E.T. - Antena telewizyjna UHF wewnętrzna: 12 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Jeśli nie możesz użyć odpowiedniej zewnętrznej anteny telewizyjnej, najprawdopodobniej utknąłeś z „uszami królika”. Wykorzystują małą, wbudowaną antenę pętlową do odbioru transmisji UHF, podczas gdy drążki teleskopowe są używane tylko do odbioru transmisji VHF. Większość kanałów naziemnej telewizji cyfrowej w Polsce jest obecnie nadawanych w paśmie UHF, więc właśnie ta mała pętla jest faktycznie wykorzystywana. Jeśli spróbujesz odbierać słaby sygnał (na przykład blokuje go duże betonowe konstrukcje) za pomocą tej anteny pętlowej, nie zadziała ona zbyt dobrze.

Tak wyglądała sytuacja w mieszkaniu mojej babci. Postanowiłem zbudować nową antenę z prostych artykułów gospodarstwa domowego. To było chyba droższe i zdecydowanie bardziej czasochłonne niż zakup nowej anteny. Ale potem Rycerze Jedi zbudowali swoje miecze świetlne, zamiast zamawiać masowo produkowane w sklepie internetowym, który jest właścicielem magazynu obsługiwanego przez drony pół galaktyki dalej.

Antena pracująca w takich warunkach musi być kierunkowa (ale nie za bardzo) i szerokopasmowa. Zdecydowałem się na użycie dipola z muszką, reflektora narożnego i baluna Robertsa. Antena przeznaczona jest do mocowania do parapetu za pomocą zapięcia na rzep.

E. T. oznacza puzon elektromagnetyczny. Odległość między wierzchołkiem reflektora narożnego a dipolem muszkowym można regulować za pomocą mechanizmu suwakowego, stąd podobieństwo anteny do puzonu. Zmiana tej odległości zmienia impedancję anteny dla różnych długości fal, co widać na rys. 2 tutaj.

Krok 1: Części i narzędzia

Części i materiały:

ok. 2 m^2 tektury (jednościenna tektura falista), kawałki 72,5x152,5cm i 67,4x112,4cm powinny wystarczyć

folia aluminiowa lub miedziana

około 2m kabla koncentrycznego 75Ω i męskiego złącza Belling-Lee (Europa i Australia) / typu F (reszta świata) [użyłem męskiego do żeńskiego kabla antenowego TV]

Przewody miedziane o średnicy 0,5 mm (można je wyciągnąć z kabli UTP)

mały kawałek (16x5mm) płytki PCB o grubości 0,8 mm z usuniętą miedzią

klej przewodzący elektrycznie (możesz użyć lutownicy i lutownicy, jeśli zdecydujesz się zrobić dipol typu muszka z folii miedzianej)

klej rzemieślniczy lub w zasadzie dowolny klej, który przyklei się do papieru

taśma izolacyjna

taśma klejąca

mały gwóźdź (ja użyłam takiego, który ma 3 cm długości i 0,6 mm średnicy)

4x spinacz do bielizny

mocna samoprzylepna taśma rzepowa lub stosunkowo niewielki przedmiot ważący co najmniej 1kg (użyłem kombinacji lżejszego przedmiotu 0,5kg i dwóch pasków słabej taśmy)

Narzędzia:

przecinak ukośny

2x szczypce

nóż uniwersalny

nożyce

linijka

ekierka

ołówek

stacja lutownicza

lutować

Wiertło 1mm

wiertarka lub narzędzie obrotowe

pocieranie alkoholem i ręcznikami papierowymi

Krok 2: Wycinanie części kartonowych

Za pomocą ołówka, linijki i ekierki zaznacz krawędzie części z pliku karton_poprawione.pdf na tekturze falistej. Narysuj linie, które będą używane do umieszczania części szyny G i H na częściach L. Następnie odetnij części nożem lub nożyczkami.

EDYCJA: Poprzedni plik karton.pdf zawierał błędne wymiary całego arkusza 72,5x152,5cm i brakowało 15cm wymiaru części J.

Krok 3: Mocowanie odbłyśnika

Złóż składane krawędzie części B. Przyklej folię aluminiową/miedzianą do odcinków części B o długości 42,4 cm. Możesz użyć pozostałego kawałka tektury do nałożenia kleju. Jeśli twoja folia aluminiowa ma mniej niż 30 cm szerokości, użyj małych prostokątnych kawałków folii, które są o kilka cm szersze niż pusta przestrzeń, aby pokryć pozostałe 42,4 cm odcinki części B, a następnie użyj taśmy samoprzylepnej, aby zabezpieczyć część małego kawałka folii, która nie nawiązuj kontaktu z klejem na miejscu. Następnie mocno przymocuj zewnętrzne krawędzie odbłyśnika do kartonu, również za pomocą taśmy samoprzylepnej.

Krok 4: Łączenie części kartonowych razem

Zagnij składane krawędzie części L, a następnie pokryj klapki klejem i dociśnij je do tylnej części części B. Przyklej części H do części L, upewniając się, że część F może swobodnie poruszać się między dwoma częściami H. Następnie przyklej części G na górnej części części H, upewniając się, że klapka części D o szerokości 10,5 cm może swobodnie poruszać się między dwoma częściami G. Po wykonaniu tej czynności można umieścić poziome paski taśmy samoprzylepnej poniżej i nad częściami toru G i H, aby cała konstrukcja nie rozszerza się zbyt mocno na boki.

Krok 5: Robienie dipola w muszce

Projekt elementu napędzanego anteną oparłem na tym Bowtie Antenna Designer, obliczonym dla częstotliwości środkowej 600MHz, ponieważ kanały telewizyjne UHF są nadawane w zakresie 490-706MHz w najbliższym nadajniku. Projektant obliczył, że potrzebuję dipola o szerokości 187,4 mm, wysokości 124,9 mm i odległości między kawałkami 10,3 mm. Zaokrągliłem te liczby do 188mm, 125mm i 12mm. Rysując krawędzie muszki na części D, założyłem (najprawdopodobniej błędnie, ale ten błąd po prostu przesunie częstotliwość środkową bliżej 0), że potrzebuję szerokości każdej muszki na 94mm. Wewnętrzne krawędzie pokryłem klejem i nałożyłem folię na klej. Folię zaginałem wzdłuż krawędzi, a następnie przecinałem nożem wzdłuż nowo powstałych zagnieceń.

Krok 6: Łączenie podpór muszki

Gdy klej trzymający części G i H wyschnie, wsuń część F w te części sczepiania i zaznacz ołówkiem, gdzie krawędź części G znajduje się w różnych pozycjach części F. Złóż klapki części C i D, a następnie przyklej klapki 5x5cm na końcach części C razem. Następnie przyklej części C z tyłu części D. Po wyschnięciu kleju zaznacz ołówkiem linie, które będą używane do umieszczenia części A. Na dolnej części C zaznacz jedną linię pośrodku, a na wyższej części C zaznacz dwie linie, każda 1,5 cm od środka. Po wykonaniu tej czynności przymocuj części A tak, aby środkowa część części A znalazła się na linii, a klapki przykleiły się do części C. Przyklej części F do obu końców nowo powstałej konstrukcji kartonowej, upewniając się, że klapki pozostają wewnątrz zaznaczonych ołówkiem część F. Następnie po pewnym czasie należy sprawdzić, czy cała konstrukcja może ślizgać się po torach.

Krok 7: Tworzenie Robertsa Balun

Ponieważ korzystałem z kabla antenowego TV z wtyczkami po obu stronach już zainstalowanych, przeciąłem jeden z nich, więc został tylko męski Belling-Lee. Następnie zacząłem usuwać izolację i ekran z odsłoniętej części kabla koncentrycznego nożem do wymiarów z balun.pdf (widoczne 5mm ekranu, widoczne 3mm dielektryka wewnętrznego i co najmniej 10mm przewodu środkowego). Kiedy to zostało zrobione, przeciąłem kabel 100,2 mm za początkiem ekranu. Później wykonałem cięcie ukośne o długości 11,2 mm na nowo uformowanym końcu krótkiego kawałka kabla koncentrycznego. Wywierciłem otwór wiertłem 1 mm 68,5 mm od początku ekranu przez przewód środkowy i usunąłem jego krótszą część za pomocą szczypiec, jednocześnie utrzymując dłuższą część na miejscu za pomocą drugiej pary szczypiec. Następnie usunąłem odcinek zewnętrznej plastikowej osłony o długości 6,4 mm 76,2 mm od początku osłony. Następnie zająłem się dłuższym kawałkiem kabla koncentrycznego i potraktowałem odsłonięty koniec w taki sam sposób, jak na drugim kawałku, a także usunąłem odcinek zewnętrznej plastikowej osłony o długości 6,4 mm 76,2 mm od początku ekranu.

Kiedy oba kawałki były gotowe, ścisnąłem ze sobą dwa kawałki kabla (dłuższa „krawędź” [właściwie powinienem powiedzieć „element ściętej powierzchni cylindrycznej”] krótszego kawałka zwróconego w stronę dłuższego kawałka) i połączyłem odcinki o długości 6,4 mm drutami miedzianymi o średnicy 0,5 mm owinięte i zlutowane (niestety kabel o średnicy 5mm, którego używałem, miał aluminiowy ekran, więc przewody są po prostu ciasno owinięte wokół ekranów, a nie bezpośrednio do nich przylutowane). Później przymocowałem kilkucentymetrowe druty miedziane do 5mm odcinków odsłoniętych ekranów. Następnie wzmocniłem połączenie pomiędzy dwoma kawałkami niewielką ilością taśmy izolacyjnej i umieściłem płytkę PCB o grubości 16x5mm 0.8mm (miedź usunięta) pomiędzy odcinkami ekranów o długości 5mm (przytrzymując ją taśmą). Aby zakończyć balun, zlutowałem ze sobą odsłonięte przewodniki środkowe.

Krok 8: Łączenie dipola muszki z Robertsem Balun

Przebij małym gwoździem dwa otwory (w odległości około 8mm od siebie) prawie przez środek części D (powinny znajdować się w pobliżu wierzchołków muszek), pomiędzy górnymi częściami A. Oczyść powierzchnię muszek zamoczonymi ręcznikami papierowymi pocieranie alkoholu. Przeciągnij miedziane druty przez te otwory.

Zamocuj balun na miejscu za pomocą taśmy izolacyjnej i tekturowych części A i C. Przegub przewody tak, aby przechodziły przez wierzchołki muszek, a przed folią były poziome. Następnie przytrzymaj środkowe części przewodów paskiem taśmy izolacyjnej, to samo zrób z najbardziej zewnętrznymi częściami przewodu. Najpierw przyklejałem krótkie paski, a następnie przyklejałem do nich więcej taśmy, aby taśma wychodziła poza krawędź części D.

Po umocowaniu przewodów nałożyłem warstwę kleju elektroprzewodzącego pomiędzy folię a przewody, a gdy klej wyschł nałożyłem kolejną warstwę.

Jeśli użyłeś folii miedzianej, możesz po prostu przylutować przewody do miedzi.

Krok 9: Przeciąganie kabla koncentrycznego przez odbłyśnik

Przykryj niewielką część folii odbłyśnika najbardziej środkową część taśmą klejącą, aby ją wzmocnić (użyj co najmniej kilku poziomych i pionowych pasków). Następnie wykonać pionowe cięcie przez wierzchołek odbłyśnika od strony kartonu. Następnie wykonaj cięcie poziome od strony folii, która przetnie cięcie pionowe w środku odbłyśnika. Następnie przeciągnij końcówkę kabla z wtyczką przez nowo wykonany otwór w odbłyśniku (jeśli w Twoim kablu nie ma już zainstalowanej wtyczki, możesz wyciąć mniejszy otwór i włożyć wtyczkę, gdy kabel przechodzi już przez odbłyśnik). Następnie wsuń konstrukcję nośną muszki w szyny i wyciągnij wystarczającą ilość kabla z anteny tak, aby kabel pomiędzy balunem a odbłyśnikiem był prosty. Antena powinna już działać, więc można ją podłączyć do telewizora i sprawdzić, czy działa. W przypadku problemów z odbiorem może być konieczne umieszczenie dipola w postaci muszki dalej lub bliżej odbłyśnika.

Krok 10: Konstruowanie stojaka na antenę

Złóż klapki na części J i wsuń je w siebie tak, aby klapki utworzyły dwie powierzchnie, do których można przykleić części E. Po wykonaniu tej czynności połącz parę części E za pomocą kleju tak, aby żłobkowanie obu części E było prostopadłe. Następnie powtórz to dla dwóch pozostałych części E. Później przyklej zestawy części E do górnej i dolnej powierzchni klapy części J. Użyłem kilku kawałków taśmy klejącej, aby zabezpieczyć części na miejscu podczas suszenia kleju.

Później złóż klapki na części K i przyklej szerszą do części B (aby była skierowana w dół) i krótszą do klapek części L (aby była skierowana do góry). Składane krawędzie części K powinny znajdować się na wierzchołku odbłyśnika i podtrzymywać kabel koncentryczny. Ponownie należy użyć taśmy samoprzylepnej, aby zabezpieczyć części na miejscu podczas schnięcia kleju. Następnie wzmocnić główną powierzchnię części K poprzez przyklejenie do niej części I i zrobić to samo z powierzchnią części B o szerokości 15 cm (powierzchnie części B i K o szerokości 15 cm powinny być w stanie nawiązać ze sobą kontakt). Teraz możesz połączyć te powierzchnie o szerokości 15 cm za pomocą spinaczy do bielizny (każdy z nich znajduje się po przeciwnej stronie, najlepiej jeden z nich powinien być wyższy od drugiego).

Przymocuj „masywny” przedmiot (w moim przypadku jest to prostokątny prostopadłościan wykonany z tektury zawierającej 0,5 kg złomu) do boku stojaka, w górnej części dolnych części E, taśmą klejącą lub klejem. Poniżej, po drugiej stronie zestawu części E, przymocuj samoprzylepną taśmę pętelkową (użyłem dwóch pasków taśmy o szerokości 20mm umieszczonych równolegle do siebie i do jednej z krawędzi części E). Końce tych pasków pokryłem taśmą klejącą, żeby nie odklejały się od kartonu. Obok taśmy pętelkowej przykleiłem kilka warstw tektury taśmą samoprzylepną tak, aby górna powierzchnia stojaka anteny była równa, a nachylenie parapetu zniwelowane. Do parapetu przykleiłem dłuższe paski samoprzylepnej taśmy haczykowej.

Na środku odcinka 30x30cm części B, po obu stronach, nałóż sporą ilość taśmy klejącej. Zrób to samo ze środkiem górnej części E statywu (tylko z jednej strony tej części E, niczego nie odrywaj). Gdy to zrobisz, umieść główną część anteny na stojaku i przebij mały gwóźdź przez wszystkie warstwy taśmy, dokładnie na środku prostokątów 30x30cm.

Jeśli Twój stojak jest już przymocowany do parapetu, możesz teraz obrócić całą konstrukcję wokół gwoździa. Po znalezieniu właściwej pozycji zabezpiecz antenę na miejscu, przymocowując dwa spinacze do bielizny do krawędzi powierzchni 30x30 cm na górze stojaka.

Na niektórych zdjęciach możesz zobaczyć dodatkowe paski taśmy, które łagodzą drobne dziwactwa tekturowej konstrukcji wykonane przez moje ręce (na pewno lepiej się spiszesz). Na szczególną uwagę zasługuje ten, który znajduje się tuż pod wierzchołkiem odbłyśnika i zapobiega składaniu się części K.

Antenę ozdobiłem reklamami zaczerpniętymi ze strony 108 z lutego 1954 r. w Radiu i Telewizji News. Zrobiłem to, ponieważ postać Radio Repair Man z reklamy ERIE wygląda bardzo podobnie do czegoś, co mogło być inspiracją dla Vault Boya z serii gier Fallout.

Krok 11: (opcjonalnie) Uziemienie odbłyśnika

Do uziemienia reflektora użyłem ekranowanego kabla zasilającego z usuniętymi przewodami wewnętrznymi. Końce pozostałego ekranu zostały skręcone i owinięte taśmą izolacyjną miejsca, w których ekran wychodzi z plastikowej osłony. Wykonano dwa otwory przechodzące przez reflektor (i podtrzymujący go karton). Jeden koniec tarczy przeszedł przez oba otwory i został skręcony (po stronie kartonu) tak, że ten koniec tarczy był mocno dociśnięty do metalowej folii. Później od strony folii koniec ekranu pokryto warstwą taśmy izolacyjnej, dodatkowo dociskając ją do folii. Z drugiej strony dodano dodatkową izolację i taśmę samoprzylepną w ilości wystarczającej do pewnego zamocowania kabla z tyłu anteny. Ekran z drugiej strony kabla podłączono do dobrze uziemionej metalowej powierzchni (w moim przypadku był to radiator, ekran utrzymywał taśma izolacyjna). Właściwie nie zauważyłem żadnej różnicy w działaniu anteny, która była uziemiona, a nie, ale uziemienie reflektora anteny jest zawsze zalecane.

OSTRZEŻENIE: Jeśli zbudujesz antenę z mocniejszych materiałów i umieścisz ją na zewnątrz, właściwe uziemienie anteny jest najważniejsze. Do połączenia odbłyśnika anteny z ziemią należy zastosować przewód miedziany o średnicy co najmniej 2,5 mm oraz wprowadzić bardziej niezawodny sposób stykania się przewodu z innymi powierzchniami przewodzącymi.

Krok 12: (opcjonalnie) Instalacja wzmacniacza sygnału

Przecięto kabel koncentryczny i pomiędzy nowo wykonanymi końcówkami zainstalowano wzmacniacz sygnału. Cięcie znajdowało się w takiej odległości od baluna, że dipol typu muszka mógł być umieszczony całkowicie przed anteną, podczas gdy wzmacniacz sygnału był nadal za reflektorem. Na obu końcach kabla zainstalowano męskie złącza typu F. Aby zainstalować ten typ złącza, należy usunąć kilka centymetrów zewnętrznej plastikowej osłony, splecione pod kątem skrętki tak, aby teraz obejmowały część pozostałego plastikowego płaszcza, a następnie usunąć prawie całą widoczną folię i dielektryk (pozostała część powinna być tak długa jako przekrój o najmniejszej średnicy łącznika). Następnie, jeśli masz złącze nakręcane, powinieneś przykręcić je do plecionych skrętek, a później przyciąć wszystkie skrętki, które wychodzą ze złącza. Przewód środkowy należy przyciąć tak, aby wystawał nieco ze złącza. Ponieważ moje złącze było nieco za duże dla mojego kabla koncentrycznego o średnicy 5 mm, później owinąłem również taśmą izolacyjną miejsce, w którym kabel zaczyna wychodzić ze złącza, aby upewnić się, że złącze nie spadnie z kabla.

Wzmacniacz sygnału, który kupiłem, miał złącze męskie po stronie anteny, więc do zainstalowania wzmacniacza musiałem użyć łącznika żeńskiego do żeńskiego. Wzmacniacz zasilany jest od strony telewizora, więc oryginalne złącze Belling-Lee wymieniłem na specjalne, które podłączało się dwoma przewodami do zasilacza 12V. Zdjąłem osłonę złącza i poluzowałem trzy śruby. Aby przymocować do niego kabel koncentryczny, usunąłem części jego warstw, tak aby widoczna część środkowego przewodnika była tak długa, jak metalowa część przeznaczona do jej utrzymania, widoczna część dielektryka była tak długa, jak długa była przerwa między metalem części i widoczna część tarczy była tak długa, jak metalowa część przeznaczona do jej utrzymania. Plecione pasma zostały skręcone razem w jedną strukturę podobną do liny, która kończyła się dokładnie tak jak folia i była równoległa do środkowego przewodnika. Żyły te zostały umieszczone pod metalową płytką, która była przytrzymywana dwiema śrubami, podczas gdy środkowy przewód został włożony między inną metalową część a kwadratową nakrętkę znajdującą się wewnątrz tej metalowej części. Później wszystkie trzy śruby zostały dokręcone, a osłona złącza została ponownie umieszczona na swoim miejscu. Następnie męskie złącze anteny wetknięto w żeńskie złącze telewizora, a zasilanie w 230V AC. Wzmacniacz sygnału był już sprawny.

Niestety wzmacniacz, z którego korzystałem był za mocny. Aby temu zaradzić, zainstalowałem prosty układ elektroniczny obniżający napięcie zasilające wzmacniacz (należy to zrobić przy odłączonym zasilaniu). Układ ten został oparty na diodach Zenera 3,3V, które można było połączyć szeregowo z zasilaczem. Aby stworzyć podstawę pod fizyczną konstrukcję, dwa przełączniki SPDT (można również użyć przełączników SPST) zostały połączone ze sobą poprzez owinięcie ich taśmą izolacyjną (krótsze boki stykały się ze sobą). Następnie do każdego przełącznika wlutowano diodę Zenera 1N4728A (aby przełącznik mógł zwierać diodę). Później diody te połączono krótkim drutem i wlutowano szeregowo z nimi diodę Schottky'ego BAT48. Następnie do katody BAT48 przylutowano kątową anodę kondensatora elektrolitycznego 10 uF, a kilkucentymetrowy drut przylutowano do kątowej katody tego kondensatora. Kiedy to zostało zrobione, przewody zasilające wychodzące ze specjalnego złącza zostały przecięte w pobliżu tego złącza, a izolacja zdjęta w pobliżu nowo powstałych końcówek. Po stronie złącza przewód dodatni (można rozpoznać za pomocą multimetru lub po białym pasku na izolacji przewodu) był podłączony do anody kondensatora, a przewód ujemny do katody tego samego kondensatora. Po stronie zasilania przewód dodatni połączono z katodą (do tej pory nie podłączoną do niczego innego niż wyłącznik) diody Zenera, a przewód ujemny przylutowano do przewodu wychodzącego z katody kondensatora. Później cały ten układ owinięto taśmą izolacyjną (oprócz diod Zenera, żeby łatwiej odprowadzały ciepło i żeby było widać, do których wyprowadzeń przełączników są przylutowane). Teraz, gdy dioda Zenera nie jest zwarta przez przełącznik, napięcie zasilające wzmacniacz jest obniżane o 3,3V, a to z kolei zmniejsza wzmocnienie.