Калькулятор антенны Харченко (зигзаг, двойной квадрат) позволяет рассчитать основные параметры антенны: длину волны, усиление, размеры квадратов, длину провода и межэлементные расстояния.
- Введите частоту в мегагерцах, например, 433 или 144.
- Укажите количество элементов (один элемент — один двойной квадрат).
- Выберите тип длины волны для расчёта (целая, полволны, четверть волны).
- Нажмите кнопку «Рассчитать», чтобы получить параметры конструкции.
Формулы для расчёта
Длина волны:
$$
\lambda = \frac{c}{f} = \frac{300}{f}
$$
где:
- \(\lambda\) — длина волны, метры,
- \(f\) — частота, МГц,
- \(c = 3 \cdot 10^{8}\) м/с — скорость света.
Эффективная длина волны с учётом типа:
$$
\lambda_{\text{эфф}} = \lambda \times k
$$
где \(k = 1, 0.5 \text{ или } 0.25\) — выбранный коэффициент (целая, полволны или четверть).
Сторона квадрата для антенны Харченко:
$$
a = 0.25 \times \lambda_{\text{эфф}}
$$
Длина провода на один элемент (двойной квадрат):
$$
L = 8 \times a = 2 \times \lambda_{\text{эфф}}
$$
Размеры отражателя (рефлектора):
$$
\text{Ширина} = 2 \times a
$$
$$
\text{Высота} = 4 \times a + (N — 1) \times 0.6 \times a
$$
где \(N\) — количество элементов.
Расстояние от активного элемента до отражателя:
$$
d_{\text{реф}} = 0.15 \times \lambda_{\text{эфф}}
$$
Зазор между квадратами (точка подключения):
$$
d_{\text{зазор}} = 0.02 \times \lambda_{\text{эфф}}
$$
Приближённое усиление антенны:
$$
G \approx 7 + 3 \times \log_2 N \quad \text{(дБ)}
$$
Расстояние между элементами (если \(N > 1\)):
$$
d = 0.5 \times \lambda_{\text{эфф}}
$$
Пример расчёта
Для частоты 433 МГц (полволны, \(k=0.5\)):
- \(\lambda = \frac{300}{433} \approx 0.693\, \text{м}\)
- \(\lambda_{\text{эфф}} = 0.693 \times 0.5 = 0.3465\, \text{м} \)
- Сторона квадрата: \(a = 0.25 \times 0.3465 = 0.0866\, \text{м} \)
- Длина провода на элемент: \(L = 8 \times 0.0866 = 0.693\, \text{м} \)
- Размеры отражателя при \(N=1\): ширина \(= 2 \times 8.66 = 17.32\, \text{см}\), высота \(= 4 \times 8.66 = 34.64\, \text{см}\)
- Расстояние до отражателя: \(d_{\text{реф}} = 0.15 \times 0.3465 = 0.052\, \text{м} \)
- Зазор для подключения: \(d_{\text{зазор}} = 0.02 \times 0.3465 = 0.0069\, \text{м} \)
- Усиление: \(G \approx 7 + 3 \times \log_2(1) = 7\, \text{дБ}\)
Особенности конструкции
- Элемент представляет собой два соединённых квадрата из проволоки — так называемый «двойной квадрат» или зигзаг.
- Проволока может быть из меди или алюминия толщиной 1.5–3 мм.
- Стороны квадрата должны быть строго равны и образовывать угол 90°.
- Расстояние от рамки до отражателя — около 0.25–0.3 λ.
- Питание подаётся в центральную точку ромба; часто используется симметрирующее устройство (балун 1:1).
| Частота (МГц) | Длина волны λ (см) | Сторона квадрата = 0.25 × λ (см) | Зазор = 0.02 × λ (см) | Длина от края до края (см) |
|---|---|---|---|---|
| 144 | 208.33 | 52.08 | 4.17 | 104.16 |
| 433 | 69.28 | 17.32 | 1.39 | 34.64 |
| 868 | 34.56 | 8.64 | 0.69 | 17.28 |
| 915 | 32.79 | 8.20 | 0.66 | 16.40 |
| 1090 | 27.52 | 6.88 | 0.55 | 13.76 |
| 1200 | 25.00 | 6.25 | 0.50 | 12.50 |
| 2400 | 12.50 | 3.13 | 0.25 | 6.26 |
Полезно знать
- Усиление одного элемента зависит от точности конструкции и частоты. Значение от 0.6 до 0.95 — приближённое.
- Увеличение числа элементов повышает усиление, но требует точного соблюдения расстояний и фазировки.
- Антенна Харченко популярна в диапазонах VHF/UHF (433, 868, 144, 1090 МГц и других).
- Может использоваться для Wi-Fi, DVB-T, ADS-B, LoRa, радиосвязи и др.
Калькулятор полезен для радиолюбителей, инженеров и разработчиков антенн, желающих собрать эффективную направленную антенну своими руками.
