Главная
Статьи
Форум
Автомобильные антенны




Качество воспроизведения радиопередач автомагнитолой во многом определяется правильностью выбора и установки приемной антенны.

Общие сведения

Приемная антенна — устройство, принимающее энергию электромагнитного поля радиоволн и преобразующее ее в электрический сигнал, усиление которого в дальнейшем выполняет радиоприемник.

В настоящее время в автомобилях используются в основном активные внутренние и пассивные внешние антенны.

Активная антенна функционирует вместе с входящим в ее конструкцию усилителем, компенсирующим ослабление сигнала из-за малых размеров антенны. Для работы усилителя необходимо электропитание.

Основные достоинства активных антенн — небольшие габариты и простота установки. Антенны этого типа устанавливаются внутри салона, поэтому они защищены от атмосферных и механических воздействий. Их недостатки — меньшая чувствительность по сравнению с пассивными антеннами, вследствие чего вместе с усилением радиосигнала усиливаются прочие радиошумы, ухудшаюшие качество звучания.

Пассивная антенна подключается непосредственно к радиоприемнику и в электрическом питании не нуждается.

Достоинствами пассивных антенн являются высокая чувствительность и простота конструкции. К недостаткам можно отнести незащищенность от внешних воздействий, большие габариты, а у выдвижных (телескопических) антенн — невысокую надежность.

Делая выбор в пользу активной или пассивной антенны, необходимо учитывать условия их эксплуатации в конкретной местности (уровень сигнала, отражения, помехи), а также диапазон, на котором преимущественно предполагается работать, и особенности распространения в нем радиоволн.


Особенности радиоприема в различных диапазонах

Диапазон УКВ (FM). Уровень сигнала ультракоротковолновых (УКВ) передатчиков невелик, а прием возможен только в зоне прямой видимости. С учетом высоты передающих антенн это расстояние редко превышает 40-50 км от передатчика, а ретрансляторы сигнала в местном радиовещании на УКВ не применяются. Зона уверенного приема, свободного от шумов и помех, заметно меньше и составляет 15-20 км. Значительные изменения уровня и поляризации1 сигнала, происходящие из-за отражений и экранирующего действия зданий (“мертвые зоны”), могут вызвать неуверенный прием в городских условиях. Аналогичное влияние оказывает и рельеф местности — в низинах уровень сигнала заметно ниже, чем на возвышенности. Этим диапазоном чаще пользуются жители крупных городов, поэтому в последнее время появляется все больше “городских” магнитол, имеющих только диапазон УКВ.

Диапазоны ДВ, СВ, КВ. Передатчики длинноволнового (ДВ), средневолнового (СВ) и коротковолнового (КВ) диапазонов обладают большой мощностью, а зона уверенного приема составляет сотни и даже тысячи километров. Поэтому эти диапазоны становятся единственно доступными для радиовещания на большие расстояния. Прием местных радиостанций на средних волнах в дневное время всегда стабилен. Прием дальних радиостанций на СВ и КВ заметно улучшается вскоре после захода солнца. Однако из-за технических особенностей амплитудной модуляции качество сигнала заметно ниже, чем на диапазоне УКВ. Сказывается здесь и влияние помех, особенно заметных в промышленных центрах.


Виды антенн

Телескопическая с автоматическим приводом (внешняя). Автоматический привод позволяет выдвигать антенну, не покидая салон автомобиля. Отдельные модели таких антенн позволяют регулировать длину телескопического элемента и угол наклона для достижения оптимального качества приема.

Телескопическая (внешняя). Отличается от автоматической отсутствием электропривода.

Штыревая, с фиксированной длиной (внешняя). Имеет различные конструктивные исполнения: штыревая с витой пружиной в основании; витая спираль в кожухе; обычный штырь.

Внутрисалонные. Различаются рабочими диапазонами, коэффициентом усиления, размерами и формой корпуса антенны и ее приемных элементов, а также по способу установки. Некоторые модели антенн, благодаря встроенному конвертеру, позволяют принимать радиостанции УКВ-диапазона на приемниках, работающих в диапазоне FM.



Типы антенн

Пассивные и активные антенны подразделяются на следующие типы:
  • симметричный вибратор,
  • свернутый (укороченный) симметричный вибратор,
  • несимметричный вибратор,
  • спиральная антенна.
Симметричный вибратор (рис.1,а) и симметричный свернутый вибратор (рис.1,б). Большинство внутрисалонных активных антенн относятся к этим типам. Для максимальной эффективности симметричного вибратора его электрическая длина должна составлять половину длины волны, отсюда и его другое название — полуволновой. Однако ввиду того что длина волны в диапазоне частот 88-108 МГц и 66-74 МГц, отведенных для радиовещания на УКВ, составляет 3-4 м, размеры антенны будут равны 1,5-2 м соответственно. Поэтому в автомобиле вместо полуволнового используют свернутый симметричный вибратор. Практически все типы автомобильных антенн являются укороченными.

Несимметричный вибратор (рис.1,в) получается из симметричного, если одну из его половин заменить заземлением, роль которого выполняет кузов автомобиля. К антеннам такого типа относятся штыревые и телескопические, получившие в настоящее время наибольшее распространение. Электрическая длина этих антенн для большей эффективности должна составлять четверть волны или 75-80 см для диапазона 88-108 МГц и 100-110 см для диапазона 66-74 МГц. Произвольное изменение этих размеров ухудшает согласование антенны с приемником и снижает ее эффективность. Четвертьволновые вибраторы слишком длинные, и эксплуатировать их не очень-то удобно, поэтому чаще используются укороченные вибраторы в виде штыря длиной 30-50 см. Для лучшего согласования с приемником в конструкцию такой антенны может входить согласующее устройство — катушка. Остальные отличия носят декоративный характер.

Спиральная антенна (рис. 1,г) — разновидность укороченного несимметричного вибратора. Конструктивно — это гибкий стержень из диэлектрического материала, на который с достаточно большим шагом намотано несколько десятков витков провода. Сверху конструкция также покрыта слоем диэлектрика. Единственное преимущество этой антенны перед прочими — гибкость.



Места установки антенн

Правильная установка антенны позволит полностью реализовать ее возможности. По месту установки все антенны можно разделить на внутрисалонные и наружные.

Внутрисалонная антенна наиболее эффективно работает, если ее расположить в оконном проеме или вблизи него. Ее приемные элементы должны находиться не ближе 2-3 см от кузова. Обычно для установки используется ветровое стекло или задняя полка. Следует помнить, что элементы антенны на ветровом стекле не должны ухудшать обзор в его верхней и средней части или в одном из верхних углов.

Многие автомобилисты убеждены, что лучшее место для наружной антенны — это крыша. Однако это не так. Действительно, эффективность антенны определяется ее высотой, но высотой над проводящей поверхностью. В нашем случае весь автомобиль является проводящей поверхностью, поэтому нет никакой разницы, где установлена антенна — на крыше или на крыле. Неудачным местом можно считать, например, бампер, поскольку большая часть антенны при этом оказывается в непосредственной близости от электропроводящего кузова, снижающего ее эффективность.

По способу крепления антенны бывают:
  • врезные — устанавливаются в предварительно просверленное в кузове сквозное отверстие;
  • на магнитной основе (различных диаметров);
  • штыревые, прикрепляемые на водосток;
  • наклеиваемые.


Рекомендации по выбору и установке антенны

Выбор антенны. Если не принимать во внимание конструктивные особенности, пассивные антенны в большинстве случаев предпочтительнее активных, поскольку обеспечивают лучшее соотношение сигнал/шум и, как следствие, более чистый прием. Однако из-за внушительных габаритов они не всегда удобны в эксплуатации.

Некоторые производители антенн указывают для своей продукции коэффициент усиления и уровень шумов. Сравнивая антенны по этим показателям, надо помнить главное: более высокое качество приема обеспечит та антенна, у которой коэффициент усиления больше, а уровень шумов усилителя меньше.

Универсальные всеволновые антенны оптимизированы, в первую очередь, для диапазона УКВ. Во время поездок в черте города или при небольшом удалении от него (10-20 км) можно использовать любой тип антенны — качество приема будет примерно одинаковое. Для приема радиопередач на расстоянии 30-70 км предпочтительнее “полноразмерные” пассивные антенны, обеспечивающие лучший прием слабых сигналов за счет исключения шумов антенного усилителя и минимального уровня помех за городом. Диапазоны ДВ, СВ и КВ в основном “пользуются спросом” у тех, кто совершает дальние поездки, при этом пассивная антенна также обеспечит лучший прием.

Качество приема слабых сигналов активной антенной во многом зависит от уровня шумов ее усилителя и приемного тракта тюнера автомагнитолы. На малом удалении от передающей станции сильный сигнал вызывает перегрузку антенного усилителя и приемника, что может привести к заметным искажениям. Поэтому некоторые конструкции активных антенн имеют ручной переключатель уровня усиления “город — трасса”, позволяющий ограничить усиление мощных сигналов и избежать перегрузки.

При выборе антенны следует обращать внимание на кабель: он обязательно должен быть экранированным. Многие активные антенны вместо отдельного экранированного кабеля (в целях экономии) снабжены обычным, по которому подается и принимаемый приемником сигнал, и питающее напряжение. Это решение не всегда удачно. Такая “антенна” иногда лучше работает с отключенным питанием.

Длина собственного кабеля антенны обычно невелика и достаточна только для антенн, устанавливаемых на ветровое стекло. Во всех остальных вариантах установки приходится использовать удлиняющие кабели и переходники, имеющиеся в продаже. При их выборе основное внимание следует уделить четкой фиксации разъемов и качеству кабеля. Удлинять и сращивать кабель антенны при помощи скрутки или пайки, не имея специальных навыков, нежелательно, поскольку неквалифицированно сделанное соединение может вызвать дополнительные помехи во время приема радиосигнала. Кроме того, следует иметь в виду, что чрезмерная длина кабеля (более 4 м) также может привести к ухудшению качества приема из-за сильных емкостных потерь.

Установка антенны. При установке врезной антенны, возможно, придется сверлить отверстие в кузове автомобиля. Чтобы предотвратить возникновение очагов коррозии, края отверстия целесообразно обработать антикоррозионным составом, например “Мовилем” или аналогичным ему.

Установочный диаметр врезных антенн должен быть тем больше, чем длиннее сам штырь. Длинные штыревые антенны имеют большую массу и поэтому комплектуются дополнительными подставками, обеспечивающими надежность и устойчивость антенны при движении автомобиля в сложных условиях.

Наибольшей эффективности антенны для УКВ-диапазона можно добиться, установив ее в вертикальной плоскости, а для СВ-диапазона — в горизонтальной. Для наружных штыревых антенн, работающих одновременно в УКВ- и СВ-диапазонах, обычно применяется компромиссное решение — установка антенны под углом.

При установке активных внутрисалонных антенн необходимо четко следовать прилагаемой инструкции. Перед наклейкой приемных элементов — “усов” нужно тщательно обезжирить стекло в месте наклейки, а защитную пленку отделить от клеящего слоя непосредственно перед приклеиванием. Чтобы эффективность приема на диапазонах УКВ (FM), СВ и ДВ была максимальной (учитывая особенности поляризации волн в этих диапазонах), один из элементов (“усов”) можно направить горизонтально, а второй вертикально.

Кабель антенны нужно стараться прокладывать так, чтобы не было перегибов. Если кабель пропускается в отверстие переборки, его необходимо защитить резиновой втулкой.

Таблица: Потребительские характеристики основных видов антенн

Тип антенны Конструктивные особенности и способ установки Достоинства Недостатки
Активные “Таблетка” — маленький круглый корпус антенны напоминает таблетку.Корпус антенны и ее приемные элементы (“усы”) приклеиваются на ветровое стекло. Компактность.
Надежность.
Сложно демонтировать наклеенные элементы антенны.
Небольшая коробочка с двумя короткими приемными элементами в виде полосок (слева и справа), с нанесенными на них дорожками из проводящего материала. Устанавливается под центральное зеркало. Компактность.
Надежность.
Невысокая чувствительность.
“Книжка” — антенна напоминает книжку, так как ее приемный элемент (в виде пластины) через ось соединяется с корпусом и может вручную опускаться и подниматься, как обложка у книжки. Корпус жестко крепится на задней полке автомобиля. Хорошая чувствительность.
Невысокая стоимость.
Занимает место на полке.
Нужен длинный кабель.
Пассивные Длинный штырь. Крепится на заднем или переднем крыле и других элементах кузова. Высокая чувствительность. Большие габариты.
Сложность монтажа.
Длинный штырь. Крепится на водостоке. Высокая чувствительность.
Простота установки.
Большие габариты.
Риск повреждения кабеля дверью.
Спиральная антенна (гибкая). Крепится на заднем или переднем крыле и других элементах кузова. Гибкость.
Малые габариты.
Невысокая чувствительность.
Телескопическая антенна. Устанавливается на заднем или переднем крыле. Компактность в сложенном состоянии.
Высокая чувствительность.
Невысокая прочность сочленений.
Необходимо выдвигать вручную.
Автоматическая (полуавтоматическая). Устанавливается на заднем или переднем крыле. Компактность в сложенном состоянии.
Высокая чувствительность.
Сложность монтажа.
Невысокая надежность, требует дополнительного обслуживания, особенно в морозы.

 1 Характеристика электромагнитной волны, показывающая направление вектора электрического поля. Для вещания в диапазонах ДВ и СВ применяются волны с горизонтальной поляризацией. На УКВ чаще всего используют волны с вертикальной поляризацией. При отражении радиоволн от предметов и рассеянии на атмосферных аномалиях вектор поляризации может измениться.

"Полезные страницы", 2001, выпуск 9, стр. 312



По материалам сайта http://zr.ru/



Более 2000 руководств
по ремонту и техническому обслуживанию
автомобилей различных марок
 









Рейтинг@Mail.ru