штыревой антенны в рабочем положении и предотвращающие возможность ее замыкания на корпус.

U *• И

Рис. 2.3. Разрез корпуса антенны

Емкость корпуса Скор [пФ] можно рассчитать по формуле для емкости цилиндрического конденсатора: СкоР=0,24е1/1§ (dK0P/dm). где l - длина части телескопической штыревой антенны, экранируемой корпусом (в рабочем положении), см; йш - диаметр нижнего колена телескопической штыревой антенны, см; dKop - внутренний диаметр корпуса, см, е - диэлектрическая проницаемость изоляционного материала, находящегося между стенками корпуса и нижним коленом штыревой антенны.

С учетом емкости корпуса эквивалентная схема автомобильной антенны в диапазонах ДВ, СВ, KB имеет вид, показанный на рис. 2 4.

При конструктивной компоновке антенны и радиоприемника на автомобиле обычно не удается разместить их в непосредственной близости, и потому для передачи сигнала из антенны на вход приемника приходится использовать короткую фидерную линию - соединчтельный кабель. Учитывая то, что на любой частоте диапазонов ДВ, СВ, KB соблюдается условие 1к£Ш<Хр (длины соединительных кабелей !Каб в большинстве автомобилей не превышают 1,5 - 2 м), можно считать, что кабель представляет собой распределенную емкость, включенную параллельно емкости корпуса автомобильной антенны. Распределенная емкость может быть заменена эквивалентной ей сосредоточенной емкостью (Скаб, пФ), которую вычисляют через погонную емкость кабеля (Спог, пФ/м) по формуле Скаб ~~ Спог1кав.

4

Ькщ -г-

Рис. 2.4. Полная эквивалентная схема антенны в диапазонах ДВ, СВ, KB Рис. 2.5. Эквивалентная схема антенной системе в диапазонах ДВ, СВ, KB

Полная эквивалентная схема антенной системы автомобиля показана на рис. 2 5,а. Объединив параллельные емкости СкоР и Скаб в одну Спар = Скор+Скаб, получим окончательно эквивалентную схему (рис. 2.5,6).

Хотя приведенная методика определения эквивалентных параметров антенной системы автомобиля в диапазонах ДВ, СВ, KB позволяет довольно точно определить составляющие емкости эквивалента, однако при наличии измерительной аппаратуры (куметра или ВЧ моста) более простым является расчетно-экспериментальный способ определения эквивалента автомобильной антенны. Кроме того, при измерениях удается избежать

погрешностей, которые могут быть при расчете из-за трудностей определения и учета емкостей разъемов, смонтированных на антенне и на концах соединительного кабеля.

Методика расчетно-экспериментального способа определения эквивалентных параметров антенной системы автомобиля базируется на том, что согласно теореме об эквивалентном генераторе полная емкость антенной системы в точках подключения к приемнику (точки 1 и 2 на рис. 2.5,6) равна сумме ССум=СА+Спар. Следовательно, это значение может быть измерено куметром или ВЧ измерительным мостом, подключенным к выходу антенной системы (к выходному разъему соединительного кабеля). Далее, учитывая to, что высокая точность расчетного метода определения СА как Значения, численно равного целому числу дециметров рабочей дли-вы телескопической штыревой антенны, неоднократно подтверждена экспериментально, определяется вторая составляющая эквивалентна С»«р путем вычитания из измеренного ССУм расчетного значения 6а. Во всех случаях, когда это возможно, измерять емкость Соум нуж-яо непосредственно в автомобиле, где установлена измеряемая ан-генная система. При измерениях вне автомобиля антенную систему Нужно устанавливать и закреплять в положении, аналогичном ее положению в реальных условиях эксплуатации. Крупногабаритных Ивталлических предметов и тел вблизи закрепления антенны не должно быть. Измерения рекомендуется производить на средних частотах ДВ или СВ диапазона (250 кГц или 1 МГц).

Таблица 2.1

Примечание. В соответствии с ГОСТ 17692 - 80, введенном в действие в 1981 г, параметры автомобильвых приемников нормируются при стандартных значениях , «квивалента антенной системы Сд=15 пФ, Спар=50 пФ. Эти значения приняты на основании рекомендаций МЭК (Публикация МЭК 315-1).

Применение изложенной методики рассмотрим на примере определения эквивалентных параметров антенной системы, используемой в автомобилях «Жигули» всех марок.

Антенна представляет собой телескопический штырь с рабочей длиной !а=95 см и диаметром нижнего колена dm=0,6 см, закрепленный в корпусе с внутренним диаметром dHOp=l см. Штырь изолирован от корпуса изоляционной втулкой из полиэтилена (е=2,24). Длина части нижнего колена штыревой антенны, которая в рабочем положении экранируется корпусом, 1 = 7,6 см. Антенну подключают к радиоприемнику при помощи соединительного кабеля длиной !каб=1,12 м с погонной емкостью СПОГ=30,5 пФ/м.

Расчет эквивалентных параметров этой антенной системы дает следующие результаты:

Сл = 10 пФ;Скор = 18 пФ;Скаб=33 пФ;

Спар = Скор+Скав=51 Пф.

Аналогичные результаты получаем и при использовании расчет-но-экспериментального метода: Сеун=61 пФ; Са=10 пФ; СВар=ССум - Са=51 пФ.

В табл. 2.1 приведены основные данные, по конструктивным и вквивалентным параметрам: в диапазонах ДВ, СВ, KB антенных систем, используемых в современных моделях отечественных легковых автомобилей.

Параметры антенных систем в диапазоне УКВ. В диапазоне УКВ длины телескопической автомобильной антенны и соединительного кабеля становятся соизмеримыми с длиной рабочей волны. Вследствие этого внутреннее сопротивление генератора, эквивалентного сопротивлению штыревой автомобильной антенны, носит комплексный характер. Соизмеримость длины соединительного кабеля с рабочей длиной волны диапазона УКВ также не позволяет рассматривать его как чистую емкость, и анализировать его влияние На эквивалентные параметры антенной оистемы нужно при помощи теорий длинных линий, i1

1т:-

Рис. 2.6. Эквивалентная схема антенной системы в диапазоне УКВ

Таким образом, автомобильная антенная система в диапазоне УКВ может . быть представлена в виде эквивалентной схемы (рис. 2.6), состоящей из генератора с ЭДС Екд с комплексным внутренним сопротивлением ZAm, шунтированного емкостью корпуса Скор и соединенного с нагрузкой (входом радиоприемника) отрезком длинной линии (длиной 1Каб с волновым сопротивлением рКаб). При проектировании входных цепей тракта ЧМ автомобильного приемника необходимо определить параметры схемы (рис. 2.6) в точках а, а, т. е. в месте подключения кабеля к входу радиоприемника. Для этого сначала определяют эквивалентные параметры штыревой антенны - несимметричного заземленного вибратора, его действующую высоту Ад и активную и .реактивную составляющие (RAni и Хаш) комплексного входного сопротивления

В режиме удлинения, т. е. при 1А<Лраб/4, указанные величины вычисляются по формулам:

1 ИА.

где т=2п/ЛРаб; 1а - рабочая (не .экранированная корпусом) длина телескопической антенны; рА - волновое сопротивление несимметричного вибратора: рА=60[1А/га) - 1], гА - средний радиус трубок, образующих телескопическую антенну. В режиме укорочения, т. е. при 1А>Лраб/4, приходится пользоваться более сложными формулами:

1-,С08Я/д / iWV* V

Ад =-£-\ян-< !А< -j**}

. ii 1 J

А

#Аш - sin* fiUA + (Я/Рд)1 cos* mi

sin* mtk -\- [ ) cos* Ык

где RZn - сопротивление излучения, определяемое по формуле Ван-дер-Поля [6] либо по графику на рис. 2.7.