ВНЕШНЯЯ АНТЕННА ДМВ ПОВЫШЕННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ, «тройной квадрат»
ВНЕШНЯЯ АНТЕННА ДМВ ПОВЫШЕННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Качество приема телевизионных сигналов зависит от множества причин. В условиях города неизбежно взаимодействие основной волны телесигнала и отраженных волн. При прямой видимости между принимающей антенной и передающей антенной в точку приема приходит основная волна и волны отраженные от земли, площадей, улиц, крыш зданий.
Большой современный город для радиоволн представляет собой, образно говоря, нагромождение “зеркал” и “’экранов”, которыми являются мосты, заводские трубы, высоковольтные линии. Высотные здания подобно пассивному ретранслятору переизлучают волны, распостроняющиеся от передающей антенны. Характер распространения радиоволн очень сложен даже вблизи передатчика. В радиотени препятствий происходит прием ослабленного полезного сигнала, отраженные сигналы, шумы и помехи становятся более заметными. В мокрых стенах домов, в мокрых деревьях сигнал ослабляется сильнее. Максимальное ослабление сигнала, принимаемого антенной, расположенной в радиотени деревьев происходит летом. Сложение и вычитание основной и отраженных радиоволн приводит к усилению одних телевизионных сигналов и ослаблению других.
Рамочные антенны в этих условиях дают хорошие результаты благодаря ослаблению приема по боковым и обратному направлениях, они менее подвержены влиянию электрических помех и, в частности, помех от зажигания двигателей внутреннего сгорания.
При дальнем приеме телевидения наиболее устойчивое изображение дают рамочные антенны, одна из которых описана в данной статье.
Параметры антенны
Диапазон частот принимаемых сигналов, МГц……530 – 780
Основной принимаемый телевизионный канал ….38
Диапазон принимаемых телевизионных каналов…30 – 57
Поляризация принимаемых сигналов………горизонтальная
Из большого разнообразия рамочных антенн для диапазона ДМВ часто изготавливают антенну «тройной квадрат». Как быть если усиление тройного квадрата недостаточно, а другие конструкции антенн для интересующего диапазона телевизионных каналов не подходят? При этом совершенно негде взять достаточное количество алюминиевых трубок требуемого диаметра и специфический крепеж, нет возможности собрать и установить антенну, размеры которой измеряются в метрах. Может применить антенный усилитель, который будет усиливать основную волну телесигнала вместе с отраженными волнами, принятыми антенной? Решением этой задачи стало объединение четырех тройных квадратов в антенную систему – фазированную решетку. Усиление антенны намного превосходит один тройной квадрат, а размеры вполне приемлемы. Размеры конструкции одного из четырех тройных квадратов показаны на рисунке.

Для изготовления тройного квадрата потребуется стальная оцинкованная проволока диаметром 3 мм. Оцинкованной называется проволока, имеющая оловянное покрытие. Такая проволока легче покрывается припоем и не ржавеет на открытом воздухе. На изготовление одного тройного квадрата требуется 2 метра проволоки. Отрезок проволоки не должен иметь резких изгибов, вмятин, царапин, ржавчины и других дефектов. Перед изготовлением антенны проволочная заготовка тщательно протирается с использованием растворителя. Проволока сгибается в соответствии с рисунком, показывающим конструкцию тройного квадрата. Стыки проволоки вверху квадратов пропаиваются. Участки проволоки в местах стыков покрываются флюсом, приготовленным из соляной кислоты путем травления цинком. Паяльником мощностью сорок ватт, а лучше шестьдесят ватт участки покрываются легкоплавким припоем, настолько насколько позволяет мощность паяльника. Затем стыки стягиваются одним-двумя витками луженой медной проволоки диаметром 0,6-1 миллиметр и пропаиваются еще раз. Окончательно стыки хорошо пропаиваются над горелкой газовой плиты, используя припой и канифоль. Оставшуюся канифоль удаляют с получившейся конструкции и смываются растворителем. Место спая должно быть хорошо покрыто оловом, обеспечивая надежный контакт и механическую прочность. Тройные квадраты нельзя красить или покрывать лаком.
Перед объединением тройных квадратов в фазированную решетку, каждый нужно проверить и настроить. Проверка и настройка проводится в помещении. К тройному квадрату подключается телевизионный коаксиальный кабель волновым сопротивлением 75 Ом как изображено на рисунке. Изображение на экране телевизора при настройке антенны в помещении может быть черно-белым с очень большим количеством шумов.
Настройка тройного квадрата выполняется ориентируясь по наименьшему количеству шумов на экране телевизора. Если один тройной квадрат не дает цветного изображения – не беда, при объединении в фазированную решетку качество изображения значительно повысится. Соединив тройной квадрат с антенным входом телевизора необходимо найти точку припаивания кабеля к нижней вертикальной части конструкции антенны, перемещая точку подсоединения по вертикали. При перемещении подключения центральная жила кабеля и экран кабеля должны быть подключены на одном уровне. В одних экземплярах тройного квадрата наилучшее изображение на экране телевизора можно получить, припаивая кабель почти у замыкающего горизонтального участка в самом низу антенны, в других экземплярах как показано на рисунке в третьих экземплярах по середине. У каждого тройного квадрата своя оптимальная точка подключения кабеля. После окончания настройки и проверки тройных квадратов важно не перепутать точки подключения кабелей.
Для получения хорошего качества работы антенны следует изготовить 6-8 тройных квадратов, из которых отобрать четыре дающие наилучшие результаты.
Тройные квадраты, представляющие собой элементы фазированной решетки, соединяются коаксиальным кабелем. Основа конструкции антенны деревянный каркас. Длина вертикальных отрезков кабеля, соединяющих два тройных квадрата, подбирается экспериментально. Точно определить длину отрезков кабеля заранее невозможно из-за отличий параметров различных типов кабеля и непредсказуемых свойств изготовленных тройных квадратов.

Два тройных квадрата закрепляются обматыванием полихлорвиниловой трубкой на одном вертикальном элементе каркаса, представляющем собой деревянный брусок. Поочередно к тройным квадратам подсоединяются одинаковые отрезки кабеля длиной 220, 240, 260,280, 300 миллиметров каждый. Противоположные концы отрезков кабеля соединяются экран-экран и жила-жила и соединяются с кабелем, идущим к антенному входу телевизора. По наилучшему качеству изображения выбирается длина вертикальных отрезков кабеля, соединяющих два тройных квадрата. Основной вклад в настройку вносит длина отрезков кабеля по сравнению с расстоянием между тройными квадратами. При настройке можно сокращать или увеличивать расстояние между тройными квадратами, но большого эффекта это не даст, поэтому расстояния на рисунке конструкции между тройными квадратами не приводятся. Изображение на экране телевизора должно быть лучше, чем при приеме на один тройной квадрат.

Каркас временно собирается из четырех деревянных брусков, скрепленных между собой веревкой. На каркас устанавливается четыре тройных квадрата, соединенные вертикальными отрезками кабеля. Длина двух одинаковых горизонтальных отрезков кабеля, соединяющих вертикальные отрезки с кабелем, проложенным к антенному входу телевизора, уточняется экспериментально. Для окончательной настройки поочередно припаиваются два одинаковых горизонтальных отрезка длиной 130, 150, 170 или 190 миллиметров.
Для окончательного изготовления каркаса потребуются четыре деревянных бруска толщиной 8-11 миллиметров, шириной 60-70 миллиметров, длинной 520 миллиметров и три деревянных бруска той же толщины и ширины длинной 490 миллиметров. Торцы брусков покрываются эпоксидной смолой и высушиваются в течении пяти дней, затем вся поверхность брусков покрывается эпоксидной смолой и высушивается пять дней. После покрытия эпоксидной смолой деревянные бруски красятся нитрокраской не мене двух раз. Перед установкой тройных квадратов и отрезков кабелей, объединяющих тройные квадраты в фазированную решетку, собирается первая часть каркаса из двух вертикальных и двух горизонтальных брусков. Соприкасающиеся поверхности брусков промазываются эпоксидной смолой, соединяются шурупами и высушиваются не мене трех дней. После высыхания эпоксидной смолы два шурупа соединяющие верхний горизонтальный брусок с вертикальными брусками выкручиваются. Четыре шурупа закрепляющие центральный горизонтальный брусок остаются.

На деревянный каркас устанавливаются тройные квадраты, соединенные отрезками коаксиального кабеля. Тройные квадраты прикрепляются к каркасу несколькими витками полихлорвиниловой трубки. К антенне припаивается кабель, идущий к телевизору требуемой длины.

Для правильной фазировки антенной системы центральные проводники и экраны отрезков коаксиального кабеля подключают к тройным квадратам в соответствии со схемой фазировки. Конец кабеля, подключенный к антенне, заключается в полихлорвиниловую трубку диаметром 10-12 миллиметров длинной около трех метров для защиты антенного кабеля от погодных воздействий. Полихлорвиниловая трубка и кабель закрепляются нитью на горизонтальном бруске. Пайка экрана и центральной жилы отрезков кабелей изолируются друг от друга с помощью изоленты. Поверх установленных тройных квадратов и кабелей устанавливаются два вертикальных бруска, поверх них по центру один горизонтальный.
Детали каркаса соединяются винтами диаметром 6 миллиметров. При установке винтов используются отверстия, оставшиеся после выкручивания шурупов, соединяющих верхний горизонтальный брусок с вертикальными брусками. Отрезки коаксиального кабеля и части тройных квадратов оказываются заключенными внутри деревянной конструкции, надежно защищающей точки пайки от погодных воздействий.

Промежутки между брусками с боков и торцов герметизируются, используя строительный герметик “жидкие гвозди”.

Антенна устанавливается на мачту с помощь хомутов, соответствующих диаметру трубы. Через отверстия в горизонтальных брусках проходят винты. Антенна закрепляется в двух точках. При ослаблении винтов хомутов можно точно сориентировать антенну на передатчик.

Оцинкованную проволоку, хомут крепления на трубу, эпоксидную смолу, краску можно приобрести в магазине стройматериалов. Коаксиальный телевизионный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом следует выбирать с центральной жилой из меди и двойным экраном, состоящим из фольги и оплетки из медных жил. Наилучшие результаты можно получить при использовании кабеля наибольшего диаметра с возможно большим количеством жил в экранной оплетке.
Расстояния между элементами фазированной решетки, размеры тройного квадрата и длина отрезков кабелей выбраны путем многочисленных экспериментов, с целью обеспечить прием возможно большего количества телевизионных каналов и в тоже время минимально возможные габариты, уменьшающие массу антенны и облегчающие установку. Прием на антенну возможен через препятствие из близко расположенных деревьев. Антенна имеет низкую парусность. Благодаря расположению кабелей внутри деревянного герметизированного каркаса обеспечен длительный срок службы и защита от влияния погодных факторов. Качество принимаемого изображения не зависит от времени года и времени суток.
Денисов Платон Константинович, г. Симферополь

Антенны ДМВ Антенна antenna Телевизионные антенны Цифровое телевидение Цифровое ТВ Антенны «тройной квадрат» dvb-t2
Обзор комнатной антенны «тройной квадрат» Сигнал 3.0
Одним из достаточно распространенных типов антенн являются рамочные антенны «тройной квадрат». Причем это относится не только к телевизионному приему, но к различным видам беспроводной связи — Wi-Fi, 3G и др.
Способствуют этому сравнительная простота изготовления (можно сделать из одного куска провода), компактность и при этом достаточно высокие технические характеристики.
Однако при всём этом абсолютное большинство и наших, и зарубежных производителей по каким-то причинам игнорируют производство рамочных антенн «тройной квадрат» или хотя бы «двойной квадрат».
Видимо, это связано с лишними затратами и сложностью при массовом производстве.
Поэтому и во времена СССР, и в нынешние времена данные антенны изготавливаются вручную преимущественно только самими людьми.
Единственный известный пример заводского изготовления наружной антенны ДМВ «тройной квадрат» — от старейшего белорусского производителя:
Но при этом в Интернете не удалось найти какой-либо магазин, продававший бы данную наружную модель, возможно из-за высокой стоимости у производителя.
И когда рассматривал в Интернете фото различных вариантов «тройного квадрата», случайно наткнулся на одну из фотографий комнатной антенны «тройной квадрат» промышленного изготовления.
И как оказалось продается недалеко, поэтому сразу же была приобретена за 393 р.
Антенна «Сигнал 3.0» поставляется в небольшой красочной картонной коробке размером с книгу. Обтянута предохранительной пленкой:
На упаковке показана сама антенна в сборе и значки основных цифровых телевизионных стандартов.
И с обратной стороны — полностью аналогично (защитная пленка снята):
Конечно же сразу обращают на себя надписи: «КАЧЕСТВЕННАЯ КОМНАТНАЯ ДМВ АНТЕННА» и «ТРОЙНОЙ КВАДРАТ СНОВА В РОССИИ!».
Так же и по бокам — указаны основные преимущества и функции:
И здесь отмечу: — Схема CMT, специально для приема цифровых и/или HD-каналов.
Однако, к сожалению, так и не удалось понять, что означает аббревиатура СМТ (не уверен даже — латинскими или русскими). Возможно, CMT может означать Cellular Mobile Telephone, т.е. сотовый телефон, и речь идет о фильтрации помех от GSM (но это лишь предположение).
Открываем коробку и видим пакет с комплектующими:
Быстро собрать антенну поможет описание:
Рассмотрим составные части и начнем с основы — пластиковая подставка с квадратными отверстиями для фиксации центральной стойки. Размеры — 168 x 94 мм:
Пластиковая центральная стойка с кабелем и центральной рамкой — активным вибратором (сторона квадрата — 126 мм):
Задняя рамка — рефлектор (сторона квадрата — 154 мм) с нижней пластиковой распоркой:
Передняя рамка — директор (сторона квадрата — 108 мм) так же с пластиковой распоркой:
Исходя из этих размеров видно, что антенна рассчитывалась как обычно на середину диапазона ДМВ (приблизительно 38 канал).
Во всех рамках использована стальная нержавеющая проволока диаметром 4 мм.
И последняя деталь — верхняя пластиковая распорка для скрепления всех трёх рамок между собой:
Коаксиальный кабель имеет длину 1.43 м. Используется 50-омный RG174 COAXIAL CABLE:
что довольно странно, т.к. даже в описании отмечено: «хорошо согласуется с кабелем 75 Ом», но по непонятной причине использован кабель с волновым сопротивлением 50 Ом.
Попутно отмечу, что и некоторые известные отечественные производители также не брезгуют использовать более дешевый — 50-омный кабель: например, у Locus L 405.05 также использован RG 174/U.
Центральная пластиковая стойка является держателем для активного вибратора антенны и содержит пассивную плату согласования:
в виде эквивалента полуволновой кабельной петли на односторонней печатной плате:
электрическая схема соединений:
Используемая плата имеет достаточно большую металлизированную площадь (43 х 32 мм), что вообще в антеннах и, в частности, в рамочных не приветствуется: внутри и снаружи рамки должно быть минимум проводящих поверхностей, а иначе ухудшаются характеристики антенны.
Разберем и нижнюю пластиковую распорку у рефлектора — увидим сплошное сварное соединение рамки:
т.е. как обычно у пассивных элементов рамка замкнутая — закрытая.
А вот передняя рамка (директор) разомкнутая — открытая:
Здесь имеется разрыв — изолятор толщиной около 1 мм.
Причины такого крайне редко применяемого решения были видимо как-то связаны с согласованием или чем-то иным.
Наконец собираем всё вместе и получаем антенну «тройной квадрат»:
Измеренные габариты антенны — 168 х 157 x 228 мм.
Измеренная масса — около 300 г.
Вид сзади наглядно демонстрирует название «тройной квадрат»:
Спереди:
глядя с определенной точки, все три рамки практически сольются, спрятавшись за первой.
Сбоку:
Расстояние между задней рамкой и центральной — 78 мм, а между центральной и передней — 58 мм.
Интересно, отметить в описании, что «Тройной квадрат обладает малой парусностью» хотя для комнатной антенны этот показатель неактуален.
Еще раз напомню об оптимальном размещении любых комнатных антенн и особенно с пластиковыми окнами, а точнее — металлопластиковыми, т.к. рамы и створки содержат в себе металлический каркас, который препятствует прохождению сигнала.
Вообще, минимальная высота рамочной антенны должна быть не менее 0.1 λ, что для самого длинноволнового — 21 канала ДМВ составит 63 мм.
У «Сигнал 3.0» самая нижняя часть рефлектора имеет высоту — 67 мм, т.е. укладывается в минимум.
С глухой створкой — высоты антенны в принципе достаточно для приема:
А вот поворотная створка точно будет перекрывать обзор:
Поэтому в любом случае — желательно всё-таки поставить антенну на какую-нибудь подставку, к примеру, пустую пластиковую банку или пустую коробку:
Тем самым обеспечив больший уровень принимаемого сигнала.
Так же при приеме c любыми комнатными антеннами стоит обратить внимание на наличие на стеклах специального энергосберегающего покрытия на внутренней стороне стеклопакета (такие окна с улицы выглядят как зеркальные):
или энергосберегающей термопленки:
Причем зачастую еще и особо отмечается:
- исключают утечку информации по электромагнитным полям
- защита от энергии в радиочастотном диапазоне (микроволновое излучение)
Всё это достигается за счет наличия металлов, которые конечно препятствуют приему сигнала. И если со связью GSM сигнала еще хватает (вышки стоят чуть ли не на каждом высотном доме), то с телевизионным приемом, Wi-Fi, 3G могут возникать проблемы из-за ослабления сигнала.
Вот, к примеру, городской эфир принятый антенной «Сигнал 3.0» (напомню, что крайний справа синий столб — это как раз уровень сигнала GSM — у него с тонировкой точно проблем быть не должно):
Например, компания ZyXEL прямо указывает потери эффективности для сигнала Wi-Fi:
Препятствие | Дополнительные потери (dB) | Эффективное расстояние |
Открытое пространство | 0 | 100% |
Окно без тонировки (отсутствует металлизированное покрытие) | 3 | 70% |
Окно с тонировкой (металлизированное покрытие) | 5-8 | 50% |
Конечно, частоты ДМВ 470 — 862 МГц находятся ниже, чем Wi-Fi 2.4 ГГц, но вcё это также стоит учитывать.
А проверить это можно и самим: при одном и том же расположении антенны смотреть на шкалу Качество — с открытым и закрытым окном.
Если сигнал значительно ослаб — значит у вас металлизированные стекла или пленка.
Именно поэтому-то так важно выбирать антенны с высоким — собственным коэффициентом усиления, а не какие-то простейшие (но при этом еще и дорогие) — лишь с одиночной рамкой и мощным усилителем:
и вплоть до вот таких моделей, выпускаемых теми же производителями:
О каких уж тут характеристиках можно говорить. Одна сплошная бутафория.
Как отмечал еще Карл Ротхаммель (Karl Rothammel):
Eine gute Antenne ist der beste Hochfrequenzverstärker.
Хорошая антенна — лучший усилитель высокой частоты.
Выбирая заведомо слабую, не стоит надеяться на то, что потом всё исправит мощный усилитель. Скорей наоборот — может испортить, причем как при очень слабом принятом сигнале, так и при сильном сигнале.
Попутно замечу, что вопрос металлизированных пленок/стекол касается и приема в автомобиле, поэтому автолюбителям в таких случаях иногда приходится ставить уже только внешние антенны, причем напомню, что для телевещания используется горизонтальная поляризация, поэтому автомобильные антенны должны уметь принимать горизонтальную поляризацию, а не просто пытаться принять на вертикальный штырь.
Как уже отмечал, для правильного ориентирования антенны важно знать направление до ближайших вышек. В этом поможет сервис карта.ртрс.рф, позволяющий определить точное направление (азимут) и расстояние до двух ближайших вышек: надо ткнуть мышкой на свой дом, и всё покажет, например:
Чёрный конец стрелки показывает, где именно вышки находятся.
Однако в данном конкретном примере для подмосковного Раменского — ни Богатищево, ни Бутово не являются вышками для Раменского, потому что они маломощные, находятся всё-таки на уже значимом расстоянии и предназначены для своих районов, а вот чуть более дальное и мощное Останкино как раз и обеспечивает зону уверенного приема для Раменского.
Т.е. показываемые сервисом ближайшие вышки не всегда являются вашими и обеспечивающие вам уверенный прием.
А вот, например, если ткнуть в соседний Жуковский, то уже покажет Бутово и правильное Останкино.
По-умолчанию, сервис открывается, используя подложку Google Карты, но лучше выбрать вариант Яндекс.Карты:
в этом случае населенные пункты и дома нанесены более подробно.
И кроме этого, если прием где-то на дачах, то можно искать и непосредственно по спутниковому снимку:
и лучше выбирать вариант Гибрид — это Схема + Спутник.
Кнопка Определить местонахождение позволит быстрее перейти на ваш населенный пункт:
Но конечно делает она это, ориентируясь на ваш текущий IP-адрес, выданный вашим провайдером, а IP не всегда соответствует даже вашему региону, не говоря уж о конкретном городе.
Например, от Билайна вы можете получить практически любой IP-адрес из зоны его присутствия на территории нашей страны.
Поэтому лучше самим набрать вверху в строке поиска свою деревню, станицу, село и нажать Найти. Если деревень с таким названием несколько, то можно выбрать из списка или просто дополнительно указать свой район и область.
Параметры приема: лоджия 7 этажа жилого дома, кругом городская застройка и высотные дома.
Ближний передатчик: 2 кВт (зона около 45 км) находится на расстоянии около 15 км.
А дальний передатчик: 5 кВт (зона около 60 км) — на расстоянии порядка 80 км.
В качестве тестового приемника как обычно использовался TENiKS DTR-122. У кого также есть приставки на процессоре Novatek, знают, что шкала Качество рассчитана программистами таким образом, что устойчивое изображение появляется при достижении примерно 40 % шкалы Качество.
С ближним передатчиком шкала Качество составила около 42%.
А если вынести антенну на вытянутой руке, то увеличилось до 45-50%, а с дальним передатчиком — 64%.
Для сравнения тут же подключалась Дельта К131: ближний — 55-65%, а с дальним — 78-80%.
Неслучайно сравниваю с логопериодической Дельта К131, т.к. цель покупки «тройного квадрата» была — еще большее увеличение уровня сигнала, но ситуация оказалась обратной.
Причем в последующем проверял в самых разных зданиях, с различными передатчиками (частотами), но везде было одно и то же: «тройной квадрат» Сигнал 3.0 всегда показывал шкалу Качество на 10-12% ниже, чем логопериодическая Дельта К131.
А должно быть наоборот — рамочная антенна «тройной квадрат» должна иметь большее усиление, чем комнатная логопериодическая.
Уже засомневался и в приставке, поэтому попробовал с приставкой на MStar, но, хотя шкала была распределена по-другому, принцип не изменился: Сигнал 3.0 показывал меньшие %, чем Дельта К131.
Сразу отмечу то, что «…усиление по сравнению с полуволновым диполем равно 5,5 дБ (для “двойного квадрата”) и 6,6 дБ (для “тройного квадрата”).
Следует заметить, что приводимые в популярной литературе значения коэффициента усиления рамочных антенн сильно завышены и достигают 14 дБ.»
С чем, кстати, регулярно сталкивались желающие повторить данный высокий показатель, но, к сожалению, как ни старались, конечно же не получали столь значительных цифр, и разочаровались, списывая всё на свои «кривые» руки при изготовлении и настройке.
Поэтому указанные в описании характеристики воспринимал просто как ошибку:
И не ждал от «тройного квадрата» каких-то рекордов, но хотя бы 8-9 дБи (в сравнении с 6 дБи у К131) он всё-таки должен был обеспечить, но, к сожалению, Сигнал 3.0 не обеспечивал.
Вообще, те характеристики видимо также брались из некоторых выпусков популярной литературы еще советского времени, где «тройному квадрату» приписывалось вплоть до 14 дБи, но анализ и практика охладили эту планку до 8-9 дБи.
Из той же литературы и другие завышенные характеристики, а также непонятно для чего указанная — Максимальная подводимая мощность 100 Вт, которая, вероятно, определяется таковыми параметрами кабеля RG-174, тем не менее эта характеристика лишена смысла для антенны, изначально заявленной как приемная.
А, вообще, можно наглядно проследить по шагам, как меняется диаграмма направленности, начиная от — одиночной рамки, затем добавив сзади — рефлектор, и наконец установив спереди — директор:
И тоже самое для вертикальной плоскости (в обоих случаях антенна показана условно):
И, как видно, указанные в таблице выше характеристики:
Сектор в E-плоскости по уровню -3 dB — реально не 60°, а лишь 76° (уровень -3 dB — это красная пунктирная окружность)
и Сектор в H-плоскости по уровню -3 dB — не 68°, а лишь 90°.
тоже самое касается КСВ и Отношение вперед/назад — вообще все перечисленные выше показатели оказались скромнее.
Чтоб уровнять шансы, даже взял коаксиальный кабель 75 Ом от Дельта К131, однако значимых результатов это не принесло.
В целом оценил бы усиление антенны как не более 6 дБи.
И анализируя причины отсутствия пусть не ошибочно гипотетических 14 дБи, но хотя бы получения законных 8-9 дБи (как и оценивается обычный «тройной квадрат»), дошел до той детали, о которой уже упоминал выше:
Если сломать чёрный пластиковый изолятор и соединить вместе, т.е. сделать рамку директора замкнутой — закрытой (как это обычно всегда и делается):
То получим дополнительно к усилению +1 дБ.
Как уже отмечал выше, не совсем понятно по каким причинам понадобилось такое нестандартное решение — сделать рамку директора разомкнутой, т.е. — открытой.
Соответственно, сделав перемычку, показатели шкалы Качество возросли на 5-10%.
Потому что диаграмма стала уже, антенна стала более направленной, поэтому и возрос коэффициент усиления (красным отмечен этот злосчастный пластиковый изолятор):
Соответственно, и в вертикальной плоскости также сузилось:
Видно, что Сектор в E-плоскости уменьшился с 76° до 72°,
а Сектор в H-плоскости — с 90° до 86°.
Конечно, это не те гипотетические узкие 60° и 68°, указанные в Характеристиках, но уже лучше, чем исходный вариант антенны — с открытым директором.
Шкала Качество выросла, но, к сожалению, лишь почти приблизилась к показаниям Дельта К131. Повторюсь: должно быть наоборот — логопериодическая Дельта К131 со своими 6 дБи должна давать чуть меньший уровень, чем рамочная антенна «тройной квадрат» 8-9 дБи.
Но видимо конкретная реализация конструкции антенны не всегда бывает удачной, и те или иные недочеты ослабляют потенциально более сильную антенну.
Сканируя антенной эфир, обратил внимание, что все нижние частоты (от начала ДМВ и ниже) имеют явный прием сигналов МВ:
А ведь это антенна ДМВ — и диапазона МВ тут должно быть минимум. Для сравнения — у Дельта К131:
Пытаясь понять причины, всё сходилось только к устройству согласования, напомню, применяется эквивалент полуволновой кабельной петли, выполненный в печатном виде:
Однако обычно с рамочными антеннами применяется симметрирующий шлейф в виде λ/4-короткозамкнутого мостика:
Из куска толстой проволоки сделал шлейф, причем даже кабель подключил всё тот же 50 Ом.
И еще раз — эфир с ранее имеющейся платой:
И без платы — с короткозамкнутым мостиком:
Прием в диапазоне МВ стал поспокойнее.
Конечно, небольшая печатная плата гораздо компактнее, чем длинный шлейф, но зато конечный результат больше понравился.
Замечу, что так и не удалось выяснить производителя данной модели, т.к. ни на упаковке, ни в описании, вообще нигде абсолютно ничего не сказано. Нет ни штрихкодов, ни хоть каких бы то ни было реквизитов, ни даже хотя бы страны, где она изготовлена. Но что-то подсказывает, что заказы на её сборку/упаковку размещаются на одной из многочисленных фабрик где-то в Китае.
Положительное: компактная, единственная фабричная модель рамочной антенны «тройной квадрат», использование пластиковых распорок, лучше, чем антенна с одиночной рамкой, пассивная, недорогая.
Отрицательное: ошибочно завышенные и реально — непроверенные показатели, использование кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом, а не 75 Ом и длиной чуть меньше 1.5 м, некоторые недочеты при проектировании и фактической реализации.
В целом, даже несмотря на некоторые выявленные недочеты, считаю, что данный вариант антенны, относящийся к типу «тройной квадрат», может активно применяться для приема, тем более с учетом небольшой цены — ведь даже простейшие одиночные рамки предлагаются в 2-3 раза дороже, но конечно же не давая при этом в 2-3 большего усиления.
Ну а если незначительно доработать, то усиление может еще немного добавиться.
4.7 / 5 ( 18 голосов )
Задать вопросы о цифровом телевидении можно на форуме DVBpro
Автор: Александр Воробьёв, 10 Окт 2015 | Постоянная ссылка на страницу: http://dvbpro.ru/?p=10925
Антенна 3-квадрат для CDMA — 3G-aerial
Эта антенна известна давно, используется на любительских КВ диапазонах, но широкую популярность в массах получила благодаря книге Никитина В.А «Как добиться хорошей работы телевизора» (Издательство ДОСААФ 1988 г). Действительно, тройной квадрат, который, как и антенна Харченко , является разновидностью рамочной антенны, в отличии от Uda-Yagi более лоялен к «кривым рукам», т.е. можно быть уверенным, что изготовив его точно по размерам, Вы получите нужные параметры диаграммы направленности и усиления без дополнительной настройки. А это, согласитесь, немаловажно.
Реально усиление такой антенны около 9 dBi. Часто пишут о 14 dBi, эта информация берет начало еще с книги Шейко В.П. Антенны любительских радиостанций издания 1962 года. На этом основании эту антенну называют «Королевой антенн», не приводя однако ее размеров. Конечно, три куска провода, и вот вам 14 дБ! Но я вас умоляю. Мы же хотим сделать антенну для цифровых видов связи, значит живем в цифровую эпоху и можем все посчитать сами. Вот файлы MMANA для тройных квадратов CDMA450-CDMA800 . Антенны оптимизированы, каждая для своего диапазона, поскольку являются относительно узкополосными.
Антенна представляет собой активную рамку (вибратор), дополненную рамочными рефлектором и директором. Рамки изготавливаются из медного прутка или трубки относительно большого диаметра. Большой диаметр необходим для расширения полосы пропускания антенны. Размеры антенны можно посчитать онлайн калькулятором у нас на сайте. Следует иметь ввиду, что антенна достаточно узкополосна и при расчетах на 4G LTE следует вводить частоты uplink для лучшего согласования передающего модуля модема. Но все же не рекомендую использовать тройной квадрат на таких высоких частотах. Размеры в онлайн калькуляторе антенны не по книжке, а выведены после оптимизации в MMANA. Кабель снижения подключается в разрез активной рамки. Поскольку поляризация CDMA вертикальная, подключение производится сбоку (с какого не важно), а не снизу как у телевизионных антенн. Антенна оптимизирована на согласование с 50 или 75-омным коаксиальным кабелем, однако требует симметрирующего устройства, в качестве которого используется четвертьволновый короткозамкнутый шлейф. Часто его делают из того же кабеля, однако удобней его изготовить из той же проволоки, что и вибраторная рамка и изогнуть как на рисунке. Пространство между проводами шлейфа должно быть свободным, кабель надо закрепить сбоку. Точка рамки, противоположная точке подключения, имеет нулевой потенциал по радиочастоте и по этим точкам можно соединить все рамки и заземлить всю конструкцию на мачту. Пайку лучше производить твердыми припоями. Еще вариант… Всю антенну можно сделать из одного куска провода, изогнув его определенным образом. Как это сделать можно понять из схематического изображения антенны в онлайн калькуляторе. На высоких частотах имеет место скин-эффект, т.е. токи текут не во всем проводнике а в тонком поверхностном слое. Поэтому для повышения эффективности антенны желательно отполировать провод и особенно места паек. Ну и в итоге всю конструкцию можно покрасить или покрыть лаком для защиты от коррозии.
Расчет антенны «Тройной квадрат» добавлен в наше приложение для андроид Cantennator. Тапайте на QR-код, если вы зашли сюда с мобильного или планшета или сканируйте этот код мобильным, если вы смотрите эту страничку на мониторе десктопа чтобы перейти на Google Play для загрузки. Не забудьте оценить приложение и оставить отзыв.
Для дальнего приема цифрового телевидения антенна очень даже подходит. Только правда для приема одного мультиплекса. Ну это лучше чем ничего.
В Сети можно встретить конструкции 6-и и более элементных антенн собранных из квадратных рамок. Однако, с ростом числа элементов недопустимо сужается полоса пропускания такой многоэлементной рамочной антенны. Кроме того повторяемость такой конструкции довольно низка.
Антенна тройной квадрат для цифрового телевидения
Ретранслятор находится 17 км от телевизора, с покупной антенной приём не устойчивый — картинка постоянно подвисала. А один из мультиплексов (первые 10 каналов) вообще не хотел настраиваться, не смотря на то, что антенна на крыше. Пришлось изготавливать самодельную антенну — «тройной квадрат». А с самодельной антенной уверенный сигнал даже когда она в доме.
Антенна представляет собой три квадрата — директор, вибратор и рефлектор, расположенных на одной направляющей. Она подойдет для дальнего приема сигналов DVB-T2. Выполнена из медной проволоки толщиной 4 мм. Из «телевизионого» кабеля выполнен согласующий трансформатор. Пришлось искать советский кабель, так как современный, китайский, не поддается пайке.
Так как в разных городах вещание на разных частотах, то размеры антенны тоже разные. Брал из таблицы:
Каналы | Д | В | Р | а | б | Ш |
---|---|---|---|---|---|---|
21-26 | 134 | 158 | 193 | 67 | 98 | 152 |
27-32 | 122 | 144 | 176 | 61 | 89 | 139 |
33-40 | 110 | 131 | 160 | 55 | 80 | 126 |
41-49 | 99 | 117 | 143 | 50 | 72 | 112 |
50-60 | 89 | 105 | 129 | 45 | 65 | 102 |
Ш — расстояние согласующего трансформатора. Расстояние между концами вибраторной (средней) рамки делают — 50 мм. Размеры на картинке приведены для 34 канала (578 МГц). Так как он не настраивался от покупной антенны. Номера каналов смотрел по карте карта.ртрс.рф для своей территории.
По описанию, она имеет уселение 9 дБ. И узконаправленная, что обеспечивает хорошую помехоустойчивость. Мне она очень понравилась, по характеристикам, на несколько порядков лучше покупной.
Сборка антенны
Рекомендации по пайки, так как сам перепаивал раз 20. И пришёл к такому методу:
Зачищаю места паек. Паяльником облуживаю медный провод толщиной 0,3-0,45 мм. Больше паяльник не нужен.
Зажигаю газовую горелку и облуживаю места паек на элементах антенны с помощью канифоли и оловянного прутка, нагревая проволку горелкой.
Тонкой, лужонной проволокой прикручиваю элементы антенны и грею горелкой и оловянным прутком пропаиваю соединения. Олово растекается и соединение получается надёжным.
Рамочная антенна для приема российских мультиплексов
Трехэлементная рамочная антенна имеет узкий главный лепесток диограммы направленности и высокий коэффициент усиления. Для ДМВ диапозона, в котором транслируется российские 1, 2 и 3 мультиплекы в формате DBV-T2, размеры антенны очень компактны. Поэтому «Тройной квадрат» с успехом может заменить комнатную антенну.
Наиболее оптимальная длина ребра рефлектора на 4% больше длины ребра вибратора. Зависимость усиления рамочной антенны «Тройной квадрат» от расстояния между элементами приведена на рисунке. При Б = 0,11L имеем максимальное усиление.
Входное сопротивление антенны, как и ее усиление, также определяется расстоянием между элементами антенны. Например, при расстоянии между рефлектором и вибратором Б=0,11L получаем, что входное сопротивление антенны равно 65 Ом, а усиление по сравнению с полуволновым диполем равно 6,6 дБ.
При расчете антенны типа «Тройной квадрат» можно пользоваться следующими формулами: В = 0,255L; Р = 0,261L; Д = 0,247L, где L — длина волны. Оптимальное расстояние между элементами А (Б) = 0,11….0,15L. Размеры элементов для дециметрового диапозона (телевизионных каналов 21 — 80) антенны «Тройной квадрат» приведены в таблице.
Каналы | Д (мм) | В (мм) | Р (мм) | А (мм) | Б (мм) | Ш (мм) |
21 — 26 | 134 | 158 | 193 | 57 | 98 | 152 |
27 — 32 | 122 | 144 | 176 | 61 | 89 | 139 |
33 — 40 | 110 | 131 | 160 | 55 | 80 | 126 |
41 — 49 | 99 | 117 | 143 | 50 | 72 | 112 |
50 — 58 | 89 | 105 | 129 | 45 | 69 | 102 |
59 — 68 | 81 | 96 | 113 | 41 | 59 | 92 |
59 — 80 | 73 | 86 | 106 | 37 | 53 | 83 |
Сетка частот телевизионных каналов в г. Жуковском Московской области.
Канал | Частотные границы, МГц | Средняя длина волны, м | Примечание |
24 | 494 — 502 | 0,602 | 3 мультиплекс |
30 | 542 — 550 | 0,549 | 1 мультиплекс |
34 | 574 — 582 | 0,519 | 2 мультиплекс |
Поэтому в данном населенном пункте оптимальной будет антенна, расчитанная на 30 телевизионный канал (Несущая частота 546 МГц).
Рамочную антенну «Тройной квадрат» можно улучшить путем добавления еще трех элементов. Коэффициент усиления доработанной антенны значительно возрастает, что даст ей преимущество при использовании ее как в комнатном, так и в наружном варианте. Конструкция антенны представлена на рисунке,
размеры — в таблице.
Каналы | З | Г | Ж | Д | В | Р | А | Б | И | К | Л | Ш |
21… 26 | 68 | 90 | 112 | 134 | 158 | 193 | 67 | 98 | 55 | 43 | 31 | 150 |
27 … 32 | 56 | 79 | 100 | 122 | 144 | 176 | 61 | 89 | 49 | 37 | 25 | 138 |
33… 40 | 44 | 66 | 88 | 110 | 131 | 160 | 55 | 80 | 43 | 31 | 19 | 124 |
41 … 49 | 33 | 55 | 77 | 99 | 117 | 143 | 50 | 72 | 38 | 27 | 16 | 109 |
50… 58 | 24 | 45 | 67 | 89 | 105 | 129 | 45 | 69 | 34 | 21 | 12 | 99 |
59 … 68 | 17 | 38 | 59 | 81 | 96 | 113 | 41 | 59 | 30 | 18 | 8 | 96 |
69… 80 | 10 | 31 | 52 | 73 | 89 | 106 | 37 | 53 | 26 | 14 | 4 | 81 |
Для изготовления можно использовать провод из меди или латуни диаметром 3…5 мм. Провод последовательно выгибается по форме, показанной на рисунке, места соединений спаиваются. Для большей прочности конструкции перед пайкой места соединений можно стянуть тонкой медной проволокой.
Антенный кабель припаивается в точках«а» и «в». В точке «с» оплетка кабеля соединяется с материалом антенны.
Антенны тройной квадрат расчет для tv диапазона. Внешняя антенна дмв повышенной эффективности, «тройной квадрат
Антенны тройной квадрат расчет для tv диапазона. Внешняя антенна дмв повышенной эффективности, «тройной квадрат
Коэффициент усиления этой антенны достигает 14 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала на ее выходе в 5 раз по сравнению с полуволновым вибратором. Антенна содержит три квадратные рамки, из которых директорная и рефлекторная являются замкнутыми, а вибраторная в точках а-а» (точки питания) разомкнута. Рамки расположены симметрично, так, что их центры находятся на горизонтальной прямой, совпадающей с направлением на телецентр. Рамки выполняют из медного или латунного провода диаметром 3… 5 мм, который при размерах антенны дециметрового диапазона обладает достаточной жесткостью. Размеры антенны приведены в таблице.
Рамки антенны крепят к двум стрелам в серединах горизонтальных
сторон. Верхняя стрела выполнена из того же материала, что и рамки. Практика
показала, что антенна лучше работает, если нижняя стрела выполнена из
изоляционного материала, например, гетинаксового или текстолитового прутка.
Верхняя стрела припаивается к рамкам, а нижняя может крепить рамки с помощью
заливки точек соединения эпоксидной смолой. Мачта или стойка в комнатном
варианте такой антенны выполняется также из изоляционного материала —
гетинаксового или текстолитового прутка, трубки либо деревянной рейки. Стрелы
крепят к мачте или стойке в центре тяжести антенны. Изолятор представляет собой
пластину из гетинакса, текстолита или оргстекла размерами 20 х 30 мм и толщиной
2-3 мм. Концы вибраторной рамки крепятся к этой пластине хомутиками.
Входное
сопротивление трехэлементной рамочной антенны примерно составляет 70 Ом, и она
хорошо согласуется с волновым сопротивлением 75-oмного коаксиального кабеля. Для
симметрирования используется четвертьволновый короткозамкнутый шлейф,
выполненный из отрезка того же кабеля.
Комнатная антенна тщательно
ориентируется по изображению на экране телевизора так, чтобы при достаточной
контрастности и устойчивости синхронизации получить наивысшую четкость
изображения по горизонтали в отсутствие повторов. При этом может оказаться, что
направление антенны не совпадает с направлением на телецентр. Диаграмма
направленности полуволнового вибратора представляет собой в горизонтальной
плоскости восьмерку с нулевым приемом в направлениях, совпадающих с плоскостью,
в которой расположен вибратор. Диаграмма достаточно широка, и поворот антенны в
пределах до 30° в обе стороны от главного направления мало влияет на уровень
принятого сигнала, но может сказываться на качестве изображения. Трехэлементная
рамочная антенна обладает узкой диаграммой направленности и поэтому должна
тщательно ориентироваться.
Одним из достаточно распространенных типов антенн являются рамочные антенны «тройной квадрат». Причем это относится не только к телевизионному приему, но к различным видам беспроводной связи — Wi-Fi, 3G и др.
Способствуют этому сравнительная простота изготовления (можно сделать из одного куска провода), компактность и при этом достаточно высокие технические характеристики.
Однако при всём этом абсолютное большинство и наших, и зарубежных производителей по каким-то причинам игнорируют производство рамочных антенн «тройной квадрат» или хотя бы «двойной квадрат».
Видимо, это связано с лишними затратами и сложностью при массовом производстве.
Поэтому и во времена СССР, и в нынешние времена данные антенны изготавливаются вручную преимущественно только самими людьми.
Единственный известный пример заводского изготовления наружной антенны ДМВ «тройной квадрат» — от старейшего :
Но при этом в Интернете не удалось найти какой-либо магазин, продававший бы данную наружную модель, возможно из-за высокой стоимости у производителя.
И когда рассматривал в Интернете фото различных вариантов «тройного квадрата», случайно наткнулся на одну из фотографий комнатной антенны «тройной квадрат» промышленного изготовления.
И как оказалось продается недалеко, поэтому сразу же была приобретена за 393 р.
Антенна «Сигнал 3.0» поставляется в небольшой красочной картонной коробке размером с книгу. Обтянута предохранительной пленкой:
На упаковке показана сама антенна в сборе и значки основных цифровых телевизионных стандартов.
И с обратной стороны — полностью аналогично (защитная пленка снята):
Конечно же сразу обращают на себя надписи: «КАЧЕСТВЕННАЯ КОМНАТНАЯ ДМВ АНТЕННА » и «ТРОЙНОЙ КВАДРАТ СНОВА В РОССИИ! ».
Так же и по бокам — указаны основные преимущества и функции:
И здесь отмечу: — Схема CMT, специально для приема цифровых и/или HD-каналов.
Однако, к сожалению, так и не удалось понять, что означает аббревиатура СМТ (не уверен даже — латинскими или русскими). Возможно, CMT может означать Cellular Mobile Telephone, т.е. сотовый телефон, и речь идет о фильтрации помех от GSM (но это лишь предположение).
Открываем коробку и видим пакет с комплектующими:
Быстро собрать антенну поможет описание:
Рассмотрим составные части и начнем с основы — пластиковая подставка с квадратными отверстиями для фиксации центральной стойки. Размеры — 168 x 94 мм:
Пластиковая центральная стойка с кабелем и центральной рамкой — активным вибратором (сторона квадрата — 126 мм):
Задняя рамка — рефлектор (сторона квадрата — 154 мм) с нижней пластиковой распоркой:
Передняя рамка — директор (сторона квадрата — 108 мм) так же с пластиковой распоркой:
Исходя из этих размеров видно, что антенна рассчитывалась как обычно на середину диапазона ДМВ (приблизительно 38 канал).
Во всех рамках использована стальная нержавеющая проволока диаметром 4 мм.
И последняя деталь — верхняя пластиковая распорка для скрепления всех трёх рамок между собой:
Коаксиальный кабель имеет длину 1.43 м. Используется 50-омный RG174 COAXIAL CABLE:
что довольно странно, т.к. даже в описании отмечено: «хорошо согласуется с кабелем 75 Ом», но по непонятной причине использован кабель с волновым сопротивлением 50 Ом.
Попутно отмечу, что и некоторые известные отечественные производители также не брезгуют использовать более дешевый — 50-омный кабель: например, у Locus L 405.05 также использован RG 174/U.
Центральная пластиковая стойка является держателем для активного вибратора антенны и содержит пассивную плату согласования:
в виде эквивалента полуволновой кабельной петли на односторонней печатной плате:
электрическая схема соединений:
Используемая плата имеет достаточно большую металлизированную площадь (43 х 32 мм), что вообще в антеннах и, в частности, в рамочных не приветствуется: внутри и снаружи рамки должно быть минимум проводящих поверхностей, а иначе ухудшаются характеристики антенны.
Разберем и нижнюю пластиковую распорку у рефлектора — увидим сплошное сварное соединение рамки:
т.е. как обычно у пассивных элементов рамка замкнутая — закрытая.
А вот передняя рамка (директор) разомкнутая — открытая:
Здесь имеется разрыв — изолятор толщиной около 1 мм.
Причины такого крайне редко применяемого решения были видимо как-то связаны с согласованием или чем-то иным.
Наконец собираем всё вместе и получаем антенну «тройной квадрат»:
Измеренные габариты антенны — 168 х 157 x 228 мм.
Измеренная масса — около 300 г.
Вид сзади наглядно демонстрирует название «тройной квадрат»:
Спереди:
Антенна тройной квадрат — Антенны Радиосвязь Радиолюбителям
Антенна тройной квадрат на 14 мгц.

Антенна тройной квадрат была очень популярна в годы развития эфирного телевидения. На такую антенну смотрели телевидение за десятки километров. Да что там десятки, сотни километров в зоне неуверенного приема. После всего этого снова стала популярна, когда начали появляться дециметровые каналы телевидения. С появлением сотовой связи, некоторые любители и здесь применяли антенну тройной квадрат. 3G интернет, вай-фай, да где только не применяли, применяют и будут использовать такую антенну.
На радиолюбительских диапазонах часто применяют, но не монобэнд, а на одной траверсе с другими антеннами на другие диапазоны. Такая антенна хорошо согласуется как с 50, так и 75 омным кабелем. По сравнению с другими типами, например волновой канал 3 элемента, антенна тройной квадрат выигрывает. Это для радиолюбительских диапазонов, а для телевидения и обсуждать нечего, разница огромная в пользу квадратов.
Рассмотрим пример антенны тройной квадрат для 20 метрового диапазона 14.0 – 14,350 мгц. Назовем такой вариант дачной – железно – деревянной. Бум из трубы металлической на высоте 10 метров. Не высоко, но уже будет хорошо стрелять. Полотна элементов из полевого провода, у многих залежало с советских времен.
элемент Периметр сторона квадрата
Рефлектор 22,17 5,5425
Активный 21,83 5,4575
Директор 20,97 5,2425
Расстояние между элементами: рефлектор = 0, активный=3,49, директор= 6,0. Все в метрах
Согласуем под 50 ом, в телевидении все под 75 ом, а здесь на трансиверы и усилители под 50 ом. Полоса пропускания захватывает весь дипазон. Усиление антенны составит 12,5 dbi. Соотношение вперед назад примерно 15db, а вы не бойтесь что вроде так мало, задний лепесток вам еще пригодится при проведении радиосвязей, и будет вам польза, если еще он повыше задран, чем основной. Основной лепесток в вертикальной плоскости или направление главного удара будет под углом 25 градусов к горизонту. Боковые лепестки хорошо подавлены
Распорки для элементов делаем из деревянных брусков, молодых сосенок. Можно на конус, к примеру 35мм, на 25мм. 12 штук можно по 4 метра длиной заготовки, можно поточней с учетом какой длины вы сделаете крестовины. Крестовины, если бум из водопроводной трубы, то и крестовины из металла приварить, длиной 30 мм, можно и 40мм, характеристики не испортятся, только вес добавится. Ну мы же делаем антенну тройной квадрат из подручных материалов, у кого что завалялось.
Размеры от центра до углов квадрата составляют
Рефлектор =3,919м
Активный=3,859м
Директор=3,707м
Вращать сами придумывайте и используйте, кто, что может применить для этих целей. Руками вращать антенну, или при помощи самодельного редуктора, можно и фирменные от Yaesu моторы применить. Остается пожелать успехов в постройке направленных антенн, и хороших радиосвязей.
Читайте также:
