Калькулятор антенны харченко wifi
Зигзагообразная антенна, предложенная К. П. Харченко в 60-е годы , пользуется большой популярностью у радиолюбителей благодаря простой конструкции, хорошей повторяемости и широкополосности.
В пределах диапазона частот, на который рассчитана антенна, она обладает постоянными параметрами и практически не требует настройки.
Она представляет собой синфазную антенную решетку из двух ромбовидных элементов, расположенных друг над другом и имеющих одну общую пару точек питания.
Зигзагообразную антенну наиболее часто применяют в качестве широкополосной антенны для приема программ телевидения в диапазонах 1 — 5, 6 — 12 или 21 — 60 ДМВ канала.
Так же её можно с успехом использовать для работы в любительских УКВ диапазонах изготовив
её для 145 мгц или для 433 мгц. Зигзагообразная антенна с рефлектором имеет одностороннюю диаграмму направленности в виде вытянутых эллипсов как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, причем задний лепесток практически отсутствует.
При кажущейся на первый взгляд громоздкости всей системы (Яги гораздо меньше и меньше требуют расхода матералов),эта система полностью перекрывает диапазон в 144-148 мгц (по факту полоса гораздо шире,примерно 12 мгц) с хорошим КСВ не превышающим 1.2-1.3 и имеет лучшию диаграмму излучения.Коэфициент усиления такой антенны порядка 8.5 DBd, что эквивалентно примерно 4el YAGI на 145 мгц. Система из двух таких антенн уже развивает порядка 15 DBd. Имеет более прижатый лепесток излучения, максимально адаптированный для проведения радиосвязей в УКВ диапазонах. Питание антенны кабелем 50 ом.
Мной была изготовлена антенна и подручного материала в буквальном смыле. Имелось в наличии лист оцинкованной жести толщиной 0.8мм из которой я нарезал все полоски на элементы антенны, да пара деревянных реек. Крепление полос выполнено с помощью обычного клёпальника на 3-4 заклепки по углам. Ширина всех полос порядка 40мм, что обеспечило бОльшую широкополосность данной антенне. Полоски рефлектора прикручены к деревянной несущей (предварительно покрашенной) обычными шурупами.
Для диапазона 145 мгц, размеры следующие:
Рефлектор имеет длинну 1050мм х 40мм для каждой полосы.
Сторона рамки 510мм.
Зазор между углами рамок в точке подключения кабеля — 40мм
Расстояние между активным элементом и рефлектором — 300мм
Весь конструктив виден и понятен по фотографиям.
Антенну можно выполнить и на ТВ диапазон.
Установить её в горизонтальную или вертикальную поляризацию.
Ниже, показана таблица для частотных каналов ТВ
Горизонтальная поляризация
Вертикальная поляризация
Антенна Харченко
или как оно выглядит в натуре :))
Частота резонанса 145.0 МГЦ
 |  |  |
| Pic 1 Крепление элементов | Pic 2 Рефлектор антенны | Pic 3 Зигзагообразный элемент |
 |  |  |
| Pic 4 Точка питания | Pic 5 Крепление несущей к мачте | Pic 6 Стойки и изолятор по центру |
 |  |  |
| Pic 7 3 el.YAGI 145 mhz (для примера) | Pic 8 Все готово к установке | Pic 9 Стоит красавица! |
ON-LINE калькулятор, для расчета
антенны Харченко
Примечание: D — расстояние между антенной и рефлектором
Антенна Харченко
для низкочастного диапазона DCMA — 450-460 MHZ
Частота резонанса 452.0 МГЦ
Антенна была изготовлена из подручных материалов. Использован старый рефлектор-сетка
от польской УКВ-ТВ антенны, которая ввиду своей непригодности уже была попросту мной выброшена.
В качестве активного элемента, использовал аллюминевый провод от электрического кабеля диаметром 4.5мм. Кабель использован тонкий, RG-58/C, на 50 ом, длинной 3 метра. Все расчеты выполненны на основе данных он-лайн калькулятора. Разница в силе сигнала, согласно встроенному
в модем измерителю поля, по сравнению со штатной антенной «хвостиком» составила более 20db, то есть показания при штатной антенне никогда не опускались ниже отметки -95db по сигналу EvDO.
При подключении антенны Харченко сигнал вырос и теперь находится на отметке -72db и иногда даже до -70db. Базовая станция удалена от места приёма на 10 км.Благодаря своей широкополосности, антенна не нуждается в настройке.
 |  |  |
| Pic 1 Антенна готова к установке | Pic 2 Установлена на уровне 2 этажа | Pic 3 Вид на антенну из окна |
 |  | |
| Pic 4 Модем AXESS-TEL CDMA 1-EvDO | Pic 5 Показания S-metr модема |
Антенна Харченко
Конструкция антенны была предложена Харченко К.П. в 1961 году для приема телевизионных каналов метрового диапазона и долгое время была самой популярной телевизионной антенной, получив название «зигзагообразная». Смотрите статьи в журнале «Радио» (Радио №3, №4, №8 1961; №11, 1962; №4, 1966; №10, 1967). Со временем антенну реконструировали для дециметрового и других диапазонов. С появлением цифровых 3G, Wi-Fi сетей, работающих на более высоких частотах, зигзагообразная антенна перекочевала и на них и зарекомендовала себя там одной из лучших для изготовления своими руками.
На Западе такая антенна носит название « BiQuad », « Trevor Marshall’s antenna ». Она, так же как и тройной квадрат , является разновидностью рамочной антенны. Присмотритесь: антенна Харченко — это две квадратные рамки объединенные в одну систему. Рамочная антенна, как известно, имеет такие положительные качества, как широкополосность и не критичность к точности изготовления. (Конечно, это не основание делать ее тяп-ляп.)
Телевидение передается в большинстве случаев горизонтально-поляризованной волной, а 3G, Wi-Fi, CDMA — вертикально-поляризованной. Поэтому для этих сетей «восьмерка» должна быть в «лежачем» положении и напоминает своего рода «очки».
В Сети можно найти много конструкций антенны Харченко как для Wi-Fi, так и для 3G UMTS. Поскольку частоты этих видов связи близки, здесь важно не запутаться. Можно воспользоваться онлайн калькулятором и рассчитать антенну непосредственно на ваш диапазон. Кроме того, там вы сможете найти список ссылок на оптимизированные в программе HFSS конструкции для большинства диапазонов.
Предлагаем также калькулятор оригинальной конструкции Bi-Quad Тревори Маршалла. Для специалистов предлагаю файл для MMANA . Для 3G расчетная сторона ромба получается около 35 мм. Но в сети полно конструкций со стороной 53 мм . Где правда? Правда скорее всего у 35 мм, а 53 мм — это опечатка (цифры в обратном порядке!), которая размножилась в интерненте методом копипаста. У антенны со стороной 53 мм углы по бокам ромба не 90, а 120° и сам ромб выполняется не из проволоки, а из металлической полоски шириной 8 мм. Антенна, которую расчитывает наш онлайн калькулятор имеет углы близкие к 90°. Усиление такой антенны около 10 dBi.
Расчет антенны Харченко также доступен в мобильном андроид приложении Cantennator на Google Play, вы его можете скачать на свой смартфон или планшет, нажав или отсканировав QR-код:
Важно понимать, что расчетные размеры рефлектора – это минимально допустимые. Можно и больше. Для такой Wi-Fi антенны, в качестве рефлектора, вполне подойдет CD или DVD диск.
Его напыление хорошо отражает радиоволны сантиметрового диапазона, нужно только подобрать диск не просвечивающийся, когда смотришь через него на свет. За основу антенны можно взять коробку для CD-DVD на 25 дисков. Не буду повторяться, инструкцию по изготовлению такой антенны можно посмотреть тут .
Такая конструкция вполне сгодится для изготовления антенны для CDMA-800 диапазона (Intertelecom Украина). При этом размер рефлектора примерно соответствует листу формата А4, а провод или медную трубку нужно брать толщиной 5-8 мм (можно медную полосу такой же ширины). Рефлектор же для экономии можно сделать из жести. Размеры — из того же калькулятора!
На диапазон CDMA-450 размеры антенны получаются уже до полуметра в ширину, поэтому, для уменьшения парусности, лучше применить рефлектор в виде сетки. Можно использовать строительную сетку с ячейкой не более 1 см, укрепленную на H-образной несущей конструкции из любого подходящего металла. Поскольку по краям рамки имеется нулевой потенциал, ее можно крепить к рефлектору металлическими болтами. Рамка изготавливается из дюралюминиевой полоски 10мм шириной, стыки — на алюминиевых заклепках.
Усиление антенны можно поднять до 11-12 dBi удвоив восьмерку (Double BiQuad). Для фазирования элементов применяется перекрестное питание. Как это сделать понятно из фото ниже. Размеры антенны можно рассчитать с помощью онлайн калькулятора антенны Double Bi-Quad у нас на сайте. Кроме того, ромбы можно заменить круговыми петлями. Получается антенна Bi-loop, работающая по тому же принципу.
Готовую антенну можно покрыть нитролаком, либо покрасить автомобильной краской для защиты от атмосферных воздействий, если вы намерены разместить ее на мачте. На диапазонах Wi-Fi, 3G антенна Харченко довольно критична к точности изготовления. Поэтому, поймав сигнал, не стоит пренебрегать настройкой антенны. Можно воспользоваться стандартным «палкомером» модема, но удобнее специализированным софтом. Сдвигая и раздвигая «очки», а также в небольших пределах меняя расстояние до рефлектора, добиваются максимального уровня принимаемого сигнала. Главное здесь — терпение, так как нужно постоянно ждать пока обновятся показания уровня сигнала в программе.
Расчет Bi-loop антенны
Антенна Двойная Петля является модификацией хорошо известной антенны Харченко. В данном случае квадраты заменяются круговыми петлями. При этом радикального изменения в принципе излучения антенны не происходит. Мы по прежнему имеем дело с двумя, соединенными параллельно, элементарными магнитными излучателями, только с измененной геометрией петель, вместо ромба — круг. При этом площадь раскрыва и, соответственно, усиление такой антенны даже больше чем у би-квадрата, но не намного, всего на доли децибела. Да и изготовление петель во многом легче, достаточно согнуть круг нужного диаметра и не париться замерами сторон и диагоналей квадрата.
Данный калькулятор отличается от западного аналога WiKarekare, ссылка на который приведена ниже. Этот калькулятор основан на компьютерной модели ANSYS HFSS, а западный использует фиксированные размеры кратные длине волны (λ, λ/8 и т.п.). Как показывает компьютерная модель, длина окружности петли «C» на несколько процентов меньше длины волны в свободном пространстве. Это же относится и к расстоянию между петлями и рефлектором «h«. Антенна имеет входное сопротивление 50 Ом, расчетное усиление — 10.5 dBi. Схематическое изображение антенны:
Набор характеристик антенны (кликните на нужное изображение для увеличения):
 |  |  |  |
| Входной импеданс | КСВ | Усиление dBi | Диаграмма направленности |
 |  |  |  |
| Входной импеданс | КСВ | Усиление dBi | Диаграмма направленности |
Как видим, в диапазоне 2100 Мгц КСВ достигает 3-х при удовлетворительных других характеристиках антенны. Кроме того, не следует забывать, что антенна нуждается в балуне. Обычно этим пренебрегают, что ухудшает все характеристики антенны.
Не забывайте о поляризации антенны. На схеме антенна имеет вертикальную поляризацию. Особенности монтажа мало отличаются от антенны Харченко. Промежуток в месте подключения необходимо сделать минимально возможным, желательно не более диаметра провода. На диапазонах ДМВ, где диаметр провода может составлять более 10 мм, его можно набрать из нескольких параллельных проводов меньшего диаметра. По краям рефлектора можно сделать бортики по аналогии с антенной Маршалла. Это несколько уменьшает боковые лепестки диаграммы наравленности антенны.
Усиление антенны можно увеличить соединив в стек несколько Bi-loop антенн: