Домашняя антенна своими руками

Никогда не задумывались, почему в телевидении используется кабель 75 Ом, а в радио – 50? А между тем, как мы считаем, этот вопрос тесно связан именно с антеннами. В самом деле, почему бы не унифицировать процесс? Почему телевизионный кабель стоит по 5 рублей за метр, а чтобы протянуть WiFi, приходится изрядно потратиться. Мы обсуждали в свое время этот вопрос и нашли дешевое решение, но проблема обсуждалась количественно, просто был подобран кабель с хорошими характеристиками за приемлемую цену, которые не так сложно было бы достать в продаже. Иначе говоря, любой наш читатель, осилив обзор, был бы готов протянуть сеть WiFi своими руками. Это такие очевидные факты, что никто уже и не задумывается, для чего, собственно, начали городить весь огород. А начиналось-то все с Герца, давненько уж это было… Какая она, домашняя антенна, своими руками собранная из подручного материала? Попробуем ответить на этот и некоторые другие вопросы.

Домашняя антенна

Характеристики домашней антенны с точки зрения радиолюбителей

Самодельная домашняя антенна была не в редкость во времена СССР. Достать в магазине было сложно, а голь на выдумки хитра. И сделать домашнюю антенну самостоятельно под силу почти каждому. Сегодня мы обсуждаем теоретические основы. До сих пор читатели слепо следовали указаниям, настал черед объяснить, из каких предпосылок решается, какая именно домашняя антенна своими руками будет сделана из подручных материалов. Важен не сам процесс плавания, а курс, который следует избрать. Если бы Колумб помнил это правило, то он точно никогда бы не открыл Америки…

Вы никогда не задумывались, почему столь много на свете конструкций антенн? А ведь первые из них были ничем иным, как вертикальным (горизонтальным) куском провода, который излучал. О длине даже никто не думал, пока на горизонте не замаячила наука, затронувшая электродинамику распространения радиоволн. Мы бы даже сказали, не наука, а целый комплекс наук. И в скором времени стало ясно, что антенна излучает в эфир волны потому, что на ее поверхности имеется некоторое распределение токов и напряжений, повторяющих законы передачи. (См. также: Домашняя антенна для телевизора)

В идеале длина провода должна быть кратна четверти длины волны (хотя есть и другие случаи). В этом случае распределение получается наиболее выгодным, и информация начинает передаваться в эфир.

Понимаете? Не только важны размеры, так еще и конструкций появляется несколько. Прежде всего, полуволновой диполь, известный, как вибратор Герца. Его сопротивление приблизительно равняется на резонансной волне 75 Ом. Ничего не напоминает? Правильно, это как раз стандарт телевизионного кабеля. Почему это так важно? Коаксиальный кабель не является симметричной линией, да ко всему прочему имеет собственное волновое сопротивление. Если параметры антенны не подстроить под фидер, то часть мощности начнет отражаться, что пагубно повлияет на КПД всей системы. В результате голый провод без антенны может принимать лучше, нежели не та антенна.

Вот поэтому каждая покупная антенна для телевизора имеет сопротивление излучению 75 Ом. Понятно, что на каждой длине волны этого соблюсти нельзя, поэтому реальный КСВ (коэффициент стоячей волны) по диапазону колеблется. Измеряется параметр специальным прибором, и считается хорошими показателями, если КСВ по всем длинам волн не превышает 2.

Антенна симметричная своими руками

Но тем, кто хочет сделать все своими руками, следует знать, что симметричная самодельная антенна соединяется с несимметричным коаксиальным кабелем через симметрирующее устройство. Напомним, что имеется два стандарта, из-за чего так сложно сделать универсальное оборудование:

  1. В телевидении используются устройства с сопротивлением на рабочей частоте 75 Ом. Это значит, что и гнездо телевизора, и кабель, и антенна хорошо работают друг с другом, пока какой-нибудь умник не догадается что-либо перепутать.
  2. В радиовещании господствуют устройства с волновым сопротивлением 50 Ом. Почему? Читайте наш обзор дальше…

Почему домашние антенны столь различны

Итак, мы показали, что существует много жизнеспособных конструкций, а равно и размеров антенн. Но почему в радиовещании используются устройства с волновым сопротивлением 50 Ом, а в телевидении – 75 Ом? Это зависит от традиций. В то время, как дед Абрамовича охранял интересы своей родины, а Аркадий Гайдар писал про Тимура и его команду, никто подумать не мог, что в лимузинах их потомков будут телевизоры. Тогда и телевидения самого толком не было. А Информбюро сообщало о победах по радио. Зато радиосвязь сама по себе должна была служить военным целям, следовательно, обладать мобильностью. Мы утверждаем, что этим вызвана не только причина выбора кабелей с сопротивлением 50 Ом, но также и вертикальная линейная поляризация. Что все это означает на практике?

Вертикальная и горизонтальная линейная поляризация

  • Если поляризация горизонтальная, то для ее приема нужно точно нацелить антенну на точку вещания. В противном случае до нуля падает принятый сигнал. Понятно, что если сапер вылезет на минное поле тянуть провод, то ему некогда разбираться, где стоит передатчик. А значит, он и сам не сможет сообщить, что территория обезврежена. Другое дело, если поляризация вертикальная. В этом случае антенна не будет принимать (почти) если расположить ее параллельно земле. Но в здравом уме даже контуженый человек примерно осознает, где небо, следовательно, может разместить оборудование правильно. Кроме того мобильные системы становятся относительно свободными, благодаря тому, что в азимутальной плоскости диаграмма направленности антенны идентична по всем углам. Что касается телевидения, то его развертывают не спеша, на даче, дома, поэтому направление на вышку примерно известно.
  • А сопротивление также играет немалую роль. Вещание, в том числе военно, изначально шло на относительно низких частотах. Давайте-ка посчитаем длину волны для верхней границы КВ: 299792458 / 30000000 = 9,993 метра. А ну как половину найдем? Получается порядка пяти метров. Высокая антенна? Попробуй такую в поле разверни. А рации работают и сейчас у дальнобойщиков на этих частотах. Что делать? Используются четвертьволновые вибраторы, которые вдвое короче полуволновых, а свойства их немного хуже. Размер играет ключевую роль. Штырь высотой 2,5 метра под силу поставить за считаные секунды любому. Помните эти фото со связистами, за которыми болтается хлыст? Теперь читатели знают, почему радист иногда похож на кузнечика. А зачем вообще нужны эти волны? Дело в том, что на волнах КВ и ниже сигнал может огибать препятствия, заходить за горизонт, распространяться очень далеко. Волны же FM двигаются почти по прямой, поэтому под Волгоградом, за какую-нибудь сотню километров от города есть зоны полного радиомолчания. Понятно, что в военной обстановке это неприемлемо.

Изготовление антенны

Вот по этим двум причинам и выбраны упомянутые стандарты. Мы должны сказать, что вся эта филькина грамота уже слегка устарела, потому что даже для диапазона КВ используют ферритовые антенны с намоткой, однако есть и третья причина, по которой не хотят смешивать телевидение и радио – помехи. Вещание бы мешало принимать правильный сигнал. В свете появления мультиплексов эта причина смотрится просто смехотворной, поэтому будущее явно за унификацией, что и демонстрирует правительство, сдобрив телевизионные программы радио (на одной волне, с разделением по времени). А стало быть, пора уже начинать и стандарт создавать единый с едиными требованиями. Дальше больше, не факт, что элементарные линейные антенны станут лидерами в гонке, а тогда уже есть смысл задуматься над волновым сопротивлением именно победителей, а не классических примеров для ВУЗов.

То есть читатели должны понимать, что геометрические размеры домашней антенны, это еще не все. Если мы хотим принимать телевидение, то изготавливаем несимметричный четвертьволновый вибратор из отрезка кабеля сопротивлением 75 Ом, сдирая оплетку на нужное расстояние. Мы показывали, как сделать домашнюю антенну под мультиплекс подобным образом. Не забудьте ее повернуть горизонтально, чтобы прием был максимальный. Будет ли она принимать при выставке стоймя? Да! Всегда часть сигнала переотражается, изменяя свою поляризацию. Нужно понимать, что такие эффекты имеются, но они скорее паразитные. Мы подробно расписали проблему в теме про самодельные антенны для раций, где китайцы специально создают отклонения от линейной поляризации, чтобы сделать приборы восприимчивыми к сигналу, идущему сверху. (См. также: ДМВ антенна своими руками)

https://www.youtube.com/watch?v=gwqKRAePtZw

Итак, домашние телевизионные антенны всегда рассчитываются на горизонтальную поляризацию. Причем конструкция теперь уже не всегда соответствует полуволновому вибратору. Следовательно, при желании проложить РК – 75, потребуется согласовать свое изделие. Потому что сопротивление четвертьволнового вибратора составляет примерно 50 Ом, как могли уже догадаться самые внимательные читатели. На практике самодельные конструкции не дотягивают до этого значения, поэтому даже в радиовещании изделия нуждаются в согласовании. И, наконец, домашняя антенна для телевизора со спутниковыми каналами всегда параболическая. Дело в том, что уровень сигнала относительно мал, а направление на космический аппарат прямое и неизменное. Именно это дает возможность использовать домашние антенны с высоким коэффициентом усиления.

Именно в нашей стране радиолюбительству придавалось большое значение. До сих пор юноши знают, что совковые детали самые лучшие. Антенна, в домашних условиях собранная, имелась в доме почти у каждого.