Теория. Немного про антенны в разрезе СиБи на авто

Сообщение **vvetc** » 14 фев 2017, 00:28

Что такое антенна и как она работает..
Хорошая тема, особенно если учесть, что для реально полного понимания требуется курс физики, электротехники, радиотехники, и после понимания этих основ, уже непосредственно АФУ (антенно-фидерных устройств)
Все таки я попробую, обидно смотреть на ужОс в антеннах, отдавая починенную рацию и понимая, что опять-ведь сгорит, потому-что не поправят ситуацию с антенной..
Начну издалека ..
Электрический ток бывает постоянным, тут как-бы все понятно, "течет" от плюса к минусу, значение имеет только сечение (толщина провода, в зависимости от величины протекающего тока) и изоляция (в зависимости от величины напряжения), и
переменным. Вот тут уже интересней, переменный ток "бытовой" с частотой 50 Гц вроде тоже не особо замудренный - ну меняет свою полярность 50 раз в секунду по синусоиде, ну вместо "плюса" есть "фаза", а вместо "минуса" - "ноль". Это так, утрировано,
не кидайтесь тряпками, в нашем вопросе не особо принципиально пока. А вот что добавляется, и чего нет в постоянном токе, но что крайне важно для нас - это появляется реактивное сопротивление. Т.е. нагрузкой уже может служить не только банальная лампочка, а вещи поинтереснее - имеющие емкость и индуктивность. Чтобы они проявили себя в сети 50 Гц - они должны иметь довольно большое значение, а вот если частоту увеличить в сотни тысяч раз - то значения изменятся в меньшую сторону. Любой кусок провода
имеет индуктивность, даже совсем короткий (просто индуктивность маленькая), а по отношению к другому проводу или любой проводящей ток поверхности - емкость. Вот это, если запомнить, поможет понять "суть". Т.е. на частоте работы радиостанции влияние оказывают маленькие емкости и индуктивности, которые как раз и имеют все провода. (для справки - для настройки в передающих и приемных устройствах бывает достаточно просто на миллиметр раздвинуть витки на катуке. На миллиметр!)
Теперь перейду к антенне. На автомобилях устанавливаются вертикальные антенны с корпусом автомобиля в качестве радиалов (противовесов или землей - последнее почти не произносится ради избежания путаницы). Это так называется антенна, которая находится у вас на крыше. Дальше в названии - только ее конструктивные особенности, длина (1/4 волны, 5/8 волны ), способ монтажа (магнитная, врезная). На самом деле, антенна-то ничего и не передает. Вот так, никаких волн с нее никуда и не летит. Антенна - это всего лишь нагрузка передатчика вашей радиостанции, и ее задача - принять все то, что передатчик в нее "вкачивает", желательно "по-полной" и возбудить вокруг себя электромагнитное поле. Немного в сторону, курс физики - там где протекает ток, а ток протекает по замкнутой электрической цепи! это важно! возникает электромагнитное поле. В цепи с постоянным напряжением поле постоянное, в цени с переменным - соответственно переменное. Так вот, пройдя по фидеру (антенному проводу) электрический высокочастотный ток будет пытаться найти куда ему пойти, чтобы цепь была замкнутой. Кстати говоря, если не найдет - то вернется назад, откуда пришел, что вызовет выгорание выходного каскада передатчика радиостанции. А нагрузка у нас, на ВЧ может быть индуктивной и емкостной. Т.е. торчащий штырь и корпус машины - это емкость и индуктивность, на которую и будет нагружен передатчик. А у емкости и индуктивности, опять-же, вспоминая физику, есть свойство резонанса, т.е. колебания, попадающие в резонансную систему, увеличивают свою амплитуду. Увеличивая амплитуду, соответственно, увеличится и электромагнитное поле вокруг антенны - то что нам и нужно. Подытоживая, на выходе радиостанции нужно изобрести такое устройство, которое смогло-бы принимать в себя высокочастотную энергию и "перерабатывать" ее в электромагнитное поле. Дальше, пользуясь формулами, не трудно рассчитать геометрию такой антенны, обладающей нужной индуктивностью и емкостью, как следствие - находящуюся в резонансе на нужной частоте. А вот теперь про то, откуда все таки выходят волны. Не углубляясь глубоко в теорию, я и так притомил уже, скажу - есть "ближняя зона" у антенны, грубо говоря это граница, дальше которой нет создаваемого электромагнитного поля, для СиБи диапазона и рассматриваемых антенн это расстояние от антенны примерно 1,6 метра. Внутри этой зоны протекают вихревые токи, которые создают магнитные потоки, в свою очередь создающие новые вихревые токи и т.д. магнитные поля, порожденными вихревыми электрическими накладывается друг на друга, образует волну, процесс стремится захватить все пространство и удаляется от антенны со скоростью света. Т.е. грубо говоря, ближняя зона - это "кузница" радиоволны. Логично предположить, что чем сильнее электромагнитное поле в ближней зоне - тем мощнее передача, соответственно, если есть желание иметь антенну, передающую во все стороны от себя, необходимо обеспечить равномерное электромагнитное поле вокруг антенны, это значит, что вертикальный элемент "штырь" должен быть строго перпендикулярен тому месту, между которым будет создаваться электромагнитное поле, в нашем случае крыше автомобиля, иначе в какую-то сторону, куда наклонен штырь, емкость окажется больше, а в другие - меньше, соответственно поле вокруг антенны будет неравномерным, ну и, сама крыша в идеале должна быть круглой а штырь торчать строго в центре круга. Понятно, что круглых крыш не бывает, по этому на практике нужно просто стремиться установить антенну в центр имеющейся крыши, установка сбоку как минимум, приведет к появлению "направленности", т.е. вас будут лучше слышать только в какую-то сторону от автомобиля, а в какую-то могут не слышать вообще.
Второе, тоже очень важное замечание, ну да я думаю, уже догадались про что я - это то, что в ближней зоне не должно быть ничего. Вообще. Любой предмет, попадающий в ближнюю зону, портит всю работу антенны. Исходя из этого понятно, что устанавливать антенну крышку багажника, на бампер, на зеркало - это в корне не правильно ?
Последнее, точнее предпоследнее, что хотелось сказать. Про землю на антенну. Как уже понятно, я надеюсь, переменный ВЧ ток он совсем не такой, как постоянный, и понятие радиотехническая земля совсем не соответствует электрической. Как я писал выше, любой проводок имеет индуктивность. А штырю антенны нужна земля, между которой сможет возникнуть электромагнитное поле. Так вот что происходит, при установке врезной антенны, скажем, на пластиковую крышу, даже с кинутой проводом землей на корпус машины. Простым языком, этот кусок провода, имеющий индуктивность и имеющий емкость, антенной никак не расценивается, как земля. Это колебательный контур, который тоже становиться частью антенны, антенна по сути теряет землю и возможность создавать "человеческое" электромагнитное поле и если и каким-то чудом и работает - то работает из рук вон плохо.
Идеальная радиотехническая земля у такой вертикальной антенны - это когда экранирующая оплетка кабеля напрямую распаяна на токопроводящем основании имеющем радиус минимум 1,6 м для СиБи диапазона. Это - эталон, на практике, конечно, основание - это крыша с размерами как придется, вместо распайки - емкостная связь магнитного основания и т.д., но это уже технические детали, главное я, надеюсь, смог рассказать и теперь понятно, почему центр крыши лучшее место для антенны и куда не стоит антенну ставить.
Теперь последнее.
Это КСВ. Вначале я вскользь писал, что отсутствие антенны (нагрузки на выходе передатчика) этот передатчик и сожжет. КСВ - коэффициент стоячей волны, он показывает какая часть энергии "ушла" и какая "вернулась". Идеал 1:0, ушло все, что передатчик передал. На практике до 1:5 можно вполне работать, без последствий. Есть даже антенны с конструкивно заложенным КСВ в 1:2. Как правило настраивают антенну как раз по минимуму КСВ, хотя минимум КСВ может и не быть показателем, что именно тут резонанс антенны, правильней "по-взрослому" дополнительно посмотреть частоту резонанса. Но это я придираюсь, КСВ-метра вполне достаточно для того, чтобы заставить антенну работать как нужно.
Надеюсь, не сильно утомил и популярно объяснил.
PS Много упущено намеренно, многое упрощено, старался передать необходимую суть.

Сообщение **Орион** » 14 фев 2017, 10:14

vvetc писал(а): есть "ближняя зона" у антенны, грубо говоря это граница, дальше которой нет создаваемого электромагнитного поля, для СиБи диапазона и рассматриваемых антенн это расстояние от антенны примерно 1,6 метра.

Профессор, позвольте уточнить :)
Зачем тогда ставят "четверть" на машину? Ну или Лемм Турбо, длинною 2 метра.
И ещё, думаю имеет смысл ещё рассказать про коэффициент усиления антенны.

1.6 м это вроде как радиус если я ппавильно понял.
И если что то попадает в этот радиус, получается помеха. И что криво куда то уходит.
Хотя я конечно двоешником был в школе

Сообщение **Орион** » 14 фев 2017, 13:11

Каспий писал(а): 1.6 м это вроде как радиус если я ппавильно понял

Верно! Это я не правильно прочитал.

Сообщение **vvetc** » 14 фев 2017, 13:28

Каспий писал(а):1.6 м это вроде как радиус если я ппавильно понял.
И если что то попадает в этот радиус, получается помеха. И что криво куда то уходит.
Хотя я конечно двоешником был в школе

Значит, писал не зря!
Радиус - ну тут как-бы вот корявенько с точки зрения геометрии на мой взгляд, радиус - это-ж равноудаленное расстояние от точки, а антенна в нашем случае не точка, а этих точек множество в высоту, хотя если понятнее так - нехай будет радиус. Другими словами, берем антенну и накрываем ее колпаком с толщиной стенки в 1,6 метра. Вот в эту стенку не должно ничего попадать, т.к. оно, попавшее туда, будем мешать излучать и портить настройку антенны.

vvetc писал(а): накрываем ее колпаком с толщиной стенки в 1,6 метра. Вот в эту стенку не должно ничего попадать, т.к. оно, попавшее туда, будем мешать

пластиковый бокс тоже?

Сообщение **vvetc** » 14 фев 2017, 20:11

Калинин писал(а):
vvetc писал(а): накрываем ее колпаком с толщиной стенки в 1,6 метра. Вот в эту стенку не должно ничего попадать, т.к. оно, попавшее туда, будем мешать
пластиковый бокс тоже?

В пластиковом боксе могут быть токопроводящие вещи + крепление, замки, и т.д.

YouTube · Сообщение **Pooh Lee** » 15 фев 2017, 18:31

vvetc писал(а): В пластиковом боксе могут быть токопроводящие вещи + крепление, замки, и т.д.

Существует ещё версия что гипотетически и боксы могут быть частично или полностью нерадиопрозрачными из-за содержания углерода материале бокса

vvetc писал(а): Значит, писал не зря!

Вааще не зря.! Пиши ещё!

Тема очень интересная и познавательная.
Сразу чувствуются пробелы школьной физики

Сообщение **vvetc** » 15 фев 2017, 18:38

Pooh Lee писал(а):
vvetc писал(а): В пластиковом боксе могут быть токопроводящие вещи + крепление, замки, и т.д.
Существует ещё версия что гипотетически и боксы могут быть частично или полностью нерадиопрозрачными из-за содержания углерода материале бокса

Да-да, карбон, углепластик -запросто!

Pooh Lee писал(а):
vvetc писал(а):
vvetc писал(а): Значит, писал не зря!
Вааще не зря.! Пиши ещё!

Да без проблем, предложите темы?

Даже сказывается собственный опыт. Передаешь дорожку и отвеш слышишь с шипениями передача.
Раньше грешил только на помехи которые принимает репитер, но теперь с уверенностью могу сказать, что есть факторы возле антенны типа проезжаеющего рядом или стоящего грузовика и т.п. высоковольтные линии и высотные дома.
Кстати недавно заметил, что когда едешь по сильной нкровности и антенна сильно раскачивается появляется эфект прерывания
Так что нужно следить за всеми факторами

Отправлено спустя 46 секунд:
Вот одна из них
Как правильно работать на передачу

Дурацкий вопрос - дабы немного поднять тему. Допустим мы ставим антенну на кронштейн закрепленный на болтах удерживающих рейлинг. Вроде как это считается очень хорошим вариантом. Почему нельзя поставить антенну на кронштейн закрепленный на самом рейлинге, а к болтам подвести связующий провод - по сути он же ничем не будет отличаться от того, что кронштейн закреплен на этих болтах.... Тапками не кидайтесь - объясните как можно проще.

Сообщение **Patriot219** » 07 авг 2020, 12:12

Тема думаю не новая но интересная. Тут надо прибор брать и сравнивать. Потому что из личного опыта: поставил антенну на дуги багажника ловит, но не то что бы гуд. К перекладинам багажника прикрепил пластину из металла, и о чудо, дальность увеличилась. Теперь нужно на приборе посмотреть в какую сторону крутить кольца.

Сообщение **vvetc** » 24 авг 2020, 22:54

Айболит писал(а): ↑
06 авг 2020, 00:03
Дурацкий вопрос - дабы немного поднять тему. Допустим мы ставим антенну на кронштейн закрепленный на болтах удерживающих рейлинг. Вроде как это считается очень хорошим вариантом. Почему нельзя поставить антенну на кронштейн закрепленный на самом рейлинге, а к болтам подвести связующий провод - по сути он же ничем не будет отличаться от того, что кронштейн закреплен на этих болтах.... Тапками не кидайтесь - объясните как можно проще.

Пробую объяснить как можно проще. Рейлинг в силу своих размеров не является противовесом (радиотехнической землей) антенны, с крышей (радиотехнической землей) соединен в двух - трех точках - стойках. Соответственно для антенны он является непонятным элементом, имеющим комбинированную индуктивно-емкостную связь с землей, как итог - вносящим разсогласование антенны. Размеры кронштейна под рейлинг минимальны, поэтому можно считать, что с точки зрения радиотехники антенна закреплена на крышу, т.е. на радиотехническую землю.

СиБирЬ