Як працює коротка автомобільна антена. Кузов автомобіля як антена

06.06.2016

Поїздки без магнітофона в машині перетворюються на справжню нудьгу. Багато цікавіше налаштувати улюблену радіостанцію та поринути у світ прослуховування улюбленої музики. Так комфортніше пересуватися навіть по нудній заміській дорозі. Але однією з головних проблем автолюбителів є вибір антени. Багато автолюбителів часто не знають, які характеристики є найважливішим, а також чому приділяти увагу при виборі. Розглянемо ці питання докладніше.

Призначення та характеристики

Завдання антени - перетворити електромагнітні хвилі, які від різних джерел, на спеціальний сигнал, має форму електричного струму. Можливий і зворотний процес, коли електричний сигнал перетворюється на ЕМ хвилі. Така опція говорить про те, що та сама антена може виконувати кілька функцій - вловлювати сигнал і передавати його. Якщо ж антена сама по собі не здатна ловити сигнал, то жоден підсилювач не здатний допомогти їй.

Перше, чому варто приділити увагу – розмір антени. З курсу фізики відомо, що ЕМ мають дві основні характеристики - довжину та вектор поляризації (параметри каються магнітної та електричної складової). У разі коли йдеться електричної частини, то хвилі діляться на два види - горизонтальні і вертикальні. Радіації, що діють сьогодні, працює за принципом вертикальної поляризації. У свою чергу станції, які ведуть телемовлення, навпаки, працюють за принципом горизонтальної поляризації. При виборі антени варто враховувати її параметри, які мають бути порівнювані з довгою хвилі. Що стосується поляризації хвиль, то тут важливим є не тільки розмір, а й правильний вибір позиції виробу.

Залежність розміру антени і довжини хвиль, що приймаються (відправляються) - ціла наука. Якщо пояснити цей момент простими словами, то вимога обумовлена ​​??необхідністю входження в резонанс з ЕМ коливаннями. Тільки в цьому випадку антена працюватиме з максимальною ефективністю, і перетворюватиме ЕМ хвилю в напругу необхідної величини. Надалі електричний струм може бути посилений і перетворений на магнітолі (приймальному пристрої).

Поняття налаштування важливе для антени, адже в цьому випадку остання зможе вибірково підходить до прийому тих чи інших сигналів. З іншого боку, остаточний процес селекції лежить на приймачі. Якщо вірити технічним обґрунтуванням та проведеним експериментам, то найбільшу ефективність показують антени, які мають звичайний вигляд штиря. При цьому довжина пристрою повинна дорівнювати чверті довжини хвилі середньої частини діапазону.

• 1. Зовнішні антени.У цьому випадку сигнал, який приймається антеною, спрямовується до приймального пристрою без втрати якості. Але для досягнення таких результатів антена повинна бути узгоджена з фідером (кабелем), а кабель, що з'єднує, - з магнітолою. Ці умови нескладно виконати, якщо антена має ¼ довжини, опір кабелю становить 75 Ом (для телевізійного кабелю), а вхід приймач правильно прорахований та грамотно виконаний.

Якість розподілу хвиль у повітрі має тісний зв'язок із довжиною хвилі. Так середні та довгі хвилі огинають поверхню, тобто розподіляються глобально. Щодо коротких хвиль, то тут поширення відбувається за рахунок множинного відображення. Існують також ультракороткі хвилі, які є найбільш слабкими і працюють тільки в межах прямої видимості. При цьому кожна з типів хвилі має своє призначення.

Наприклад, довгі та середні хвилі в автомобільних антенах необхідні лише для прийому радіосигналу. Тут у виробництві якихось спеціальних антен немає необхідності, адже такі сигнали мають достатню потужність. Якщо антена і зловила сигнал, він буде якісним (принцип такого прийому часто називають «на цвях»).

Аналогічним є принцип під час роботи у діапазоні коротких хвиль. Різниця тільки в тому, що тут стає доступним вже і зв'язок. Окрім аматорського варіанта зв'язку, на КВ виділяється «шматочок» і для власників транспортних засобів. Діючі частоти тут – 26,97-27,85 мГц. Такі діапазони звуться CB (сі-бі).

Більшість сучасних антен налаштовані прийом ультракоротких хвиль. У цьому діапазон прийому обмежений частотами 66-108 мГц. Тут варто виділити дві категорії частот – «радянську», яка була прийнята ще в СРСР (66-74 мГц) та «закордонну», що працює в діапазоні 88-108 мГц (ФМ хвилі). Назва FM розшифровується як "frequency modulation" або частотна модуляція. Виходить, що при позначенні типу антени у нас орієнтуються на довжину хвилі, а за кордоном – на тип передачі. У цьому тонкощі роботи залишаються незмінними.

• 2. Внутрішні антени.Якщо антена внутрішня, вона може бути двох видів - знімна і стаціонарна. У разі виріб вклеюється в скло. Головна зручність внутрішніх пристроїв – у надійності. Їх складно зламати чи вкрасти. Інша річ, що якість сигналу таких виробів залишає бажати кращого. Проблема в тому, що «усики» антени знаходяться горизонтально при тому, що сигнал, що надходить до антени, має вертикальну спрямованість. Крім цього, в умовах міста сигнал регулярно змінюється, що ускладнює життя для антени. Але варто виїхати за місто, щоб зіткнутися із низкою проблем.

Для просування та популяризації товару виробники постачають антенні спеціальними підсилювачами, які підвищують якість сигналу. З іншого боку, якщо антена не здатна прийняти сигнал, то й підсилювач буде марним. Антенні підсилювачі хороші в тому випадку, коли між антеною та приймачем має місце довгий провід (часто саме він стає причиною погіршення якості сигналу).

Вважається, що якщо довжина дроту до 5 метрів, то під час руху за містом (коли немає нормального сигналу) підсилювач є малоефективним. Все, що він може – посилити шуми, а в межах міста – додати перешкод. Ось чому багато розробників антен ставлять спеціальні перемикачі «місто-траса». Насправді принцип дії такої системи простий - при перемиканні на «місто» підсилювач відключається.

Практика показують, що найкращим підсилювачем є якісна антена, а найкращий вибір з антен – встановлення зовнішнього виробу (при обліку поляризації та довжини хвилі). Якщо розглядати ФМ діапазон, то найбільшої якості звуку можна досягти від штиря, що має довжину 75 сантиметрів.

Головний недолік зовнішніх антен у тому, що їх легко зламати. Ось чому при виборі такого виробу варто орієнтуватись на висоту гаража та конструктивні особливості свого авто. Також варто заздалегідь продумати, тонкощі проведення кабелю до приймального пристрою, місце для монтажу та інші моменти. Оптимальний варіант кабелю - застосування екранованого та цільного виробу, в якому немає пайок або місць з'єднань на всій відстані, починаючи від приймального пристрою до самої антени.

• 3. Антистатичні антени.Окремо варто виділити ще один тип пристроїв - чудодійні антени, які за заявою виробників здатні зняти статичну електрику з корпусу машини. Подібне нововведення в автомобільній промисловості було підглянуто в авіаційній сфері. Так, на літаках є спеціальні «пензлики» на краях крил, завданням яких є усунення статичного заряду. Тут принцип той самий. Але в автомобілях це не працює, адже для унеможливлення появи статичного заряду автомобіль повинен переміщатися зі швидкістю літака. Крім цього, антистатичні антени фіксуються на подвійний скотч, що разом із лакофарбовим покриттям робить процес зняття статики неможливим.

Параметри антени

• Хвильовий опір.Стандартні антени, які працюють у CB-діапазоні, мають опір хвилі, що дорівнює 50 Омам. У ряді випадків вони комутуються з приймальним пристроєм через коаксіальний кабель, який має опір 50 Ом (зазвичай це PL-259). Особисте хвильове з'єднання більшої частини антен має об'єм, що дорівнює 50 Омам. Ось чому між фідером і антеною включається прилад, що узгоджує. Головна складність у тому, що виміряти хвильовий опір за допомогою спеціального приладу неможливо.

• Число каналів або смуга пропускання.Цей параметр характеризує діапазон частот, в якому антена здатна працювати без налаштування. Складність у тому, що параметр КСВ на межі смуги пропускання часто не прописується в параметрах, тому порівняти смуги пропускання різних моделей антен неможливо. Але є вихід. Завдяки тому, що крок сітки між каналами становить 10 кг, то за кількістю каналів вдається визначити пропускну здатність антени. Формула виглядає так: Смуга (кГц) = Число каналів * 10 кГц.

• Коефіціент посилення.За цим показником видно, скільки разів змінюється сигнал на виході антени в порівнянні з аналогічним показником еталонного пристрою. У процесі вимірювання береться сигнал від однієї радіостанції. Вимірювання коефіцієнта посилення антени наводиться у відносних одиницях. Проблема в тому, що виробники не завжди прописують цей параметр у своїх пристроях. Фахівці рекомендують при покупці антени орієнтуватися на коефіцієнт посилення, але робити це з великою обережністю. І тут варто враховувати розміри антени. Так довгі вироби вирізняються великим посиленням. Спеціальні антени, у яких передбачена подовжувальна котушка, відрізняються більшим посиленням, ніж у антен одного розміру.

• Проведена потужність.За цим параметром можна судити про максимальну потужність, яку може мати передавач у разі застосування цієї антени. У разі перевищення максимально допустимої потужності може статися пробій або теплове руйнування. Для антен промислового типу допустимо гранична потужність, що дорівнює 10 Вт.

• Вітростійкість.Цей критерій важливий, хоча багато автолюбителів при виборі антени його ігнорують. За показником стійкості до вітру можна судити, при якій швидкості вітру антена може бути зруйнована. На цей показник особливо важливо брати до уваги регіони, де мають місце ураганні вітри. Крім цього, до вітру схильні антени, які встановлюються на магнітній основі.

Перший радіоприймач для автомобіля з'явився в 1930 році, і до сьогоднішнього дня радіо в машині залишається актуальним. Малі розміри автомобіля не дозволяють встановлювати великі антени, тому автомобілісти широко використовують активні антени. Про ці пристрої, їх призначення та типи читайте у статті.

Призначення активної антени

Для роботи будь-якого радіоприймача необхідна антена - пристрій, який приймає електромагнітні хвилі та перетворює їх енергію на електричний сигнал. Далі цей сигнал можна піддавати посиленню та перетворенню, що і виконує радіоприймач. Впевнений прийом можливий лише в тому випадку, якщо антена налаштована на певну частоту або частотний діапазон - це налаштування здійснюється підбором довжини антени. У найпростішому випадку антена може бути штирь довжиною в половину або в чверть хвилі. Наприклад, для радіомовного діапазону FM довжина хвилі дорівнює приблизно 3 метрам, відповідно, довжина антени має становити від 0,75 до 1,5 метрів.

Здавалося б, що 75 см - це небагато, проте навіть для автомобіля це значна величина, такої довжини антену важко розмістити на машині, і вона навіть може псувати зовнішній вигляд автомобіля. Тому частіше використовують менші по довжині антени, але вони менш чутливі, гірше перетворюють енергію електромагнітної хвилі та подають на вхід радіоприймача меншу напругу. Тобто коротка антена погіршує прийом і якість відтворення радіопрограми, а то й зовсім робить прийом деяких радіостанцій (особливо віддалених) неможливим.

Ця обставина призвела до необхідності коротких, але досить ефективних антен, які б забезпечували успішний радіоприйом в автомобілі. Для вирішення цієї проблеми було створено активні антени – короткі антени з високою чутливістю.

Активна антена - це електронний пристрій, який поєднує в собі звичайну антену (штирову або дипольну) та підсилювач радіочастоти. Така антена може приймати слабкий сигнал і забезпечувати таку роботу радіоприймача, як і звичайна антена збільшеної довжини. Також активні антени можуть виконувати деякі інші функції, про які наведено нижче. Але насамперед слід подивитися, які сьогодні існують типи активних антен.

Типи активних антен

На ринку можна знайти антени, що відрізняються конструкцією, місцем встановлення, типом монтажу та функціоналом.

За конструкцією антени поділяються на два основні типи:

• Штирьові - як антена використовується металевий штир тієї чи іншої довжини. У сучасних антенах штир має пластикову захисну оболонку. Зазвичай такого типу виконуються зовнішні антени;
• Дипольні – прийом ведеться на симетричний диполь, рознесені штирі однакової довжини. Схема й у внутрисалонных антен.

За місцем встановлення антени розрізняють:

• Зовнішні – монтуються на даху, у передньому чи задньому крилі, тощо;
• Внутрішньосалонні - монтуються всередині салону, на лобовому або задньому склі.

Обидва типи антен мають свої переваги та недоліки, пов'язані з наявністю металевого кузова. Як відомо, метал не пропускає радіохвилі, тому кузов машини служить екраном, усередині салону напруженість електромагнітного поля в рази нижча, ніж зовні. Тому внутрішньосалонні антени монтуються на лобовому вікні. Однак кузов служить додатковим захистом від перешкод (особливо, що приходять від автомобілів, розташованих у сусідніх потоках і ззаду), тоді як зовнішня антена приймає всі перешкоди.

За типом монтажу антени бувають:

• Внутрішньосалонні - на двосторонньому скотчі;
• Врізні - це зовнішні антени, що жорстко встановлюються в кузові або в спеціальному контейнері (висувні антени);
• На магнітному підставі зазвичай зовнішні антени для швидкої установки на даху.

Основна функція активної антени - посилення сигналу, проте в сучасних антенах можуть бути різні додаткові функції:

• Перемикання між діапазонами;
• Зміна чутливості – режим «Місто» з меншою чутливістю та режим «Трасса» з підвищеною чутливістю;
• Захист від перешкод.

Також активні антени можна розділити на кілька груп за їх призначенням та робочими діапазонами:

• Антени для одного або двох діапазонів — зазвичай FM або AM/FM;
• Телевізійні антени;
• Універсальні антени – для всіх діапазонів від AM до TV.

Усі активні антени незалежно від типу мають схожу конструкцію та єдиний принцип роботи.

Конструкція та принцип роботи активних антен

Конструктивно будь-яка активна антена складається з п'яти основних частин:

• Антена (штир чи диполь);
• Підсилювач (у пластиковому корпусі);
• Антенний кабель (що підводить кабель);
• Провід або окремий кабель живлення (опціонально);
• Провід підключення заземлення.

Внутрішньосалонні антени зазвичай мають дипольну конструкцію. Диполі виконані у вигляді так званих полотен – гнучких провідників у пластиковій оболонці, які можна закріпити на склі. Полотна виходять безпосередньо з корпусу, в якому знаходиться підсилювач, вся ця конструкція кріпиться на лобове скло за допомогою двостороннього скотчу.

Працює активна антена досить просто: сигнал, що виділяється на полотнах, надходить на підсилювач, після чого кабелем подається на антенний вхід радіоприймача/магнітоли. Для роботи підсилювача необхідне живлення та заземлення. Живлення може подаватися окремим двожильним дротом, також воно може бути виконане і за стандартною схемою - підключенням дроту заземлення до кузова (до якогось болта, що знаходиться поряд з антеною) і другого дроту до "+" акумулятора.

Компактні антени зі швидкою установкою (на магнітній основі) зазвичай не мають окремого заземлення, а живлення виконується від прикурювача. Такі антени мають малі габарити і прості в установці, проте дають менше посилення і загалом гірше навіть у порівнянні з внутрішньосалонними антенами.

Особливості встановлення та експлуатації активної антени

Монтаж зовнішньої антени, особливо урізний, слід довіряти фахівцям, внутрішньосалонну антену можна встановити самостійно. Встановлення антени у загальному випадку зводиться до наступного:

1. Підібрати оптимальне розташування антени на лобовому або задньому склі;
2. Приклеїти корпус антени і антенні полотна, використовуючи двосторонній скотч, що йде в комплекті (на полотна вже нанесений клейовий склад, закритий захисною плівкою);
3. Знежирити скло у місці приклеювання корпусу антени та полотен;
4. Приєднати провід заземлення до кузова автомобіля (до якогось болта або безпосередньо до очищеної від фарби ділянки кузова);
5. Приєднати кабель, що підводить, до антенного входу магнітоли/телевізора;
6. Приєднати кабель живлення в будь-якому зручному місці до "+" джерела живлення (кращий варіант - до клеми магнітоли).

Особливу увагу слід приділяти місцю встановлення антени, тут потрібно дотримуватися кількох рекомендацій:

• Антенні полотна повинні розташовуватися на відстані не ближче 5 см від кромок вікна (так знижується дію кузова автомобіля, що екранує);
• Провід заземлення має бути якомога коротшим;
• Провід живлення повинен бути підключений якомога ближче до радіоприймача/магнітола.

Розташовувати полотна необхідно паралельно кромці вікна, причому тут можливі два варіанти:

• По верхньому краю вікна – полотна витягнуті в довжину;
• У кутку вікна – полотна розташовані під прямим (або близько того – залежить від геометрії скла) кутом.

При правильному підключенні після включення запалення на корпусі антени світиться світлодіод. Активна антена не змінює роботу магнітоли й у найпростішому разі вимагає виконання будь-яких додаткових дій. Якщо ж антена має додатковий функціонал, то може знадобитися перемикання режимів "Місто" / "Траса" або вибір діапазонів - як це зробити, зазвичай зазначено в інструкції.

Активна антена при правильному встановленні та експлуатації покращує радіоприйом та робить поїздки приємнішими. Це просте, недороге та цікаве рішення, яке може дозволити собі кожен автовласник.

Ця технологія була зроблена для професійних потреб. Була потрібна прихована і захищена на автомобілі. Рішення далося не відразу - щілинні антени маловідомі, але в КВ застосовуються дуже рідко. Доводилося довго доводити замовникам, що цеможе працювати (що смішно, відразу після вимірювань напруженості поля, що показували, що антена нормально випромінює). У багатьох викликала дитячий азарт: і сіткою автомобіль накривали, і обливали водою, і по днище у воду ставили. Нічого не допомагало, залізяка кузова вперто продовжувала випромінювати. Одна з найбільш повторюваних речей - мені відомо більш ніж про 2000 випадків. Стаття в журналі в 1996 переслідувала рекламні цілі, і багато там було опущено. Але навіть у такому вигляді була багаторазово "зідерта" на різних сайтах. Нижче надається розширений варіант статті, що включає ті самі опущені в журналі тонкощі.

Кузов автомобіля як антена

При використанні в автомобілях радіопередавачів найважчим завданням є виконання узгодженої антени. У цій статті розглядається принцип використання кузова автомобіля як прихованої і узгодженої антени , що передає , на частотах від 20 до 200 .

Огляд існуючих типів автомобільних антен

Мінімальні розміри ефективного випромінювача повинні бути не менше ніж l/4. При зменшенні розмірів його ККД знижується дуже різко: пропорційно квадрату укорочення. Коли антена є передавальної, її малий ККД безповоротно знижує потужність, що випромінюється, і відповідно зменшує дальність радіозв'язку. Тому незважаючи на всі рекламні запевнення про ефективну роботу дуже маленьких диво-антен треба ставитися як мінімум іронічно.

Найпростішою автомобільною антеною є укорочений знизу котушкою штир на даху. Це непогане рішення, крім тих випадків, коли зовнішня антена неприйнятна (системи охорони, стеження, прихованого радіозв'язку). У цих випадках необхідно, щоб антена була прихованою і недоступною дії на неї зовні (викрадач насамперед зламає зовнішню антену, і охоронний пристрій стає марним).

Для вирішення цієї проблеми зазвичай використовується коротка спіральна антена, розташована всередині салону біля скла. Вона фактично є згорнутим l/4 штир, але так як вона розміщена всередині металевого кузова, ефективність її сильно знижується через екрануючий ефект. Крім того, спіральна антена має дуже вузьку смугу, що вимагає ретельного налаштування антени і робить неможливим її використання у всій смузі частот.

Використання кузова автомобіля як щілинна антена

Наше завдання зводиться до наступного: відшукати в автомобілі конструктивну щілину із загальною довжиною не менше 1,5...3 м (для ефективної роботи в діапазоні 20...30 MHz) і забезпечити її збудження. На будь-якому автомобілі таких місць можна знайти кілька, але бажано, щоб конфігурація щілини була приблизно однакова для різних типів автомобілів, щоб сама антена, її параметри і пристрій узгодження з кабелем вийшли б уніфікованими.

Також необхідно звести до мінімуму втручання в конструкцію автомобіля при виконанні пристрою збудження щілини, тому це лише теоретично добре підключати ВЧ у центрі щілини, а практично, якщо для цього треба здирати фарбу і свердлити, то мало хто піде.

З урахуванням вищесказаного обрана щілина між кришкою багажника (ВА3 2101-2107 та аналогічні) або задніми дверима (ВА32108, 2109, АЗЛК2141 та аналогічні) та кузовом автомобіля. Для забезпечення збудження необхідно провести ізоляцію фіксатора замка багажника, як показано на малюнку 1.

При цьому вхідними точками живлення щілини служать штатні болти кріплення фіксатора замку багажника, що вкручуються в кузов (корпусний висновок), і ізольований за допомогою додаткових прокладок від болтів кріплення фіксатор замку, що має механічний та електричний контакт із замком багажника та кришкою багажника (сигнальний) .

Ця конструкція дуже нагадує ізоляцію металевих транзисторів і болтів їхнього кріплення від радіатора, і не становить труднощів для радіоаматора. Конкретний спосіб ізоляції може бути й іншим (залежно від конструктивних особливостей автомобіля), головне – забезпечити розрив електричного замикання через замок багажника, та забезпечити можливість підключення туди дротів. Один провід повинен йти на кришці багажника, інший - до корпусу кузова.

Зверніть увагу, це щілинна антена, тому кришка багажника не тільки не повинна бути ізольована від кузова у своїх поворотних петлях, а навпаки повинна мати якісний електричний контакт. Якщо такого немає або є, але поганий (старі петлі з іржею), то треба прокласти гнучку шину, що з'єднує кришку багажника в петлях з корпусом (приблизно таку ж гнучку перемичку з товстої обплетення екранованого дроту, яка встановлюється для зниження перешкод від запалення). Причому такі перемички треба встановити у двох місцях – по одній біля кожної петлі.

Все, механічна частина робіт з виготовлення антени завершена. Залишилося тільки підключити до пелюсток коаксіальний кабель та зайнятися вимірами. На рисунках 2 та 3 показані експериментальні залежності КСВ від частоти для деяких автомобілів.

"Москвич" АЗЛК 2142 і "Жигулі" ВАЗ 2109 мають майже збігається перший резонанс близько 65 МГц (на цій частоті розміри автомобіля становлять близько половини хвилі). Третя гармоніка відрізняється суттєвіше, т.к. на неї сильно впливає форма автомобіля.

Для автомобілів Volvo 249, BAЗ 2104, ВАЗ 2106 і подібних їм резонанси лежать вище, що говорить про те, що збуджується в основному не весь кузов, а тільки зона багажника і прилеглого до нього металу. У результаті маємо готову щілинну антену з кількома резонансними частотами, одна з яких збігається з робочою частотою. Достатньо підключити кабель живлення до точок з відповідним. Але такий збіг трапляється рідко. Як правило, вхідний імпеданс щілини на робочій частоті носить комплексний характер, що виключає безпосереднє підключення кабелю живлення.

Оскільки розміри щілини визначаються конструктивними особливостями автомобіля і ми, природно, не можемо їх змінювати, для забезпечення КСВ в кабелі, близького до 1, використовується , яке забезпечує трансформацію комплексного опору щілинної антени в активне, що дорівнює хвильовому опору кабелю, що використовується. СУ розміщується безпосередньо біля точок живлення щілини. Тобто картина практично така сама, якби мали диполь фіксованих розмірів - низький КСВ на резонансних частотах та комплексний вхідний імпеданс на всіх інших. І так само для порушення не на своїй резонансній частоті антени потрібно СУ в точці живлення.

У діапазоні 20-30 MHz реактивний опір щілини є індуктивним, а активне лежить у межах 8...15 Ом (послідовний еквівалент). Для узгодження з кабелем в даному діапазоні використовується СУ, показане на малюнку 4.

Широкосмуговий трансформатор TV1 1:4 (на ферит, що забезпечує роботу при заданій потужності та частоті) узгодить опір кабелю 50 Ом з активною частиною опору випромінювання антени, а конденсатори C1, C2 забезпечують компенсацію індуктивної складової.

Коробочка з СУ монтується (на гвинтах-саморізах) безпосередньо біля замку багажника. Вихід СУ короткою (не більше 50...80 мм) та товстою (перетин проводів 1..3 мм 2) кручений парою ізольованих проводів підключається до пелюсток замку багажника.

Вказане значення С2 відноситься до ділянки 25 ... 28 MHz, на нижчих частотах ємність C2 треба збільшувати. Точне узгодження досягається єдиним підстроюванням – конденсатором C2. З кабелем 50 Ом на резонансній частоті КСВ трохи більше 1,3. Смуга щілинної антени на частоті 27 MHz за рівнем ПВВ<2 составляет 500..800 kHz. Это СУ обеспечивает хорошее согласование с большинством типов автомобилей.

Можливо, у конкретному випадку вашого авто (інша конфігурація щілини, інша частота) будуть проблеми з узгодженням. У цьому випадку можна порекомендувати таку методику:

1. Підключити до щілини напівхвильовий відрізок кабелю (електрично напівхвильовий, з урахуванням ) для потрібної частоти. Причому (важливо) підключаєте його не прямо до пелюсток щілини, а саме через ту кручену пару (її довжину визначте самі, виходячи з конструктивних можливостей закріплення СУ поруч із замком), якою надалі буде підключений вихід СУ до замку багажника. Індуктивність цієї пари – важлива складова частина вхідного імпедансу щілини (саме ця величина була одним із ноу-хау).
2. На вільному кінці повторювача високочастотним мостом виміряти імпеданс, і під цю величину спроектувати СУ. В принципі можна обійтися і без вимірювань, просто взявши будь-яке СУ потрібного діапазону, що налаштовується, і домогтися мінімуму КСВ.
3. Зробити за отриманими даними фіксоване та маленьке СУ, та встановити його у замку багажника.

У діапазоні VHF, залежно від частоти СУ може мати різні схеми. На відміну від HF діапазону, в даному випадку потрібно акуратне індивідуальне підстроювання під конкретний тип автомобіля та робочу частоту. Наприклад, на частоті 144 MHz смуга за рівнем ПВВ< 2 составляет 5...7 MHz.

Отримані результати

В обох описуваних діапазонах (маються на увазі 27 MHz і 144 MHz) відзначалися:

1. Практично повна відсутність впливу на параметри щілинної антени предметів, що знаходяться в салоні автомобіля (люди, вантажі) та навколо (атмосферні опади, інші машини тощо);
2. Низький рівень напруженості електромагнітного поля в салоні (струми протікають зовнішньою поверхнею і через поверхневий ефект майже не затікають всередину салону);
3. Вертикальна (згадаймо: горизонтальнащілина, має вертикальнуполяризацію), що добре поєднується з більшістю автомобільних антен, які також мають вертикальну поляризацію.

У діапазоні в горизонтальній площині близька до еліпса з невеликим (близько 3 dB) максимумом випромінювання назад по осі автомобіля. Дальність зв'язку така сама, як зі спіральною антеною висотою 20 см або зі штирьовою антеною висотою 0,6 м з котушкою індуктивності, які розміщувалися на даху автомобіля.

У діапазоні 144 MHz ДН у горизонтальній площині залежить від типу автомобіля та робочої частоти і є складною багато пелюстковою структурою без глибоких провалів з невеликим максимумом випромінювання назад. Дальність зв'язку становить 35%...50% від дальності при використанні l/4 штирі на даху автомобіля.

Найгірші параметри пояснюються ближчим до землі розташуванням точок живлення антени та поганою провідністю заліза кузова у цьому діапазоні. Для 144 MHz залізо кузова провідник дуже поганий - тому при великих у довжинах хвиль розмірах щілини ефективність виходить невисокою. Втім, якщо у вас кузов оцинкований або луджений, то ефективність щілинної антени помітно зросте.

Використовуючи описані принципи, при відповідному виборі точок підключення до кузова та схеми СУ можна забезпечити роботу кузова автомобіля будь-якої марки як резонансної антени у будь-якій точці 20...200 MHz. Звичайно ефективність такої антени поступається штирю на даху, але у випадках, коли важлива схованість антени, кузов – найкраще рішення.

Зовнішня автомобільна антена більшості популярних автомобілів часто ламається, ушкоджується. Непоодинокі випадки крадіжки або вандалізму при дворовій стоянці машини. Знайти заводську антену проблематично, автовиробники рідко випускають прості пристрої як запасні частини. Якщо на вашій машині застарілої конструкції зламався або викрадено приймальний пристрій, часто не залишається іншого виходу, як зробити антену для автомагнітоли своїми руками. Більшість водіїв вважають за краще слухати передачі FM – радіостанцій, для стійкого прийому яких не потрібні довгі гнучкі або телескопічні антени.

Загальні принципи роботи автомобільної антени

Зробити антену для автомагнітоли своїми руками у домашніх умовах досить просто. Але перед виготовленням потрібно визначитися з головними параметрами – довжиною антени, місцем розташування, складністю конструкції.

По постулатах радіотехніки автомобільна антена визначається як чвертьхвильовий вібратор, заземлений на корпус автомобіля. Антени для автомобільних радіостанцій досягають у довжину двох з половиною метрів і повинні працювати у вертикальному положенні. Для ресиверів стандартних автомагнітол такі параметри є надмірними.

Для стійкого прийому радіосигналів у найпопулярнішому діапазоні УКХ FM, де працює більшість станцій для автомобілістів, достатньо штирьової антени завдовжки 10 – 20 сантиметрів. Зовнішня антена для автомагнітоли своїми руками стане найпростішим виходом при заміні застарілих головних пристроїв, які розраховані тільки на прийом довгих і середніх хвиль.

Не розглядаючи антен для прийому телевізійних сигналів, радіохвиль Wi-Fi Інтернету, зупинимося на простих автомобільних антенах, які поділяються на зовнішні та внутрішні. Внутрішні антени, екрановані кузовом машини, відрізняються слабшим прийомом радіохвиль. Для їхньої стабільної роботи необхідне додаткове посилення або складна рамкова конструкція. Самостійно розрахувати і виготовити якісну внутрішню антену під силу тільки підготовленому радіоаматору, любителям тюнінгу-початківцям братися за таку конструкцію немає сенсу.

Процес виготовлення саморобної антени

Гнучкі та телескопічні антени для виготовлення вимагають підбору спеціальних антенних матеріалів, додаткових радіодеталей. Крім того, вони ламаються так само легко, як і попередні антени вашої машини.

Нескладна у виготовленні стаціонарна тверда антена, що імітує модний приймальний пристрій «акулячий плавець». Для виготовлення такої саморобної антени для автомагнітоли своїми руками вам знадобляться прості матеріали та інструменти:

• металевий штир із різьбленням;
• фіксуючі гайки;
• мідний дріт;
• інструменти з металу;
• паяльник та приладдя для паяння (флюс, припій, каніфоль);
• ізолятори;
• антенний кабель.

Головним елементом антени стає металевий штир, різьблення якого підбирається за розміром штатного місця антени або вибраного кронштейна для кріплення. Для основи антени добре підходять стандартні анкерні болти з нарізаним різьбленням. На протилежних кінцях штиря потрібно просвердлити два отвори для кріплення мідного дроту антенного вібратора. Неекранований дріт намотується у два шари по всій довжині штиря.

Намотаний дріт затискається фіксуючими болтами і запаюється у верхньому отворі антени. Для зовнішнього шару ізоляції любителі використовують різні матеріали: клей «Холодне зварювання», епоксидну смолу, поліморфус, термопластику. Погано зарекомендували себе розплавлений вініл та карбон, що створюють перешкоди для прийому радіохвиль.

Після ручного ліплення термопластику або «епоксидки» антена виглядатиме непоказно.

Примірявши антену дома установки, перевіривши її працездатність, зовнішню поверхню обробляють на токарному верстаті і доводять вручну.

Залежно від кольору використаного матеріалу готову антену можна залишити чорною або пофарбувати водостійкою акриловою фарбою в колір кузова.

Як зробити антену для автомагнітоли своїми руками для виїздів на природу ви можете подивитися на відео:

Підключення зовнішньої антени

Найпростіше встановити антену власникам машин, у яких на кузові передбачено штатне місце для встановлення приймального пристрою. У таких моделях досить акуратно вкрутити антену в роз'єм (як правило, гвинтовий), не маючи зайвих турбот з прокладкою внутрішнього кабелю.

Добре оброблена саморобна антена на даху виглядає не гірше за модні антен «акулій плавець», якими оснащуються дорогі «Мерседеси», «Ауді» та «БМВ».

За відсутності штатного місця на кузові машини саморобна антена для автомагнітоли своїми руками може встановлюватися на магнітні кронштейни або вакуумні присоски. Переважно використовувати магнітні тримачі, які міцніше утримуються на даху автомобіля у русі.

Виробляти зайві вирізи в кузові автомобіля небажано, тому можна використовувати існуючі технологічні отвори або мінімально розширювати пази ущільнень задніх ліхтарів. Усі вихідні отвори кабелю на кузов обов'язково закладають герметиком. Добре підходять для обробки виносні магнітні кронштейни для рацій таксистів. У цій конструкції потрібно тільки видалити котушку, що подовжує (стоїть в основі антени) і підключити кабель безпосередньо до штиря. Теоретично найкращим місцем для встановлення антени вважається центр даху, але зазвичай автолюбителі встановлюють саморобний пристрій на лівому крилі або в задній частині даху.

Для підключення зовнішньої антени необхідно використовувати екранний коаксіальний кабель. Для прокладання кабелю всередині салону вам знадобиться:

1. Зняти обшивку салону від місця входу кабелю до центральної панелі. Усі операції слід проводити обережно, без застосування грубої сили, зберігаючи пластикові кліпси кріплень.
2. Прокласти та закріпити кабель. Бажано уникати перетинів зі штатною електропроводкою, що викликають додаткові перешкоди радіоприймання.
3. Порівняти роз'єми антени та головного пристрою. При необхідності перепаяти антену або використовувати перехідник.
4. Перевірити роботу ресивера автомагнітоли.
5. Зібрати зняті елементи салону.

При правильному складанні антени, прокладці кабелю новий приймальний пристрій працюватиме не гірше за штатну антену.

Висновок

Попрацювавши над зовнішнім виглядом приймального пристрою, ви уникнете претензій з боку інспекторів ДІБДР, які можуть причепитися до неохайно виготовленої саморобної антени. Надіславши нам свої відгуки про власний досвід самостійного виготовлення антен, ви допоможете колегам-автомобілістам уникнути типових помилок.

Антени для автомобілів бувають різними. Переважно вони служать для прийому FM радіостанцій або для перегляду телевізійних програм на міні-пристроях, оснащених спеціальним тюнером. Крім того, антени в машині потрібні як канал навігації. У військових умовах автомобільні антени необхідні прийому сигналу.

Сьогодні ми розповімо про те, як зробити антену для радіо в автомобіль з метою прослуховування FM радіостанцій, як не помилитись при придбанні готового приладу, а також ви дізнаєтесь, які типи автомобільних антен існують.

Класифікація автомобільних антен

Якщо ви хочете зробити антену для радіо своїми руками, то вам це не складно, оскільки такий прилад має досить просту конструкцію. Головне під час роботи - це правильно підібрати діапазон хвиль(найчастіше вибирають FM) і тип модуляції. Однак до цього ми ще повернемося, а зараз дізнаємося, на які категорії підрозділяються автомобільні антени.

За своїм призначенням вони пристосовані приймання:

• радіомовлення у різних діапазонах, переважно, це FM;
• телемовлення;
• інформації із супутника з метою забезпечення роботи навігаційних систем.

Також існують і зв'язкові антени.

Встановлення приладуна автомобіль може бути здійснена:

• за допомогою магнітів;
• за допомогою присосок;
• урізним методом;
• методом різьбового з'єднання;
• струбциною;
• вбудованим методом.

За способом розміщення антени можуть бути зовнішніми та салонними, а за типом посилення – активними та пасивними.

Є ще низка класифікаційале вони надто специфічні, тому на них ми зупинятися не будемо.

Розмір приладу залежить від діапазону. Наприклад, зв'язкова антена на 27 МГц має великий розмір. Найбільш потужні екземпляри можуть мати довжину близько 2 метрів.

Щоб правильно працювати, встановлювати антену на машину слід у вертикальному положенні, що обумовлюється типом поляризації. Звичайно ж, зв'язкові конструкції можуть нахилятися важелем або баранцем, щоб не зламатися в тих чи інших місцях, але їх переважно використовують водії великогабаритного транспорту.

Цифрова телевізійна антена для автомобіля зовні нагадує мигалку на машині поліцейського, тільки має інший відтінок. Влаштування такої конструкції досить просте, його головне завдання - це прийом сотень МГц. Найчастіше цифрову установку розміщують на даху автомобіля за допомогою магніту, провід же простягають над дверцятами без додаткових доопрацювань. Сигнал має горизонтальну поляризацію.

На що звертати увагу при покупці

Антени для автомобільних радіоприймачів теж невеликі, але вони трохи більші за телевізійні, оскільки довжина хвилі вища. З цією метою підходять штирі невеликої висоти, що нагадують пристрої для прийому сигналів рації, але довжина їх буде меншою, ніж у поліцейських мигалок. Щоб випадково не купити антену для телеприймача замість спеціальної моделі для магнітоли, вивчіть її технічні характеристики:

• антена для радіоприймача позначається як FM чи АМ (частоти 70-108 МГц);
• для телебачення – DVB – T (частота до 900 МГц);
• для навігації – GPS (400 МГц);
• для радіозв'язку – СВ (27 МГц).

Також не забувайте звертати увагу на рознімання антени. Найчастіше вони повинні збігатися з вашим пристроєм, але попередньо це вивірити при покупці не завадить. Вважається, що автомобільна антена зовнішнього типу ловить краще, але це стосується лише роботи у міських умовах. Однак пристрої для установки всередині автомобільного салону більш прості в плані установки, але при цьому вони дешевші, відповідно, і працювати будуть гірше за зовнішні.

На сьогоднішній день у продажу можна знайти всілякі гібридні вироби, які здатні використовуватися для всіх перерахованих вище потреб - і перегляду програм і прослуховування FM-радіостанцій, і навігації. Також є моделі з функцією перемикання прийому з шосейного на міський та навпаки. Такі прийоми відрізняються один від одного чутливістю та особливостями придушення перешкод. Так, на шосе дальність прийому може зростати до 80 км.

Поширені моделі-тандеми, оснащені парою штирів, один із яких призначений для перегляду ТВ-програм, а другий – для прослуховування радіопередач. Звичайно ж, щоб використовувати такі пристрої за призначенням, потрібно спеціальне обладнання.

Як зробити своїми руками антену для радіо

У тому, щоб зібрати антену для прослуховування у приймачі FM-радіостанцій, головна складність полягає у постійному коливанні корпусу автомобіля. Тому прості побутові антени для наземного застосування тут не підійде і матимуть мертві точки в плані прийому. Для звичайного наземного пристрою абсолютно однаково, з якого боку буде поданий сигнал, а ось для того, який постійно перебуває в русі, потрібен особливий підхід до складання своїми руками.

Правильно зібрана автомобільна антена вручну повинна мати такі характеристики:

• не викликати зайвих питань з боку представників ДІБДР через надмірне доопрацювання корпусу;
• повинна вставати у салоні;
• забезпечувати надійний прийом;
• мати високий ККД.

Простий чвертьхвильовий вібраторв даному випадку підходить погано через такі свої недоліки:

• він складний у плані виготовлення;
• щодо великий;
• складений у кріпленні;
• може заважати під час руху.

Оптимальний варіант для легкового автомобіля виходить із рамкової конструкції, яку слід прокласти прямо під ущільнювачем заднього скла. Вона має бути трохи звужена вгору, у її центрі розташований конденсатор, який налаштовують антену в резонанс на тому чи іншому каналі. Приймальних частот існує дві, це може бути 27 та 65 МГЦ або 28,2 та 68 відповідно.

Верхній резонанс повинен відповідати нижньому діапазону радіомовлення. Тому виконуємо такі дії:

Тепер, коли роботу виконано, можна підключити антену за допомогою роз'єму, що використовується зв'язковим обладнанням. Кабель не повинен бути надто довгим. Антена пасивна, тому в тракті сигнал може сильно загасати. Якщо встановити зв'язкове обладнання поруч із заднім склом, то він буде кращим.

Переваги антени, зробленої своїми руками

Саморобна антенамає ряд переваг у порівнянні із заводською моделлю. Звичайно ж, вони не будуть мати велику дальність дії і добре приймати, як би ви хотіли. Але ви зможете підігнати її під свій автомобіль і не мати проблем із надто великою висотою, яка нерідко заважає нормально проїхати у важкодоступних місцях.

Крім того, вам не потрібно буде мотати прилад, що погодить, а це вкрай складна робота. Оскільки потрібно точно витримати кількість та крок витків, а також підібрати провід потрібної товщини. Крім того, все це вимагає герметизації, що виллється вам у придбанні ще ряду аксесуарів, крім самої антени.

Конденсатор для саморобної конструкціїнеобхідний через скорочений контур. Коефіцієнт становить у своїй 0,3. Електричне подовження рамки виконується серединними шлейфами аж до потрібного розміру, а конденсатор гасить реактивний опір для узгодження з кабелем, дозволяючи налаштувати все в резонанс. Оскільки антена широкосмугова, її майже в будь-якому випадку можна встановити на заднє скло кожної моделі автомобіля без серйозних змін. Налаштування слід проводити за мінімальним коефіцієнтом стоячої хвилі.

Багато автолюбителів вже давно засвоїли, що іноді придбання та встановлення заводської антени для авто не тільки дорожче задоволення, а й складне у плані монтажу на відміну від саморобної. Та й якість прийому іноді буває гіршою, ніж у «саморобки». Тому якщо ви хочете під час руху радувати себе мелодіями пісень на улюблених FM-станціях, спробуйте свої сили та зробіть пристрій самостійно. Як бачите, це не так і складно, як може здатися.