Как рассчитать антенну Харченко
Антенна Харченко (биквадратная, зигзагообразная антенна, «биквадрат») — простая и очень популярная самодельная антенна из двух одинаковых квадратов, соединённых в центре в виде восьмёрки. К точке соединения квадратов подключается кабель, а позади полотна ставится рефлектор — металлическая пластина или сетка, которая делает антенну однонаправленной и добавляет усиление. Её любят за то, что она широкополосная, легко повторяется из подручных материалов (медная проволока, латунь, алюминий) и хорошо согласуется с кабелем 50–75 Ом без сложных согласующих устройств. Именно поэтому антенну Харченко массово делают для приёма цифрового ТВ DVB-T2 и для усиления 4G/LTE-интернета на даче.
Размеры считаются от длины волны. Длина волны λ (в метрах) = 300 ÷ частота в МГц. Сторона одного квадрата берётся равной четверти длины волны: a = λ/4. Периметр одного квадрата тогда равен 4·a, то есть ровно длине волны λ, а на оба квадрата уходит примерно 2·λ провода. Например, для 4G LTE-800 (800 МГц) λ ≈ 375 мм, значит сторона квадрата a ≈ 94 мм, а периметр одного квадрата ≈ 375 мм. Полотно из двух квадратов получается по высоте около 2·a — примерно 19 см для этого диапазона.
Рефлектор ставят позади полотна на расстоянии примерно от λ/10 до λ/7 (для 800 МГц это около 37–54 мм). Меньшее расстояние даёт чуть большее усиление, но сужает полосу и снижает входное сопротивление; большее — наоборот. Сам рефлектор — сплошная пластина, фольгированный текстолит или мелкая сетка; удобно брать пластину со стороной примерно 1,2–1,5 стороны квадрата (а лучше — чуть перекрывающую габарит полотна), тогда она эффективно отражает волну вперёд. Точку питания (центр восьмёрки) соединяют с кабелем, оплётку и центральную жилу — с двумя половинами полотна.
Для 4G/LTE выбирают частоту своего диапазона: LTE-800 (Band 20) — 800 МГц, LTE-1800 (Band 3) — 1800 МГц, LTE-2600 (Band 7) — 2600 МГц. Свой диапазон можно посмотреть в инженерном меню модема (Huawei/ZTE показывают Band и уровень RSRP/SINR). Для цифрового эфирного ТВ считают по частоте мультиплекса DVB-T2: переведите номер телевизионного канала (ТВК) в частоту по формуле центр (МГц) = 306 + 8 × номер канала (для каналов 21–69). Например, 30-й канал — это 306 + 240 = 546 МГц. Частоты мультиплексов в вашем городе публикует РТРС.
Расчёт даёт точную стартовую геометрию, но итог всегда доводят по сигналу. Для ТВ направьте антенну на вышку и добейтесь максимума по шкале уровня/качества в меню телевизора или DVB-T2 приставки; для 4G ориентируйтесь на параметр RSRP в меню модема (чем ближе к нулю, тем лучше) и проверяйте скорость через speedtest. Небольшое изменение расстояния до рефлектора и точная ориентация на источник сигнала влияют на результат сильнее, чем доли миллиметра в стороне квадрата. Если нужна не биквадратная, а классическая направленная антенна «волновой канал», рядом на сайте есть калькулятор антенны Яги-Уда — сайт работает как хаб калькуляторов антенн.