Автомобильные антенны Си-Би диапазона.

[ra9mds]

Всем доброго времени суток. Хотел бы обсудить один вопрос, о КПД автомобильных антенн на магнитом основании и врезных. На мой взгляд врезная антенна имеет больший КПД, т.к. мы имеем вибратор и непосредственное подключение противовеса, кузова автомобиля, это антенная система, два плеча, где идет непосредственное взаимодействие. Если рассмотреть антенну на магнитном основании, то мы не имеем гальванической связи с кузовом, кроме емкостной. Противовесом является уже кабель, но учитывая тот факт, что кабель частично прячется под кузовом, то и взаимодействие плеч уменьшается, КПД при этом ниже. Понятно, что присутствует и емкостная составляющая и антенна имеет согласующее устройство, например в виде автотрансформатора, настроенная с учетом и емкостной составляющей. Интересно мнение. Возник диалог, где оппонент утверждает, что антенна на магнитном основании не уступает врезной.

[antborey]

... вопрос, о КПД автомобильных антенн на магнитом основании и врезных. На мой взгляд врезная антенна имеет больший КПД, т.к. мы имеем вибратор и непосредственное подключение противовеса, кузова автомобиля, это антенная система, два плеча, где идет непосредственное взаимодействие. Если рассмотреть антенну на магнитном основании, то мы не имеем гальванической связи с кузовом, кроме емкостной. Противовесом является уже кабель, но учитывая тот факт, что кабель частично прячется под кузовом, то и взаимодействие плеч уменьшается, КПД при этом ниже. Понятно, что присутствует и емкостная составляющая и антенна имеет согласующее устройство, например в виде автотрансформатора, настроенная с учетом и емкостной составляющей. Интересно мнение. Возник диалог, где оппонент утверждает, что антенна на магнитном основании не уступает врезной.

Если настройка антенн(Врезной/МагнитОснове) сделана правильно = их КСВ одинаков, то и их "эффективность/КПД" будут ... одинаковы!

[DL2KQ]

Емкость между основанием и кузовом почти разделительная на 27 MHz.

[Игорь 2]

По своему опыту помню, что даже на двойку сплошные антенны на магните с медным пятаком диаметром под ним диаметром порядка 9 см. нормально работали лишь тогда, когда они были высокоомные (5/8, к примеру), для четвертушки этого диаметра не хватало, и противовесом, в основном, работал кабель со всеми вытекающими.
На 27 МГц с магнитом даже с приличным медным пятаком под ним (к пятаку, естественно, оплётка припаивается) сплошная антенна работать толком не будет никогда, только врезная.
А вот с удлиняющими катушками в теле полотна где-нибудь в середине, что делает антенну высокоомной, и СУ в основании - вот тут, действительно, какие-то варианты возможны...

[rtty]

Делали в бестолковое (пустое внутри) основание на магните самодельный пятак из меди около 130мм, потом наклеивалась тонкая кожа, чтобы кузов не царапало.
Измеренная емкость такого основания к листу оцинковки получилась ~230пФ. Без кожи - через лист бумаги получалось и >300пФ.

По прикидкам, такое и на сиби пройдет неплохо, а на 144 отлично согласовался и работает 1/4 штырь. Хотя, перед доработкой работал плохо, из-за чего купленное, всё такое из себя новое, основание было вскрыто для поиска причины...

[Игорь 2]

Ну, вообще-то, 230 пФ на 30 МГц - это 23 ома, я бы не сказал, что это нормальная последовательная ёмкость для противовеса...

[Curious]

Надо же, вчера или позавчера ночью задумался о антенне на магнитном основании и тут раз - тема на форуме.

А правда, действительно вопрос, какая разница будет в КПД между магнитной и врезными антеннами??

Я подумал вот так:

То что оба Игоря указали на ёмкость магнитного основания на крышу и соответсвующее ей сопротивление в 23ома на 27 МГц - это понятно, но этим 23Ома - не активного сопротивления, а реактивного Xa. А следовательно , это будет мешать\усложнять согласованию [выбираю четвертьволновой штырь 2.7м на магните] с 50омным кабелем. А активные потери в обоих случаях использования врезного контакта и магнитного основания будут одинаковые, соответственно и КПД одинаковый.    Но вспоминаем что у нас еще и согласование нужно для магнитного основания, соответсвенно сюда и добавляются потери от этого согласования, а именно от катушки в начале антенны ( пусть как-то так будет ) + потери конструктивного кондесатора основания ( а это потери от:  лак\краска + какой то диэлетрик дополнительный чтобы крышу не царапать )  .

Ну и получается что основной вклад тут дает это "согласующее устройство" . Антенного анализатора у меня нету, но подозреваю, что в реальной жизни все "гонения" на магнитное основание и плохая работа связаны с неудачным согласованием  и увеличенными потерями в кабеле .

Прошу поправить где неправ

Игорь2 , заранее просьба  , антенну не "превращать в высокоомную", для нивелирования потерь  в земле, не потому что непраивльно, а чтобы был наиболее простой и "худший" по потерям вариант.

[Игорь 2]

Да дело-то в том, что при отсутствии нормального противовеса в виде корпуса машины, его роль будет выполнять отводящий коаксиал, а из него противовес тоже не очень - во-первых, диаграмма закосится, во-вторых, он же тоже излучать будет, и греть то, что вокруг него.
А закон сохранения энергии никто не отменял - что в тепло ушло, то в эфир не выйдет.
Я в конце 80-х - начале 90-х систем связи собственной разработки столько запустил, и продал, что пальцев на руках и ногах не хватит, и знаю абсолютно точно (ни только из теории, но и из практических измерений), что даже на колхозный диапазон 40...50 МГц, антенна на магните с цельным штырём и по КПД, и по диаграмме всегда прогадает врезной. 

[ra9mds]

Я вот думаю, надо провести эксперимент с замерами. Есть осциллограф и nanoVNA, который можно включить в режиме генератора. Понятно, что емкостная составляющая влияет на работу антенной системы. Надо продумать как правильно выполнить эксперимент. На вскидку, вырезать круг из алюминия (есть под рукой материал) по диаметру стандартных антенн на магнитном основании, замерить реальную емкость, между кругом и корпусом, правда нет автомобиля под рукой, думаю корпус здания подойдет, подключить кабель 50 Ом к анализатору и к нагрузке, подать сигнал, осциллографом посмотреть результат.

[Curious]

Да дело-то в том, что при отсутствии нормального противовеса в виде корпуса машины, его роль будет выполнять отводящий коаксиал, а из него противовес тоже не очень - во-первых, диаграмма закосится, во-вторых, он же тоже излучать будет, и греть то, что вокруг него. А закон сохранения энергии никто не отменял - что в тепло ушло, то в эфир не выйдет.

Игорь, вот это мне и не ясно как раз с точки зрения закона сохранения энергии, я поэтому и написал, что это реактивных 23ома(пусть там будет идеальный диэлектрик\вакуум без потерь - соединяем с последовательной катушкой, чтобы на эти -j23 Ома , катушка дала +j23ома и в итоге идеальное согласование по части противовеса заземления. Да забыл сказать, отводяший коаксиал тоже не будем считать, пусть он идеально заперт по внешней оплетке. Соответственно в такой модели активных быть не должно.

Я в конце 80-х - начале 90-х систем связи собственной разработки столько запустил, и продал, что пальцев на руках и ногах не хватит, и знаю абсолютно точно (ни только из теории, но и из практических измерений), что даже на колхозный диапазон 40...50 МГц, антенна на магните с цельным штырём и по КПД, и по диаграмме всегда прогадает врезной.

И в это я тоже верю без сомнений . Потому что на практике совершенно модели порой невыполнимы или малореальны. Я уже выше, получается пару таких условий ввел.   Но хотелось бы узнать есть ли ошибка в рассуждениях и где.  Просто интересно. Может быть достану себе магнитную антенну и рулон фольги на крыше авто раскатаю : D

[Curious]

ra9mds
У многих есть пратика негативная с магнитными антеннами по результативным, но может быть есть варианты эти потери победить. Другое дело, какой ценой - иначе овчинка выделки не будет стоить.

[Игорь 2]

Игорь, вот это мне и не ясно как раз с точки зрения закона сохранения энергии, ... отводяший коаксиал тоже не будем считать, пусть он идеально заперт по внешней оплетке. Соответственно в такой модели активных быть не должно.

Если на оплётке тока не будет, то Вы правы, дополнительных потерь не будет   

[ra9mds]

ra9mds
У многих есть пратика негативная с магнитными антеннами по результативным, но может быть есть варианты эти потери победить.

Я думаю когда покупают антенну на магнитном основании, мало кто думает о дополнительных мерах настройки. Интересно именно по факту сравнить. Вот и предлагаю провести эксперимент. На работе есть УКВ радиостанция, наноВНА и осциллограф, вырежу пятачок, замерю емкость, может волномером замерю отдачу. Готов реализовать эксперимент.

[Игорь 2]

Да там эксперимент-то прост - вначале ставится врезная антенна, и на расстоянии метров 100 снимается круговая диаграмма, потом - то же с антенной на магните. 
Только антенной на магните не проверите.
Впрочем, у меня был интересный вариант реализации без врезания, но с отличным противовесом - к крыше припаивался короткий проводник с одиночным разъёмом, который соединялся с оплёткой кабеля отводящего фидера. Прямо у магнита. Пробуйте - это, фактически, аналог врезной антенны...

[rtty]

Я вот думаю, надо провести эксперимент с замерами. Есть осциллограф и nanoVNA, который можно включить в режиме генератора. Понятно, что емкостная составляющая влияет на работу антенной системы. Надо продумать как правильно выполнить эксперимент. На вскидку, вырезать круг из алюминия (есть под рукой материал) по диаметру стандартных антенн на магнитном основании, замерить реальную емкость, между кругом и корпусом, правда нет автомобиля под рукой, думаю корпус здания подойдет, подключить кабель 50 Ом к анализатору и к нагрузке, подать сигнал, осциллографом посмотреть результат.

Какой корпус здания? Это плохой аналога крыши авто.
Тут надо брать машину любую, ставить антенну на магните и анализатор с совсем коротким кабелем подключить. Измеряем.
Потом подключаем проволочный противовес, измеряем. И последний раз провод от фишки основания куда-то к корпусу крыши, наверно в отечественной машине это проще - за какой-то полу-ржавый водосток или при открытой двери к какой-то железяке в дверном проеме крокодил зацепить.

Или тоже самое, но анализатор как генератор сигнала, а кто-то второй в нескольких сотнях метров слушает на какой-то тоже вертикальной антенне + приемник и с индикатором. Можно СДР применять, они в относительных дБ точно показывают, если не трогать настройки в моменте сравнений.

Ну и насчет получившихся в моем случае 23 Ом Xc с основания на кузов - это наверное не так и плохо, по сравнению с основанием в изначальном варианте - где только магниты в пластмассе были, а оплетка соединяется в единственном месте - фишка разъема, куда накручиваются сменные антенны.

А в целом, смею предполагать, что производители просто не заморачиваются.
Кто хоть немного честны - делают в основании слой фольги, в результате посредственная емкостная связь на кузов + и частичное излучение кабеля - становится достаточно для задач при-дорожной сиби-связи.