Двойной и тройной biquad, простая антенна для WiFi и ТВ. Антенна для цифрового тв своими руками.
Сегодня мы продолжим тему биквадов и рассмотрим простой вариант антенны, способной дать усиление в 12-13 dBi, что весьма неплохо для такой простой конструкции.
Речь идёт конечно же о двойном Bi-Quad и даже тройном.
Рассчитываются они так же как и простые биквады, т.е. стороны квадратов должны быть примерно четверть длины волны с учетом коэффициента укорочения, а расстояние до рефлектора около одной восьмой длины волны.
Для примера рассчитаем двойной квадрат для первого диапазона WiFi c частотой 2412 МГц.
Длина волны составит 124 мм.
Стороны квадратов – 31,4 мм.
Проводники соседних квадратов не должны прикасаться друг к другу. Они должны быть либо в изоляции, либо на небольшом расстоянии друг от друга.
Диаметр проволоки 1,3 мм. Длина проволоки – 514 мм.
Расстояние антенны до рефлектора – 11,2 мм.
Размер рефлектора ожидаемо будет больше, чем обычно – 273 на 131 мм.
Также рекомендую добавить губки с верхней и нижней стороны высотой 28-30 мм.
Губки не только немного увеличат усиление, но и сожмут диаграмму направленности сверху и снизу, что при дальнейшем увеличении числа элементов будет весьма важно.
Такая конструкция выдаёт усиление уже 12-13 dBi, но легенды гласят, что тройной bi-quad может дать усиление в целых 14 dBi.
Находятся умельцы, которые идут ещё дальше и делают учетверённый bi-quad, чтобы получить ещё большее усиление. Но я бы порекомендовал притормозить.
При увеличении количества элементов диаграмма направленности сужается по бокам. Уже у тройного биквада ДН похожа на вертикальный блин. Это очень непрактичная форма ДН, поэтому здесь приходится обязательно вводить ограничивающие бортики у рефлектора.
В случае ещё большего количества элементов умельцы рекомендуют изгибать рефлектор с антенной по кругу, образуя цилиндр. Однако это весьма спорный способ, т.к. сигнал падает на элементы со сдвигом фазы, что сводит на ноль весь смысл такой антенны.
Цилиндрическую конструкцию я не рекомендую. Если хотите получить круговую диаграмму направленности, то лучше для этого использовать коллинеарные антенны.
А вот для телевидения многоэлементные биквады как раз очень выгодны, т.к. поляризация ТВ сигнала горизонтальная, и чем больше элементов у такой антенны, тем более плоский блин по горизонту мы получаем.
Рассчитаем двойной биквад на частоту цифрового канала, допустим, 700 МГц.
Длина волны составляет 428 мм.
Стороны квадратов равны примерно 108 мм.
Диаметр провода 4,5 мм, либо плоская шина с той же площадью поверхности.
Понадобится около 1770 мм провода.
Расстояние до рефлектора – 38-39 мм.
Минимальные размеры рефлектора — 942×450 мм. Можно использовать сетчатый или ребристый рефлектор с расстоянием между его элементами не более 42 мм.
Бортики по бокам делать не нужно, т.к. нам полезна диаграмма направленности широкая по горизонту.
Но если возникла необходимость сузить ДН, используйте бортики высотой 100 мм.
При увеличении количества элементов, нужно немного уменьшать расстояние от антенны до рефлектора для лучшего согласования с кабелем. При этом, чем больше элементов, тем площе становится ДН.
Плоская диаграмма направленности очень выгодна, т.к. мы начинаем лучше принимать сигнал по горизонту.
Такая архитектура гораздо выгоднее для сигналов с горизонтальной поляризацией, чем для сигналов с вертикальной поляризацией.
Друзья, если ролик был для Вас полезен, не поленитесь оставить лайк, комментарий и поделиться видео в соцсетях и на других площадках. Смотрите другие ролики на канале, изучайте материалы в описании.
Расчёт и изготовление простой антенны для ТВ и WiFi тройной квадрат
Сегодня рассмотрим простую и эффективную однодиапазонную направленную антенну с усилением около 9 dBi. Тройной квадрат.
На основании такой антенны часто делают многоэлементные директорные петлевые антенны. Они теоретически могут выдать до 14 dBi, но какой ценой! Многоэлементная антенна становится очень узконаправленной, очень узкополосной и чувствительной к погрешностям при изготовлении.
В то время как трёхэлементная антенна допускает погрешности +- 5% и спокойно работает с усилением около 9 dBi.
Перейдём непосредственно к структуре антенны.
Антенна представляет собой полный аналог волнового канала, только вместо полуволновых элементов, квадратные петли длиной в целую волну.
Сигнал активного вибратора складывается в противофазе, иначе говоря вычитается, с сигналом рефлектора, поэтому излучение в направлении назад уменьшается. Но с сигналом директора сигнал вибратора складывается в фазе, что увеличивает излучение в направлении вперед.
Автор этой антенны, Владимир Павлович Шейко даёт следующие соотношения для размеров директора, вибратора и рефлектора, и расстояния между ними. Без учёта коэффициента укорочения.
При этом он утверждает, что достигается усиление в 14-15 дБ, нужно понимать изотропных. Эти показания сильно приукрашены. Реальное усиление тройного квадрата немного больше 9 dBi.
Входное сопротивление антенны достаточно велико, и чтобы согласовать её с кабелем нужно либо использовать четвертьволновый трансформатор, либо гамма-согласование.
Сейчас давайте для примера рассчитаем такую антенну с гамма-согласованием для сигнала цифрового ТВ с горизонтальной поляризацией. При этом в качестве полотна возьмём трубку диаметром 7-8 мм.
Рассчитаем например для частоты 600 МГц:
Сторона директора D: 116.5 мм
Сторона вибратора V: 131.8 мм
Сторона рефлектора R: 144.5 мм
Расстояние вибратор-директор v-d: 121.7 мм
Расстояние вибратор-рефлектор v-r: 101.7 мм
Суммарная длина провода Lw: 2099 мм
Расчетное усиление антенны Ga: 9.3 dBi
Полоса пропускания по уровню КСВ 2: 44.4 МГц
Как видим, антенна обладает весьма узкой полосой, поэтому подойдёт только для одного канала. И это недостаток всех директорных антенн, всех волновых каналов – все они узкополосны.
Если мы применяем гамма согласование, то на шлейфе нужно найти такую точку, в которой согласование с кабелем будет наилучшим.
Сам Шейко предлагает не гамма-согласование, а следующее согласующее устройство:
Это четвертьволновый отрезок, который сверху соединяется с одним плечом антенны и с центральной жилой кабеля, а с другой стороны с оплёткой кабеля.
Входное сопротивление антенны с таким согласующим устройством составляет 70 Ом.
Но если нам нужно получить входное сопротивление 50 Ом, то лучше применять согласующий трансформатор 1:4.
Для этого можно использовать либо U-колено, о котором был отдельный ролик, либо классическую схему трансформатора 1:4 из двух четвертьволновых отрезков.
Однако многим будет легче использовать именно гамма согласование. Гамма-согласование требует поиска точки с нужным входным сопротивлением.
Если у Вас нет анализатора, тогда по теории подключать кабель нужно в начало шлейфа, в ту точку, где он соединяется с антенной. В этой точке находится максимум тока и минимум потенциала, соответственно минимальное сопротивление.
Фидер нужно отводить перпендикулярно поляризации, т.е. вдоль шлейфа.
Давайте для примера рассчитаем ещё одну антенну на частоту 2432 МГц – пятый канал WiFi диапазона 2.4 GHz.
Сторона директора D: 29.9 мм
Сторона вибратора V: 32.7 мм
Сторона рефлектора R: 34.9 мм
Расстояние вибратор-директор v-d: 25.8 мм
Расстояние вибратор-рефлектор v-r: 23.1 мм
Диаметр провода dw: 1.78 мм
Суммарная длина провода Lw: 520 мм
Расчетное усиление антенны Ga: 9.6 dBi
Полоса пропускания по уровню КСВ=2: 112.4 МГц
Мы получаем достаточно широкую полосу, которая покрывает весь диапазон 2.4 ГГц и прекрасное усиление для такой простой антенны.
Поляризация WiFi по стандарту вертикальная, поэтому точка подключения и согласующий шлейф будут находиться сбоку.
Теперь хочу сказать пару слов по поводу материала траверсы. Есть много схем таких антенн, где предлагается траверсу делать из того же куска провода, что и антенну. Мол, траверса находится в точке нулевого потенциала, поэтому её можно делать проводящей.
Но это работает только в том случае, когда сигнал у нас имеет чистую линейную поляризацию. Например, горизонтальную поляризацию как у ТВ сигнала.
Но WiFi, хоть по стандарту обладает вертикальной поляризацией, на практике имеет поляризацию абсолютно любую. Хоть диагональную, хоть круговую. А это означает, что траверса теперь не попадает в точку нулевого потенциала, следовательно начинает замыкать излучающие элементы между собой, влияя и на диаграмму направленности, и на согласование.
Поэтому, если Вы работаете с нестабильной поляризацией, как WiFi, тогда я настоятельно рекомендую траверсу делать из диэлектрика.
Можно ли в этой антенне вместо квадратных петель использовать круглые? Разумеется, и даже нужно.
Про преимущества круглых петель перед квадратными я уже говорил в предыдущих роликах. В нашем случае это добавит полдицебела, и мы получим усиление уже около 10 dBi. Что просто великолепно для такой простой и лёгкой конструкции.
Друзья, если ролик был для Вас полезен, прошу поддержать канал комментариями, репостами, и любой другой активностью. Предлагайте новые темы в комментариях.
Подписывайтесь, смотрите другие ролики на канале, изучайте материалы в описании.
Тройной квадрат, тройное кольцо. Как сделать простую антенну для ТВ, цифрового ТВ и WiFi
Расчёт и изготовление простой антенны для ТВ и WiFi тройной квадрат. Как сделать простую антенну для ТВ и WiFi. Антенна для цифрового тв своими руками, как сделать антенну для телевизора. Фрактальные антенны и линии задержки. Часть 2 http://crit1.ru/fractal/fractal2.html Видеокурс «Антенны» http://crit1.ru/Antennas/ Усилители Мощности http://crit1.ru/um/ Комплекс уроков «Электричество» http://goo.gl/9ueS3X Основы работы электронных генераторов http://crit1.ru/electonicgenerators/ Мини-курс «Сборка повышающих блоков» http://crit1.ru/MiniBlocks/ Инструкция по сборке преобразователей напряжения http://crit1.ru/preobraz/preobraz.html Группа ВК http://vk.com/crit1 Проект «Научная Критика» — http://www.crit1.ru Telegram https://t.me/timurgaraninnauchnayakritika Поддержать автора материально: https://www.donationalerts.com/r/timur_garanin тимур гаранин,научная критика,тройной квадрат,антенна для ТВ,антенна для т2 своими руками,антенна тройной квадрат для dvb-t2,расчёт антенны тройной квадрат,тройной квадрат антенна,согласование сопротивлений,ham radio,dvb t2,антенна тройной квадрат для цифрового ТВ,антенна своими руками,dvb-t2,антенна для цифрового ТВ,как сделать антенну для телевизора,цифрового ТВ,цифровая антенна,цифровая антенна тройной квадрат,антенна для цифрового тв своими руками
Расчет антенны «Тройной квадрат»
Подробнее о конструкции читайте в соответствующей статье Мы не рекомендуем антенну тройной квадрат для приема цифрового телевидения. Во всяком случае для приема нескольких мультиплексов одновременно. Почему можно подробнее прочитать здесь.
Схематическое изображение антенны:
Размеры берутся по осям провода (от центра до центра), между элементами (v-r, v-d) — от плоскости до плоскости в которых размещен каждый элемент. Плоскости параллельны друг другу. Центральные точки квадратов расположены на одной оси. Шлейф можно изгибать в сторону так, чтобы он оставался перпендикулярен нижней стороне рамки вибратора. Направление приема в сторону директора. Поляризация антенны на схеме — горизонтальная. Для вертикальной необходимо повернуть конструкцию на 90° вокруг оси, шлейфом в сторону (неважно влево или вправо). Рамки между собой крепятся с помощью диэлектриков. Допускается электрическое соединение в верхних точках рамок. Можно согнуть конструкцию из одного куска провода как на схеме справа. Фидер прокладывается по одной из сторон шлейфа и крепится к нему стяжками. Подключается к антенне в точках o-ó. Оплетка подключается к той стороне шлейфа по которой прокладывается кабель, центральная жила к противоположной.
Калькулятор обновлен 04.01.2015, для корректных расчетов не забудьте обновить кэш браузера Ctrl+F5!
В сетях обмена данными требуется относительно широкая полоса пропускания антенны. Для достижения этого приходится применять для изготовления антенны толстый провод. Однако в других случаях, например если антенна предназначена для приема одного мультиплекса в цифровом телевидении, толщину провода можно уменьшить. Данный калькулятор доработан с учетом этого. Вы можете выбрать один из 4-х вариантов антенны: входное сопротивление антенны 50 ом с толстым и тонким проводом и входное сопротивление антенны 75 ом также с толстым и тонким проводом. Частоты телевизионных каналов можно посмотреть здесь.
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.