Справочник и калькулятор размеров самодельной антенны «двойной квадрат» для цифрового телевидения. Подходит для ТВ (DVB-T/T2 и аналогичные). Приведены формулы, рекомендации по зазору и питанию, а также примеры расчётов с 3D моделированием.
Краткая инструкция
- Введите центральную рабочую частоту в МГц (типично для DVB-T — 470…862 МГц).
- Укажите толщину проволоки / трубки / ширину металлических планок в миллиметрах для самодельной рамы.
- Выбери опцию «полная / полуволна / четверть волны» — для выбора общих размеров конструкции, но в практических самодельных антеннах чаще используется эмпирический коэффициент на сторону ≈ 0,30·λ.
- Нажмите «Рассчитать» — получите размеры ромба, длину проволоки, рекомендованный зазор подключения
и приближённое волновое сопротивление, плюс наглядную 3D модель.
Основные обозначения и формулы
- \(f\) — рабочая частота в МГц.
- \(\lambda\) — длина волны в метрах: \(\displaystyle \lambda = \frac{300}{f}\) (м).
- \(s\) — сторона ромба (м) — основной размер, от которого выводятся остальные размеры.
- Общая длина провода для одного двойного квадрата (2 ромба): \(L_{total} = 8 \cdot s\).
- Зазор подключения (feed gap) — рекомендовано 5…10 мм (в большинстве конструкций не зависит
сильно от толщины провода). - Приближённое волновое сопротивление (упрощённо):
\[
Z_0 \approx 60 \cdot \ln\!\left(\frac{2 s}{r}\right),
\]
где \(r\) — радиус провода в метрах (для плоской полосы можно брать эквивалентный радиус).
Как выбирать сторону ромба
Теоретически раньше использовали \(s=\frac{1}{4}\lambda\). На практике для DVB-T самодельных конструкций
лучше брать эмпирический коэффициент \(k_{side}\approx 0.30\ldots0.33\). Тогда
\[
s = k_{side}\cdot\lambda.
\]
При \(k_{side}=0.31\) получаем значения, близкие к чертежным 14 см в популярных примерах.
Что показывает программа
- Длина волны \(\lambda\).
- Сторона ромба \(s\) — выбранный практический размер с учётом коэффициента.
- Длина провода одного квадрата и общая длина провода на 2 элемента.
- Рекомендуемый зазор для подключения — по умолчанию 7 мм (обычно диапазон 5–10 мм).
- Приближённое волновое сопротивление \(Z_0\) (Ом) — для оценки согласования с кабелем 50/75 Ом.
- Рекомендации по питанию и другие важные примечания.
Пример для частоты 650 МГц
Входные данные: \(f=650\) МГц, толщина провода 2,5 мм, используем \(k_{side}=0,31\).
Длина волны:
\[
\lambda=\frac{300}{650}=0.46154\ \text{м} \ (\approx 46.15\ \text{см}).
\]
Сторона ромба:
\[
s = 0.31\cdot\lambda = 0.31\cdot0.46154 \approx 0.143\ \text{м}.
\]
Длина провода:
\[
L_{\text{ромба}} = 4s \approx 4\cdot0.1431 = 0.572\ \text{м},
\]
\[
L_{\text{общая}} = 2\cdot4s = 8s \approx 1.145\ \text{м}.
\]
Принятый зазор (feed gap) — 7 мм.
Оценочное волновое сопротивление. Пусть толщина провода \(d=2.5\) мм, радиус \(r=d/2=1.25\) мм \(=0.00125\) м.
Тогда
\[
Z_0 = 60\ln\!\left(\frac{2\cdot0.1431}{0.00125}\right)\approx 326\ \Omega.
\]
Это грубая оценка — на практике геометрия ромба и близость элементов сильно влияют, поэтому используется согласующий переход (трансформатор или вибратор) для приведения к 75/50 Ом. При несогласованности сопротивлений будут определенные потери сигнала, уровень которых можете подсчитать здесь. Для примера, с черным ТВ кабелем 75 Ом это около 33% (с белым кабелем 50 Ом будет до 50%).
Справочная таблица с частотами каналов
| Канал | Частота, МГц | Длина волны, мм |
| 21 | 474 | 632 |
| 22 | 482 | 622 |
| 23 | 490 | 612 |
| 24 | 498 | 602 |
| 25 | 506 | 593 |
| 26 | 514 | 583 |
| 27 | 522 | 574 |
| 28 | 530 | 566 |
| 29 | 538 | 557 |
| 30 | 546 | 549 |
| 31 | 554 | 541 |
| 32 | 562 | 534 |
| 33 | 570 | 526 |
| 34 | 578 | 519 |
| 35 | 586 | 512 |
| 36 | 594 | 505 |
| 37 | 602 | 498 |
| 38 | 610 | 492 |
| 39 | 618 | 485 |
| 40 | 626 | 479 |
| 41 | 634 | 473 |
| 42 | 642 | 467 |
| 43 | 650 | 461 |
| 44 | 658 | 456 |
| 45 | 666 | 450 |
| 46 | 674 | 445 |
| 47 | 682 | 440 |
| 48 | 690 | 435 |
| 49 | 698 | 430 |
| 50 | 706 | 425 |
| 51 | 714 | 420 |
| 52 | 722 | 415 |
| 53 | 730 | 411 |
| 54 | 738 | 406 |
| 55 | 746 | 402 |
| 56 | 754 | 398 |
| 57 | 762 | 393 |
| 58 | 770 | 389 |
| 59 | 778 | 385 |
| 60 | 786 | 381 |
| 61 | 794 | 378 |
| 62 | 802 | 374 |
| 63 | 810 | 370 |
| 64 | 818 | 367 |
| 65 | 826 | 363 |
| 66 | 834 | 359 |
| 67 | 842 | 356 |
| 68 | 850 | 353 |
| 69 | 858 | 349 |
Справочная таблица с размерами
| Частота, МГц | λ, см | Сторона ромба, см | Длина одного ромба, см | Общая длина провода, см |
|---|---|---|---|---|
| 650 | 46.15 | 14.31 | 57.24 | 114.48 |
| 600 | 50.00 | 15.50 | 62.00 | 124.00 |
| 546 | 54.95 | 17.03 | 68.12 | 136.24 |
| 500 | 60.00 | 18.60 | 74.40 | 148.80 |
| 470 | 63.83 | 19.79 | 79.16 | 158.32 |
Полезные замечания и советы по постройке
- Прежде чем браться за эту конструкцию, попробуйте принимать сигнал на обычный четвертьволновый штырь — кусок провода 13 см.
- Для цифрового ТВ обычно используют согласование на 75 Ом — коаксиальный кабель. При высоком теоретическом \(Z_0\) ромба применяют трансформатор типа 4:1 или узел согласования.
- Зазор 5–10 мм в большинстве проектов даёт удобную точку подключения (паяемый/болтовой контакт). Он часто выбирается независимым от толщины провода — так проще и надёжнее.
- Если используем плоские планки (алюминий/латунь), эквивалентный радиус снижается, формула \(Z_0\) требует поправки — лучше измерять КСВ/использовать согласующий узел.
- Проволока большего диаметра или плоские полосы укрепляют конструкцию, но немного меняют резонанс — проверяйте реальным КСВ-метром/анализатором.
- Установка: ромбы должны лежать в одной плоскости и касаться углами; основание (матрица крепления) жёстко фиксируйте к опоре; точка питания в месте касания с зазором и контактом по краям зазора.
После сборки проверьте: КСВ в полосе интереса, максимальная отдача сигнала по телевидению (уровень сигнала / BER/ MER). Часто приходится подрезать или добавлять небольшие регулировки (±2–5 % размера) для точного резонанса.
👉 Все численные оценки волнового сопротивления и усиления — приближённые. Для точного проектирования используйте полное моделирование (метод MOM/EM simulation) или антенный анализатор. Этот калькулятор — быстрый практический инструмент для самостоятельной сборки, где не требуется максимальная точность.
В антенне для цифрового телевидения каждый элемент играет свою роль, и изменение его размеров или формы напрямую сказывается на качестве приема. Длина стороны вибратора определяет резонансную частоту, поэтому при несоответствии этой величины сигнал может ослабляться. Толщина проводника влияет на ширину рабочей полосы — более толстый элемент способен принимать чуть больший диапазон частот, но может сильнее ловить помехи.
👉 Часто ставят рефлектор для повышения дальности приёма, но особого смысла усложнять конструкцию нет, тем более что он тоже нуждается в правильной геометрии. Расстояние между вибраторами и отражателем определяет усиление антенны: чем точнее оно выбрано, тем больше направленность и тем меньше ловятся сигналы с ненужных направлений. Сам отражатель работает как зеркало для радиоволн, усиливая полезный сигнал и снижая шум.
Соединительные планки и точки крепления должны быть механически прочными, чтобы геометрия конструкции не менялась, иначе параметры антенны сдвинутся и прием ухудшится. Даже цвет или покрытие элементов может слегка влиять на долговечность, так как окисление меняет проводимость. Таким образом, каждая часть конструкции связана с точностью настройки, а общее качество приема — результат правильного сочетания размеров, формы и расположения всех элементов.
