Antena do DVB-T (double quad or bi-quad)

To nie będzie rozbudowany post o antenach. Popełnię taki w przyszłości, opisując jak wykonać małe anteny na laminacie do Wi-Fi o dużym wzmocnieniu i różnych charakterystykach promieniowania anten.

Tu przedstawię rozwiązanie problemu odbioru DVB-T w sytuacji, kiedy:
a) Mieszkamy blisko nadajnika i sygnał jest zbyt silny, szczególnie gdy stosujemy antenę ze wzmacniaczem.
b) Antena dodatkowo odbiera słabe sygnału (z odległych nadajników), co powoduje błędy w wyświetlaniu programów.

Z powyższą sytuacją spotkałem się w wieżowcu, z balkonu którego bezpośrednio widać nadajniki TV umieszczone na wysokim kominie. Balkon znajduje się około 20m nad ziemią, nadajniki TV na kominie znajdują się na wysokości około 260m i nadają z mocami:
MUX-2:   498 MHz,   kanał 24,   moc 100 kW   polaryzacja pozioma
MUX-4:   626 MHz,   kanał 40,   moc 5 kW   polaryzacja pozioma
MUX-3:   650 MHz,   kanał 43,   moc 170 kW   polaryzacja pozioma
MUX-1:   674 MHz,   kanał 46,   moc 100 kW,   polaryzacja pozioma
Od balkonu do nadajników, w prostej linii jest około 4,5km i jak wspomniałem, nie ma przeszkód zasłaniających odbiornik. TV można odbierać na kawałku drutu, ale jednak antena lepiej wygląda i stabilniej działa.

Antena odbiorcza, kupiona w pobliskim sklepie posiadała aktywny wzmacniacz o nieliniowej charakterystyce:
k. 1...5 --- 6dB
k. 6...12 --- 20...30dB
k. 21...69 --- 30...40dB
Przy takich mocach nadajników (i braku przeszkód na drodze nadajnik-antena) najlepsza jest jak najprostsza antena. Żadne wzmacniacze nie są potrzebne! - tym bardziej takie, które wzmacniają tak bardo nieliniowo.

Wykonałem więc super prostą antenę typu double quad. W sieci istnieje wiele wariantów tej anteny, wszystkie stworzone by zapewnić jak największy zysk anteny. Prawidłowo wykonana antena tego typu zapewnia 9dBd. Takie anteny łączy się też np. w pary (+3dBd, w praktyce zyskuje się 11,5dBd).
Ja antenę celowo wykonałem bez reflektora - nie potrzebuje w tej lokalizacji wzmocnienia!

O co chodzi z tym wzmocnieniem? Najbardziej popularne anteny w radiach ręcznych (krótkofalówkach) maja anteny 1/4 (ćwierć falowe) i taką anteną można było wejść na pewne satelity przy nadawaniu z mocą 4W. Antena 1/4 w stosunku do dipola 1/2 ma minus 1,5dBd. Antena o zysku 20dBd umożliwia już łączność w wykorzystaniem odbicia sygnału od księżyca. 

***

Wykonanie:

Potrzebny jest drut - praktycznie dowolny, w miarę sztywny (drut spawalniczy, wieszak, drut z kabla 2,5mm2). Ile go potrzeba?

Bierzemy pod uwagę nadajniki pracujące na skrajnych częstotliwościach:
MUX-2 498 MHz
MUX-1 674 MHz
498+674=1172

1172 dzielimy na pół szukając średniej, co daje 586 (000000)
299792000 / 586000000 = 0,51m (obliczyliśmy długość fali)
0,51m /4 = 0,127m (obliczyliśmy długość "ramienia")

Taką długość ma mieć każde z ośmiu "ramion", czyli 13cm * 8 = 104cm (tyle potrzebujemy drutu)

Warto nadmienić, że anteny nie pracują tak "szeroko", czyli nie pracują dobrze ani na najniższej częstotliwości, ani na najwyższej... Antena najlepiej pracuje na obliczonej częstotliwości, ewentualnie +/- kilka kHz/MHz. Jak widać aptekarska dokładność przy wykonaniu tej anteny jest zbędna.
Tak samo proste ramiona to głównie cecha wpływająca na estetykę. Fala "nie jest prosta", to dlaczego drut anteny musi być idealnie prosty?

Ja wykorzystałem to co miałem pod ręką, czyli dwa metalowe wieszaki z pralni i puszkę elektryczną, natynkową.

Kąty proste zapewniła książka:


Powinniśmy uzyskać długość anteny równą 0,7 długości fali, czyli 0,51m*0,7=0,357m.
Szerokość (wg. zdjęcia wysokość) powinna wynieść 0,35 długości fali.

Całość zmontowałem w puszce elektrycznej, ale może to być to dowolny pojemnik: korek, pudełko po kremie. Co jest dostępne.

Drut miedziany zastosowałem dla usztywnienia ramion (fachowa nazwa: wibratorów) przed lutowaniem.
Widać też wkręconą beczkę od złącza F. Dzięki temu mogłem bezpośrednio przełączyć kabel antenowy z nieistniejącej anteny na tą własnej produkcji.


Zlutowałem ramiona, co zapewniło im właściwą sztywność i połączenie elektryczne:

Dodałem odcinek przewodu antenowego łączącego wibrator anteny z beczką w obudowie. Niestety, kupiony kawałek przewodu antenowego maił taki ekran, którego nie dało się lutować. Żadne skrobanie i topniki nie pomogły. Wobec tego oszlifowałem dremel'kiem bok złącza F i podłączyłem się do niego.

Kabel antenowy trzeba podłączyć do anteny tak jak jest na zdjęciu (symetrycznie) lub najlepiej w samym środku, tam gdzie u mnie są zlutowane ramiona. 
Nie można podłączyć kabla inaczej. Jeśli np.: zamiast zlutować kabel na dole pozostawimy przerwę, a do wolnych końców prętów przylutujemy kabel koncentryczny to uzyskamy inną impedancje (300om zamiast oczekiwanych +/-75om)

Puszkę, oraz miejsca wprowadzenie do niej drutów, uszczelniłem klejem na gorąco.


Antenę należy zainstalować w pozycji pionowej, tak jak widać na zdjęciu. W ten sposób antena będzie pracować w polaryzacji poziomej, tak jak nadajniki.

Uwaga: w dekoderze należy WYŁĄCZYĆ zasilanie anteny napięciem 5V przed podłączeniem anteny.
Napięcie to służy do zasilania anten ze wzmacniaczem. W tej antenie nie ma zastosowania.
Jeżeli z jakiegoś powodu nie możemy wyłączyć zasilania anteny to w miejscu lutowania środkowej żyły do wibratora dodajemy szeregowo kondensator separujący składową stała napięcia. Można użyć kondensatora ceramicznego o pojemności np.: 1nF (nano Farada).

Jeżeli potrzebne jest większe wzmocnienie to można dodać reflektor, np.: metalową płytkę (lub powlekany laminat, lub siatkę, lub trzy symetrycznie umieszczone w poprzek pręty). Reflektor powinien być oddalony od ramion wibratora o wymiar równy 0,125 długości fali, a wymiary reflektora powinny być większe w każdym kierunku od obliczonej długości fali.


Pozostała jeszcze jedna sprawa. Nawet na antenie z wieszaków dekoder odbierał słabe nadajniki, co dało w trybie automatycznego programowania 57 kanałów zamiast oczekiwanych 22. Kanały TV z odległych nadajników, o słabym sygnale, nie były oczywiście odbierane prawidłowo. Rozwiązaniem było ręczne zaprogramowanie dekodera, zgodnie z listą częstotliwości najbliższego nadajnika DVB-T.

I to wszystko :-) Antenę wykonałem w czasie oglądania filmu, kosztowała kilka złotych, jest mała i nie przeszkadza na balkonie. Pracuje poprawnie.


Kilka słów o kablach i ich zakończeniach:

***

Jeżeli w jakieś instalacji zaistnieje potrzeba stosowania wzmacniacza antenowego, należy pamiętać, że wzmacniacz instaluje się przy antenie, a nie przy TV (co jest często praktykowane w tanich antenach) - dzięki temu minimalizujemy wzmocnienie zakłóceń.



Update: 2014.08.05
Create: 2013.12.04

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz