Как работает короткая автомобильная антенна. Кузов автомобиля в качестве антенны

06.06.2016

Поездки без магнитофона в машине превращаются в настоящую скукотищу. Много интереснее настроить любимую радиостанцию и окунуться в мир прослушивания любимой музыки. И действительно, так комфортнее перемещаться даже по скучной загородной дороге. Но одной из главных проблем для автолюбителей является выбор антенны. Многие автолюбители часто не знают, какие характеристики являются наиболее важным, а также чему уделять внимание при выборе. Рассмотрим эти вопросы более подробно.

Назначение и характеристики

Задача антенны - преобразовать электромагнитные волны, поступающие от различных источников, в специальный сигнал, имеющий форму электрического тока. Возможен и обратный процесс, когда электрический сигнал преобразуется в ЭМ волны. Такая опция говорит о том, что одна и та же антенна может выполнять несколько функций - улавливать сигнал и передавать его. Если же антенна сама по себе не способна ловить сигнал, то ни один усилитель не способен ей помочь.

Первое, чему стоит уделить внимание - размер антенны. Из курса физики известно, что ЭМ имеют две главные характеристики - длину и вектор поляризации (параметры каются магнитной и электрической составляющей). В случае, когда речь идет электрической части, то волны делятся на два вида - горизонтальные и вертикальные. Действующие сегодня радиостанции работает по принципу вертикальной поляризации. В свою очередь, станции, которые ведут телевещание, наоборот, работают по принципу горизонтальной поляризации. При выборе антенны стоит учитывать ее параметры, которые должны быть соизмеримы с длинной волны. Что касается поляризации волн, то здесь важен не только размер, но и правильный выбор позиции изделия.

Зависимость размера антенны и длины принимаемых (отправляемых) волн - целая наука. Если пояснить этот момент простыми словами, то требование обусловлено необходимостью вхождения в резонанс с ЭМ колебаниями. Только в этом случае антенна будет работать с максимальной эффективностью, и преобразовывать ЭМ волну в напряжение необходимой величины. В последующем электрический ток может быть усилен и преобразован в магнитоле (приемном устройстве).

Понятие настройки важно для антенны, ведь в этом случае последняя сможет выборочно подходит к приему тех или иных сигналов. С другой стороны, окончательный процесс селекции лежит на приемнике. Если верить техническим обоснованиям и проведенным экспериментам, то наибольшую эффективность показывают антенны, которые имеют обычный вид штыря. При этом длина устройства должна быть равна четверти длины волны средней части диапазона.

• 1. Наружные антенны. В этом случае сигнал, который принимается антенной, направляется к приемному устройству без потери качества. Но для достижения таких результатов антенна должна быть согласована с фидером (кабелем), а соединяющей кабель - с магнитолой. Эти условия несложно выполнить, если антенна имеет ¼ длины, сопротивление кабеля составляет 75 Ом (для телевизионного кабеля), а вход приемник правильно просчитан и грамотно выполнен.

Качество распределения волн в воздухе имеет тесную связь с длиной волны. Так средние и длинные волны огибают поверхность, то есть распределяются глобально. Что касается коротких волн, то здесь распространение происходит за счет множественного отражения. Существуют также и ультракороткие волны, которые являются наиболее слабыми и работают только в пределах прямой видимости. При этом у каждой из типов волны имеется свое назначение.

К примеру, длинные и средние волны в автомобильных антеннах необходимы только для приема радиосигнала. Здесь в производстве каких-то специальных антенн нет необходимости, ведь такие сигналы обладают достаточной мощностью. Если антенна и поймала сигнал, то он будет качественным (принцип такого приема часто называют «на гвоздь»).

Аналогичным является принцип при работе в диапазоне коротких волн. Разница только в том, что здесь становится доступной уже и связь. Кроме любительского варианта связи, на КВ выделяется «кусочек» и для владельцев транспортных средств. Действующие частоты здесь - 26,97-27,85 мГц. Такие диапазоны носят название CB (си-би).

Большая часть современных антенн настроены на прием ультракоротких волн. При этом диапазон приема ограничен частотами 66-108 мГц. Здесь стоит выделить две категории частот - «советскую», которая была принята еще в СССР (66-74 мГц) и «зарубежную», работающую в диапазоне 88-108 мГц (ФМ волны). Название FM расшифровывается как «frequency modulation» или частотная модуляция. Получается, что при обозначении типа антенны у нас ориентируются на длину волны, а за рубежом - на тип ее передачи. При этом тонкости работы остаются неизменными.

• 2. Внутренние антенны. Если антенна внутренняя, то она может быть двух видов - съемная и стационарная. В последнем случае изделие вклеивается в стекло. Главное удобство внутренних устройств - в надежности. Их сложно сломать или украсть. Другое дело, что качество сигнала таких изделий оставляет желать лучшего. Проблема в том, что «усики» антенны находятся горизонтально притом, что поступающий к антенне сигнал имеет вертикальную направленность. Кроме этого, в условиях города сигнал регулярно меняется, что усложняет «жизнь» для антенны. Но стоит выехать за город, чтобы столкнуться с рядом проблем.

Для продвижения и популяризации товара производители снабжают антенные специальными усилителями, которые повышают качество сигнала. С другой стороны, если антенна не способна принять сигнал, то и усилитель будет бесполезен. Антенные усилители хороши в том случае, когда между антенной и приемником имеет место длинный провод (часто именно он становится причиной ухудшения качества сигнала).

Считается, что если длина провода до 5 метров, то при движении за городом (когда нет нормального сигнала) усилитель малоэффективен. Все, что он может - усилить шумы, а в пределах города - добавить помех. Вот почему многие разработчики антенн ставят специальные переключатели «город-трасса». На самом же деле принцип действия такой системы прост - при переключении на «город» усилитель отключается.

Практика показывают, что лучшим усилителем является качественная антенна, а лучший выбор из антенн - установка наружного изделия (при учете поляризации и длины волны). Если рассматривать ФМ диапазон, то наибольшего качества звука можно добиться от штыря, имеющего длину в 75 сантиметров.

Главный недостаток наружных антенн в том, что их легко сломать. Вот почему при выборе такого изделия стоит ориентироваться на высоту гаража и конструктивные особенности своего авто. Также стоит заранее продумать, тонкости проведения кабеля к приемному устройству, место для монтажа и прочие моменты. Оптимальный вариант кабеля - применение экранированного и цельного изделия, в котором нет паек или мест соединений на всем расстоянии, начиная от приемного устройства и до самой антенны.

• 3. Антистатические антенны. Отдельно стоит выделить еще один тип устройств - «чудодейственные» антенны, которые по заявлению производителей способны снять статическое электричество с корпуса машины. Подобное нововведение в автомобильной промышленности было подсмотрено в авиационной сфере. Так, на самолетах есть специальные «кисточки» на краях крыльев, в задачу которых входит устранение статического заряда. Здесь принцип тот же. Но в автомобилях это не работает, ведь для исключения появления статического заряда автомобиль должен перемещаться со скоростью самолета. Кроме этого, антистатические антенны фиксируются на двойной скотч, что вместе с лакокрасочным покрытием делает процесс снятия статики невозможным.

Параметры антенны

• Волновое сопротивление. Стандартные антенны, которые работают в CB-диапазоне, имеют сопротивление волны, равное 50 Омам. В ряде случаев они коммутируются с приемным устройством через коаксиальный кабель, который имеет сопротивление 50 Ом (как правило, это PL-259). Личное волновое соединение большей части антенн имеет объем, равный 50 Омам. Вот почему между фидером и антенной включается согласующий прибор. Главная сложность в том, что измерить волновое сопротивление с помощью специального прибора невозможно.

• Число каналов или полоса пропускания. Этот параметр характеризует диапазон частот, в котором антенна способна работать без настройки. Сложность в том, что параметр КСВ на пределе полосы пропускания часто не прописывается в параметрах, поэтому сравнить полосы пропускания разных моделей антенн не представляется возможным. Но есть выход. Благодаря тому, что шаг сетки между каналами составляет 10 кГ, то по числу каналов удается определить пропускную способность антенны. Формула выглядит следующим образом: Полоса (кГц) = Число каналов * 10 кГц.

• Коэффициент усиления. По этому показателю видно, во сколько раз меняется сигнал на выходе антенны в сравнении с аналогичным показателем эталонного устройства. В процессе измерения в учет берется сигнал от одной радиостанции. Измерение коэффициента усиления антенны приводится в относительных единицах. Проблема в том, что производители не всегда прописывают этот параметр на своих устройствах. Специалисты рекомендуют при покупке антенны ориентироваться на коэффициент усиления, но делать это с большой осторожностью. И здесь стоит учитывать размеры антенны. Так длинные изделия отличаются большим усилением. Специальные антенны, у которых предусмотрена удлинительная катушка, отличаются большим усилением, чем у антенн одного размера.

• Проводимая мощность. По этому параметру можно судить о максимальной мощности, которую может иметь передатчик в случае применения этой антенны. В случае превышения максимально допустимой мощности может произойти пробой или тепловой разрушение. Для антенн промышленного типа допустимо предельная мощность, равная 10 Вт.

• Ветроустойчивость. Этот критерий важен, хотя многие автолюбители при выборе антенны его игнорируют. По показателю ветроустойчивости можно судить, при какой скорости ветра антенна может быть разрушена. На этот показатель особенно важно обращать внимание в регионах, где имеют место ураганные ветры. Кроме этого, ветру подвержены антенны, которые устанавливаются на магнитном основании.

Первый радиоприемник для автомобиля появился в 1930 году, и до сегодняшнего дня радио в машине остается актуальным. Малые размеры автомобиля не позволяют устанавливать большие антенны, поэтому автомобилисты широко применяют активные антенны. Об этих устройствах, их назначении и типах читайте в статье.

Назначение активной антенны

Для работы любого радиоприемника необходима антенна — устройство, которое принимает электромагнитные волны и преобразует их энергию в электрический сигнал. Далее этот сигнал можно подвергать усилению и преобразованию, что и выполняет радиоприемник. Уверенный прием возможен только в том случае, если антенна настроена на определенную частоту или частотный диапазон — эта настройка осуществляется подбором длины антенны. В самом простом случае антенна может представлять собой штырь длиной в половину или в четверть волны. Например, для радиовещательного диапазона FM длина волны равна примерно 3 метрам, соответственно, длина антенны должна составлять от 0,75 до 1,5 метров.

Казалось бы, что 75 см — это немного, однако даже для автомобиля это значительная величина, такой длины антенну трудно разместить на машине, и она даже может портить внешний вид автомобиля. Поэтому чаще используют меньшие по длине антенны, но они менее чувствительны, хуже преобразуют энергию электромагнитной волны и подают на вход радиоприемника меньшее напряжение. То есть, короткая антенна ухудшает прием и качество воспроизведения радиопрограммы, а то и вовсе делает прием некоторых радиостанций (особенно удаленных) невозможным.

Это обстоятельство привело к необходимости коротких, но достаточно эффективных антенн, которые обеспечивали бы успешный радиоприем в автомобиле. Для решения этой проблемы были созданы активные антенны — короткие антенны с высокой чувствительностью.

Активная антенна — это электронное устройство, которое объединяет в себе обычную антенну (штыревую или дипольную) и усилитель радиочастоты. Такая антенна может принимать слабый сигнал и обеспечивать такую же работу радиоприемника, как и обычная антенна увеличенной длины. Также активные антенны могут выполнять некоторые другие функции, о которых рассказан ниже. Но в первую очередь следует посмотреть, какие сегодня существуют типы активных антенн.

Типы активных антенн

На рынке можно найти антенны, отличающиеся конструкцией, местом установки, типом монтажа и функционалом.

По конструкции антенны делятся на два основных типа:

• Штыревые — в качестве антенны используется металлический штырь той или иной длины. В современных антеннах штырь имеет пластиковую защитную оболочку. Обычно такого типа выполняются внешние антенны;
• Дипольные — прием ведется на симметричный диполь, разнесенные штыри одинаковой длины. Схема характерна для внутрисалонных антенн.

По месту установки антенны различают:

• Внешние — монтируются на крыше, в переднем или заднем крыле, и т.д.;
• Внутрисалонные — монтируются внутри салона, на лобовом или заднем стекле.

Оба типа антенн имеют свои преимущества и недостатки, связанные с наличием металлического кузова. Как известно, металл не пропускает радиоволны, поэтому кузов машины служит экраном, внутри салона напряженность электромагнитного поля в разы ниже, чем снаружи. Поэтому внутрисалонные антенны монтируются на лобовом окне. Однако кузов служит дополнительной защитой от помех (особенно, приходящих от автомобилей, расположенных в соседних потоках и сзади), в то время, как внешняя антенна принимает все помехи.

По типу монтажа антенны бывают:

• Внутрисалонные — на двустороннем скотче;
• Врезные — это внешние антенны, жестко устанавливаемые в кузове или в специальном контейнере (выдвижные антенны);
• На магнитном основании — обычно внешние антенны для быстрой установки на крыше.

Основная функция активной антенны — усиление сигнала, однако в современных антеннах могут быть и различные дополнительные функции:

• Переключение между диапазонами;
• Изменение чувствительности — режим «Город» с меньшей чувствительностью и режим «Трасса» с повышенной чувствительностью;
• Защита от помех.

Также активные антенны можно разделить на несколько групп по их назначению и рабочим диапазонам:

• Антенны для какого-либо одного или двух диапазонов — обычно FM или AM/FM;
• Телевизионные антенны;
• Универсальные антенны — для всех диапазонов от AM до TV.

Все активные антенны независимо от типа имеют схожую конструкцию и единый принцип работы.

Конструкция и принцип работы активных антенн

Конструктивно любая активная антенна состоит из пяти основных частей:

• Антенна (штырь или диполь);
• Усилитель (в пластиковом корпусе);
• Антенный кабель (подводящий кабель);
• Провод или отдельный кабель подачи питания (опционально);
• Провод подключения заземления.

Внутрисалонные антенны обычно имеют дипольную конструкцию. Диполи выполнены в виде так называемых полотен — гибких проводников в пластиковой оболочке, которые можно закрепить на стекле. Полотна выходят непосредственно из корпуса, в котором находится усилитель, вся эта конструкция крепится на лобовое стекло с помощью двухстороннего скотча.

Работает активная антенна довольно просто: сигнал, выделяемый на полотнах, поступает на усилитель, после чего по кабелю подается на антенный вход радиоприемника/магнитолы. Для работы усилителя необходимо питание и заземление. Питание может подаваться отдельным двужильным проводом, также оно может быть выполнено и по стандартной схеме — подключением провода заземления к кузову (к какому-либо болту, который находится радом с антенной) и второго провода к «+» аккумулятора.

Компактные антенны с быстрой установкой (на магнитном основании) обычно не имеют отдельного заземление, а питание выполняется от прикуривателя. Такие антенны имеют малые габариты и просты в установке, однако дают меньшее усиление и в целом хуже даже по сравнению с внутрисалонными антеннами.

Особенности установки и эксплуатации активной антенны

Монтаж внешней антенны, особенно врезной, следует доверять специалистам, внутрисалонную антенну можно установить самостоятельно. Установка антенны в общем случае сводится к следующему:

1. Подобрать оптимальное расположение антенны на лобовом или заднем стекле;
2. Приклеить корпус антенны и антенные полотна, используя идущий в комплекте двусторонний скотч (на полотна уже нанесен клеевой состав, закрытый защитной пленкой);
3. Обезжирить стекло в месте приклеивания корпуса антенны и полотен;
4. Присоединить провод заземления к кузову автомобиля (к какому-либо болту или непосредственно к очищенному от краски участку кузова);
5. Присоединить подводящий кабель к антенному входу магнитолы/телевизора;
6. Присоединить кабель питания в любом удобном месте к «+» источнику питания (лучший вариант — к клемме магнитолы).

Особое внимание следует уделять месту установки антенны, здесь нужно придерживаться несколько рекомендаций:

• Антенные полотна должны располагаться на расстоянии не ближе 5 см от кромок окна (так снижается экранирующее действие кузова автомобиля);
• Провод заземления должен быть как можно короче;
• Провод питания должен быть подключен как можно ближе к радиоприемнику/магнитоле.

Располагать полотна необходимо параллельно кромке окна, причем здесь возможны два варианта:

• По верхнему краю окна — полотна вытянуты в длину;
• В углу окна — полотна расположены под прямым (или около того — зависит от геометрии стекла) углом.

При правильном подключении после включения зажигания на корпусе антенны загорится светодиод. Активная антенна не изменяет работу магнитолы и в самом простом случае не требует выполнения каких-либо дополнительных действий. Если же антенна имеет дополнительный функционал, то может потребоваться переключение режимов «Город»/«Трасса» или выбор диапазонов — как это сделать, обычно указано в инструкции.

Активная антенна при правильной установке и эксплуатации улучшает радиоприем и делает поездки более приятными. Это простое, недорогое и интересное решение, которое может позволить себе каждый автовладелец.

Эта разработка была сделана для профессиональных нужд. Требовалась скрытая и защищенная на автомобиле. Решение далось не сразу - щелевые антенны малоизвестны, а на КВ применяются очень редко. Приходилось долго доказывать заказчикам, что это может работать (что смешно, сразу после измерений напряженности поля, показывавших, что антенна нормально излучает). У многих вызывала детский азарт: и сеткой автомобиль накрывали, и водой обливали, и по днище в воду ставили. Ничего не помогало, железяка кузова упорно продолжала излучать. Одна из самых повторяемых вещей - мне известно более чем о 2000 случаев. Статья в журнале в 1996 году преследовала рекламные цели, и многое там было опущено. Но даже в таком виде была многократно "содрана" на разных сайтах. Ниже дается расширенный вариант статьи, включающий те самые опущенные в журнале тонкости.

Кузов автомобиля в качестве антенны

При использовании в автомобилях радиопередатчиков наиболее трудной задачей является выполнение согласованной антенны. В данной статье рассматривается принцип использования кузова автомобиля как скрытой и согласованной передающей антенны на частотах от 20 до 200 .

Обзор существующих типов автомобильных антенн

Минимальные размеры эффективного излучателя должны быть не менее l /4. При уменьшении размеров его КПД падает очень резко: пропорционально квадрату укорочения. Когда антенна является передающей, ее малый КПД безвозвратно снижает излучаемую мощность и соответственно уменьшает дальность радиосвязи. Поэтому несмотря на все рекламные заверения о эффективной работе очень маленьких чудо-антенн надо относиться как минимум иронично.

Самой простой автомобильной антенной является укороченный снизу катушкой штырь на крыше. Это неплохое решение, кроме тех случаев, когда наружная антенна неприемлема (системы охраны, слежения, скрытой радиосвязи). В этих случаях необходимо, чтобы антенна была скрытой и недоступной воздействию на нее снаружи (угонщик первым делом сломает наружную антенну, и охранное устройство становится бесполезным).

Для решения этой проблемы как правило используется короткая спиральная антенна, расположенная внутри салона у стекла. Она фактически представляет собой свернутый l /4 штырь, но так как она размещена внутри металлического кузова, эффективность ее сильно снижается из-за экранирующего эффекта. Кроме того, спиральная антенна имеет очень узкую полосу, что требует тщательной настройки антенны и делает, невозможным ее использование во всей полосе частот.

Использование кузова автомобиля в качестве щелевой антенны

Наша задача сводится к следующему: отыскать в автомобиле конструктивную щель с общей длиной не менее 1,5...3 м (для эффективной работы в диапазоне 20..30 MHz) и обеспечить ее возбуждение. На любом автомобиле таких мест можно найти несколько, но желательно, чтобы конфигурация щели была примерно одинакова для разных типов автомобилей, с тем чтобы сама антенна, ее параметры и устройство согласования с кабелем получились бы унифицированными.

Также необходимо свести к минимуму вмешательство в конструкцию автомобиля при выполнении устройства возбуждения щели, потому это лишь теоретически хорошо подключать ВЧ в центре щели, а практически, если для этого надо сдирать краску и сверлить, то на это мало кто пойдет.

С учетом вышесказанного выбрана щель между крышкой багажника (ВА3 2101-2107 и аналогичные) или задней дверью (ВА32108, 2109, АЗЛК2141 и аналогичные) и кузовом автомобиля. Для обеспечения возбуждения необходимо произвести изоляцию фиксатора замка багажника как показано на рисунке 1.

При этом входными точками питания щели служат штатные болты крепления фиксатора замка багажника, вкручиваемые в кузов (корпусной вывод), и изолированный с помощью дополнительных прокладок от болтов крепления фиксатор замка, имеющий механический и электрический контакт с замком багажника и с крышкой багажника (сигнальный вывод).

Эта конструкция очень напоминает изоляцию металлических транзисторов и болтов их крепления от радиатора, и не представляет трудности для радиолюбителя. Конкретный способ изоляции может быть и иным (в зависимости от конструктивных особенностей автомобиля), главное - обеспечить разрыв электрического замыкания через замок багажника, и обеспечить возможность подключения туда проводов. Один провод должен идти крышке багажника, другой - к корпусу кузова.

Обратите внимание, это щелевая антенна, поэтому крышка багажника не только не должна быть изолирована от кузова в своих поворотных петлях, а напротив должна иметь там качественный электрический контакт. Если такового нет или есть, но плохой (старые петли с ржавчиной), то надо проложить гибкую шину, соединяющую крышку багажника в петлях с корпусом (примерно такую же гибкую перемычку из толстой оплётки экранированного провода, которая устанавливается для снижения помех от зажигания). Причём такие перемычки надо установить в двух местах - по одной около каждой петли.

Всё, механическая часть работ по изготовлению антенны завершена. Осталось только подключить к лепесткам коаксиальный кабель и заняться измерениями. На рисунках 2 и 3 показаны экспериментальные зависимости КСВ от частоты для некоторых автомобилей.

"Москвич" АЗЛК 2142 и "Жигули" ВАЗ 2109 имеют почти совпадающий первый резонанс около 65 МГц (на этой частоте размеры автомобиля составляют около половины волны). Третья гармоника отличается более существенно, т.к. на нее сильно влияет форма автомобиля.

Для автомобилей Volvo 249, BAЗ 2104, ВАЗ 2106 и им подобных резонансы лежат выше, что говорит о том, что возбуждается в основном не весь кузов, а только зона багажника и прилегающего к нему металла. В итоге имеем готовую щелевую антенну с несколькими резонансными частотами, одна из которых совпадает с рабочей частотой. Достаточно подключить кабель питания к точкам с соответствующим . Но такое совпадение случается редко. Как правило, входной импеданс щели на рабочей частоте носит комплексный характер, что исключает непосредственное подключение питающего кабеля.

Поскольку размеры щели определяются конструктивными особенностями автомобиля и мы, естественно, не можем их менять, для обеспечения КСВ в кабеле, близкого к 1, используется , которое обеспечивает трансформацию комплексного сопротивления щелевой антенны в активное, равное волновому сопротивлению используемого кабеля. СУ размещается непосредственно около точек питания щели. То есть картина практически такая же, если бы имели диполь фиксированных размеров - низкий КСВ на резонансных частотах и комплексный входной импеданс на всех остальных. И точно также для возбуждения не на собственной резонансной частоте антенны требуется СУ в точке питания.

В диапазоне 20-30 MHz реактивное сопротивление щели является индуктивным, а активное лежит в пределах 8...15 Ом (последовательный эквивалент). Для согласования с кабелем в данном диапазоне, используется СУ, показанное на рисунке 4.

Широкополосный трансформатор TV1 1:4 (на феррите, обеспечивающий работу при заданной мощности и частоте) согласует сопротивление кабеля 50 Ом с активной частью сопротивления излучения антенны, а конденсаторы C1, C2 обеспечивают компенсацию индуктивной составляющей.

Коробочка с СУ монтируется (на винтах-саморезах) непосредственно у замка багажника. Выход СУ короткой (не более 50...80 мм) и толстой (сечение проводов 1..3 мм 2) витой парой изолированных проводов подключается к лепесткам замка багажника.

Указанное значение С2 относится к участку 25...28 MHz, на более низких частотах ёмкость C2 надо увеличивать. Точное согласование достигается единственной подстройкой – конденсатором C2. С кабелем 50 Ом на резонансной частоте КСВ не более 1,3. Полоса щелевой антенны на частоте 27 MHz по уровню КСВ<2 составляет 500..800 kHz. Это СУ обеспечивает хорошее согласование с большинством типов автомобилей.

Возможно в конкретном случае вашего авто (иная конфигурация щели, иная частота) будут проблемы с согласованием. В этом случае можно порекомендовать следующую методику:

1. Подключить к щели полуволновой отрезок кабеля (электрически полуволновой, с учётом ) для нужной частоты. Причем (важно) подключаете его не прямо к лепесткам щели, а именно через ту витую пару (её длину определите сами, исходя их конструктивных возможностей закрепления СУ рядом с замком), которой в дальнейшем будет подключен выход СУ к замку багажника. Индуктивность этой пары - важная составная часть входного импеданса щели (именно эта величина была одним из ноу-хау).
2. На свободном конце повторителя высокочастотным мостом произвести измерение импеданса, и под эту величину спроектировать СУ. В принципе можно обойтись и без измерений, просто взяв любое настраиваемое СУ нужного диапазона и добиться минимума КСВ.
3. Сделать по полученным данным фиксированное и маленькое СУ, и установить его у замка багажника.

В диапазоне VHF, в зависимости от частоты СУ может иметь самые разные схемы. В отличие HF диапазона, в данном случае требуется аккуратная индивидуальная подстройка под конкретный тип автомобиля и рабочую частоту. Например, на частоте 144 MHz полоса по уровню КСВ < 2 составляет 5...7 MHz.

Полученные результаты

В обоих описываемых диапазонах (имеются в виду 27 MHz и 144 MHz) отмечались:

1. Практически полное отсутствие влияния на параметры щелевой антенны предметов, находящихся в салоне автомобиля (люди, грузы) и вокруг (атмосферные осадки, другие машины, и т.д.);
2. Низкий уровень напряженности электромагнитного поля в салоне (токи протекают по внешней поверхности и из-за поверхностного эффекта почти не затекают внутрь салона);
3. Вертикальная (вспомним: горизонтальная щель, имеет вертикальную поляризацию), что хорошо сочетается с большинством автомобильных антенн, которые также имеют вертикальную поляризацию.

В диапазоне в горизонтальной плоскости близка к эллипсу с небольшим (около 3 dB) максимумом излучения, назад по оси автомобиля. Дальность связи такая же, как со спиральной антенной высотой 20 см или со штыревой антенной высотой 0,6 м с катушкой индуктивности, которые размещались на крыше автомобиля.

В диапазоне 144 MHz ДН в горизонтальной плоскости зависит от типа автомобиля и рабочей частоты и представляет собой сложную много лепестковую структуру без глубоких провалов с небольшим максимумом излучения назад. Дальность связи составляет 35%...50% от дальности при использовании l /4 штыря на крыше автомобиля.

Худшие параметры объясняются более близким к земле расположением точек питания антенны и плохой проводимостью железа кузова в этом диапазоне. Для 144 MHz железо кузова проводник совсем плохой - поэтому при больших в длинах волн размерах щели эффективность получается невысокой. Впрочем, если у вас кузов оцинкованный, или лужённый, то эффективность щелевой антенны заметно возрастёт.

Используя описанные принципы, при соответствующем выборе точек подключения к кузову и схемы СУ можно обеспечить работу кузова автомобиля любой марки как резонансной антенны в любой точке 20...200 MHz. Конечно эффективность такой антенны уступает штырю на крыше, но в случаях, когда важна скрытость антенны, кузов - лучшее решение.

Наружная автомобильная антенна большинства популярных автомобилей часто ломается, повреждается. Нередки случаи воровства или вандализма при дворовой стоянке машины. Найти заводскую антенну проблематично, автопроизводители редко выпускают простые устройства как запасные части. Если на вашей машине устаревшей конструкции сломалось или украдено приемное устройство, часто не остается другого выхода, как сделать антенну для автомагнитолы своими руками. Большинство водителей предпочитают слушать передачи FM – радиостанций, для устойчивого приема которых не нужны длинные гибкие или телескопические антенны.

Общие принципы работы автомобильной антенны

Сделать антенну для автомагнитолы своими руками в домашних условиях достаточно просто. Но перед изготовлением нужно определиться с главными параметрами – длиной антенны, местом ее расположения, сложностью конструкции.

По постулатам радиотехники автомобильная антенна определяется как четвертьволновый вибратор, заземленный на корпус автомобиля. Антенны для автомобильных передающих радиостанций достигают в длину двух с половиной метров и должны работать в вертикальном положении. Для ресиверов стандартных автомагнитол такие параметры избыточны.

Для устойчивого приема радиосигналов в самом популярном диапазоне УКВ FM, где работает большинство станций для автомобилистов, достаточно штыревой антенны длиной 10 – 20 сантиметров. Наружная антенна для автомагнитолы своими руками станет простейшим выходом при замене устаревших головных устройств, рассчитанных только на прием длинных и средних волн.

Не рассматривая антенн для приема телевизионных сигналов, радиоволн Wi-Fi Интернета, остановимся на простых автомобильных антеннах, которые делятся на наружные и внутренние. Внутренние антенны, экранированные кузовом машины, отличаются более слабым приемом радиоволн. Для их стабильной работы необходимо дополнительное усиление или сложная рамочная конструкция. Самостоятельно рассчитать и изготовить качественную внутреннюю антенну по силам только подготовленному радиолюбителю, начинающим любителям тюнинга браться за такую конструкцию нет смысла.

Процесс изготовления самодельной антенны

Гибкие и телескопические антенны для изготовления требуют подбора специальных антенных материалов, дополнительных радиодеталей. Кроме того, они ломаются так же легко, как предыдущие антенны вашей машины.

Несложна в изготовлении стационарная твердая антенна, имитирующая модное приемное устройство «акулий плавник». Для изготовления такой самодельной антенны для автомагнитолы своими руками вам потребуются простые материалы и инструменты:

• металлический штырь с резьбой;
• фиксирующие гайки;
• медный провод;
• инструменты по металлу;
• паяльник и принадлежности для пайки (флюс, припой, канифоль);
• изоляторы;
• антенный кабель.

Главным элементом антенны становится металлический штырь, резьба которого подбирается по размеру штатного места антенны или выбранного вами кронштейна для крепления. Для основы антенны хорошо подходят стандартные анкерные болты с уже нарезанной резьбой. На противоположных концах штыря нужно просверлить два отверстия для крепления медной проволоки антенного вибратора. Неэкранированная проволока наматывается в два слоя по всей длине штыря.

Намотанная проволока зажимается фиксирующими болтами и запаивается в верхнем отверстии антенны. Для внешнего слоя изоляции любители используют различные материалы: клей «Холодная сварка», эпоксидную смолу, полиморфус, термопластики. Плохо зарекомендовали себя расплавленный винил и карбон, создающие помехи для приема радиоволн.

После ручной лепки термопластика или «эпоксидки» антенна будет выглядеть невзрачно.

Примерив антенну на месте установки, проверив ее работоспособность, наружную поверхность обрабатывают на токарном станке и доводят вручную.

В зависимости от цвета использованного материала, готовую антенну можно оставить черной или покрасить водостойкой акриловой краской в цвет кузова.

Как сделать антенну для автомагнитолы своими руками для выездов на природу вы можете посмотреть на видео:

Подключение наружной антенны

Проще всего установить антенну владельцам машин, у которых на кузове предусмотрено штатное место для установки приемного устройства. В таких моделях достаточно аккуратно вкрутить антенну в существующий разъем (как правило, винтовой), не имея лишних забот с прокладкой внутреннего кабеля.

Хорошо обработанная самодельная антенна на крыше смотрится не хуже модных антенн «акулий плавник», которыми оснащаются дорогие «Мерседесы», «Ауди» и «БМВ».

При отсутствии штатного места на кузове машины, самодельная антенна для автомагнитолы своими руками может устанавливаться на магнитные кронштейны или вакуумные присоски. Предпочтительно использовать магнитные держатели, которые более прочно удерживаются на крыше автомобиля в движении.

Проделывать лишние вырезы в кузове автомобиля нежелательно, поэтому можно использовать существующие технологические отверстия или минимально расширять пазы уплотнений задних фонарей. Все выходные отверстия кабеля на кузов обязательно заделывают герметиком. Хорошо подходят для переделки выносные магнитные кронштейны для раций таксистов. В этой конструкции нужно только удалить удлиняющую катушку (стоит в основании антенны) и подключить кабель непосредственно к штырю. Теоретически лучшим местом для установки антенны считается центр крыши, но обычно автолюбители устанавливают самодельное устройство на левом крыле или в задней части крыши.

Для подключения наружной антенны необходимо использовать коаксиальный экранированный кабель. Для прокладки кабеля внутри салона вам понадобится:

1. Снять обшивку салона от места входа кабеля до центральной панели. Все операции нужно проводить осторожно, без применения грубой силы, сохраняя пластиковые клипсы креплений.
2. Проложить и закрепить кабель. Желательно избегать пересечений со штатной электропроводкой, вызывающих дополнительные помехи радиоприема.
3. Сравнить разъемы антенны и головного устройства. При необходимости перепаять антенный разъем или использовать переходник.
4. Проверить работу ресивера автомагнитолы.
5. Собрать снятые элементы салона.

При правильной сборке антенны, прокладке кабеля новое приемное устройство будет работать не хуже штатной антенны.

Заключение

Поработав над внешним видом приемного устройства, вы избежите претензий со стороны инспекторов ГИБДД, которые могут придраться к неряшливо изготовленной самодельной антенне. Прислав нам свои отзывы о собственном опыте самостоятельного изготовления антенн, вы поможете коллегам-автомобилистам избежать типичных ошибок.

Антенны для автомобилей бывают разными. Преимущественно они служат для приема ФМ-радиостанций или для просмотра телевизионных программ на мини-устройствах, оснащенных специальным тюнером. Кроме того, антенны в машине нужны в качестве канала навигации. В военных условиях автомобильные антенны необходимы для приема сигнала.

Сегодня мы расскажем о том, как сделать антенну для радио в автомобиль с целью прослушивания FM радиостанций, как не ошибиться при приобретении готового прибора, а также вы узнаете, какие типы автомобильных антенн существуют.

Классификация автомобильных антенн

Если вы хотите сделать антенну для радио своими руками, то вам это не состоит большого труда, поскольку такой прибор имеет достаточно простую конструкцию. Главное при работе - это правильно подобрать диапазон волн (чаще всего выбирают FM) и тип модуляции. Однако к этому мы еще вернемся, а сейчас давайте узнаем, на какие категории подразделяются автомобильные антенны.

По своему назначению они приспособлены на прием:

• радиовещания в разных диапазонах, преимущественно, это FM;
• телевещания;
• информации со спутника с целью обеспечения работы навигационных систем.

Также существуют и связные антенны.

Установка прибора на автомобиль может быть осуществлена:

• при помощи магнитов;
• посредством присосок;
• врезным методом;
• методом резьбового соединения;
• струбциной;
• встраиваемым методом.

По способу размещения антенны могут быть наружными и салонными, а по типу усиления - активными и пассивными.

Есть еще ряд классификаций , но они слишком специфичны, поэтому на них мы останавливаться не будем.

Величина прибора зависит от диапазона. Например, связная антенна на 27 МГц имеет большой размер. Наиболее мощные экземпляры могут иметь длину порядка 2 метров.

Чтобы правильно работать, устанавливать антенну на машину следует строго в вертикальным положении, что обуславливается типом поляризации. Конечно же, связные конструкции могут наклоняться рычагом или барашком, чтобы не сломаться в тех или иных местах, но их в основном используют водители крупногабаритного транспорта.

Цифровая телевизионная антенна для автомобиля внешне напоминает мигалку на машине полицейского, только имеет другой оттенок. Устройство такой конструкции довольно простое, его главная задача - это прием сотен МГц . Чаще всего цифровую установку размещают на крыше автомобиля при помощи магнита, провод же протягивают над дверцей без дополнительных доработок. Сигнал при этом имеет горизонтальную поляризацию.

На что обращать внимание при покупке

Антенны для автомобильных радиоприемников тоже небольшие, но они чуть больше телевизионных, поскольку длина волны выше. С этой целью подходят штыри небольшой высоты, напоминающие приспособления для приема сигналов рации, но длина их будет меньше, чем у полицейских мигалок. Чтобы случайно не купить антенну для телеприемника вместо специальной модели для магнитолы, изучите ее технические характеристики:

• антенна для радиоприемника обозначается как FM либо АМ (частоты 70-108 МГц);
• для телевидения - DVB – T (частота до 900 МГц);
• для навигации - GPS (400 МГц);
• для радиосвязи - СВ (27 МГц).

Также не забывайте обращать внимание на разъемы антенны . Чаще всего они должны совпадать с вашим устройством, но предварительно это выверить при покупке не помешает. Считается, что автомобильная антенна внешнего типа ловит лучше, но это касается лишь работы в городских условиях. Однако устройства для установки внутри автомобильного салона более просты в плане установки, но при этом они дешевле, соответственно, и работать будут хуже внешних.

На сегодняшний день в продаже можно отыскать всевозможные гибридные изделия, которые способны использоваться для всех вышеперечисленных нужд - и просмотра программ и прослушивания FM- радиостанций, и навигации. Также есть модели с функцией переключения приема с шоссейного на городской и наоборот. Такие приемы отличаются друг от друга чувствительностью и особенностями подавления помех. Так, на шоссе дальность приема может увеличиваться до 80 км.

Распространены модели-тандемы , оснащенные парой штырей, один из которых предназначен для просмотра ТВ-программ, а второй - для прослушивания радиопередач. Конечно же, чтобы использовать такие приспособления по назначению, потребуется специальное оборудование.

Как сделать своими руками антенну для радио

В том, чтобы собрать антенну для прослушивания в приемнике FM- радиостанций, главная сложность заключается в постоянном колебании корпуса автомобиля. Поэтому простые бытовые антенны для наземного применения тут не подойдет и будут иметь мертвые точки в плане приема . Для обычного наземного устройства совершенно одинаково, с какой стороны будет подан сигнал, а вот для того, который находится постоянно в движении, требуется особый подход к сборке своими руками.

Правильно собранная вручную автомобильная антенна должна иметь такие характеристики:

• не вызывать лишних вопросов со стороны представителей ГИБДД из-за лишней доработки корпуса;
• должна вставать в салоне;
• обеспечивать надежный прием;
• обладать высоким КПД.

Простой четвертьволновой вибратор в данном случае подходит плохо в силу таких своих недостатков:

• он сложен в плане изготовления;
• относительно велик;
• сложен в креплении;
• может мешать во время движения.

Оптимальный вариант для легкового автомобиля получается из рамочной конструкции, которую следует проложить прямо под уплотнителем заднего стекла. Она должна быть немного заужена вверх, в ее центре расположен конденсатор, который настраивают антенну в резонанс на том или ином канале. Приемных частот существует две, это может быть 27 и 65 МГЦ или 28,2 и 68 соответственно.

Верхний резонанс должен соответствовать нижнему диапазону вещания радио. Поэтому выполняем такие действия:

Теперь, когда работа выполнена, можно подключить антенну посредством разъема , используемого связным оборудованием. Кабель не должен быть слишком длинным. Антенна пассивная, поэтому в тракте сигнал может сильно затухать. Если установить связное оборудование рядом с задним стеклом, то он будет лучше.

Преимущества антенны, сделанной своими руками

Самодельная антенна имеет ряд преимуществ по сравнении с заводской моделью. Конечно же, они не будут иметь большую дальность действия и отлично принимать, как бы вы хотели. Но вы сможете подогнать ее под свой автомобиль и не иметь проблем со слишком большой высотой, которая нередко мешает нормально проехать в труднодоступных местах.

Кроме того, вам не нужно будет мотать согласующий прибор, а это крайне сложная работа. Поскольку нужно точно выдержать количество и шаг витков, а также подобрать провод нужной толщины. Кроме того, все это требует герметизации, что выльется вам в приобретении еще ряда аксессуаров помимо самой антенны.

Конденсатор для самодельной конструкции необходим по причине укороченного контура. Коэффициент составляет при этом 0,3. Электрическое удлинение рамки выполняется серединными шлейфами вплоть до нужного размера, конденсатор же гасит реактивное сопротивление для согласования с кабелем, позволяя настроить все в резонанс. Поскольку антенна широкополосная, ее почти в любом случае можно установить на заднее стекло каждой модели автомобиля без каких-либо серьезных изменений. Настройку следует производить по минимальному коэффициенту стоячей волны .

Многие автолюбители уже давно усвоили, что иногда приобретение и установка заводской антенны для авто не только более дорогое удовольствие, но и сложное в плане монтажа в отличие от самодельной. Да и качество приема иногда бывает хуже, чем у «самоделки». Поэтому если вы хотите во время движения радовать себя мелодиями песен на любимых FM- станциях, попробуйте свои силы и сделайте устройство самостоятельно. Как видите, это не так уж и сложно, как может показаться.