для чего радиоприемнику нужна антенна
НАЗНАЧЕНИЕ АНТЕННЫ
Для «излучения» электромагнитных волн в пространство применяется так называемая антенна. В самом простом виде —это длинный прямолинейный провод, находящийся в пространстве. С этим проводом и соединяют источник электромагнитных колебаний — колебательный контур. Таким образом, возникающие в колебательном контуре быстро меняющиеся электрические силы передаются на антенну. В антенне образуется быстро меняющийся ток. Вокруг неё возникают меняющиеся магнитные и электрические силы. Так рождаются электромагнитные волны в пространстве. Как уже было сказано, они распространяются в нём с громадной скоростью —300000 километров в секунду.
С помощью антенны можно уже легко производить передачу условных телеграфных сигналов (по азбуке Морзе). Для этого достаточно приключать антенну к колебательному контуру лишь на отдельные промежутки времени —короткие и длинные. В результате в пространство будут «излучаться» короткие и длинные электрические сигналы.
Простейшая прямолинейная антенна была изобретена А. С. Поповым. Это было его важнейшей заслугой. В последующие годы антенна была значительно усовершенствована. Антенны современных радиостанций представляют собой весьма сложные сооружения; примером может служить антенна сверхмощной, наиболее современной радиостанции, построенной в СССР в годы войны (рис. 11). Эта антенна обеспечивает бесперебойную радиосвязь Советского Союза с Соединёнными Штатами Америки.
Звуковые волны, посылаемые камертоном, можно воспринять ухом. Они же могут привести в заметные резонансные колебания другой камертон, если он будет иметь такой же период колебаний. Подобно этому, как вы помните, при пении начинает колебаться струна.
Но как обнаружить электромагнитные волны, посылаемые радиостанциями? Ведь на наши органы чувств они не действуют. В этом случае приходится прибегать к помощи специальных аппаратов; их называют радиоприёмниками.
Одной из основных частей радиоприёмника является приёмная антенна. Что представляет собой антенна, вы уже знаете. На неё непосредственно и действует приходящая электромагнитная волна. Изменение магнитных и электрических сил, создаваемое волной, вызывает в антенне и соединённом с ней электрическом колебательном контуре быстро изменяющиеся электрические токи.
Для чего нужна антенна в радиоприёмнике? А вот для чего. Дело в том, что электромагнитная волна воздействует на каждый сантиметр длины антенны. Таким образом, чем длиннее антенна, тем ббльшие электрические колебания в ней возникают.
Но здесь возникает затруднение другого рода. Ведь вокруг радиоприёмника проходит очень большое число электромагнитных волн. Множество различных радиостанций работают в одно и то же время — посылают в пространство электромагнитные сигналы.
Каким же образом можно отличить, выделить сигналы нужной нам станции? Для этого приёмный электрический контур регулируется или, как говорят, «настраивается» на какую-либо одну определённую радиоволну.
Эта настройка заключается в том, что период колебаний приёмного контура делают одинаковым с периодом колебаний, создаваемых электрическим контуром передающей радиостанции. В этом случае резонансные колебания, возникающие в приёмном контуре, оказываются очень сильными по сравнению с колебаниями, вызываемыми другими радиостанциями, имеющими иной период.
Таким образом, явление резонанса позволяет выделить желаемые сигналы.
Но сигналы нужно сделать ещё слышимыми. Это делают приборы —«детекторы», т. е. обнаружители. Все детекторы, несмотря на разнообразие их типов, выполняют одну и ту же роль—они превращают ритмичные изменения тока, т. е. чередующиеся возрастания и убывания его, в «толчки» тока одного направления — в пульсирующий ток. Этот ток поступает в катушку телефона, имеющегося в приёмнике. Толчки тока воздействуют на мембрану телефона; мембрана смещается, и в телефоне слышен щелчок — признак приёма сигнала.
Роль детектора успешно выполняется электронной лампой, похожей на ту лампу, которая используется для создания электромагнитных колебаний.
FM антенна для музыкального центра своими руками
Из-за частых нареканий на качественные характеристики современных радиоприемников, которые встраивают в музыкальные центры, приходится использовать дополнительные внешние антенны и усилители.
В данном случае выручает ФМ антенна для музыкального центра, и ее вполне реально сделать самостоятельно из подручных материалов. Проблема плохого приема сигнала актуальна для отдаленных сел или в поездках.
Поэтому самостоятельно сделанная антенна для fm радио способна помочь радиоприемнику работать без сбоев.
Важно! Чем выше расположить ФМ антенну по отношению к слушателю, тем лучше будет качество приема сигнала.
FM антенны для музыкальных центров — что это такое
Радиоантенна ФМ – это устройство, предназначенное для улучшения качественных показателей приема радиовещания и трансляций.
Основная функция таких антенн — прием сигнала в тех случаях, нужная станция не может самостоятельно принять качественный радиосигнал.
Важно! Разновидности всех антенн определяют по диаграммам направленности.
Различают два вида антенн ФМ: активные и пассивные. Все виды характеризуются областью пространства, где находится максимальный показатель главного излучения принимаемого или передаваемого сигнала.
Пассивными считаются штыревые конструкции, активная антенна радио — это усовершенствованная модель, имеющая усиливающий противовес.
В отдельную категорию стоит выделить остронаправленные ФМ антенны — они распространяют радиосигнал в строго определенной области, не рассеивая его попусту, и, соответственно, экономя электричество.
Принцип действия
Радиосигнал, поступающий на ФМ антенну, усиливается, принимается или передается.
Более подробно принцип действия устройства можно объяснить следующим образом:
На заметку! Необходимо строгое соблюдение соответствия высоты антенны и длины волны — это не только улучшает сигнал, но позволяет точно рассчитать частоту приема.
Конструкция FM антенны для приемника
Для бытового радиовещания используют ФМ антенну с частотами от 88 до 108 Мегагерц на ультракоротких трехметровых волнах.
Комнатная антенна обычно представляет из себя:
Конструктивно антенны классифицируют по диаграмме направленности — остронаправленные (узконаправленные) или круговые. Полоса пропускания радиосигнала предусматривает широкополосные или узкополосные устройства.
Стоит учесть, что конструкция приемника может влиять на качество сигнала из-за определенных трудностей настройки того или иного вида.
Как сделать ФМ антенну собственноручно
Наиболее простая комнатная антенна для музыкального центра своими руками:
На заметку! Данный способ подходит для домашних музыкальных центров и не гарантирует высокое качество сигнала.
Варианты самодельных конструкций
Как сделать антенну для радио своими руками? Существует достаточно много разных способов, которые доступны для самостоятельной реализации в домашних условиях. Например, часто встречаются такие варианты:
Процесс изготовления самодельной антенны
На первоначальном этапе нужно выбрать необходимые инструменты, без которых сделать прибор для fm радио своими силами не получится.
Из большого количества способов можно выбрать максимально подходящий с учетом собственных сил и возможностей.
На заметку! Изготовление антенны в данном случае рассмотрено на одном из примеров создания качественных антенн, которые можно использовать для любых бытовых радиоприемников.
Как сделать антенну на основе готового чертежа:
В описании изложен способ для изготовления рамочной антенны. Другие приборы отличаются по форме и материалам изготовления, но принцип работы у всех одинаковый.
Подключение антенны
Изготовленное устройство необходимо поднять максимально высоко и направить в сторону ближайшего крупного населенного пункта. Не стоит падать духом, если город слишком далеко — сигнал все равно дойдет за счёт отражения от гор, стен и так далее.
Радиоантенны FM незаменимы в быту, и они актуальны не только для профессионалов. При правильном создании прибора и его корректной настройке можно слушать радио в очень хорошем качестве, усилив сигнал на ультракоротких волнах.
Решение проблемы плохого сигнала возможно даже с помощью простейшего устройства, но если необходим действительно качественный сигнал — нужно делать более сложную конструкцию и корректно ее настраивать.
Теория радиоволн: антенны
Помимо свойств радиоволн, необходимо тщательно подбирать антенны, для достижения максимальных показателей при приеме/передаче сигнала.
Давайте ближе познакомимся с различными типами антенн и их предназначением.
Антенны — преобразуют энергию высокочастотного колебания от передатчика в электромагнитную волну, способную распространяться в пространстве. Или в случае приема, производит обратное преобразование — электромагнитную волну, в ВЧ колебания.
Диаграмма направленности — графическое представление коэффициента усиления антенны, в зависимости от ориентации антенны в пространстве.
Антенны
Симметричный вибратор
В простейшем случае состоит из двух токопроводящих отрезков, каждый из которых равен 1/4 длины волны.
Широко применяется для приема телевизионных передач, как самостоятельно, так и в составе комбинированных антенн.
Так, к примеру, если диапазон метровых волн телепередач проходит через отметку 200 МГц, то длина волны будет равна 1,5 м.
Каждый отрезок симметричного вибратора будет равен 0,375 метра.
Диаграмма направленности симметричного вибратора
В идеальных условиях, диаграмма направленности горизонтальной плоскости, представляет собой вытянутую восьмерку, расположенную перпендикулярно антенне. В вертикальной плоскости, диаграмма представляет собой окружность.
В реальных условиях, на горизонтальной диаграмме присутствуют четыре небольших лепестка, расположенных под углом 90 градусов друг к другу.
Из диаграммы можем сделать вывод о том, как располагать антенну, для достижения максимального усиления.
В случае не правильно подобранной длины вибратора, диаграмма направленности примет следующий вид:
Основное применение, в диапазонах коротких, метровых и дециметровых волн.
Несимметричный вибратор
Или попросту штыревая антенна, представляет из себя «половину» симметричного вибратора, установленного вертикально.
В качестве длины вибратора, применяют 1, 1/2 или 1/4 длины волны.
Диаграмма направленности следующая:
Представляет собой рассеченную вдоль «восьмерку». За счет того, что вторая половина «восьмерки» поглощается землей, коэффициент направленного действия у несимметричного вибратора в два раза больше, чем у симметричного, за счет того, что вся мощность излучается в более узком направлении.
Основное применение, в диапазонах ДВ, КВ, СВ, активно устанавливаются в качестве антенн на транспорте.
Наклонная V-образная
Конструкция не жесткая, собирается путем растягивания токопроводящих элемементов на кольях.
Имеет смещение диаграммы направленности в стороны противоположную острию буквы V
Применяется для связи в КВ диапазоне. Является штатной антенной военных радиостанций.
Антенна бегущей волны
Также имеет название — антенна наклонный луч.
Представляет из себя наклонную растяжку, длина которой в несколько раз больше длины волны. Высота подвеса антенны от 1 до 5 метров, в зависимости от диапазона работы.
Диаграмма направленности имеет ярко выраженный направленный лепесток, что говорит о хорошем усилении антенны.
Широко применяется в военных радиостанциях в КВ диапазоне.
В развернутом и свернутом состоянии выглядит так:
Антенна волновой канал
Здесь: 1 — фидер, 2 — рефлектор, 3 — директоры, 4 — активный вибратор.
Антенна с параллельными вибраторами и директорами, близкими к 0,5 длины волны, расположенными вдоль линии максимального излучения. Вибратор — активный, к нему подводятся ВЧ колебания, в директорах, наводятся ВЧ токи за счет поглощения ЭМ волны. Расстояние между рифлектором и директорами подпирается таким образом, чтобы при совпадении фаз ВЧ токов образовывался эффект бегущей волны.
За счет такой конструкции, антенна имеет явную направленность:
Рамочная антенна
Применяется для приема ТВ программ дециметрового диапазона.
Как разновидность — рамочная антенна с рефлектором:
Логопериодическая антенна
Свойства усиления большинства антенн сильно меняются в зависимости от длины волны. Одной из антенн, с постоянной диаграммой направленности на разных частотах, является ЛПА.
Отношение максимальной к минимальной длине волн для таких антенн превышает 10 — это довольно высокий коэффициент.
Такой эффект достигается применением разных по длине вибраторов, закрепленных на параллельных несущих.
Диаграмма направленности следующая:
Активно применяется в сотовой связи при строительстве репитеров, используя способность антенн, принимать сигналы сразу в нескольких частотных диапазонах: 900, 1800 и 2100 МГц.
Поляризация
Поляризация — это направленность вектора электрической составляющей электромагнитной волны в пространстве.
Различают: вертикальную, горизонтальную и круговую поляризацию.
Поляризация зависит от типа антенны и ее расположения.
К примеру, вертикально расположенный несимметричный вибратор, дает вертикальную поляризацию, а горизонтально расположенный — горизонтальную.
Антенны горизонтальной поляризации дают больший эффект, т.к. природные и индустриальные помехи, имеют в основном вертикальную поляризацию.
Горизонтально поляризованные волны, отражаются от препятствий менее интенсивно, чем вертикально.
При распространении вертикально поляризованных волн, земная поверхность поглощает на 25% меньше их энергии.
При прохождении ионосферы, происходит вращение плоскости поляризации, как следствие, на приемной стороне не совпадает вектор поляризации и КПД приемной части падает. Для решения проблемы, применяют круговую поляризацию.
Все эти факторы факторы следует учитывать при расчете радиолиний с максимальной эффективностью.
Активная антенна: уверенный радиоприем в любых условиях
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.
Антенна активная на стекло BOSCH
Антенна активная на стекло URAL
Антенна активная на стекло ТРИАДА
Антенна активная на стекло URAL
Антенна активная на стекло EDGE
Антенна TR-53 TURBO активная ТРИАДА
Антенна активная на стекло L=2.5м ТРИАДА
Антенна активная на стекло ТРИАДА
Антенна активная на стекло NAKAMICHI
Антенна активная на стекло L=2.5м ТРИАДА
Типы активных антенн
На рынке можно найти антенны, отличающиеся конструкцией, местом установки, типом монтажа и функционалом.
По конструкции антенны делятся на два основных типа:
По месту установки антенны различают:
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:
Основная функция активной антенны — усиление сигнала, однако в современных антеннах могут быть и различные дополнительные функции:
Также активные антенны можно разделить на несколько групп по их назначению и рабочим диапазонам:
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:
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:
Особое внимание следует уделять месту установки антенны, здесь нужно придерживаться несколько рекомендаций:
Располагать полотна необходимо параллельно кромке окна, причем здесь возможны два варианта:
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.
Тугой или закисший крепеж становится проблемой, которую можно решить с помощью специального инструмента — ударной отвертки. О том, что такое ударная отвертка, каких типов бывает этот инструмент, как он устроен и работает, а также о правильном выборе и применении ударных отверток — читайте в статье.
Определенные типы лакокрасочных материалов и клеев приобретают необходимые эксплуатационные характеристики при добавлении специальных компонентов — отвердителей. Все об отвердителях, их существующих типах, составе, принципе действия, а также применяемости и особенностях выбора — рассказано в статье.
В сфере ремонта и строительства самое широкое применение находит простой в применении и универсальный материал — монтажная пена. Все, что вы хотели узнать о монтажной пене, ее существующих типах, составе и характеристиках, а также о подборе и применении этого материала — рассказано в данной статье.
В авторемонтной практике и на различных предприятиях часто возникает необходимость розлива топлив, масел и других технических жидкостей из бочек и еврокубов в малые емкости — для этого используются бочковые насосы, о существующих типах которых, их устройстве, выборе и применении рассказано в статье.
Монтажные, слесарные, электромонтажные и другие работы сложно представить без простого, но функционального инструмента — пассатижей и плоскогубцев. О том, что такое пассатижи и плоскогубцы, какими они бывают и как устроены, а также о правильном выборе и использовании инструмента — читайте в статье.
Эксплуатация автомобиля летом сопровождается специфическими загрязнениями — битумными и смолистыми пятнами, следами насекомых и другими. Эти загрязнения не удаляются водой при мойке, решить проблему помогают специальные средства — очистители битума и следов насекомых, о которых рассказано в статье.
Длительная езда на автомобиле приводит к утомляемости мышц шеи и наносит вред здоровью позвоночника. Решить эти проблемы помогают подушки на подголовники. О том, что такое подушки на подголовники и зачем они нужны, а также об ассортименте, подборе и применении данных аксессуаров — узнайте из статьи.