Антенна зигзаг Ховермана

Антенна была впервые разработана американским инженером Doyt Hoverman как широкополосная телевизионная антенна с высоким коэффициентом усиления и запатентована им в 1959-64 годах. В 2008 году группа энтузиастов-радиолюбителей из Канады и США усовершенствовала эту антенну путем оптимизации ее компьютерных моделей в программах 4NEC2 и EZNEC. Эта модифицированная конструкция получила наименование Gray-Hoverman, свободно распространяется по лицензии GPLv3 и довольно популярна на американском континенте как самодельная антенна для приема цифрового телевидения в ДМВ диапазоне, поскольку обладает хорошей повторяемостью и не требует много материала для изготовления. Своего рода американская антенна Харченко. У нас она малопопулярна даже среди специалистов и давно пора ликвидировать этот пробел, тем более во время повсеместного развития HDTV.

 Со времени появления Gray-Hoverman антенны было сделано много ее модификаций путем компьютерного моделирования и отработки практических конструкций. Их условно можно разделить на две категории:

• антенна Ховермана со сплошным рефлектором из сетки (проще в изготовлении);
• антенна Ховермана с резонансным рефлектором в виде набора полуволновых диполей (более высокое усиление);

Большое количество таких моделей собрано на сайте John E. Davis, американского астрофизика и радиолюбителя из Кембрижда. Практически все его конструкции имеют резонансный рефлектор. Представляем здесь одну из его конструкций - GH6, немного "русифицировав" изображения, поскольку номера американских эфирных ДМВ телевизионных каналов не совпадают с восточноевропейским стандартом.

Конструкция представляет собой зигзаг Ховермана с резонансным рефлектором из шести пар полуволновых разрезных вибраторов. Все размеры в миллиметрах понятны из чертежа, из непонятных:

• D - диаметр провода;
• ΔX - расстояние между плоскостью зигзагов и плоскостью рефлектора;
• ΔZ_n - расстояния между соседними вибраторами рефлектора;

Кроме этой, на сайте автора присутствуют конструкции GH4, GH8, GH10 - с 4-мя, 8-ю и 10-ю вибраторами в рефлекторе, а также узкополосный вариант с 16 dBi усиления и вариант с расширенной полосой пропускания. Интересующиеся могут взять размеры на сайте автора. Там же приведены и графики характеристик антенн. Приводим здесь график коэффициента усиления:GH6(rev0) и GH10(rev0) - это графики оригинальных антенн Gray-Hoverman для сравнения. Как видим, антенна имеет довольно солидное усиление во всем ДМВ диапазоне, что и дало ей популярность. Входное сопротивление Gray-Hoverman антенн от Джона Девиса около 300 ом и согласуются они с 75-омным фидером снижения с помощью полуволновой петли или планки SWA0 от польской антенны. В условиях дальнего приема цифры рекомендуется применение антенного усилителя. Можно ставить польские усилители, но это не желательно. Сейчас вполне можно найти недорогие, качественные ДМВ усилители, - экранированные, с низким коэффициентом шума и с полосовым фильтром на входе.

Конструктивно антенна может быть собрана разными способами. Один из способов монтажа GH6 на пластиковых трубках можно видеть в заголовке статьи, а на рисунке ниже приведены еще два варианта - GH6 с помощью пластмассовых трубок и направляющих планок, и GH10 на деревянном бруске.

По большому счету в разрезных вибраторах совершенно нет необходимости. Правда, варьируя зазором, мы получаем больше степеней свободы и возможность настроить антенну с меньшим количеством вибраторов, а если применять сплошные вибраторы, то приходится увеличивать их число. Конструкции зигзага Ховермана со сплошными вибраторами в рефлекторном полотне также можно найти на сайте Джона Девиса на этой странице. Кроме того, во всех статьях автора присутствуют свободные для скачивания файлы моделей антенны для программы 4NEC2.

И в заключении несколько слов противникам самодельных антенн. Главный их аргумент: "В индустриальном обществе нет необходимости в этом кустарном колхозе. Вы всегда можете найти нужную антенну по сходной цене на рынке". Как видим, и профессор медицины, и ученый-астрофизик из научного центра США занимаются самодельными антеннами. Их движет не жадность и коммерческий интерес, а любознательность, энтузиазм и жажда инноваций. Когда же в обществе пропадают такие люди, то оно постепенно деградирует.

Ссылки по теме:

• The Gray-Hoverman Antenna For UHF Television Reception - сайт канадских радиолюбителей, авторов антенны.
• Hoverman HDTV UHF antenna (John E. Davis) - источник этой статьи, сайт американского астрофизика-радиолюбителя Джона Девиса
• Hoverman TV Antenna - конструкция антенны с сеточным рефлектором
• Modelling the Hoverman Antenna with 4NEC2 - несколько оригинальных моделей антенны для 4NEC2
• 3G UMTS Gray Hoverman антенны на форуме Lan23.ru - обсуждение этой антенны с готовыми чертежами конструкции для 3G сетей.
• Антенна Харченко для DVB-T2, рассчитанная для работы совместно с антенным усилителем;
• Удвоенная антенна Харченко для цифрового телевидения;
• Широкополосный волновой канал для цифрового телевидения своими руками;