Антенна

Антенны преобразуют электромагнитные волны в электрические токи (сигналы) и наоборот - электрические сигналы в электромагнитные волны. Это значит, что одни и те же антенны могут и передавать и принимать сигналы. А еще это значит, что если антенна не может уловить сигнал, то никакие усилители в подключенном устройстве не помогут.

Размеры антенны

Электромагнитные волны характеризуются длиной и векторами электрической и магнитной составляющих (поляризацией) . По направлению электрической составляющей волны бывают вертикальной и горизонтальной поляризации. Все радиовещательные станции излучают волны вертикальной поляризации, большинство телевещательных – горизонтальной. Физические размеры антенн должны быть соизмеримы с длинами волн, а расположение антенн должно учитывать поляризацию волны.
Почему физические размеры антенн соотносятся с длинами принимаемых (излучаемых) волн описано в специальной литературе, простыми словами это можно объяснить так: антенна должна быть настроена в резонанс с электромагнитными колебаниями. Только тогда она может с максимальной эффективностью преобразовать электромагнитную волну из окружающего пространства в электрический ток для последующего усиления и преобразования в приемнике.
Полезно и то, что настроенная в резонанс антенна будет обладать селективными свойствами, ослабляя сигналы других диапазонов, хотя конечно полная селекция принятых сигналов осуществляется приемником. В специальной литературе по антенно-фидерным устройствам приводятся расчеты, из которых явствует, что наиболее удобной для простых случаев радиоприёма является антенна в виде штыря длиной в четверть длины волны середины диапазона.

Наружные антенны

Принятый антенной сигнал надо передать приемнику без потерь, для этого антенна должна быть согласована с кабелем (фидером), а кабель с приемником.
Все эти условия выполняются если антенна в четверть длины, кабель имеет так называемое «волновое сопротивление» 75 Ом (телевизионный) и вход приемника грамотно рассчитан и ответственно исполнен.
Распространение радиоволн напрямую связано с длиной волны. Длинные (ДВ) и средние (СВ) волны распространяются глобально, огибая Землю, короткие волны (КВ) тоже распространяются глобально, но уже за счет многократного отражения от ионосферы, ультракороткие (УКВ) - только в пределах прямой видимости.
На автомобили антенны устанавливаются для приема радиовещания, телевидения, связи в различных диапазонах, навигации. Антенны бывают наружные и внутренние.
Диапазоны ДВ и СВ в автомобильных радиоустройствах используются только для приема радиовещания. Специальных антенн для них не делают, так как сигналы радиовещательных станций на этих диапазонах довольно мощные и прием можно осуществлять что называется “на гвоздь”.
То же можно сказать и о диапазоне КВ, только здесь уже можно вести и связь. Кроме любительской связи, на КВ выделен кусочек и для автомобилистов, “Гражданский диапазон”, по-английски “Citizen Band”- частоты от 26,970мГц до 27, 850 мГц . Его ещё называют “диапазон Си-Би” по английской аббревиатуре.
Чаще всего автомобильные антенны используются для приема радиовещания в диапазоне ультракоротких волн (УКВ) на частоте от 66мГц до 108мГц. Этот диапазон “исторически” разделен на два: “советский” - 66мГц-74 мГц и “импортный” - 88мГц-108мГц, который чаще называют ФМ (FM -  frequency modulation – частотная модуляция), то есть “наше” название возникло от длины волны, а “импортное” - от способа передачи.

Внутренние антенны

бывают стационарные (вклейки в стекло) и съёмные. Внутренние антенны удобны тем, что их никто не сломает, но прием на них принципиально нельзя назвать хорошим. Дело в том, что и вклейки стационарных и так называемые «усы» съемных антенн располагаются горизонтально, тогда как принимаемый сигнал имеет вертикальную поляризацию. В условиях города волны УКВ диапазона претерпевают многократные переотражения, поляризация меняется и кое как такие антенны справляются с приемом. А вот за городом они значительно уступают наружным.
Производители снабжают внутренние антенны усилителями и выдают это как неоспоримое преимущество. Однако, как уже было подчеркнуто, если сигнала нет то и усиливать нечего. Антенные усилители помогают, когда кабель от антенны до приемника длинный и в нём происходят большие потери сигнала. В автомобилях длина кабеля не превышает пяти метров и в отсутствии сигнала (за городом) усилитель будет усиливать только шум, а в городской черте – помехи. Учитывая это недобросовестные производители ставят переключатели типа «Город-Трасса» (иногда пишут «по-иностранному» - «турбо» для режима «за городом»). Чаще всего такой переключать просто выключает усилитель в городе.

Из теории (подтверждённой практикой) известно: лучший усилитель – антенна, лучшая антенна – наружная, согласованная с длиной волны и поляризацией. Длина волны середины диапазона ФМ три метра, значит лучшие результаты покажет штырь в ¼ волны, то есть 75 см.
Единственный недостаток такой антенны – легко ломается. Выбирая наружную антенну можно руководствоваться только конструктивными особенностями автомобиля – где удобнее разместить, как провести кабель к приёмнику, ставить ли автоматически выдвигающуюся и проч. Кабель для подключения лучше всего выбрать телевизионный экранированный, цельный , без разъемов и спаек, от антенны до приёмника.

Антистатические антенны

В продаже бывают чудодейственные антенны, якобы предназначенных для снятия статического электричества с корпуса автомобиля. Идея подсмотрена в авиации - «кисточки» на кончиках крыла как раз и предназначены для снятия статического электричества. Но чтобы автомобиль зарядился от трения об воздух он должен по крайней мере двигаться с самолётной скоростью. К тому же эти «чудо-антенны» ещё и крепятся на двойной скотч. Как статическое электричество с корпуса автомобиля через лакокрасочное покрытие и двойной скотч будет «стекать в атмосферу», продавцы умалчивают. Использоваться может как украшение.

Критерии выбора антенны

В рекламных целях на упаковке с антенной часто пишут «адаптирована для принятия стерео сигналов», или «адаптирована для принятия цифровых сигналов». На самом деле антенне абсолютно всё равно какие сигналы принимать – разбираться с сигналами будет приемник. Поэтому такие надписи при покупке антенны можно смело игнорировать.
Критерии выбора антенны просты
- антенна должна быть согласована с длиной и поляризацией принимаемой волны,
- кабель должен быть согласован с антенной,
- приемник согласован с кабелем.
- качество изготовления (пайка кабеля, гладкость стержня антенны, способ крепления) не должны вызывать сомнений.

Устанавливать антенну следует возможно выше, дальше от двигателя и ближе к приемнику (например, на крыше автомобиля).

Материал подготовлен при участии Бориса Салостей