Антенна Харченко своими руками: этапы проектирования

Обозрим истоки: биквадрат считают подвидом рамочных антенн, которые первым делом относятся к роду зигзагообразных. Первым антенну Харченко предложил Харченко К.П. В 1961 году для ловли телепередач. Доподлинно известно: на частоте 14 МГц, поставив биквадрат лугом, ярый энтузиаст сумел достать Америку. Неплохой результат. Полагаем, дело затрагивает рефракцию, плюс дифракция обыгрывает Землю. КВ диапазон, и ниже, используются благодаря способности волн преломляться, огибать препятствия, удается наладить общение на большом расстоянии. Давайте по порядку. Подробно посмотрим, как сделана антенна Харченко своими руками.

Антенна Харченко, «восьмерка», на которую сегодня ловят WiFi, сотовый 3G. При наружном монтаже защищайте изделие пластиковым корпусом.

Связь и антенны Харченко

Позже станет очевидным: устройство оригинальной антенны Харченко, мягко говоря, отличается от обозреваемого сегодня в сети. Не то чтобы любили, как говаривал Маяковский, копаться в доисторическом г…., но основы теории необходимо изучить, дабы избежать ошибок, знать особенности работы конструкции. Собираемся рассказать, как самостоятельно сделать антенну Харченко. Автор монографии избегает дачи указаний по выбору толщины проводов, говорит: снижение диаметра негативно влияет на диапазон. Самодельная антенна Харченко способна покрыть цифровое телевидение спектра 470 – 900 МГц. Характеристики устройства восхитительные, согласование не отличается великой сложностью. Расскажем, как сделать антенну Харченко, избегая углубляться в теорию. Рудокопам рекомендуем поштудировать оригинальное тематическое издание автора.

Длина провода биквадрата частоты 14 МГц составляет примерно 21 метр. Столько кабеля-полевки понадобится, чтобы сделать нехитрое приспособление. Запитывается устройство телевизионным коаксиальным проводом (волновым сопротивлением 75 Ом). Очевидцы уверены: настройка антенне Харченко не требуется. Последнее склонны авторы считать небольшим (гигантского размера) преувеличением. Вдумайтесь! Можете бороздить природный ландшафт, устлав спину двумя мотками провода:

• моток полевки;
• моток коаксиального телевизионного кабеля.

Потом разверните антенну, дальность действия которой просто восхитительна. Поляризация зависит от того, каким боком повернуть восьмерку. Расположим нехотя, как пишется значок циферки в учебниках арифметики – станем принимать телевидение, завалим набок, образуя бесконечность – ловиться начнет радиовещание. Поскольку полевка хорошо гнется, разгибается обратно: не нравится один канал, можем быстро сориентировать антенну на другой. Проблема опостылевшая: лишний провод, который излишен полезным нуждам, придется либо обрезать, либо смотать бухтой, разместить так, чтобы не создавалось помех приему. А сие не такая тривиальная задача, как кажется первому встречному:

• положишь горизонтально – станет ловить телевидение;
• протянешь до земли – станет принимать вертикальную поляризацию промежуточный провод;
• повесишь на сук – ловиться будет вертикальная поляризация.

Каким боком ни поверни лишний кабель, как ни уложи, гарантирована помеха. Проверьте азимуты, постарайтесь найти, угол прихода вещания. Если направление единственное, обматываем проводом длинную палку, размещаем перпендикулярно линии взгляда на станцию, минимизируя до нуля паразитный эффект.

Проектирование антенны Харченко

Привыкли небось видеть на рисунках одно и то же. Вот как предлагается проектировать антенну Харченко (портал ВашТехник идет в ногу):

1. Необходимо выяснить частоту волны, поляризацию. Антенна Харченко дружна линейной.
2. Медная антенна образована двумя квадратами. Оба стоят на углах, одним соприкасаются. Для горизонтальной поляризации восьмерка стоит стоймя; вертикальной – ложится набок.
3. Сторона квадрата находится формулой: длина волны, деленная на четыре.
4. Можно представить конструкцию, если вообразить овал, стянутый по центру поперек большей стороны. Бока не соприкасаются, хотя находятся близко друг от друга.
5. Кабель питания подводится к точкам сближения сторон. Нужно одно направление диаграммы блокировать – ставится плоский медный экран на удалении 0,175 длины рабочей волны, сажается на оплетку кабеля питания. Рефлектор изготавливают из металлической пластины. В былые времена использовали текстолитовые платы, покрытые медью.

Законченная краткая конструкция антенны Харченко. Детали обрастают проблемами: задачка укрепить излучатель. Для диапазона связи – растяжки проволочные; телевидения – часто используется древесный каркас, унизанный поперечинами (напоминающими крест), в диапазоне СВЧ владельцы модемов подпирают излучатель парой пластиковых стоек, пронизывающих экран. Что думает касательно концепций конструирования Харченко. Покорные рабы портала ВашТехник потрудились достать книжку авторства инженера, текст обрисовывает изобретение, гора интересного написана:

1. Во-первых, при стороне квадрата четверть длины волны видим нижнюю частоту диапазона. Автор не осмыслил верхнюю, однако можем вычислить косвенно, пользуясь умело соображениями (ниже по тексту рисунок, описывающий конструкцию). Показано: рама состоит из трех проводников (больше одного). Индивидуальных размеров отрезы, высота среднего квадрата равняется 0,28 длины волны нижней частоты. Ничего сложного не видим умножить справочное значение на cos 45, узнать: размер стороны составляет 0,198 длины волны. По словам Харченко, на озвученной частоте сторона рамки составляет четверть длины волны. Делаем вывод: речь затрагивает больший квадрат, сторона меньшего ориентировочно – 0,14 длины волны. Продолжая аналогию, делим великое на малое, получаем: коэффициент диапазона равен 1,8. Харченко К.П. вскользь упоминает: диаграмма направленности сохраняется при отношении максимальной и минимальной частоты 2 – 2,5. Книга приводит рисунок антенны ловли вещания двух диапазонов 50 – 100 и 174 – 230 МГц. Можно, идя проторенной дорожкой, представить возможности, даваемые изделием с точки зрения перекрытия каналов. Вот почему при изготовлении антенны Харченко для WiFi по схеме, указанной выше, браться за основу должна именно самая нижняя используемая частота. Иначе часть сигнала выйдет за рабочий предел антенны. Факт прямо замалчивается, вывод следует из авторского изложения материала Харченко. Хотя тут же инженер говорит, что геометрические погрешности не важны, диапазон рабочий антенны весьма широкий.
2. Упомянули ране: рамок три, расстояние между крайними (по перпендикулярному сечению проводов) составляет 0,033 от максимальной длины волны (минимальная частота). Полагаем, читатели сами посчитают размеры (и, быть может, найдут, что ошиблись чуть выше), но не в этом дело. Эти три рамки собираются на мачте, имеют диаграмму направленности, обладающую также вертикальной составляющей. Увеличением частоты снижает паразитный эффект. Рекомендовали почитать оригинал: выходит, при изготовлении антенны Харченко на фиксированную частоту, волна должна находиться именно в верхней части диапазона. Факт нигде толком не описано, автор утверждает, что по всему спектру уровень паразитной вертикальной составляющей ниже полезной на 26 дБ. 
3. Добавим к этому, в верхней части диапазона образуется распределение токов, при котором антенна Харченко избежит согласования, тогда как на прочем отрезке потребуется трансформатор. Устройство можно сделать из отрезка 100-омного коаксиального кабеля длиною… и здесь автора понесло. В тексте указана цифра 0,052 максимальной длины волны, на рисунке – 0,139 той длины. Попробуйте так и сяк… Известно, что если для питания используется РК 1, трансформатор делают из РК 3. И наоборот, при питании РК 3 трансформатор делают из РК 1. На наш взгляд материал изложен неконструктивно… В первом случае изымаем изоляцию и оплетку РК 1 на отрезке длины трансформатора, заменяем озвученное хозяйство РК 3, из которого вытащена центральная жила. Во втором случае, наоборот – извлекаем жилу питающего кабеля РК 3 на длину трансформатора, заменяем жилой РК 1.

Геометрические размеры указали, перечислим вкупе:

• Высота квадрата, стоящего на угле, — 0,28 максимальной длины волны, по среднему контуру из трех.
• Расстояние между крайними рамками поперек направления проволоки – 0,033 максимальной длины волны.
• Длина согласующей линии с волновым сопротивлением 100 Ом – 0,052 или 0,139 максимальной длины волны.

Что еще хотелось бы заметить по оригинальной конструкции… Чтобы не нарушать поле антенны Харченко, питающий кабель приходит снизу, вьется вдоль одного бока рамки, заходит в центр. Не идет жила по мачте! Современные конструкции подразумевают наличие экрана. Поэтому провод приходит откуда-то сзади, пробивает медный экран, подсоединяется в нужном месте к восьмерке. Вовсе необязательно, кстати, чтобы антенна состояла из квадратов. Характеристики устройства не сильно зависят от угла при вершине. Высота восьмерки (стоящей стоймя) выдерживаться должна. Поэтому, если угол меняется с 90 на 120 градусов, удлиняются стороны. Пропорционально. Можно посчитать конкретные значения.

Теперь читатели знают, как изготовлена антенна Харченко своими руками. И вот еще что. Доводилось видеть, бороздя сеть, конструкции, где излучатель изгибался вокруг экрана. Таким образом якобы расширяется основной лепесток диаграммы направленности. На практике в таком случае проще использовать патч. Вот площадки как раз можно направить в разные стороны.

Антенна Харченко для цифрового телевидения DVB T2 за 5 минут!

Недавние изменения в телерадиовещании на территории России привели к тому, что во многих регионах было полностью отключено аналоговое ТВ. В условиях городской среды и внутридомовой кабельной разводки это не ощутимо. Но что делать если такой нет, как например в загородной, сельской местности? Как быть дачникам, которые привыкли к нормальному укладу жизни с родным телевизором?

Все не так печально, как кажется. Существует тип антенны, которая сможет выручить даже на приличном удалении от вышки-рентранслятора. Ее еще называют антенной Харченко, по имени первого изобретателя. Сделать ее можно всего за 5 минут своими руками, и справится с этим практически каждый. Не верите? Давайте посмотрим вместе.

Содержание статьи:

Особенности антенны Харченко – расчеты материалы и инструменты для изготовления

Материал для изготовления такой антенны – проволока, наилучший вариант – медь, но пойдет и алюминий.
Чертеж антенны, схематические размеры (фото)

Кабель для антенны предусмотрен обычный телевизионный (коаксиальный).

Инструменты понадобятся следующие:

• Нож;
• Маркер для разметки;
• Кусачки-пассатижи;
• Плоскогубцы;
• Линейка или рулетка.

Материалы:

• Телевизионный штекер;
• Медная или алюминиевая проволока сечением 3-4 мм, длина – 115 мм;
• Коаксиальный кабель телевизионный;
• Изолента
• Термоклей

Важно!
Для временной сборки и работы антенны в режиме тестирования контакты коаксиального кабеля допустимо не фиксировать. Сам же кабель достаточно закрепить нейлоновой стяжкой. Однако, если вы планируете установить антенну за переделами внутреннего помещения (на балконе, за коном или на крыше дома), контакты необходимо запаять паяльником и заизолировать, например, залив их термоклеем.

Изготовление антенны

Выравниваем отрезок проволоки, и делаем его как можно более ровным. Отрезать ее по длине лучше с запасом, поскольку изгибы слегка забирают размер. Линейкой или рулеткой отмеряем последовательно следующие размеры в сантиметрах: 2-13-14-14-13-13-14-14-13-2. Остаток отрезаем кусачками.

Загибы проволоки под прямым углом удобнее всего делать плоскогубцами, начиная от центральной отметки. У нас должны получится вот таких два спаренных квадрата.

Концы с отметками в 2 см загибаем перпендикулярно плоскости антенны. Они послужат ее крепежными элементами.

Кабель подсоединяем следующим образом: зачищаем наружную оплетку одного из концов на длину около 7 см. Удаляем внешнюю оболочку, подрезая ее ножом. Удаляем фольгу, а экранирующую оплетку сворачиваем плотно в провод.

Отмеряем расстояние от нижней рамки антенны до верхней, в нашем случае около 3 см, и на столько же оголяем медный проводник кабеля от его изоляции.

Обматываем контакты кабеля вокруг соответствующих рамок антенны, а сам кабель крепим с помощью нейлоновой стяжки.

Остается закрепить на другом конце кабеля телевизионный штекер. Для этого проделываем туже процедуру зачистки, что и для антенны, длину контактов регулируем под размеры контактов штекера.

Антенна DVB T2 готова, подключаем ее к телевизору и через настройки запускаем сканирование каналов цифрового вещания. В зависимости от местности, количество их варьируется от нескольких до 32 и более.

Антенна Харченко своими руками :: SYL.ru

Антенна Харченко — это отличное решение для подключения модема в доме. По конструкции модели могут довольно сильно различаться. В зависимости от размеров пластины частотность устройства заметно меняется. Также следует учитывать, что самодельные модели могут включать в себя как пластиковые, так и металлические предметы. При этом соединение стоек осуществляется разными способами. Чтобы более подробно разобраться в этом вопросе, необходимо рассмотреть существующие на сегодняшний день антенны.

Антенна с медной обмоткой

Собирается данного типа антенна Харченко своими руками довольно просто. Рассчитаны такие модификации, как правило, на 300 Гц. Однако в данном случае многое зависит от длины рефлектора. Изготовление антенны Харченко в первую очередь необходимо начинать с заготовки пластины. Как правило, для этого подбирают лист из нержавеющей стали. Следующим шагом изготавливается вибратор для устройства. Для этого проволока понадобится толщиной около 2.3 мм. Кабель для подключения, как правило, используется двухпроводной.

Для устройства на 300 Гц он подходит идеально. Соединяться кабель должен непосредственно с пластиной. Для того придется воспользоваться паяльной лампой. Далее на антенну крепятся стойки. Передние секции должны располагаться под углом в 45 градусов. В конце работы останется только на мачте сделать медную обмотку. В данном случае ее целесообразнее начинать с верхней стороны.

Устройство на алюминиевой мачте

Делается на алюминиевой мачте антенна Харченко для 3G своими руками по стандартной процедуре. Однако в первую очередь важно определиться с частотностью устройства. Расчет антенны Харченко осуществляется исходя из размеров пластины. Если рассматривать модификации на 300 Гц, то длина ее обязана составлять ровно 35 см. При этом толщина нержавеющей стали должна равняться не более 1.3 мм. Следующим шагом устанавливается непосредственно мачта.

Крепить ее следует к пластине сварочным методом. Вибратор для модификации на 300 Гц важно подбирать алюминиевого типа. Далее нужно закрепить секции для улавливания сигнала. Чтобы изготовить их ромбовой формы, придется воспользоваться станком. Боковые секции обязаны располагаться под углом в 90 градусов. При этом толщина упоров составляет в среднем около 3.3 мм. Фидеры для таких модификаций подходят с диэлектриком.

Использование алюминиевых стоек

Собирается с алюминиевыми стойками антенна Харченко для 3G своими руками довольно просто. В первую очередь важно заняться пластиной. В данном случае можно рассмотреть модификацию с частотность в 400 Гц. Расчет антенны Харченко стандартно производится, исходя из размеров пластины. В этой ситуации ее длина обязана составлять 30 см. При этом толщина листа приветствуется на уровне 2.3 мм. Вибратор для антенны необходимо подбирать секционного типа.

Для того чтобы самостоятельно его изготовить, необходимо приобрести алюминиевую проволоку диаметром ровно 2.6 мм. После этого ее важно зафиксировать на станке и сделать две стойки в форму ромба. После этого вибратор важно закрепить на пластине. При этом медные обмотки на мачте используются довольно редко. Непосредственно область подключения фидера перед пайкой необходимо тщательно зачистить. Для этого можно воспользоваться наждачной бумагой.

Антенна на 300 Гц

Делается антенна Харченко своими руками на 300 Гц при помощи пластины из нержавеющей стали. Длиной она подбирается около 35 см. При этом толщина металла обязана составлять не более 2.2 мм. Кабель для подключения многие специалисты рекомендуют припаивать двухпроводной. В среднем диаметр его обязан составлять 3.3 см. Вибратор в данном случае можно изготовить абсолютно самостоятельно. С этой целью рекомендуется воспользоваться проволокой диаметром 2.6 мм. Боковые стоки для антенны должны располагаться под углом в 45 градусов.

В данном случае передние секции припаиваются в последнюю очередь. Максимум их длина обязана составлять 20 см. Центральные штыри для антенны подбираются из алюминия. Однако некоторые устанавливают их из нержавеющей стали. Также следует учитывать, что матчу целесообразнее монтировать алюминиевого типа. Диаметр ее приветствуется на отметке в 3.5 см. Фидер для нее может применяться только с диэлектриком. В конце рабаты останется лишь припаять вибратор и сделать отверстия на пластине с целью закрепления антенны.

Модель на 400 Гц

Данного типа антенна Харченко для модема пластину обязана иметь длиной около 30 см. При этом толщина металла приветствуется на уровне 2.3 мм. Кабель для подключения может использоваться трехпроходного типа. Однако диаметр его сечения обязан минимум составлять 2.2 см. Для сборки вибратора в первую очередь лучше закрепить боковые секции.

Только после этого можно приступать к нижним стойкам. Располагаться они должны по отношению к пластине под углом в 90 градусов. Центральные штыри для фиксации, как правило, используются стальные. Мачта в данном случае делается с медной обмоткой. Таким образом, проводимость антенны значительно увеличивается.

Устройство антенны на 500 Гц

Собирается на 500 Гц антенна для модема своими руками (Харченко), как правило, из пластины толщиной около 2.2 мм. При этом длина ее должна составлять не менее 35 см. В данном случае вибратор можно сделать самостоятельно при помощи станка. Для этого алюминиевая проволока понадобится диаметром около 3.7 мм. Длина одной секции обязана составлять примерно 20 см. Также следует учитывать, что сборку вибратора целесообразнее начинать с верхних стоек. При этом боковые опоры фиксировать необходимо под углом ровно в 90 градусов. Для этого придется воспользоваться сварочным инвертором. В некоторых случаях вибраторы устанавливаются на отдельную пластину. При этом пластиковые чаши также применяются. В данном случае придется воспользоваться клеем. Задние секции на антенне крепятся в последнюю очередь.

Следующим шагом необходимо подсоединить кабель к пластине. Для антенны на 500 Гц его подбирают трехпроходного типа. Диметр его должен составлять как минимум 1.8 см. После фиксации кабеля крепятся центральные штыри, которые необходимы для удержания мачты. В данном случае ее часто используют из нержавеющей стали. Однако алюминиевые аналоги встречаются довольно часто. Непосредственно фидер следует крепить на мачту с медной основой. Рефлекторы в данном случае используются как диэлектрического, так и недиэлектрического типа.

Модификации без фидера

Антенна Харченко для ТВ без фидера в среднем частоту имеет на уровне 300 Гц. Начинать сборку в данном случае необходимо с фиксации мачты. Использовать ее можно как стального, так и алюминиевого типа. При этом сечение ее должно быть овальным. Все это позволит проще сделать на ней обмотку. Диметр мачты в среднем составляет 2.3 см.

При этом пластины можно использовать различной длины. В данном случае многое зависит от размеров вибратора. Если заниматься самостоятельной его сборкой, то проволока подбирается только алюминиевого типа, а диаметр ее минимум обязан составлять 2.9 мм. Центральные штыри в данном случае можно подобрать медные. При этом рефлектор используется чаще всего недиэлектрического типа.

Устройства с двойной центральной жилой

Антенна Харченко данного типа в среднем частотой способна похвастаться на уровне 400 Гц. При этом многое в данной ситуации зависит от формы и размеров вибратора. Как правило, он изготавливается стандартной формы ромба. Однако в наше время встречаются и исключения. Пластины в этой ситуации часто заменяются решетками. Длина их обязана составлять минимум 35 см.

Отверстия для креплений делать не обязательно. Также следует учитывать, что мачта должна использоваться большого диаметра. Припаивать ее необходимо только после фиксации вибратора. При этом особое внимание следует уделить типу рефлектора. Для стабильного принятия сигнала его чаще всего используют коаксиального типа. В свою очередь, фидеры применяются самые разнообразные. В конце работы останется только найти кабель для подключения антенны. Использоваться он при частоте в 400 Гц может двухпроводного типа.

Модель вертикальной поляризации с оплеткой

Антенна Харченко данного типа в среднем выдает около 300 Гц. При этом вибраторы на нее можно устанавливать самые разнообразные. Проволоки для нее чаще всего используются алюминиевого типа. При этом пластины также могут заменяться решетками. Однако опоры в данной ситуации следует изготавливать в форме ромбов. При этом боковые стойки важно располагать под углом в 45 градусов. Для лучшего принятия сигнала многие специалисты рекомендуют пользоваться только диэлектрическими фидерами.

Непосредственно оплеткой важно заниматься после установки мачты. Монтируется она чаще всего именно из алюминия. При этом стальные аналоги в наше время встречаются довольно редко. Центральная жила для хорошего принятия сигнала подбирается диаметром около 3.8 мм. В конце работы по сборке антенны останется лишь припаять кабель для подключения. Использовать его можно различного типа, однако многие эксперты все же отдают предпочтение двухпроводным моделям.

Устройство вертикальной поляризации без оплетки

Антенна Харченко без оплетки предназначена для модемов с частотностью около 200 Гц. Начинать сборку модели важно с заготовки стойки. При этом пластину многие специалисты советуют брать малой толщины. Перед ее установкой при помощи дрели делаются отверстия для монтажа. Вибратор в данном случае подбирается алюминиевого типа. В нем также необходимо сделать два отверстия для монтажа. Боковые стойки в некоторых случаях используются стального типа.

Также следует учитывать, что задние опоры необходимо припаивать в первую очередь. При этом кабель подключения важно подготовить заранее. Для антенны с частотностью в 200 Гц он подойдет двухпроводного типа. После подключения антенны устанавливаются передние стойки. Далее на мачту необходимо закрепить фидер. После этого устанавливается непосредственно рефлектор для приема сигнала.

Трио Антенна Харченко | Сделай Сам www.sdelay.tv

Трио Антенна Харченко для цифрового телевидения при наличии приставки DVB-T2. Автор идеи мой брат близнец Сигачев Валерий (автор песен).

В г. Щекино очень плохой прием цифрового телевидения и комнатные антенны очень плохо работают. То что предлагают из комнатных антенн в местных магазинах люди чаще всего возвращают обратно и приходится приобретать уличные. Ближайшие вышки вещания п. Крапивна и г. Тула, но сигнал приходит ослаблен и стены не пробивает. Новой вышки в городе Щекино не будет. Пробовал ставить разные усилители по таблице, но нужного результата так мной и не достигнут.

Прочитал много литературы об антеннах для цифрового вещания и многие антенны перепробовал, но лучше всего подошла  Антенна Харченко. Вешайте на окно или за окно, как можно выше, и у вас поймается цифровое телевидение при наличии приставки DVB-T2 20 каналов.

Вот так выглядит Антенна Харченко:

моя готовая Антенна Харченко

Изготовление Антенны Харченко:

Возьмите 110 см толстой медной проволоки и согните под 90 градусов (верхние и нижние по 14 см, а внутренние стороны по 13 см.) Место соединения кабеля должно = 2см. Вешайте антенну на ручку оконной рамы или на присосках в середине рамы или к стеклу. Замеры взял на сайте:

http://elektroznatok.ru/info/raznoe/samodelnye-antenny

Минусы:  Погодные метеоусловия влияют на качество изображения.  Сигнал в моём случае скакал от 20 до 60%, а вечерами при опущенных жалюзи пропадал вообще сигнал 2-го мультиплекса (11 — 20 каналы).

Теперь подробнее о антенне Трио-антенна Харченко

Сделать три одинаковых антенны Харченко (медный провод должен быть покрыт лаком или изолировать места соприкосновения трех антенн).

Зачистить сердцевины антенн и залудить паяльником (потом эти сердцевины будут соединены между собой)

Затем положить все три антенны друг на друга вместе и совместить вниз на одинаковое расстояние ~ 1см.-1,5см.

Берем обычные пластмассовые хомутики (стяжки) и скрепляем все три антенны между собой. Всего 18 шт. = слева 9 шт. и справа 9 шт.

Соединяем все сердцевины слева центральным проводом кабеля и укладывам его под углом 90 градусов (буква Г). Также соединяем все сердцевины справа и припаиваем к экрану кабеля.

Хомутами (стяжками) крепим кабель в 2-х местах для надежности к антенне внизу.

Остается найти для монтажа коробочку, которая скроет следы пайки сердцевин. Полученная антенна с коробочкой аккуратней смотрится.

Разметил места среза под каждый проводок полученной антенны и срезал ножом. Затем вмонтировал трио-антенну Харченко в коробочку, залив внутри клеем герметиком и закрыл на клей крышку.

Полученную трио-антенну Харченко достаточно привесить на присосках к стеклу оконной рамы и наслаждаться цифровым телевидением DVB-T2.

Плюсы:  небольшой размер и не требуется к антенне дополнительные усилитель и отражатель. Сигнал стабилен 100% и при при опущении жалюзи сигнал остается 100% (показывают оба мультиплекса (1 — 20 каналы)) , а отсюда следует, что трио-антенне Харченко не требуется отражатель сигнала сзади антенны.

Варианты зигзагообразной антенны Харченко — RadioRadar

Антенны

Главная  Радиолюбителю  Антенны

---

В самом начале 60-х годов прошлого века нашим соотечественником Харченко К. П. была предложена простая плоская зигзагообразная (Z) антенна с хорошими характеристиками. Ниже рассмотрены её возможные модификации, в том числе варианты с настроенным активным рефлектором.

Авторское свидетельство № 138277 на изобретение под названием «Диапазонная направленная антенна» Константину Павловичу Харченко было выдано в 1961 г. (по его заявлению от 16 июня 1960 г.). В том же году были опубликованы материалы в журнале «Радио» для повторения радиолюбителями [1, 2]. И впоследствии в течение более 50 лет редакция неоднократно вспоминала эти публикации. Зигзагообразная (Z) антенна Харченко стала знаменательным событием в ряду лучших разработок. Она оказалась не критичной к материалам и размерам при изготовлении, имеет хорошее согласование с отходящим кабелем. В ней удачно сочетаются кратные элементы синфазной антенной решётки с одной точкой питания.

Несмотря на прекрасные электрические и эксплуатационные характеристики, организованного широкого использования зигзагообразных антенн не произошло. У нас в стране в то время уже массово применяли признанные во всём мире протяжённые и объёмные директорные антенны Уда-Яги (их ещё называют «волновой канал»), так как их
освоили в производстве промышленные предприятия. Они, как сейчас говорят, обеспечивали рынок. Однако простота изготовления зигзагообразных антенн и их притягательные характеристики при информационной поддержке журнала «Радио» и радиолюбительских связей сделали эту антенну доступной даже для неподготовленных пользователей.

В предисловии книги «УКВ антенны» [3], выпущенной в 1969 г., К. П. Харченко сообщил, что многие радиолюбители, используя зигзагообразные антенны, вели приём телевизионных передач в диапазоне МВ, в том числе от телецентров, удалённых на 80, 120, 200 и даже 300 км. И действительно, из истории техники того времени можно узнать, что в удалённых от телецентров местностях зигзагообразные антенны вытесняли антенны «волновой канал» и другие конструкции. Кроме этого, Z-антенны Харченко были также удостоены внимания военных, воспользовавшихся их положительными качествами в радиорелейной связи диапазона ДМВ.

В последние годы авторы провели широкое компьютерное моделирование Z-антенн, в том числе с использованием программы MMANA, предложенной в журнале «Радио». Конструктивное их исполнение показало хорошие результаты. Антенны адаптированы к поддиапазону IV эфирного телевещания на ДМВ. Именно на частотах 470…582 МГц наиболее широко ведётся аналоговое телевизионное вещание и развёртывается цифровое телевидение.

Наиболее распространённая [3] исходная зигзагообразная антенна, выполненная однопроводным полотном со стороной λ_ср/4, изображена на рис.1,а. В указанном телевизионном диапазоне (с принятой для простоты средней частотой 525 МГц) она обладает диаграммами направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях, представленными на рис. 2,а. Результаты соответствуют размещению антенны на высоте 15 м над уровнем земли. Коэффициент усиления антенны равен 10,9 дБи, а коэффициент стоячей волны — 2,4. Их изменение в поддиапазоне показано на рис. 3,а. Элевация, т. е. возвышение максимума диаграммы направленности над уровнем земли, равна 6°.

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 3.

Эффективность зигзагообразной антенны можно повысить за счёт улучшения направленности, применив экран-рефлектор [3], отстоящий от основного полотна на λ_ср/4, как это изображено на рис. 1,б. Это приводит к увеличению коэффициента усиления до 14,6 дБи. Для сравнения аналогичные диаграммы и характеристики модернизированной конструкции представлены на рис. 2,б и 3,б.

Более поздней версией исходной зигзагообразной антенны можно назвать двойную треугольную зигзагообразную антенну, изображённую на рис.1,в. Она — одна из лучших Z-образных антенн [4], хотя и обладает немного худшими характеристиками, показанными на рис. 2,в и рис. 3,в. Однако снижение коэффициента усиления антенны всего на 1,4 дБи компенсируется на практике простотой и компактностью конструкции.

Стремление к дальнейшему совершенствованию классических вариантов антенны побудило обратиться к конструкциям других интервалов частот, особенно к использованию активного рефлектора. В сложных коротковолновых настроенных антеннах с линейными синфазными горизонтальными составляющими применяют идентичные активные рефлекторы, расположенные на λ_ср/4 от основного полотна. Их подключают через фазирующие контуры, обеспечивающие в них опережающий сдвиг токов по фазе на 90^о [5]. Прямой перенос такого способа на зигзагообразные антенны приводит лишь к ухудшению характеристик по сравнению с пассивным рефлектором.

Более интересным оказалось использование для классической антенны в качестве активного рефлектора двойной треугольной зигзагообразной антенны с удвоенными размерами плеч, как изображено на рис.1,г. Такое решение обеспечило увеличение коэффициента усиления антенны до 14,83 дБи, уменьшение уровня боковых лепестков, как показано на рис. 2,г, и значительное выравнивание и улучшение КСВ, что можно видеть на рис. 3,г.

За счёт дополнительной модернизации активного рефлектора, как представлено на рис. 1 ,д, можно ещё больше улучшить характеристики предложенного решения, как показано на рис. 2,д и 3,д. Особенно это касается увеличения коэффициента усиления и его выравнивания на верхних частотах интервала. Кроме того, антенна во всём поддиапазоне имеет КСВ менее двух. Самостоятельное изготовление инновационного образца не предполагает затруднений, так как его составляющие многократно были описаны раньше.

Литература

1. Харченко К. Зигзагообразная антенна. — Радио, 1961, № 3, с. 47, 48.

2. Харченко К. Антенна для дальнего приёма телевидения. — Радио, 1961, № 4, с. 28, 29, 32.

3. Харченко К. П. УКВ антенны. — М.: ДОСААФ, 1969, с. 77-96.

4. Сидоров И. Н. Идеальный телеприём в дачном доме, на садовом участке, далеко за городом. — С.-Пб.: Лениздат, 1998, с. 87-95.

5. Марков Г. Т. Антенны. — М.: Госэнерго-издат, 1960, с. 455-460.

Авторы: В. Милкин, Н. Калитёнков, В. Лебедев, А. Шульженко, г. Мурманск

Дата публикации: 02.12.2014

Мнения читателей

• Самовар / 21.12.2018 — 10:30
  Авторы, конечно, постарались изложить достоинства антенны Харченко. Однако не все так просто. По существу при использовании этой антенны в диапазоне частот мы имеем картину перехода от полуволнового вибратора к волновому. КНД само собой растет, но одновременно меняется импеданс антенны, причем далеко не лучшим образом. При работе на передачу можно найти найти ограниченный интервал частот, в котором активная составляющая импеданса окажется близка к 75 или 50 Ом при достаточно малой реактивной компоненте. Другими словами, получим КСВН почти единицу. Но при не слишком большой отстройке благодать закончится. В случае работы на прием, да в широкой полосе частот, как например в ДМВ ТВ, входное сопротивление 75 Ом кабеля снижения к телевизору окажется равным тем же 75 Ом. Но активный и реактивный компоненты выходного импеданса антенны будут изменяться от нескольких десятков до нескольких сотен Ом, что неизбежно приведет к снижению уровня сигнала на входе приемного устройства и соответственно к снижению реального КУ антенны. Сюда же следует добавить некорректное симметрирование антенны с помощью нелепо изогнутого кабеля, проложенного по сторонам квадрата. Все сказанное ни в коей мере не имеет целью охаить действительно хорошую антенну, а лишь указывает на необходимость грамотного подхода к ее использованию.
• Константин / 09.12.2018 — 19:16
  Статья хорошая и полезная. Один недостаток — автор не осветил вопрос согласования с кабелем снижения вариантов, отличающихся от «классической» антенны Харченко.
• Юрий / 19.05.2017 — 16:00
  Антенна отличная. Я сам в 1990-е мелкосерийно выпускал классические зигзагообразные с рефлектором для раций и радиотелефонов диапазонов 300,400,900 МГц. КСВН для рабочей частоты можно настроить близко к 1. Статья интересная!

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:

Самодельная антенна «Харченко» из металлопласта для эфирного цифрового телевидения.

Фото 1.

  Опять мой выход.  Я должен занять заказчиков технической частью проекта, пока менеджер разговаривает по телефону.

 — Лучшая альтернатива антенны «волновой канал, для ваших условий эксплуатации – это антенна «Харченко». Не смотрите, что она такая простая, на самом деле это две антенны в одном флаконе, простите в рефлекторе и это даёт выигрыш в целых три децибела. Прочная, надёжная, малогабаритная, не убиваемая конструкция удобная в работе. Не слишком острая диаграмма направленности обеспечивает хорошую проходимость радиоволн по пересечённой местности даже в плохую погоду, отсюда мобильность антенны, которая не требует высокого подъёма от земли, что позволяет быстро привести аппаратуру в действие в полевых условиях. Широкий рабочий диапазон антенны делает её универсальной. Предпочтение надо отдать горизонтальной поляризации, так как для лесного массива получится меньше потерь в прохождении радиоволн. (Нет, зря я про поляризацию начал, сейчас наверно и сам усну).

На фото 1 две антенны «Харченко» российского производства. Большая антенна узкополосная — на диапазон 433 МГц. Верхняя антенна широкополосная — на диапазон 900 – 1800 МГц.

Фото 2. Двухэтажный двойной круг.

 Я тут для дачи аналогичную антенну смастерил из металлопласта, так в непогоду только до меня цифровое телевидение доходит, а сама антенна под прозрачной для радиоволн крышей из мягкой кровли стоит, чтобы не сглазили и вопросов лишних не задавали. Три мультиплексных пакета, два спортивных канала, два мультяшных, чтобы отдышаться от внуков и всё это в отличном качестве, никому об этом не рассказываю, а то в дождь придут ко мне футбол досматривать, где я всех рассажу. Всё. Менеджер освободился. Дальше он продолжит, а я пока развернусь к широкой аудитории.  А началось всё с того, что я собрал самодельную трансформируемую антенну «волновой канал».

Было просто интересно узнать, как на предельных расстояниях приёма её элементы влияют на качество сигнала в дециметровом диапазоне. В принципе антенна меня устроила, но как недостаток проявила себя узкополосной, отлично принимая плотно расположенные по частоте цифровые пакеты моего региона, причём уровень цифрового приёма чуть возрастал при отсутствии элементов-директоров. Вот тогда у меня и появилось желание сделать несложную универсальную антенну на весь дециметровый диапазон телевизионного вещания, так как в него уже перенесены в цифровом формате все телеканалы, занимающие метровый диапазон волн.  

Рис. 1.

Рис.2.

Я начал уже было собирать двухэтажную антенну «волновой канал» (рис. 1) на два диапазона, но упростив всё до неузнаваемости,    (рис. 2) пришел, таким образом, к антенне «Харченко». Другое популярное название — это двухэтажный двойной квадрат или двойной зигзаг. Из металлопластиковой трубки (сокращенно металлопласта) антенна, которую я собрал, больше похожа на двухэтажный двойной круг или пару восьмёрок. Что ни говори, но из гибких алюминиевых трубок диаметром 16 мм, обтянутых пластиком лучше получаются круги, чем квадраты, да и для радиоволн эта геометрическая фигура самая оптимальная.  Лучше запомнить цифру 8, именно такое положение антенны обладает горизонтальной поляризацией, то есть совпадает с поляризацией антенн телевизионных передатчиков. Опять же — эта цифра и есть её усиление, выраженное в децибелах.                                Конструкция антенны.

                                       Подарок бабуле на праздник 8 МАРТА.

     Металлопластиковая трубка длиной 2 метра, диаметром 16мм.

Фото 3. Из отрезков 0,5 м согнул окружности.

 Металлопластиковую трубку длиной 2 метра (отрезать металлопласт при продаже будут кратными метрами) я разделил на четыре части, каждая по 0,5 метра, и согнул из отрезков окружности. Таким образом, каждая окружность имеет длину примерно равную длине волны. Концы каждой трубки сплющил, и зачистил края от пластика, проделав в них отверстия для совместного крепления.

                              Коаксиальный кабель RG59/U или РК 75- 3,7-35 м длиной 7 метров.

Фото 4. Коаксиальный кабель проходит внутри одного кольца петлевого вибратора.

 Расстояние взято для удобного расположения антенны на чердаке, под прозрачной для радиоволн крышей из мягкой кровли. Минимальная длина кабеля может быть 1 – 1,5 метра, в случае  расположения антенны у телевизора. Чтобы уменьшить обратное прохождение высокочастотных токов по оплётке коаксиального кабеля, пропустил его через отверстие в трубке в точке нулевого потенциала. Нулевые потенциалы это верх и низ восьмёрки, их используют для крепления питающей петли к рефлектору. Для выполнения наружной антенны точки нулевого потенциала должны иметь электрический контакт с рефлектором, который впоследствии заземляют для защиты от молнии.                                                                     Рефлектор.

Фото 5. Рефлектор сделан из двух колец, соединённых алюминиевой пластинкой.

  Сам же рефлектор необязательно делать в виде окружностей, как сделал я, преследуя цель уменьшения парусности, то есть уменьшения раскачки шеста от ветра в случае использования выносной конструкции.  Его можно сделать из металлической сетки, листа металла, а если антенна используется в помещении, то из фольги, наклеенной на пластик или картон. Зачищенные от пластика края колец рефлектора, я скрепил алюминиевой пластинкой.

                                                                 Петлевой вибратор.

Фото 6 .Два петлевых вибратора из колец соединены вместе. Площадка для распайки коаксиального кабеля обеспечивает жёсткость конструкции,

Фото 7.  Оплётка кабеля, распаянная на контактную площадку, крепится со стороны отверстия, из которого выходит кабель.

 Состоит из двух стянутых кругов металлопласта и имеющих общий электрический контакт. Для распайки кабеля используется контактная площадка из двухстороннего стеклотекстолита толщиной 1 мм. Площадка обеспечивает жёсткость конструкции, а для обеспечения меньшего значения КСВ в рабочем диапазоне частот и лучшего согласования необходимо было уменьшить зазор между кольцами, чтобы таким образом увеличить между ними ёмкость. Пришлось сделать двухсторонний разрез печати шириной 1 мм со смещением.

Рис. 3.   1. Монтажная плата из двухстороннего стеклотекстолита толщиной 1 – 1,5 мм, обеспечивает жёсткость конструкции и служит для распайки коаксиального кабеля. Поверхность печатной платы покрыл тонким слоем припоя.   2. Два отверстия диаметром  3-5 мм для винтов с гайками.  3. Медной фольгой соединяю печать с двух сторон и пропаиваю.  4,5. Прорезь печати со смещением. 6. Места пайки медной фольги.

Рис. 4. Эскиз соединения коаксиального кабеля и петлевых вибраторов.    1.  Два кольца из металлопласта.  2. Коаксиальный кабель.  3. 4. Отверстие в металлопласте для коаксиального кабеля.  5. Соединение оплётки кабеля.  6. Соединение центрального вывода коаксиального кабеля.  7. Монтажная печатная плата.  8. Разрез на печатной плате.  9. Вид в разрезе.

 Получилось, что контактная площадка для крепления кабеля, представляет самодельный конденсатор, что обеспечивает лучшее согласование по всему диапазону от 490 до 900 МГц.

Фото 8.  С внутренней стороны кольца (со стороны рефлектора), ровно напротив разреза проделывается отверстие. Через отверстие пропускается коаксиальный кабель, на фото 4 он изображён пунктирной линией, так как проходит внутри кольца и выходит через отверстие, что рядом с разрезом трубки. Кабель, таким образом, проходит внутри трубки около половины длины кольца.

Фото 9. Расстояние между восьмёрками фиксируется вставками из гетинакса. Для устойчивости внизу две вставки. Расстояние между центрами отверстий в ставках составляет 13 см, подобрано экспериментально по уровню сигнала ресивера.

 Расстояние между восьмёрками или между петлёй и экраном колеблется в пределах 0,15 – 0,22 от длины волны. Это расстояние можно подобрать в процессе настройки по уровню сигнала ресивера. Расстояние  в фиксирующих планках между центрами окружностей у меня равно 13 см.

Рис. 5. Рабочий диапазон антенны.

Самый интересный момент – это проверить работу антенны и сравнить с уже существующими конструкциями и определить, какая же антенна лучше.       Так какую же антенну выбрать?                               Для ответа на вопрос пришлось провести                                                очередной кастинг.

Фото 10.  Соревнование антенн.

 В одно и то же время, в одном и том же месте я по очереди подсоединял антенны с одинаковым количеством элементов и фиксировал уровни сигнала  трёх мультиплексных пакетов, выбрав в каждом по одному каналу, а затем подсчитал среднее значения  для каждой антенны. Антенна «Олимп 2014» и двухэтажный двойной круг отличаются друг от друга по уровню усиления в 0,3 процента, повторю 0,3 процента. Учитывая погрешности измерений, я сравнял результаты и присудил за техничность, первое место обеим антеннам. На последнем месте покупная антенна с усилителем очень похожая на антенну «Харченко» (та, которая в центре на фото 10) сильно себя дискредитировала, поскольку не работала как в городе, так и на предельном расстоянии от него, принимая с зависанием только один мультиплексный пакет.

Фото 11.  Первое место.

 По артистичности первое место занимает антенна «Харченко» или двухэтажный двойной круг. Она получилась компактнее, то есть занимает меньше места и её удобно подвесить под прозрачной для радиоволн крышей или прикрепить рефлектором к металлической мачте.