны Харченко как для Wi-Fi, так и для 3G UMTS. Поскольку частоты этих видов связи близки, здесь важно не запутаться. Можно воспользоваться онлайн калькулятором и рассчитать антенну непосредственно на ваш диапазон.

Предлагаем также калькулятор оригинальной конструкции Bi-Quad Тревори Маршалла. Для специалистов предлагаю файл для MMANA . Для 3G расчетная сторона ромба получается около 35 мм. Но в сети полно конструкций со стороной 53 мм . Где правда? Правда скорее всего у 35 мм, а 53 мм — это опечатка (цифры в обратном порядке!), которая размножилась в интерненте методом копипаста. У антенны со стороной 53 мм углы по бокам ромба не 90, а 120° и сам ромб выполняется не из проволоки, а из металлической полоски шириной 8 мм. Антенна, которую расчитывает наш онлайн калькулятор имеет углы близкие к 90°. Усиление такой антенны около 10 dBi.

Расчет антенны Харченко также доступен в мобильном андроид приложении на Google Play, вы его можете скачать на свой смартфон или планшет, нажав на нижерасположенную кнопку или по QR-коду:google play badgecantennator qr code

Важно понимать, что расчетные размеры рефлектора – это минимально допустимые. Можно и больше. Для такой антенны, в качестве рефлектора, вполне подойдет CD или DVD диск.


Его напыление хорошо отражает радиоволны сантиметрового диапазона, нужно только подобрать диск не просвечивающийся, когда смотришь через него на свет. За основу антенны можно взять коробку для CD-DVD на 25 дисков. Не буду повторяться, инструкцию по изготовлению такой антенны можно посмотреть тут .


CDMA800 антенна ХарченкоТакая конструкция вполне сгодится для изготовления антенны для CDMA-800 диапазона (Intertelecom, PeopleNet, Украина). При этом размер рефлектора примерно соответствует листу формата А4, а провод или медную трубку нужно брать толщиной 5-8 мм (можно медную полосу такой же ширины). Рефлектор же для экономии можно сделать из жести. Размеры — из того же калькулятора!

 


На диапазон CDMA-450 размеры антенны получаются уже до полуметра в ширину, поэтому, для уменьшения парусности, лучше применить рефлектор в виде сетки. Антенна Харченко CDMA

Можно использовать строительную сетку с ячейкой не более 1 см, укрепленную на H-образной несущей конструкции из любого подходящего металла. Поскольку по краям рамки имеется нулевой потенциал, ее можно крепить к рефлектору металлическими болтами. Рамка изготавливается из дюралюминиевой полоски 10мм шириной, стыки — на алюминиевых заклепках.

Усиление антенны можно поднять до 11-12 dBi удвоив восьмерку (Double BiQuard). Для фазирования элементов применяется перекрестное питание. Как это сделать понятно из фото ниже. Размеры антенны можно рассчитать с помощью онлайн калькулятора антенны Double Bi-Quad у нас на сайте. Кроме того, ромбы можно заменить круговыми петлями. Получается антенна Bi-loop, работающая по тому же принципу.

Антенна Харченко CDMA


Готовую антенну можно покрыть нитролаком, либо покрасить автомобильной краской для защиты от атмосферных воздействий, если вы намерены разместить ее на мачте. На диапазонах Wi-Fi, 3G антенна Харченко довольно критична к точности изготовления. Поэтому, поймав сигнал, не стоит пренебрегать настройкой антенны. Можно воспользоваться стандартным «палкомером» модема, но удобнее специализированным софтом. Сдвигая и раздвигая «очки», а также в небольших пределах меняя расстояние до рефлектора, добиваются максимального уровня принимаемого сигнала. Главное здесь — терпение, так как нужно постоянно ждать пока обновятся показания уровня сигнала в программе.

Полезные ссылки:

 

Онлайн расчет антенны Харченко (зигзагообразной)

bi-quad calculatorПредставляю вашему вниманию обновленный калькулятор антенны Харченко. Антенна смоделирована в программе MMANA и оптимизирована для Wi-Fi и 3G диапазонов. MAA-модели антенны можно скачать с нашего сайта.  Провод в этих диапазонах выбран диаметром 2,5 мм, что соответствует 5 мм2 стандартному проводу от электропроводки. Без существенных изменений в характеристиках антенны можно использовать и провод 4 мм2, т.е. диаметром 2,3 мм. Форма рамок не ромбическая, а приближена к квадратной, что позволяет добиться максимально возможного усиления. В отличии от Bi-Quad Тревори Маршалла рефлектор не имеет бортиков. Подробнее о возможных вариантах конструкции читайте в соответствующей статье. Если кто-то сюда попал в поиске расчета антенны Харченко для цифрового телевидения (DVB-T2), то имейте ввиду, что такая «цифровая» антенна не требует расчета и описана другой статье.

 

Схематическое изображение антенны:

Расчет зигзагообразной антенны Харченко

Центральная и боковые стойки изготавливаются из диэлектрика. Все размеры даны по центральным осям провода. Длина провода рассчитана с учетом закругления на углах. Антенна подключается 50-омным либо 75-омным коаксиальным кабелем.
(КСВ < 1,12). Расчетный коэффициент усиления 10 dBi. Рефлектор цельнометаллический, но возможно использование сетчатого рефлектора, как на схеме. Параметры такого рефлектора можно определить воспользовавшись онлайн калькулятором рефлектора из металлической сетки.

Калькулятор обновлен  11.08.2016. При повторных расчетах не забудьте обновить кэш браузера Ctrl+F5!

ВВЕСТИ ДАННЫЕ:

© 2015 Valery Kustarev
Ограничения и особенности расчетов антенн

Расчет, аналогичный этому калькулятору, есть в андроид приложении Cantennator, доступном на Google play. Вы его можете загрузить на свое мобильное устройство, нажав на кнопку ниже. Не забудьте оценить приложение…google play badge

Подобные калькуляторы:

Проволоку для рамок на низкочастотных диапазонах можно заменить металлической пластиной с шириной равной расчетному диаметру провода.
Внешний вид в месте подключения (для Wi-Fi):bi-quard

На низкочастотных диапазонах, для симметрирования и отсечки тока, питающий фидер желательно проложить по одной из рамок:подключение фидера к антенне Харченко

В диапазоне 2100 Мгц (3G UMTS) при настройке на центральную частоту 2025 Мгц антенна, в отличии от Double Bi-Quad, имеет достаточно широкую полосу пропускания при КСВ < 2 и хотя также не захватывает как исходящий так и входящий каналы, однако, если не страдать перфекционизмом, вполне может быть использована, хотя в этом случае лучше стоит обратить внимание на более удачные конструкции, например на широкополосный Batwing или антенну «Гнутик», либо использовать усовершенствованную конструкцию антенны Харченко с плавно изогнутыми ромбами.

.biquad2100 widebandДиапазон Wi-Fi без труда и с запасом вкладывается в полосу пропускания антенны:антенна Харченко 2400 полоса пропускания

Полезные ссылки:

 

Расчет зигзагообразных антенн Харченко для 3G модема 2100

Рамочная антенна Харченко


Многие пользователи задаются вопросом. Какими способами (их я уже описывал в статье: 5 способов самодельных антенн) можно еще увеличить скорость интернета, для 3G модема? Есть еще один эффективный способ — это рамочная антенна Харченко, по отзывам он дает положительные результаты, по поводу его работы. И так вся работа займет не больше часа.

 

Собираем рамочную антенну Харченко для 3G-модема

Сама антенна представляет с собой два квадратных элемента, это видно на рис.  Не зря, я еще добавил в заголовке 2100. Который расчет антенны дает частоту 2100 Мгц. При длине волны ?=143 мм сторона квадрата составляет 53 мм. Разыскиваем толстый медный провод (3-4 мм) и изгибаем его как показано на рис.1.

 

Измеряем размеры антенны XарченкоСделать по размеру антенна Харченко

Рис.1

Фишка здесь в том, что важно соблюсти размеры рамки. И кроме того нужно еще снизить внутреннее сопротивление антенны и делать не квадратные элементы, а ромбовидные с углом 120 градусов Рис.2.

 

Ромбовидные углы антенны Харченко

Рис.2

Далее к антенне припаяем высоко частотный кабель. И потом всю эту конструкцию припаять к антенне. Здесь ожидается один момент! Оплетка у большинства недорогих кабелей не паяется оловом с канифолью Рис.3. Выход в использовании фидера, который накручивается кабель, к нему припаивается кусочек медного провода, а потом вся конструкция — к антенне Рис.3.

 

Ромбовидные углы антенны ХарченкоЧастотный кабель к антенне ХарченкоПайка разъема для антенны Харченко

Рис.3

Для повышения эффективности антенны мы снабжаем ее рефлектором. Рефлектор — металлическая пластина (фольга), которую можно сделать из фольгированного текстолита Рис.4.

 

Рефлектор из текстолита антенны Харченко

Рис.4

Между антенной и рефлектором расстояние должно состоять 36 мм. Здесь мы применим пластмассовый колпачок (из-под баллончика с дезодорантом). Весь  следующий творческий процесс можно рассмотреть на фотографиях Рис.5.

 

Колпачек от дезодоранта для антенны ХарченкоКолпачек от дезодоранта для антенны ХарченкоКолпачек от дезодоранта для антенны ХарченкоКолпачек от дезодоранта для антенны Харченко

Рис.5

Мы фиксируем собранную конструкцию специальным термоклеем на Рис.6

 

Колпачек от дезодоранта для антенны ХарченкоКолпачек от дезодоранта для антенны Харченко

Рис.6

Теперь мы лишь подключаем антенну к модему и настраиваем ее на сигнал максимального уровня. Наш модем не имеет разъема для внешней антенны, поэтому мы оборачиваем вокруг модема 4 витка центральной жилы Рис.7.

 

Колпачек от дезодоранта для антенны Харченко

Рис.7

Вот в принципе и все. Возможно для лучшего результата вам придется попробовать и другие варианты антенн. Например можете рассмотреть еще 5 способов самодельных антенн для 3 g модемов, хоть как то увеличить скорость. У меня в данный момент в модеме стоит проволочная антенна. Не скажу что эффект хороший, но все таки  разница не большая есть. Возможно еще есть какие то способы, чтобы модем работал более быстрее, есть еще один способ, но это уже будет в другой отдельной статье. А что бы быть в курсе интересных событий и не пропустить, можете подписаться в RSS ленте, перейдя, нажав на красненький квадратик с полосками.


Предлагаю в качестве подарка скачать бесплатную книгу: причины зависаний на ПК, восстановление данных, компьютерная сеть через электропроводку и много других интересных фишек.
Еще больше интересных новостей, а главное общение, решений ваших проблем! Добавляйтесь в телеграм — https://t.me/mycompplus

Понравилась полезная статья? Подпишитесь на RSS и получайте больше нужной информации!



Антенна Харченко-Маршалла — 3G-aerial

Trevor MarshallРассматривая особенности антенны Харченко, мы с вами, уважаемый аноним, отмечали что на западе эта антенна именуется «Trevor Marshall’s antenna» в честь того, кто одним из первых в 2001 году предложил ее использование в сетях Wi-Fi. Директор центра аутоиммунных болезней профессор Тревор Маршалл (США) является по совместительству квалифицированным радиолюбителем. На его персональном сайте можно найти описание этой самой конструкции, которую он использовал как облучатель для зеркальной антенны. Давайте рассмотрим ее и пересчитаем для 3G-4G сетей…

антенна Харченко диаграмма направленности Маршалл использовал рефлектор 110×110 мм. Однако он отмечает, что если антенна будет использоваться самостоятельно, а не как облучатель тарелки, то рефлектор лучше сделать со сторонами 123×123 мм, т.е равными длине волны Wi-Fi диапазона. По краям рефлектор имеет «губки» высотой 30 мм, которые примерно на 6 dB уменьшают задний и боковые лепестки диаграммы направленности антенны. Антенна была рассчитана в программе 4NEC2, файл модели для этой программы можно скачать у нас. Общий 3D-вид диаграммы направленности для Bi-Quad антенны, который выдает 4NEC2, можно видеть на рисунке. В авторской статье позади рефлектора припаяна трубка, которая выполняет исключительно роль крепежного элемента и не выполняет какой-то особой функции. Автор отмечает, что если конструкция собрана аккуратно, то симметрирующие устройства не требуются. Маршалл предлагает использовать провод диаметром 1,2 мм. В испытании антенны приняли участие большое количество радиолюбителей из разных стран и пришли к выводу, что диаметр провода для перекрытия всего Wi-Fi диапазона надо брать больше. Анализ показывает, что при увеличении диаметра с 1,2 до 1,6 мм КСВ на центральной частоте увеличивается с 1,14 до 1,22 что незначительно, а усиление антенны уменьшается на 1 dB, что также не много. При этом антенна перекрывает все 14 каналов Wi-Fi.


 

Расчетное усиление антенны около 10 dBi, входное сопротивление — 50 Ом. На основании NEC-модели нами создан онлайн калькулятор, с помощью которого можно пересчитать размеры антенны на другие частоты. Схематическое изображение антенны:biquad антенна

 

ВВЕСТИ ДАННЫЕ:

Исходный код Javascript:
Copyright ©2015 Valery Kustarev
Ограничения и особенности расчетов антенн

Вот например одна из готовых конструкций антенны Харченко-Маршалла. Рефлектор выполнен из дюралевого листа в центр которого вмонтирован N-коннектор, а на нем уже крепится восьмерка.biquad антенна

В заключении, хотелось бы обратить ваше внимание, что совсем не бедный американский профессор изготавливает самодельные Wi-Fi антенны и, заметьте, получает удовольствие!smile

Материалы по теме:

 

Удвоенный зигзаг Харченко для DVB-T2

dbiquad00С приходом цифрового телевидения многие анонимы выбрасывают в утиль свои старые польские антенны. Это связано или с тем, что полячка отказывается «ловить цифру», либо антенна просто начала сыпаться от старости. Однако ей можно дать вторую жизнь. Предлагаемая нами конструкция позволяет на основе рефлектора от полячки изготовить достаточно эффективную «цифровую» антенну. Это широкополосный «Double Bi-Quad» с рамками разного размера, рассчитанный для дециметрового диапазона с усилением более 11 dBi. Антенна имеет входное сопротивление около 300 Ом, что позволяет использовать ее непосредственно с пластинчатыми симметризаторами и усилителями SWA/PAE/ALN. В отличии от полячки антенна имеет намного более лучшие и стабильные характеристики что, при правильном подборе антенного усилителя, позволяет использовать ее в зоне неуверенного приема «цифры».

Классический Double Bi-Quad реализуется путем простого удваивания числа рамок в антенне Харченко. Получается синфазный стек из четырех одинаковых рамок с периметром каждой около 1λ. Как мы отметили в статье об антенне Харченко оптимизированной для цифрового телевидения, для расширения полосы желательно применить рамки периметром 1.5λ. Для увеличения усиления число рамок такой антенны также можно удвоить. Однако для сохранения согласования в широкой полосе выгоднее делать дополнительные рамки не одинакового размера с основными. В результате мы получаем антенну с усилением не менее 11 dBi, входным сопротивлением около 300 Ом и полосой пропускания 470-700 МГц.

Схематичное изображение антенны:Double Bi-Quad UHFАнтенна не перекрывает весь диапазон 470-860 МГц выделенный для цифрового вещания (DVB-T2). Поэтому предлагается два варианта размеров на выбор в зависимости от частот на которых работают мультиплексы в вашей местности.

Диапазон/РазмерыOAOBOCODAA’CC’OO’Offset
470-700 МГц 107 213 320 427 267 150  44 99
530-800 МГц 90  180 270 360 226 126 44 99

Offset — расстояние от оси проводов рамок до поверхности рефлектора. Все остальные размеры по осям проводов. Характеристики антенны с первым вариантом размеров представлены на нижеследующих изображениях. Характеристики антенны со вторым набором размеров можно посмотреть здесь.dbiquad02dbiquad03dbiquad04

dbiquad05 dbiquad06

dbiquad10В качестве вибратора можно использовать распространенный медный или алюминиевый электрический провод 10 мм2 (Ø3.57 мм). Вершины вибратора (точки D-D’) желательно крепить на металлических стойках/болтах через хомуты непосредственно к металлической мачте для защиты от атмосферного статического электричества. В других местах (точки B и O) стойки должны быть обязательно диэлектрические и влагостойкие. В точках пересечения (B и B’) провода необходимо изолировать друг от друга (как у утроенного квадрата в шапке нашего сайта). Допускается зазор между проводами в этом месте до 10 мм. Конечно же, если нет рефлектора от старой полячки, его можно изготовить из строительной сетки с ячейками 20×20 или 20х50 мм с более оптимальными размерами и с механическим укреплением конструкции с помощью дюралевого уголка. Основное полотно рефлектора в этом случае имеет размеры 400х860 мм плюс два бортика 156х860мм повернутые вперед примерно на 40-45°.  При этом усиление антенны возрастает до 12-13 dBi. Размеры Double Bi-Quad с самодельным рефлектором сведены в таблицу:

Диапазон/РазмерыOAOBOCODAA’CC’OO’Offset
470-700 МГц 107 213 320 427 267 150  44 148

удвоенный зигзаг для т2Характеристики такой антенны можно посмотреть по третьей ссылке в конце статьи. Технологический зазор O-O’ в центре можно варьировать в небольших пределах в зависимости от используемого защитного бокса, в который будет упрятан симметризатор (балун) или антенный усилитель типа SWA/PAE/ALN. Не следует гнаться за высоким коэффициентом усиления антенного усилителя. Необходимо выбирать малошумящий экранированный усилитель с усилением достаточным для «вытягивания цифры через порог», например ALN-187.

В заключении отметим, что Double Bi-Quad для цифрового телевидения уже продается в Италии и ЕС, в том числе и стеки из двух или четырех таких антенн с усилением до 16-18dBi.

Ссылки по теме:

  1. ASP-8 DoubleBiQuad UHF TV 470-700 MHz от yurik82;
  2. Double BiQuad TV 530-800 MHz от yurik82;
  3. Double BiQuad 470-700 MHz с самодельным рефлектором от yurik82;
  4. Antenna pannello UHF Fracarro PU4F — промышленный вариант антенны;
  5. 8 Element Horizontal Phased Array for Ch38-69 — промышленный стек из двух антенн;
  6. Multi-Diamond Antennas — 4NEC2 модели оптимизированных Double Bi-Quad для ДМВ;
  7. Антенна Харченко для DVB-T2;
  8. Широкополосный волновой канал для цифрового телевидения своими руками;

 

Почему не работает антенна Харченко на 3G модем или цифровое телевидение

Антенна Харченко

Такой вопрос периодически возникает у людей, которые самостоятельно изготовили по рекомендациям из интернета или технических пособий антенное устройство, а созданная конструкция своей работой не оправдало обещанных возможностей.

Им приходится разбираться в создавшейся ситуации, искать оптимальное решение.

Наши советы объясняют домашнему мастеру типичные причины подобных неисправностей и дают практические рекомендации по устранению допущенных ошибок своими руками, когда 3G антенна Харченко или любая другая плохо работает на безлимитный интернет или цифровое телевидение.

Они для наглядности дополняются картинками, схемами и видеороликом.


Содержание статьи

Как работает 3G антенна на прием

Принцип создания рабочего тока

Для упрощения понимания происходящих процессов сделаем простое сравнение любой антенны, работающей на прием высокочастотного сигнала с конструкцией обычного электрического фонарика, состоящего из:

  • источника питания, обладающего электродвижущей силой;
  • потребителя тока — осветительной лампочки;
  • схемы подвода напряжения (проводников и выключателя) к входным контактам нити накала.

Старый карманный фонарик

Напряжение батарейки 4,5 вольта, подведенное по проводникам через выключатель к контактам лампочки, создает в нити накала и всей схеме ток порядка 100 миллиампер.

Весь этот процесс описывает закон Ома.

Закон Ома

Полезную работу выполняет электрический ток, а энергию для него вырабатывает источник ЭДС. Сопротивление препятствует этому процессу, снижает достижение положительного результата.

Точно по таким же принципам работает любая антенна 3G модема или другой технологии сотовой связи (2G, 4G), систем радиовещания, аналогового или цифрового телевидения.

У антенны Харченко источником ЭДС выступает рамка-вибратор, в которой энергия принимаемой электромагнитной волны наводит напряжение, измеряемое в милливольтах или даже ниже.

Элементы антенны Харченко

Оно преодолевает электрическое сопротивление контактов подключения токопроводящих жил коаксиального кабеля, измеряемое в омах и создает в цепи приемного устройства модема ток, измеряемый в микроамперах.

Особенности работы антенны

При анализе неисправностей антенных устройств необходимо учитывать:

  • маленькую величину ЭДС вибратора;
  • направление поляризации;
  • частоту электромагнитной волны.
Энергия сигнала

Передатчик находится на значительном удалении от приемника. Его мощность подбирается с учетом обеспечения оптимальных условий работы систем связи и не может превышать определенных величин.

Энергия электромагнитной волны способна формировать на вибраторах приемников напряжение в милливольтах или меньше. Его очень сложно замерить тестером или мультиметром домашнего мастера, довольно просто можно потерять, а наша задача — сохранить для обеспечения уверенного приема.

Направление поляризации

Антенна передатчика на вышке оборудования сотового оператора или телевидения может располагаться в вертикальной или горизонтальной плоскости. Таким же путем пойдет от нее излучение электромагнитной волны.

Антенна приемника должна ориентироваться в этом же направлении. Иначе сигнал от передатчика не будет принят.

Для этого совсем необязательно пользоваться лазерным уровнем или даже пузырьковым. Вполне можно выставить ее «на глаз».

Частота электромагнитной волны

Если в электрическом фонарике на лампочку поступает ток постоянной формы, то электромагнитная волна распространяется синусоидой. Для 3G модема ее частота составляет 2000÷2100 МГц, а у 4G более высокая — 2500÷2600.

Современное цифровое телевидение имеет собственные стандарты. Они для каждой местности имеют свои индивидуальные значения, но находятся в свободном доступе. С ними можно ознакомиться на сайте телеоператора через поисковые системы интернет.

От частоты сигнала тока зависят габариты и конструкция антенны.


Классификация неисправностей по функциональным признакам

После вышеупомянутого пояснения можно разделить причины отказов работы антенн на группы:

  1. невозможности приема нормального сигнала вибратором;
  2. повышенного электрического сопротивления цепи передачи тока на входной тракт модема или телевизора.

Кратко проанализируем их.

Условия приема

Ухудшить работу антенны может ослабленный сигнал передатчика вследствие:

  1. увеличения дальности для объектов связи;
  2. наличия существенных препятствий на пути до приемника;
  3. ухудшения погоды.
Дальность приема

Сотовая связь, как и система телевидения, организована таким образом, что вышки операторов покрывают расстояние для надежного прохождения сигнала ко всем точкам обслуживаемой местности. С этой целью антенны передатчиков располагают достаточно высоко.

Вышки сотовой связи

Однако охват всей территории страны сотовой связью еще не завершен. Поэтому есть места с ослабленным или вообще отсутствующим сигналом.

Условия прохождения сигнала на местности

Как бы сотовый оператор не располагал антенны своих передатчиков, всегда могут возникнуть условия для блокировки его сигналов. Это может иметь естественные или искусственные причины.

Природные факторы снижения сигнала антенны передатчика

Местность не всегда представляет собой ровную поверхность. На ней имеются возвышенности, например, холмы, горы, высотные здания или деревья и низменности. Они влияют на качество прохождения электромагнитных волн, ослабляя или полностью блокируя мощность сигнала.

Блокировка сигнала антенны передатчика

В то же время внутри такой зоны существует возможность приема информации за счет отраженного сигнала связи от окружающего экранирующего рельефа местности или зданий, сооружений.

Отражение сигнала антенны передатчика

Этот технический прием используют для организации связи. В домашних условиях требуется всего лишь покрутить антенну приемника в разных направлениях и отслеживать качество приема на оконечном устройстве: модеме, ноутбуке или телевизоре.

При отражении электромагнитных волн может происходить их незначительное искажение, что проявляется углом сдвига по фазе. При приеме основного и отраженного сигнала на антенне происходит сложение обеих волн.

Схема сложения основного и отраженного сигналов

Оно влияет на качество связи, особенно сказываясь на работе аналогового телевидения, когда на экране образуется сдвоенное изображение.

На практике этот случай встречается часто. Для борьбы с посторонними помехами используют защитные экраны, которые блокируют проникновение энергии отраженной волны на вход антенны приемника.

В статье о конструкции антенны с компьютерным диском тонкая алюминиевая фольга, на которой записывается информация, как раз играет эту защитную роль.

Общий вид антенны с рефлектором

Она исключает попадание отраженных волн с обратной стороны антенны.

Человеческий фактор

Люди используют сотовую связь через 3G модем в самых различных местах и могут перемещаться внутри зоны ослабленного или заблокированного участка, например, спустившись в метро или подвал. В такой ситуации антенна перестанет работать нормально и связь прервется.

Во всех вышеописанных случаях даже мощная энергия электромагнитной волны передатчика не сможет навести нормальную ЭДС на вибраторах исправной антенны приемника.

Теперь рассмотрим случаи, когда неправильно выполненная сборка ухудшает работу связи.

Качество монтажа антенны и кабеля

Вернемся к пресловутому закону Ома и вспомним роль электрического сопротивления: оно ослабляет действие тока и способно прекратить его протекание. Поэтому в создаваемой конструкции антенны надо принимать меры по его снижению.

Электрическое сопротивление высокочастотной синусоидальной цепи уменьшает ток сигнала двумя своим составляющими:

  1. активной;
  2. реактивной.

Все три величины взаимосвязаны и определяются по закону электротехники треугольником сопротивлений.

Треугольник сопротивлений

В нем полная величина выражается гипотенузой, а реактивная и активная части — катетами. Рассмотрим их влияние на прием сигнала.

Активное сопротивление антенны

На его величину основное влияние оказывают:

  • тип металла по которому протекает ток;
  • протяженность магистрали;
  • площадь поперечного сечения.

Применительно к этим характеристикам определим способы снижения сопротивления.

Вибраторы

Основным материалом выбирают медь или алюминий, реже — сталь. Проводимость меди выше, поэтому ее использование предпочтительнее.

В конструкции любой антенны указываются габариты вибраторов и их поперечное сечение. Эти величины рекомендуется выдерживать. Изготовление различных элементов из более тонких компонентов допускается в целях облегчения общего веса. Но при этом электрическое сопротивление несколько возрастет, а ток и качество приема снизится.

Кабель

Его домашний мастер не изготавливает, а покупает в магазине или использует приобретенный ранее.

Основные ошибки, которые чаще всего допускаются, это:

  • завышенная длина магистрали, когда кабель лежит бухтой около приемника;
  • неоправданное количество дополнительных соединителей в виде штекеров.

Соединение антенного кабеля

При сборке антенны следует сразу выбирать необходимую длину для кабеля и не стараться его удлинять за счет подключения специальными соединителями. Как бы качественно их не изготавливали и монтировали, но от переходного сопротивления полностью избавиться невозможно.

Электрические контакты

Частой ошибкой в конструкции антенны бывает прямое соединение алюминия с медью, которое создает гальваническую связь и повышает переходное сопротивление. Если в бытовой сети подобные точки могут работать несколько лет, где напряжение 220 вольт просто пробивает созданный слой, то милливольты ЭДС с вибратора на это не способны. Сигнал будет резко снижаться.

Реактивная составляющая сопротивления

Если домашний мастер будет строго придерживаться конструкции антенны при ее изготовлении и подберет необходимую длину кабеля, расположив его кратчайшим путем, то особых вопросов с реактивной составляющей не будет.

В качестве примера можно привести узел согласования входного сопротивления коаксиального кабеля и вибраторов. На антенне Харченко для телевидения он делается за счет поворота кабельного конца по рамке, повторяющего его форму.

Согласование кабеля и антенны

В то же время на этой же модели для 3G модема такой узел уже сложно выполнить технически из-за того, что размеры вибратора и толщина кабеля не позволяют это сделать. В этом случае согласование просто не выполняется.

Подключение антенного кабеля

Сигнал ослабляется в этом узле, но не настолько, чтобы мешать нормальной работе в зоне уверенного приема.


Как улучшить ослабленный сигнал антенны

На границах дальности вещания телевидения или передачи данных сотовой связи электромагнитная волна от передатчика на приемной стороне может наводить недостаточную по величине ЭДС на вибраторах. Она будет формировать маленькие токи высокочастотного сигнала. Их необходимо увеличить специальной электронной схемой.

Антенные усилители

Так называют специальные приборы, работающие на полупроводниковых элементах. Многие мастера спаивают их из высокочастотных транзисторов.

В качестве примера можно привести схему для повторения на одном транзисторе 2SC3358.

Схема активного антенного усилителя

Усилитель располагается сразу после вибратора и получает дополнительное питание от источника постоянного напряжения 12 вольт по кабелю, за счет чего носит название активного.

Он предназначен для работы на частотах от 400 до 850 МГц и обладает общим усилением порядка 10÷15 децибел. Настройка приема телевизора производится выставлением движка потенциометра Р1 посередине, а затем перемещением в обе стороны с контролем качества изображения по экрану.

Проблемные места антенных усилителей

Когда сигнал передатчика ослаблен, то на его уровень в эфире накладывается много помех от других источников излучения (электродвигатели, трансформаторы, генераторы, сварки и др). Они влияют на качество связи, приглушают ее.

Антенный усилитель воспринимает все эти помехи и преобразовывает их совместно с основным сигналом. В результате на экране телевизора идет искажение передаваемого изображения.

Когда радиолюбитель создает мощный усилитель из нескольких каскадов транзисторов, то его уровень может быть завышен, а помехи способны вообще заглушить нужный сигнал. Чтобы этого не произошло на входе устанавливают фильтры, не пропускающие их на рабочую схему.

Подобные конструкции в промышленном исполнении для специальной аппаратуры работают надежнее. Но, благодаря сложности конструкции, они стоят дорого и в домашних условиях не применяются.

В продаже можно найти антенные усилители среднего класса, вполне подходящие для работы в быту.

Выбор другой конструкции

Статья посвящена использованию модели, спроектированной инженером радиолюбителем Харченко для радиоприемников, работающих на средних волнах в первой половине прошлого столетия. С тех пор она периодически повторяется и модернизируются для разных диапазонов благодаря простоте конструкции и широкополосному диапазону.

Однако она имеет невысокий коэффициент усиления и создается для работы в зоне уверенного приема. На дальних расстояниях с ослабленным сигналом лучше выбирать другие конструкции антенн: направленные или логопериодические. Изготовление их требует высокой точности в соблюдении размеров, но избавляет в большинстве случаев от использования усилителя.

При выборе антенны для сложных условий работы следует учитывать характеристики:

  • полосу пропускания;
  • входное сопротивление;
  • диаграмму направленности;
  • коэффициенты стоячей волны, усиления, направленности, полезного действия;
  • фазовую диаграмму;
  • шумовую температуру.

Однако в рамках этой статьи такой материал сложно уместить.

Для закрепления темы рекомендуем посмотреть видеоролик Сергея Груздева “Как настроить антенну для цифрового ТВ”

Напоминаем, что вам сейчас удобно задать вопрос в комментариях или поделиться этим материалом с друзьями в соц сетях.

Полезные товары

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о