В принципе возможны и другие варианты конструктивного выполнения приемного элемента (предлагалось, например, использовать для радиоприема багажник, устанавливаемый на крыше автомобиля, бампер и др.). Поскольку определенными приемными свойствами обладает любой металлический предмет, изолированный от корпуса автомобиля, здесь имеются достаточно широкие возможности для творческой изобретательности. Бесспорным критерием для оценки приемлемости выбранного конструктивного решения приемного элемента является эффективность радиоприема, которая в первую очередь определяется реальной и максимальной чувствительностью по полю автомобильного приемника. При таком принципиальном подходе приемлемым является лишь такой приемный элемент активной антенны, который совместно с ее электронным блоком (усилителем) позволяет по меньшей мере получить чувствительность, близкую к чувствительности, реализуемой при работе от пассивной антенной системы (в ТУ на активные антенны может допускаться некоторое снижение норм на реальную и максимальную; чувствительность с учетом того, что они контролируются в лаборатории и потому при измерениях не учитывается влияние внешних помех).

Юfi0-и

Рис. 2.16. Варианты выполнения приемных элементов активных антенн

Наиболее точным методом оценки эффективности активных антенн и сравнения получаемых результатов с эффективностью пассивной антенной системы является измерение реальной и максимальной чувствительности приемника по полю при работе установленных на автомобиле антенн в электромагнитном поле с нормированной напряженностью. Однако практически это связано с большими трудностями: необходимы специальные полигоны, сложная аппаратура для создания нормированного поля и контроля его напряженности с требуемой точностью, а также автомобиль с установленными на нем двумя антеннами (активной и пассивной) и комплекс аппаратуры для измерения чувствительности приемника. Крупногабаритный кузов автомобиля вызывает значительные искажения нормированного поля, что снижает достоверность результатов (замена автомобиля эквивалентным металлическим листом приводит, как правило, к падению. точности измерений, так как остается неучтенным влияние на параметры антенны места ее установки в реальных условиях, особенно для активных антенн, установленных внутри салона автомобиля). Очевидно, что перечисленные трудности устраняются при проведении оценки эффективное™ активных антенн в лабораторных условиях, однако необходимый условием для проведения лабораторных измерений с требуемой точностью является наличие полных данных по эквивалентным параметрам приемных элементов.

Приемные элементы активных и пассивных антенн достаточно полно характеризуются действующей высотой 1ид.пэ и эквивалент-ным комплексным входным сопротивлением Z.n, измеренным в рабочем диапазоне частот.

Очень важным требованием, выполнение которого должно обязательно проверяться на самом начальном этапе выбора конструкщии приемного элемента, является обеспечение круговой (или близкой к ней) диаграммы направленности в горизонтальной плоскости. Как будет показано, эта характеристика приемного элемента может контролироваться одновременно с измерением его действующей высоты. Наличие данных по 1ид.пэ позволяет легко пересчитать полученные при измерениях в лаборатории значения чувствительности по напряжению в чувствительность по полю. Данные по частотной зависимости Z3BBne необходимы для изготовления эквивалента, которым заменяется реальный приемный элемент при лабораторных измерениях параметров как самих активных антенн, так и работающих от них автомобильных приемников.

Этяотап штыребт вшжт ИяамЯяцй ШтеХная caip/newr

1

Вриенша элемент

1 -

(усилитель)

=Irt

приемник turn ш Входной aew

AdmomSuffifmiu

Рис. 2.17. Структурная схема измерения действующей высоты приемного элемента активной антенны

Определение действующей высоты приемного элемента активных антенн. Действующая высота приемного элемента может быть рассчитана с приемлемой точностью лишь при выполнении приемного элемента в виде укороченного штыря. Расчет выполняется по формулам, приведенным в § 2.1. Действующую высоту приемного элемента сложной конфигурации (особенно для активных антенн, размещаемых внутри салона автомобиля) с достаточно высокой точностью можно определить методом сравнения эффективностей приема сигнала в нормированном поле, обеспечиваемых измеряемым элементом и эталонной антенной системой, параметры которой (Ад. эт и 2энв. эт) известны.

В качестве «источника поля» проще использовать сигнал какой-либо достаточно мощной станции, частота которой лежит в требуемом диапазоне частот. В качестве эталонной можно взять любую пассивную антенную систему, параметры которой приведены в § 2.1 (см. табл. 2.1 и 2.3).

Активную и пассивную антенны устанавливают на автомобиле (поочередно или одновременно) и проводят измерения по структурной схеме на рис. 2.17. (Для повышения точности измерений в диапазонах AM измерения проводят при подключенной к выходу антенны реальной нагрузке - приемника или эквивалента его входной цепи; приемник или эквивалент должен быть настроен на частоту принимаемого антенной сигнала, причем перед снятием показаний с селективного вольтметра необходимо органом настройки приемника подстроиться до получения максимума его показаний, что позволяет скомпенсировать расстройку входного контура, обусловленную наличием у вольтметра выходной емкости 6 - 10 пФ.)

При подключении вольтметра к выходу эталонной антенной системы его показания будут ив.эт "тд.ат!1™

где Ест - напряженность поля принимаемой станции; Кэт - коэффициент передачи по напряжению эталонной антенной системы (методика измерения Кэт приводится далее).

При подключении селективного вольтметра к выходу активной антенны его показания

будут

Uв.вкт-Eстhд.п.эKакт,

где Какт - коэффициент передачи по напряжению активной антенны (измеряется пв методике, приведенной на с. 38). Разделив ив.эт/ив.акт, получим следующее выражение:

к»

При этом методе измерения 1дл.э создаются определенные трудности в осуществлении периодического контроля параметров активных, антенн при их массовем производстве. Для того чтобы упростить процесс измерений, можно их проводить при установке активной и эталонной антенн на эквивалентном заземленном металлическом, листе (площадь листа должна быть приблизительно равна площади-автомобиля, а высота его установки под землей приблизительно» соответствовать высоте места установки активной антенны в автомобиле).

Влияние места установки антенны и экранирующего действия кузова на фактическое напряжение, наводимое в приемном элементе (особенно для внутрисалонных антенн), т. е.

определение истинного значения 1ид.п.в, учитывают введением коэффициента р, который определяется соотношением Р=Пгд.п.эП д.ж.э!

где 1ид.п.э - действующая высота приемного элемента активной антенны, измеренная при ее установке на автомобиле (измеряется у нескольких эталонных промышленных образцов); 1ид.п.э - действующая высота контролируемого образца активной антенны, измеренная при его установке на эквивалентном заземленном металлическом листе. Тогда

1д.п.з=Р1 д.ж.э.

Чтобы учесть влияние диаграммы направленности приемного элемента на 1ид.п.э, измерять коэффициент р необходимо при нескольких, различных положениях автомобиля относительно предполагаемого-направления на передающую станцию (на практике достаточно-использовать четыре положения автомобиля, различающихся на 90°).

При проведении измерений 1ид.п.в и 1ид.п.э вблизи автомобиля или эквивалентного листа не должны находиться крупногабаритные-предметы. Малое значение р (или его резкое падение при одном из. положений авомобиля) указывает на необходимость изменения конструкции приемного элемента или места установки активной антенны.

Методика определения эквивалента приемного элемента актив--ной антенны. Основные этапы определения эквивалента приемного элемента активной антенны: расчет или измерение входного сопротивления Zbx.d.b (активной и реактивной составляющих) приемного элемента в рабочем диапазоне частот, разработка схемы эквивалента и определение параметров ее элементов (сопротивлений, ин-дуктивностей, емкостей), имитирующих в рабочем диапазоне частот изменение реального комплексного входного сопротивления

Расчетный метод определения Z.n может быть использован для приемного элемента штыревой конструкции. Порядок расчета полностью аналогичен приведенному в § 2.1. В связи с тем, что, во-первых, расчетные методы определения не всегда дают высокую точность (так как не учитывается, например, влияние элементов кузова автомобиля) и, во-вторых, отсутствует методика для расчета Znx приемных элементов сложной конфигурации, которые чаще всего используются в активных антеннах, практически целесообразнее определять Zm.u.,, экспериментально при установке активной антенны (с отключенным усилителем) на автомобиле. Можно также использовать и металлический заземленный лист, как и при определении 1 д.п.э, но точность измерений при этом снижается.

Методика измерения ZBX.n.» и построения эквивалента приемного элемента активной антенны аналогична методике определения эквивалентов пассивных антенн (см. § 2.1).

Электронные блоки (усилители) активных антенн. Основными элементами электронного блока (усилителя) активных антенн являются раздельные, широкополосные тракты (каналы) усиления сигналов диапазонов AM (от 150 кГц до 1,6 - 2 или 12 МГц) и ЧМ (65,8 - 73 МГц). Имеются варианты и одноканальных усилителей, предназначенных, например, для использования в активных антеннах, работающих только в AM или только в ЧМ диапазоне.

При использовании в приемнике, электронной настройки антенные усилители могут быть сделаны перестраиваемыми.

Приемный элемент подключают к входам каналов усиления сигналов AM и ЧМ с использованием LC элементов, исключающих взаимное влияние входных сопротивлений. Усиленные сигналы с выходов усилителей (червз развязывающие LC элементы) подводятся к соединительному кабелю, с помощью которого они затем передаются на антенный вход радиоприемника. В состав электронного блока активной антенны обязательно включаются элементы, обеспечивающие эффективную фильтрацию помех системы электрооборудования автомобиля, проникающих по цепям питания (развязывающие и электронные фильтры). Для ослабления воздействия помех от системы электрооборудования электронный блок активной антен-«ы необходимо питать через экранированный провод (можно использовать для подачи напряжения питания центральную жилу соединительного кабеля), подключая его в приемнике к выводу выключателя питания, так как на этот вывод поступает напряжение