[Impact]Самодельная антенна для Цифрового телевидения DVB T2: расчет для дальнего приема[/Impact]
Сегодня эфирное телевидение наиболее распространено среди пользователей. Оно работает путем улавливания излучения от вещателя на приемник. В силу ряда факторов антенна может выйти из строя, а установить новую в данный момент не представляется возможным.
В этом случае можно изготовить самодельную антенну для цифрового телевидения, которая будет принимать телевизионный сигнал не хуже заводских устройств. В данной статье будет рассмотрено изготовление разных типов антенн для цифрового ТВ своими руками под конкретные условия, для временного и постоянного использования.
Посмотреть вложение 12
[dropshadow=blue]Типы принимающих антенн[/dropshadow]
Телевизионная антенна — это диполярное устройство, которое может излучать и принимать сигнал в конкретном частотном диапазоне.
Сегодня для телевидения распространены несколько типов устройств:
Метрового диапазона волн (МВ-антенна, VHF). Рассчитаны на прием эфирного аналогового вещания, который происходит в частотном диапазоне 1 — 300 МГц.
Дециметрового диапазона волн (ДМВ-антенна, UHF). Они принимают более короткие волны излучения, которые передают сигнал на частотах 0.3 — 3 ГГц.
В UHF-диапазоне сегодня вещает телевидение цифрового стандарта DVB.
Посмотреть вложение 11
При этом частотный диапазон разделен между двумя форматами вещания ЦТВ:
Эфирное телевидение (DVB-T2). Работает путем передачи сигнала от вещателя на приемник через наземные ретрансляторы. Излучение сигнала происходит на частотах 314 — 898 МГц.
Спутниковое телевидение (DVB-C2). Транслируется на сверхвысоких частотах от 1 ГГц.
Из рассмотренных выше рабочих диапазонов можно сделать вывод, что для простой антенны цифрового телевидения есть предел минимальной и максимальной длины волны, которую она может принять. А значит, перед сборкой антенны своими руками для цифрового телевидения потребуется ее расчет.
Расчет
В зависимости от конструкции самому можно изготовить всеволновую антенну или с работой в конкретном частотном диапазоне. Между ними есть одна принципиальная разница — всеволновые устройства не способны принимать слабый сигнал, особенно заглушенный фоном более сильного излучения. Другие самодельные антенны не охватывают все частоты цифрового вещания.
Посмотреть вложение 10
Чтобы правильно сделать рабочую антенну для цифрового ТВ, к ее расчету нужно подходить ответственно еще по одной причине — на практике невозможно проверить качество приема цифрового сигнала.
Если при низком уровне сигнала аналоговое телевидение работает с помехами, но показывает, то в цифре никакого изображения нет и непонятно, в устройстве проблема или в другом (кабель, слабый сигнал на приеме). В этом случае опытно-конструкторские работы с уже включенной антенной не получатся.
Современные Smart телевизоры и ресиверы отображают уровень регистрируемого на приемнике сигнала, но большинство обычных цифровых устройств данную функцию не поддерживают. Самому сделать даже простую дециметровую антенну без расчета невозможно, если только она не всеволновая.
Правила расчета
Цифровое ТВ вещает с разных мультиплексов на разных частотах, что соответствует разной длине волны. Чтобы принимать качественный сигнал, излучаемая волна должна полностью «лечь» на активную область приемника.
Следовательно, расчет антенны для цифрового телевидения своими руками нужно выполнить по следующей схеме:
рассчитать для антенны длину волны DVB-T2, излучаемой при вещании каждого мультиплекса;
выбрать волну наибольшей длины;
вычислить полудлину поперечного сечения волны, т.к. она перпендикулярно проецируется на приемник.
Ниже будет рассмотрен порядок расчета активной области для цифровой антенны своими руками, а в качестве примера берется расчет частоты вещания в Москве.
Практический пример
Посмотреть вложение 9
Сегодня в Москве работают три пакета каналов эфирного ЦТВ:
1-й мультиплекс (32 ТВК, 546 МГц);
2-й мультиплекс (24 ТВК, 498 МГц);
3-й мультиплекс (34 ТВК, 578 МГц).
Расчет длины волны выполняется по формуле ƛ = 300/F, где F — частота в мегагерцах (МГц). В результате каждый мультиплекс отправляет волну:
ƛ1 = 300/546 = 0.55 м;
ƛ2 = 300/498 = 0.60 м;
ƛ3 = 300/578 = 0.52 м.
Получается, ретрансляторы второго мультиплекса московского телевидения излучает волну наибольшей длины, которая в дальнейшем и будет использована для расчета.
Важно! Для удобства расчета полученное значение можно округлить, но только в большую сторону!
Осталось дело за малым — рассчитать длину активной области будущего приемника, которая и будет принимать сигнал. Т.к. излучаемая волна имеет синусоидную форму, то ее поперечное сечение составит ½ длины, а полудлина — ¼. Итого получается 0.60/4 = 0.15 м = 15 см для телевидения в цифре.
Совет! В качестве примера показан расчет для всех мультиплексов, но его можно упростить, вычисляя значение только для одного пакета каналов. Наибольшая длина электромагнитной волны всегда будет у излучения более низкой частоты.
Расположение и подключение
Когда произведены теоретические расчеты, осталось спланировать будущую конструкцию для сборки своими руками.
К планировке можно отнести два вопроса:
расположение
подключение.
Эти факторы взаимосвязаны и конфликтуют между собой:
Можно изготовить домашнюю или уличную антенну своими руками. Последняя может быть простым однонаправленным приемником для телевидения, которому не мешают ослабляющие сигнал преграды (стены дома, иные строения).
Также уличную цифровую антенну можно установить на крыше, что значительно улучшит качество принимаемого сигнала. Она должна быть направлена на ретранслятор цифрового телевидения.
Для установки на улице, и тем более на крыше, требуется протяженный кабель. Он вызывает естественное рассеивание сигнала (шумность) и чем больше его длина, тем более слабый уровень сигнала доходит до телевизора.
Чтобы сделать антенну для цифрового телевидения своими руками, которая будет эффективно работать, потребуется искать компромисс между этими факторами.
Посмотреть вложение 8
В районе плотной застройки или малонаселенных районах с большим расстоянием от ретранслятора телевидения цифровую антенну придется выносить на улицу. В остальных случаях эффективно работает и комнатный приемник.
Совет! Нет четкого правила по выбору места размещения, каждый случай уникален. Лучший показатель надежной установки — соседние дома. Если наблюдается много уличных устройств для приема телевидения — ее же и изготавливать. В районе сверхплотной застройки нужно глянуть на крыши многоэтажных домов.
Небольшое число приемников еще ни на что не указывает (иногда для большей уверенности жильцы устанавливают их даже в условиях хорошего приема комнатными устройствами). Только если антенн много, и среди них есть коллективные, потребуется установка на крыше.
Изготовление
Когда расчет выполнен и выбран тип будущего приемника для эфирного телевидения, можно приступить к основным работам по сборке. Стоит отметить, что нельзя изготовить антенну цифрового ТВ DVB-T2 своими руками, конструкция которой подойдет на все случаи. Поэтому будут рассмотрены несколько типов самодельных устройств под конкретные задачи.
Из пивных банок
Посмотреть вложение 7
Важное достоинство такой антенны для телевидения— быстрое изготовление из подручных средств. На весь процесс уйдет не более 15 минут. Собрать такую антенну легко, но для эффективной работы потребуется поступление качественного сигнала и отсутствие преград. Она подойдет жителям небольших городов и пригородных районов.
Для сборки потребуются следующие детали и инструменты:
2 пивные банки;
болты и саморезы с отверткой;
2 деревянные палки;
кусок медной проволоки;
изолента или скотч;
антенный штекер и кабель.
Для устройства требуется каркас Т-образной формы или в виде креста. Он изготовляется из дерева.
https://youtu.be/j3ccXB9Jnr4
После идет основной процесс изготовления по следующей схеме:
На середине донышек банок сделать отверстие под болты. Можно использовать ножницы или саморез.
Снять с кабеля изоляционное покрытие на длину в три банки + 20 см. внешний контур не трогается.
Расположить банки параллельно горлышками друг к другу и через одно отверстие протянуть кабель до другого. На конце его нужно закрепить саморезом или болтом.
Выходящий с отверстия кабель и его оголенную область между банками закрепить проволокой. Место соединения обязательно, иначе будет сильная шумность в кабеле и изображение на экран не поступит.
Банки зафиксировать одним мотком скотча или изоленты к горизонтальной планке каркаса.
Присоединить штекер к кабелю.
Внимание! С кабелем на изгибах нужно работать аккуратно! Только сплошной внешний контур эффективно подавляет в нем шумность и при его повреждении транспортируемый сигнал сильно ослабится. Не нужно стараться «экономить» оголенную часть кабеля, для этого есть запас в 20 см.
Посмотреть вложение 6
Эфирная антенна из пивных банок уже собрана, осталось определить оптимальное расстояние между банками. Для этого нужно подключить штекер к антенне и двигать банки по планке (приближая и отдаляя их друг от друга) пока не будет пойман хороший сигнал. В большинстве случаев достаточно 6 — 7 см.
Когда будет найдено оптимальное расположение банок, их нужно прочно закрепить к контуру.
Для использования на улице рекомендуется обтянуть самодельную конструкцию для телевидения полиэтиленом или изготовить специальную рамку из пластика. В качестве крепежа лучше использовать крючок и повесить конструкцию. Если на выходе с отверстия остался оголенный кабель значительной длины, его нужно обмотать изолентой, оставив не более 2 см.
В виде восьмерки
Посмотреть вложение 5
Для цифрового ТВ популярна самодельная антенна «восьмерка», которую еще называют биквадратом или антенной Харченко. Внешне ее активная область представлена двойным ромбовидным квадратом. Такая самодельная конструкция успешно работает практически в любых условиях, за исключением сверхплотной застройки, т.к. не способна принимать отраженный сигнал.
Для «восьмерки» потребуется расчет по длине волны и каждая сторона квадрата должна соответствовать полудлине сечения волны, следовательно, его периметр равен длине самой волны. Для московского ЦТВ сторона и периметр будут составлять 15 и 60 см соответственно.
Материалом для изготовления антенны может быть медная 2—3 мм или алюминиевая проволока 5 — 6 мм. В общей сложности нужно изготовить два квадрата. От концов проволок нужно отрезать 2 см и соединить их между собой таким образом, чтобы в итоге получилась единая конструкция из двух квадратов с общим углом.
https://youtu.be/3o0ZBUcL2f0
Важно! Соединенные пары концов проволок должны быть изолированы между собой, в противном случае устройство будет только излучателем сигнала!
В качестве каркаса можно использовать балку. Приемник можно сразу закрепить без предварительного фиксирования, т.к. антенна изготовляется по расчету и практический эксперимент с сигналом не потребуется. Кабель необходимо припаять посередине к одной из точек соединения концов проволок.
Двойной-тройной квадрат
Посмотреть вложение 4
Антенна изготовляется с таким же расчетом, как и биквадратное устройство. Общая конструкция представлена несколькими квадратами одинаковых параметров, расположенными один за другим. В отличие от «восьмерки», она не способна принимать хороший сигнал от сильно удаленного ретранслятора телевидения.
Назначение двойного или тройного квадрата — принять сигнал в условиях сильного фона излучения. В районе сверхплотной застройки часто бывает, что вышка ЦТВ рядом, но кроме нее есть и другие станции разных частот, на фоне излучения которых дециметровая волна остается «в тени».
Двойной-тройной — это самодельная антенна для цифрового телевидения для приема волны конкретной длины, а многоуровневая конструкция антенны действует как усилитель.
Квадраты можно установить на любом бруске, а в качестве штатива (ножек) для вертикального крепежа можно использовать токопроводящий элемент большой толщины.
https://youtu.be/i8ajok2oefA
Важно! Квадраты между собой можно соединить только отходящими токопроводящими элементами, т.е. не на участке активной области. Если такая возможность не представляется, можно оголить кабель на большую длину и припаять его к нижнему углу каждого квадрата, после чего выполнить крепеж конструкции к бруску.
После сборки нескольких квадратов, их нужно зафиксировать и поэкспериментировать с расстоянием между собой, пока не будет пойман хороший сигнал, после чего закрепить.
Из картонной коробки
Посмотреть вложение 3
Если быть точнее, коробка служит исходным материалом для антенны цифрового телевидения своими руками. Из нее нужно вырезать два плоских прямоугольника 25х30 см.
Помимо нее потребуются следующие материалы и инструменты:
пищевая или бытовая фольгированная бумага;
клей (любой, можно использовать канцелярский);
медная проволока;
пара болтов с гайками;
отвертка и скальпер (или бритвенное лезвие);
телевизионный кабель со штекером.
Первым делом нужно вырезать из фольги два квадрата с периметром, аналогичным у картонных заготовок. Следом плотно приклеить их к картону. Остаточный материал клея удалить с фольги.
Важно! Нужно набраться терпения и аккуратно наложить фольгу на картон. Зазоры и выступы должны быть исключены, в противном случае хорошее качество принимаемого сигнала не гарантируется!
Готовые фольгированные квадраты и будут служить активной принимающей сигнал областью, нужно только подключить кабель. Для этого с помощью лезвия или скальпера, на углах смежных сторон квадратов, аккуратно вырезаются отверстия под болты.
Далее к одному отверстию проводится внутренний контур, к другому — внешний (он представлен в виде металлического кожуха). Контакты закрепляются болтами с гайкой.
Конструкция готова, но опять требуется определить оптимальное расстояние между квадратами. Для этого нужно подсоединить кабель к телевизору и раздвигать квадраты так, чтобы смежные стороны оставались параллельными.
https://youtu.be/gwqKRAePtZw
После нахождения нужной дистанции закрепить квадраты к каркасу. В качестве крепежной области можно использовать смежные углы, которые противоположны месту контактов. Антенна, сделанная своими руками готова к использованию.
Важно! Ее нужно использовать только в качестве комнатной антенны цифрового ТВ, т.к. фольга не устойчива к внешним факторам. Вариант с защитой полиэтиленом здесь не поможет, т.к. повысится влажность, что приведет к разрушению картона.
Бабочка
Посмотреть вложение 2
По конструкции она представляет ряд вертикально расположенных усиков и внешне напоминает польские (штыревые) заводские антенны цифрового телевидения. Разница лишь в отсутствии фазированной решетки, вместо которой будет использован каркас.
Для ее изготовления потребуются следующие материалы:
деревянная палка;
транспортир и линейка;
алюминиевая проволока 5—6 мм (3 метра);
16 болтов с гайками или паяльник;
саморезы или дрель;
кусачки.
Все польские антенны цифрового телевидения — уличные, следовательно, данная конструкция также будет использоваться только для наружной установки. Усики большой длины будут уязвимы против сильного метра, поэтому медную проволоку 2—3 мм использовать не получится и практичнее только более толстый алюминиевый аналог.
Для справки: программы ЦТВ работают с 21 ТВК (физического канала телевидения), которому соответствует частота 314 МГц. Длина волны составит 300/474 = 0.633 м ~ 64 см. Это максимальное значение, излучаемое ретрансляторами РТРС. Следовательно, длина активной область будет 16 см, а для всех «усиков» потребуется 256 см. поэтому проволоки 3 метра хватит. Палка будет служить в качестве каркаса, ее длина должна быть не менее 60 см. на нем нужно сделать разметку под «усики» следующим способом:
отметить 4 точки на одинаковом друг от друга расстоянии 18 — 20 см;
от каждой точки провести перпендикулярные к каркасу линии, но параллельные друг к другу;
от прямых линий отмерить 4 смежных угла 30° (по два слева и справа) и поставить точки;
провести линии от центральных до отмеченных точек под углом.
В итоге должна получиться такая же разметка, как показывает схема антенны на рисунке ниже. Линии под углом будут служить указателем для размещения «усиков».
Посмотреть вложение 1
Для московского региона полудлина поперечного сечения волны составляет 15 см.
Исходя из этого значения, будет рассмотрено два способа изготовления своими руками антенны в виде бабочки.
С помощью паяльника
При его использовании процесс значительно сокращается. К деревянной палке необходимо параллельно закрепить изделие из металла. Это могут быть 4 куска из стали (которые потом нужно соединить) или проволока. Токопроводящий элемент не должен закрывать деревянный каркас, чтобы была видна разметка.
Центральные точки на разметке — это места спайки усиков, а линии под углом — места их размещения. Нужно кусачками отрезать от проволоки 16 кусков для усиков самодельной антенны цифрового ТВ размером 15 см, и к каждой точке спаять по 4 «усика. Для надежности каждую группу усиков лучше обмотать изолентой.
С помощью болтов
Здесь не требуется к дереву дополнение из металла, и общая конструкция будет намного легче. Сама палка должна быть шириной 4 см и толщиной от 2 см.
Для начала нужно сделать «ямочки» под усики с помощью дрели или самореза, толщина которого будет как у них. Выполняются они с боковой части палки вглубь по направлению линии под углом на разметке. Затем требуется сделать сквозные отверстия, которые пройдут ямочки по касательной. Каркас готов.
В данном случае из проволоки отрезаются куски с запасом — по 17 см. готовые усики вставляются в ямочки на 2 см вглубь, после чего плотно фиксируются с помощью болта и гайки. По завершению обвить усики тонкой проволокой и соединить между собой.
В результате получается более надежная и практичная конструкция по сравнению с пайкой, но на ее сборку уйдет намного больше времени.
Из коаксиального кабеля
Иногда бывает ситуация, что антенна выходит в самый неожиданный момент и в ближайшее время начнется футбольный матч или важная премьера. В городе для сборки самодельного приемника легко найти инструменты, в крайнем случае, можно купить или попросить у соседа.
Когда же цифровая антенна ломается на даче или у бабушки в деревне, под рукой может не оказаться даже обычной отвертки, а про паяльник можно забыть. И в этой ситуации выручается довольно примитивная антенна из кабеля для цифрового ТВ со сборкой за 5 минут. Это самое простое приемное устройство, собираемое своими руками.
В качестве активной области используется сам телевизионный кабель, который спокойно принимает аналоговое и цифровое ТВ. Народное название такой антенны «Петля».
https://youtu.be/OsEINHceiYc
Сборка выполняется следующим путем:
кабель отсоединяется от неисправного устройства приема цифрового телевидения;
конец антенного провода зачищается от изоляции;
отмеряется 40 см и на отрезке аккуратно снимается изоляция на 2 см (важно не повредить внешний контур);
оголенная область и зачищенный от изоляции отрезок параллельно прикладываются друг к другу и прочно соединяются проволокой.
В результате получится круг из кабеля диаметром немногим более 15 см, который и будет служить приемником. Теперь посередине (с противоположной стороны от точки соединения) нужно отмерить 4 см и снять изоляцию. Устройство своими руками для цифрового телевидения из коаксиального кабеля готово.
У такого приемника будет высокая шумности из-за открытого конца кабеля, поэтому он не подойдет для постоянного использования. Программы аналогового телевидения всегда показывают с помехами, но качество изображения удовлетворительное.
Самодельная антенна видео
https://youtu.be/RrjzEoNXXrg
В качестве наглядного примера можно посмотреть это видео, на котором показан процесс сборки цифровой антенны своими руками, которая успешно принимает все каналы цифрового телевидения.
