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 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.
Таким образом, если поставить кабель с малым погонным затуханием на этих частотах, установить антенну на высоте более 15м от земли, можно запросто перекрыть дистанцию до БАЗЫ DCMA в более 20-25 км и получить доступ к интернету, даже в весьма удаленной деревне ))))
Инструкция по изготовлению антенны «двойной» Bi-Quad (двойная восьмерка) W-LAN — антенны на 2,4 Ghz для wi-fi.
«Двойная восьмёрка» — это продолжение Bi-Quad, усиление которой на 2 dB выше, т.е. составляет примерно 12 dB. При постройке обратите внимание на то, что медные провода в местах пересечения не соприкасаются. После постройки «двойную восьмёрку» желательно покрыть лаком, чтобы избежать окисления/коррозии. О том, как важно выдержать расстояние в 15 мм между отражателем и медным проводом, свидетельствуют две приведённые ниже фотографии:
Стойка на месте, расстояние выдержано.
Стойки убрали, расстояние между элементами (отражатель — провод) уменьшили.
Вид сбоку. Видно, что в местах перекрещивания провода не соприкасаются.
В общем, выглядит благородно. Отверстия в отражателе для крепления.
Для того, чтобы не возникали вопросы (в первом посте были) рассмотрим постройку антенны с круговой диаграммой, в данном случае что-то около 270°.
Сначала из медной пластины (или другой жести/материала) нужно согнуть трубу диаметром 70 мм и высотой прим. 100 мм. Затем согнуть из медного провода прямой 6-ти элементный Quad и с помощью, например, бутылки придать ему соответствующую, изогнутую форму. Повторюсь для читающих не очень внимательно: расстояние от медного провода до рефлектора по кругу должно быть 15 мм! Важно, чтобы перекрещивающиеся провода не касались друг друга!
Конечно, это не единственно правильный вариант постройки такой антенны. Антенну с круговой диаграммой можно сделать и крупнее,
например, специально рассчитать под аппарат, к которому она будет подключена. Количество квадратов для этого случая рассчитывается отдельно.
В этом случае потери сигнала в антенном кабеле будут сведены к минимуму.
Общий вид без крышки.
И конечно же о главном, о размерах рамки: у кого есть принтер, могут скачать документ, который надлежит отпечатать и точно по отпечатанному можно будет согнуть рамку: http://raffi.uddu.de/wlan/6erquad/6erQuad.doc В идеале это должно выглядеть немного по-другому, примерно так:
но это не так важно, главное — вы сможете по печати повторить размеры. Для изгибающих «двойную восьмёрку» — крайние квадраты не используются. У кого нет принтера, тот для изготовления рамки пользуется следующим рисунком: приведены размеры для провода диаметром 2,5 мм
«Тройная восьмёрка» — очередное продолжение «двойной восьмёрки», козффицент усиления «тройной восьмёрки» может составить 14 dB или немного больше. Так выглядит окрашенная «тройная восьмёрка», в общем, не плохо:
Для начинающих! Обратите внимание, что стойки, поддерживающте антенну на расстоянии 15 мм от отражателя, должны быть сделаны из диэлектрического материала!
Рассмотренные выше «двойную восьмёрку» и антенну с круговой диаграммой можно смонтировать вместе, в один корпус:
Вид верха, штырь из пластика, резьба М14.
Антенна закрыта. Для изготовления защитного корпуса использовался отрезок пластмассовой трубы диаметром 125 мм, которые используют в сантехнике, крышка сделана из 2-х сантиметровой пластмассы. Крепёжная верхняя гайка — из пластмассы. Покрасить можно в любой цвет.
Антенна установлена на крыше.
Чтобы избежать лишних вопросов: антенны никак не согласованы, каждая подключена к отдельному аппарату.
Увидел в инете вот это, для облегчения гибки рамок, может кого-нибудь заинтересует:
З.Ы.Я бы сделал по-другому, намного проще.
Как увеличить дальность приёма:
Выбор WLAN-аппарата. При выборе обратите внимание на то, чтобы выходная мощность (Рвых.) была как можно ближе к разрешённой, т.е. = 20 dB (в России может быть другой, я не узнавал). Можно купить аппарат с выходом 14 dB, но его можно будет применить для не очень большого удаления. Следующим решающим фактором является чувствительность. У лучших современых аппаратов она находится на уровне прим. -97dB. Чем выше чувствительность, тем лучше аппарат сможет принимать слабые сигналы.
Как влияют эти величины на дальность связи: Один аппарат с Рвых = 20 dB сможет обеспечить в два раза большую дальность приёма по сравнению с аппаратом, у которого Рвых = 14dB, т.е. разница в 6 dB даёт двойной выигрыш. Если к этому прибавить, что аппарат с чувствительностью -97dB, позволяет получить выигрыш в 4 раза по сравнению с аппаратом, у которого чувствительность равна -76 dB, то общий выигрыш будет 8-ми кратным. Для того, чтобы увеличить дальность связи в 2 раза, нужно в 4 раза поднять выходную мощность, т.е. на 6 dB, а в 4 раза — на 12 dB и т.д.
Как удержать выходную мощность на уровне 20 dB. Например: у вас есть аппарат с выходной мощностью 12 dB, который подключен к антенне 5-ти метровым кабелем (потери в кабеле составят, например, 4 dB), коэффициент усиления антенны — 10 dB. Считаем: 12 dB — 4 dB + 10 dB = 18 dB. Т.е. в данном случае антенну можно поменять на другую, с усилением 12 dB.
Дальность связи. Если не мешают внешние факторы, то небольшими направленными антеннами можно достичь дальности в 2 км (или немного больше) в зоне прямой видимости. Если взять спутниковую тарелку, в которой вместо LNB установить WLAN-антенну, можно установить связь на расстоянии 20 и более километров. Это расстояние в любом случае можно увеличить, применив антенный усилитель для приёмника, который установить будет сложно т.к. один и тот же кабель используется при приёме и передаче. Существуют, конечно, качественные интеллигентные усилители, которые определяют, когда WLAN-аппарат передаёт сигнал и автоматически переключают на время прохожднние выходного сигнала в режим «передача», но эти «интеллигенты» стоят прилично. Более дешёвой альтернативой этому будет поставить две антенны — одну на приём, с антенным усилителем, а другую — на передачу. Даже с покупкой необходимых деталей это должно быть дешевле.
Спутниковые тарелки с Bi-Quad`ом:
Интересное решение — параболу скомбинировали с Bi-Quad`ом на основе CD-шпинделя.
P.S. Сам я WLAN не использую, и не только потому, что 128-Bit-WEP-key расколдовывается за 1 минуту, а просто пока не надо. Поэтому не могу разделить радости постройки антенны.
За изготовление и использование антенны автор (переводчик) статьи/статей ответственности не несёт. Вы должны быть уверенны, что знаете, куда и как нужно подключить антенну.
