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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Émetteurs d'autoradio. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / réception radio Lors de l'utilisation d'émetteurs radio dans les automobiles, la tâche la plus difficile est la mise en place de l'antenne. Cet article traite de l'utilisation d'une carrosserie de voiture comme antenne de réception-émission cachée et coordonnée en relation avec les gammes de radiocommunications personnelles (27 MHz) et de service (150 ... 180 MHz). Aperçu des types d'antennes automobiles existants. Les dimensions minimales du radiateur effectif doivent être d'au moins L/4, c'est-à-dire 2,7 m pour 27 MHz. Avec une diminution de taille, son efficacité chute très fortement - proportionnellement au carré du raccourcissement. Lorsque l'antenne émet, son faible rendement réduit irrévocablement la puissance rayonnée et, par conséquent, réduit la portée radio. Il est souhaitable que l'antenne soit cachée et inaccessible pour l'influencer de l'extérieur (le pirate de l'air cassera d'abord l'antenne externe et le dispositif de sécurité radio deviendra inutile). Pour résoudre ce problème, une antenne hélicoïdale courte est généralement utilisée, située à l'intérieur de la cabine près de la vitre. Il s'agit en fait d'une goupille L/4 pliée, mais depuis il est placé à l'intérieur d'un corps métallique, son efficacité est fortement réduite en raison de l'effet de blindage. De plus, l'antenne hélicoïdale a une bande passante très étroite (dizaines de kHz), ce qui nécessite un réglage minutieux de l'antenne et rend impossible son utilisation dans toute la bande de fréquence. Dans la gamme de 150 ... 180 MHz, on utilise presque exclusivement des broches L / 4 d'une longueur d'environ 0,5 m.Elles conviennent le mieux à presque tous les cas, sauf dans le cas où il est nécessaire de classer la présence d'un canal radio sur les voitures, par exemple, dans le cadre d'une prévention des vols et de la recherche de véhicules volés et/ou de communications radio clandestines. Pour résoudre le problème du secret, une antenne fouet est généralement utilisée, située à l'intérieur de la cabine près de la vitre. Le principal inconvénient de cette solution est là encore la diminution de son efficacité due à l'effet de blindage. De plus, la présence de personnes à l'intérieur de la cabine entraîne un décalage notable entre l'antenne et le câble et, par conséquent, une diminution de la puissance rayonnée, et il existe un champ électromagnétique important dans la cabine, qui est nocif pour la santé. Formulons nos exigences pour une antenne de voiture : - haute valeur d'efficacité, exclusion de l'effet de blindage du corps, dimensions linéaires comparables à L / 4 ; - le secret et l'inaccessibilité pour les dommages de l'extérieur ; - large bande passante ; - influence minimale sur le réglage de l'antenne des personnes et des objets dans la cabine et autour de la voiture ; - alimenté par un câble coaxial adapté, qui vous permet de connecter tous les émetteurs et stations de radio. Contexte théorique La carrosserie de la voiture étant en métal, il faut une antenne qui ne "surmonte" pas la carrosserie, mais l'utilise dans sa composition. Et une telle classe d'antennes existe. Celles-ci sont presque inconnues dans les équipements civils (et largement utilisées dans l'armée) les antennes à fente (SHA), qui sont une fente étroite (0,001 ... 0,02 L) et longue (0,2 ... 1,5 L) dans un écran conducteur de dimensions infinies , excité au centre. Pour comprendre le fonctionnement d'un SC, le principe de dualité est important, qui stipule que le rayonnement d'une fente dans un écran conducteur infini est tout à fait équivalent au rayonnement d'un ruban métallique de même longueur et largeur que la fente, et placé en espace libre. La différence réside uniquement dans la valeur de la résistance d'entrée et dans la rotation du plan de polarisation du rayonnement - une fente horizontale émet une onde polarisée verticalement. En réalité, les surfaces sur lesquelles se trouvent les SA sont limitées et de forme irrégulière, cependant, les changements qui en résultent ne sont pas trop importants et, dans la plupart des cas, il est possible de trouver des solutions d'ingénierie adaptées à la pratique. Ainsi, par exemple, les SHA sont placés avec succès sur les coques d'avions, de missiles, de tours métalliques, etc. Le diagramme directionnel (DN) SChA dépend des facteurs suivants : la longueur et la largeur de la fente, sa forme, la taille de l'écran. Pour une appréciation qualitative, nous donnons les remarques suivantes : avec une fente plate, son RP est généralement bidirectionnel, semblable à un dipôle équivalent, et si la fente a des bords courbes ou une forme annulaire, l'antenne s'avère être faiblement directionnelle sans prononcé minima et maxima dans le diagramme de rayonnement. Utilisation de la carrosserie comme scooter Notre tâche est la suivante - trouver un espace constructif dans la voiture d'une longueur totale d'au moins 1,5 ... 2 m et assurer son excitation. Vous pouvez trouver plusieurs endroits de ce type sur n'importe quelle voiture, mais il est souhaitable que la configuration des emplacements soit approximativement la même pour différents types de voitures afin que l'antenne elle-même, ses paramètres et le dispositif d'adaptation de câble soient unifiés. Il est également nécessaire de minimiser les interférences avec la structure du véhicule lors de la réalisation du dispositif d'excitation à fente. Compte tenu de ce qui précède, un espace a été sélectionné entre le couvercle du coffre (VA32101-2107 et similaires) ou la porte arrière (VA32108, 2109, AZLK2141 et similaires) et la carrosserie. Pour assurer l'excitation, il est nécessaire d'isoler le loquet de verrouillage du coffre comme indiqué sur la Fig. 1, tandis que les points d'alimentation d'entrée de la fente sont des boulons standard pour la fixation du loquet de verrouillage du coffre, vissés dans le corps (borne du corps), et le verrou loquet isolé avec des joints supplémentaires des boulons de fixation, ayant un contact mécanique et électrique avec la serrure du coffre et le couvercle du coffre (sortie de signal). La méthode d'isolation spécifique peut être différente - en fonction des caractéristiques de conception de la voiture.
Les figures 2 et 3 montrent les dépendances expérimentales du TOS sur la fréquence pour certains véhicules. On peut voir la présence de plusieurs fréquences de résonance naturelles de l'entrefer. Si la fréquence de fonctionnement coïncide avec l'une des résonances, il suffit alors de connecter le câble aux points d'alimentation de la fente, et le SHA est prêt ! Mais une telle coïncidence est rare. En règle générale, l'impédance d'entrée de la fente à la fréquence de fonctionnement est complexe, ce qui exclut la connexion directe du câble d'alimentation. Étant donné que les dimensions de l'espace sont déterminées par les caractéristiques de conception de la voiture et que nous ne pouvons bien sûr pas les modifier, pour garantir que le SWR dans le câble est proche de 1, un dispositif d'adaptation (CD) est utilisé, qui assure la transformation de la résistance complexe du SC en actif, égale à l'impédance d'onde du câble utilisé. SU est placé directement près des points d'alimentation de la fente.
Dans la plage de 27 MHz, la réactance d'écart est inductive et la résistance active se situe entre 10 et 15 Ohms. Le système de contrôle illustré à la Fig.4 est utilisé. Le transformateur large bande TV1 1:4 (sur ferrite, assurant un fonctionnement à une puissance et une fréquence données) fait correspondre la résistance du câble de 50 ohms avec la partie active de la résistance de rayonnement du ShchA, et les condensateurs C1, C2 assurent la compensation de la composante inductive. L'adaptation exacte est obtenue par un seul réglage - le condensateur C2. Avec un câble de 50 ohms à une fréquence de résonance, le SWR n'est pas supérieur à 1,3. Bande SHA en termes de SWR <2 - 500..800 kHz. Eto-SU offre une bonne correspondance avec la plupart des types de véhicules, y compris les voitures étrangères.
Dans la gamme de 150 à 180 MHz, un autre CU est utilisé (trois condensateurs ajustables et deux bobines sans cadre), dont les paramètres sont choisis pour assurer la coordination avec tout type de voiture. Contrairement au SU 27 MHz, dans ce cas, un ajustement individuel minutieux des trois condensateurs à un type spécifique de voiture et de fréquence de fonctionnement est nécessaire. L'antenne est associée à un câble de 50 ohms (à la fréquence de résonance SWR <1,3) dans la plage de 150 à 180 MHz (limites d'accord de fréquence centrale). La bande SHA (à la fréquence centrale) en termes de SWR <2 est de 5 à 8 MHz. Les résultats Dans les deux plages décrites, les éléments suivants ont été notés : - absence presque totale d'influence sur les paramètres du SC des objets situés dans l'habitacle (personnes, fret) et autour (précipitations atmosphériques, autres voitures, etc.); - faible niveau d'intensité du champ électromagnétique dans la cabine ; - polarisation verticale du rayonnement, qui va bien avec la plupart des antennes de voiture, qui ont également une polarisation verticale. Dans la gamme de 27 MHz, dans le plan horizontal, il est proche d'une ellipse avec un faible maximum d'émission (environ 3 dB), vers l'arrière le long de l'axe du véhicule. La portée de communication avec le SC est la même qu'avec une antenne spirale de 20 cm de haut ou avec une antenne fouet de 0,6 m de haut avec une bobine d'inductance, qui ont été placées sur le toit de la voiture. Dans la gamme de 150 ... 180 MHz, le DN dans le plan horizontal dépend du type de véhicule et de la fréquence de fonctionnement et est une structure complexe à plusieurs feuilles sans creux profonds avec un petit maximum de rayonnement en retour. La portée de communication avec le SC est de 40 % à 50 % de la portée lors de l'utilisation de la broche L/4 sur le toit de la voiture. Les pires paramètres s'expliquent par l'emplacement des points d'alimentation de l'antenne plus près du sol et la mauvaise conductivité de la fonte dans cette plage. En utilisant les principes décrits, avec un choix approprié de points de connexion à la carrosserie et au circuit du système de commande, il est possible d'assurer le fonctionnement de la carrosserie de n'importe quelle marque en tant qu'antenne résonnante en tout point de la bande 10 ... 200 MHz intervalle. Auteurs : A. Boglov, I. Goncharenko (EU1TT), Minsk ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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