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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Transmisores de radio de coche. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / recepción de radio Cuando se usan transmisores de radio en automóviles, la tarea más difícil es la implementación de la antena. Este artículo analiza el uso de una carrocería de automóvil como una antena receptora-transmisora oculta y coordinada en relación con los rangos de comunicaciones de radio personales (27 MHz) y de servicio (150 ... 180 MHz). Descripción general de los tipos existentes de antenas para automóviles. Las dimensiones mínimas del radiador efectivo deben ser al menos L/4, es decir 2,7 m para 27 MHz. Con una disminución de tamaño, su eficiencia cae muy bruscamente, en proporción al cuadrado de la manteca. Cuando la antena está transmitiendo, su baja eficiencia reduce irrevocablemente la potencia radiada y, en consecuencia, reduce el alcance de la radio. Es deseable que la antena esté oculta e inaccesible para influir en ella desde el exterior (el secuestrador primero romperá la antena externa y el dispositivo de seguridad de radio se volverá inútil). Para resolver este problema, por regla general, se utiliza una antena helicoidal corta, ubicada dentro del habitáculo cerca del cristal. En realidad es un pin plegado L / 4, pero como se coloca dentro de un cuerpo de metal, su eficacia se reduce considerablemente debido al efecto de blindaje. Además, la antena helicoidal tiene un ancho de banda muy estrecho (decenas de kHz), lo que requiere una sintonización cuidadosa de la antena y hace que sea imposible utilizarla en toda la banda de frecuencia. En el rango de 150 ... 180 MHz, se utilizan casi exclusivamente pines L / 4 con una longitud de aproximadamente 0,5 m.Son los más adecuados para casi todos los casos, excepto en el caso en que es necesario clasificar la presencia de un canal de radio en automóviles, por ejemplo, como parte de una prevención de robo y búsqueda de vehículos robados y/o para comunicaciones de radio encubiertas. Para solucionar el problema del sigilo se suele utilizar una antena de látigo, situada dentro de la cabina cerca del cristal. La principal desventaja de esta solución es nuevamente la reducción de su eficacia debido al efecto de blindaje. Además, la presencia de personas en el interior de la cabina provoca un notable desajuste entre la antena y el cable y, en consecuencia, una disminución de la potencia radiada, y existe un importante campo electromagnético en la cabina, perjudicial para la salud. Formulemos nuestros requisitos para una antena de automóvil: - alto valor de eficiencia, exclusión del efecto de blindaje del cuerpo, dimensiones lineales comparables a L / 4; - secreto e inaccesibilidad por daños desde el exterior; - ancho de banda amplio; - influencia mínima en la sintonización de la antena de personas y objetos en la cabina y alrededor del automóvil; - alimentado por un cable coaxial combinado, que le permite conectar cualquier transmisor y estación de radio. Antecedentes teóricos Dado que la carrocería del coche es metálica, se necesita una antena que no "supere" a la carrocería, sino que la utilice en su composición. Y tal clase de antenas existe. Estos son casi desconocidos en equipos civiles (y ampliamente utilizados en antenas de ranura militar) (SHA), que son una ranura estrecha (0,001 ... 0,02 L) y larga (0,2 ... 1,5 L) en una pantalla conductora de infinitas dimensiones , emocionado en el centro. Para entender el funcionamiento de un SC es importante el principio de dualidad, que establece que la radiación de una ranura en una pantalla conductora infinita es completamente equivalente a la radiación de una cinta metálica del mismo largo y ancho que la ranura, y colocada en espacio libre. La única diferencia está en el valor de la resistencia de entrada y en la rotación del plano de polarización de la radiación: una ranura horizontal irradia una onda polarizada verticalmente. En realidad, las superficies sobre las que se ubican las SA son limitadas y de forma irregular, sin embargo, los cambios resultantes no son demasiado grandes, y en la mayoría de los casos es posible encontrar soluciones de ingeniería adecuadas para la práctica. Entonces, por ejemplo, los SHA se colocan con éxito en los cascos de aviones, misiles, torres de metal, etc. El patrón direccional (DN) SChA depende de los siguientes factores: la longitud y el ancho de la rendija, su forma, el tamaño de la pantalla. Para una valoración cualitativa, hacemos las siguientes observaciones: con una ranura plana, su RP suele ser bidireccional, similar a un dipolo equivalente, y si la ranura tiene bordes curvos o forma anular, la antena resulta ser débilmente direccional sin pronunciarse. mínimos y máximos en el patrón de radiación. Uso de la carrocería del coche como scooter Nuestra tarea es la siguiente: encontrar un espacio constructivo en el automóvil con una longitud total de al menos 1,5 ... 2 m y garantizar su excitación. Puede encontrar varios lugares de este tipo en cualquier automóvil, pero es deseable que la configuración de la ranura sea aproximadamente la misma para diferentes tipos de automóviles para que la antena en sí, sus parámetros y el dispositivo de conexión del cable estén unificados. También es necesario minimizar la interferencia en la estructura del vehículo al realizar el dispositivo de excitación de ranura. En vista de lo anterior, se seleccionó un espacio entre la tapa del baúl (VA32101-2107 y similares) o la puerta trasera (VA32108, 2109, AZLK2141 y similares) y la carrocería. Para garantizar la excitación, es necesario aislar el pestillo de la cerradura del maletero como se muestra en la Fig. 1, mientras que los puntos de alimentación de entrada de la ranura son pernos estándar para sujetar el pestillo de la cerradura del maletero, atornillados a la carrocería (terminal de la carrocería), y la cerradura pestillo aislado con juntas adicionales de los pernos de fijación, con contacto mecánico y eléctrico con la cerradura del maletero y la tapa del maletero (salida de señal). El método específico de aislamiento puede ser diferente, según las características de diseño del automóvil.
Las Figuras 2 y 3 muestran dependencias experimentales de SWR en la frecuencia para algunos vehículos. Se puede ver la presencia de varias frecuencias resonantes naturales de la brecha. Si la frecuencia de funcionamiento coincide con una de las resonancias, entonces basta con conectar el cable a los puntos de alimentación de la ranura, ¡y el SC está listo! Pero tal coincidencia es rara. Como regla general, la impedancia de entrada de la ranura a la frecuencia de operación es compleja, lo que excluye la conexión directa del cable de alimentación. Dado que las dimensiones del espacio están determinadas por las características de diseño del automóvil y, por supuesto, no podemos cambiarlas, para garantizar que la ROE en el cable sea cercana a 1, se utiliza un dispositivo de adaptación (CU), que garantiza la transformación de la resistencia compleja del SC en activo, igual a la impedancia de onda del cable utilizado. SU se coloca directamente cerca de los puntos de alimentación de la ranura.
En el rango de 27 MHz, la reactancia de brecha es inductiva y la resistencia activa se encuentra dentro de 10 ... 15 ohmios. Se utiliza el sistema de control que se muestra en la figura 4. El transformador de banda ancha TV1 1:4 (sobre ferrita, que proporciona funcionamiento a una potencia y frecuencia determinadas) combina la resistencia del cable de 50 ohmios con la parte activa de la resistencia de radiación del ShchA, y los condensadores C1, C2 compensan el componente inductivo . La coincidencia exacta se logra mediante un solo ajuste: el condensador C2. Con un cable de 50 ohmios a una frecuencia resonante, la ROE no es superior a 1,3. Banda SHA en términos de SWR <2 - 500..800 kHz. Eto-SU ofrece una buena combinación con la mayoría de los tipos de vehículos, incluidos los automóviles extranjeros.
En el rango de 150...180 MHz, se utiliza otra CU (tres condensadores de sintonización y dos bobinas sin marco), cuyos parámetros se eligen para garantizar la coordinación con cualquier tipo de automóvil. A diferencia del SU de 27 MHz, en este caso se requiere un ajuste individual cuidadoso de los tres capacitores a un tipo específico de vehículo y frecuencia de operación. La antena se combina con un cable de 50 ohmios (a la frecuencia resonante SWR<1,3) en el rango de 150...180 MHz (límites de sintonización de frecuencia central). La banda SHA (en la frecuencia central) en términos de SWR<2 es 5...8 MHz. Resultados En ambos rangos descritos, se observó lo siguiente: - ausencia casi total de influencia en los parámetros del SC de objetos ubicados en el compartimiento de pasajeros (personas, carga) y alrededor (precipitaciones, otros automóviles, etc.); - bajo nivel de intensidad de campo electromagnético en la cabina; - polarización vertical de la radiación, que va bien con la mayoría de las antenas de coche, que también tienen polarización vertical. En el rango de 27 MHz, en el plano horizontal está cerca de una elipse con un máximo de emisión pequeño (alrededor de 3 dB), hacia atrás a lo largo del eje del vehículo. El alcance de comunicación con el SC es el mismo que con una antena helicoidal de 20 cm de altura o con una antena de látigo de 0,6 m de altura con bobina de inductancia, que se colocaron en el techo del coche. En el rango de 150 ... 180 MHz, el DN en el plano horizontal depende del tipo de vehículo y la frecuencia de operación y es una estructura compleja de múltiples hojas sin huecos profundos con un pequeño máximo de radiación hacia atrás. El rango de comunicación con el SC es 40%...50% del rango cuando se usa el pin L/4 en el techo del auto. Los peores parámetros se explican por la ubicación de los puntos de alimentación de la antena más cerca del suelo y la mala conductividad del hierro del cuerpo en este rango. Utilizando los principios descritos, con una elección adecuada de los puntos de conexión a la carrocería y al circuito del sistema de control, es posible garantizar el funcionamiento de una carrocería de automóvil de cualquier marca como antena resonante en cualquier punto de los 10 ... 200 MHz. rango. Autores: A. Boglov, I. Goncharenko (EU1TT), Minsk; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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