Всем радио требуется антенна для излучения и передачи сигналов. Это один из важнейших компонентов раций. Использование другой антенны значительно повлияет на производительность вашего радио, поэтому важно выбрать антенну, которая соответствует рабочим характеристикам вашего устройства. Фактически, хорошо подобранная антенна может привести к ошеломляющему увеличению дальности связи на 50%.
В этом руководстве рассказывается, как работают антенны и их значение для оптимальной работы вашего устройства. Вы также узнаете, как выбрать и подобрать совместимые антенны. Вы получите полезные советы по повышению производительности антенны даже в самых сложных условиях окружающей среды.

Как работает антенна
Антенна является ключом к связи в процессе связи рации. Устройство выполняет задачи приема и передачи радиоволн.
Антенна выполняет эту функцию, принимая электрические сигналы, которые модулированный и заставляют электроны в антенне колебаться взад и вперед по образцу несущей РЧ, полученной от устройства, что создает колеблющееся электрическое поле и, в свою очередь, генерирует соответствующие колеблющиеся магнитные поля. Эти колеблющиеся электрические и магнитные поля объединяются и генерируют электромагнитные волны, распространяться.

Антенна также улавливает радиосигналы из эфира и преобразует их в звук в принимающей рации. Этот процесс, обычно называемый получением и демодуляция, имеет важное значение для определения качества звука вашей рации.
Наука о согласовании антенн
Длина антенны и длина волны
Как правило, длина антенны пропорциональна длине волны радиоволн, которые она передает и принимает. Идеальная длина антенны должна соответствовать определенной доле длины волны. В большинстве случаев ¼ или ½. Вот формула, которая поможет вам рассчитать оптимальную длину антенны.
Длина антенны (в метрах) = (скорость света в миллисекундах) / (частота в Гц * 4)
Возьмем, к примеру, рацию рабочей частоты УКВ, работающую на частоте 146 МГц. Вы можете рассчитать оптимальную 1/4 длины волны таким образом:
Длина антенны = (300,000,000 146,000,000 4 м/с) / (0.51 XNUMX XNUMX Гц * XNUMX) = XNUMX метра.
Резонанс и импеданс
Длина может быть решающим фактором при согласовании антенн для наилучшей эффективности излучения. Однако это не единственный фактор, который имеет значение. Резонанс является еще одним важным фактором при согласовании антенн.
Когда антенна находится в резонансе, она эффективно передает и принимает радиоволны, не отражая много энергии на передатчик. Ваше устройство достигает резонанса антенны, когда импеданс антенны соответствует импедансу передатчика рации.
Импеданс измеряет сопротивление устройства переменному току. Для большинства раций импеданс составляет 50 Ом, поэтому идеальная антенна должна в равной степени иметь 50 Ом на своей рабочей частоте.
Когда происходит совпадение, передача энергии между антенной и рацией дает оптимальный результат.

Взаимосвязь между согласованием антенн и излучением радиоволн
При правильном согласовании с рабочей частотой антенна будет излучать сигнал с оптимальной эффективностью использования энергии, преобразованный в радиоволны. И это приводит к увеличению мощности сигнала и дальности связи.
И наоборот, при несоответствии передача энергии между рацией и антенной становится ошибочной, и энергия отражается на рацию. Это приводит к потере мощности и уменьшению дальности связи.
Последствия несоответствия антенн
Когда вы соединяете несовместимую антенну с рабочей частотой вашей рации, может возникнуть несколько последствий. Они включают:
- Плохая дальность связи: сопряжение с устройством несогласованных антенн приведет к уменьшению излучения энергии. В свою очередь, это приведет к более слабым сигналам и меньшей дальности связи.
- Высокое энергопотребление: при согласовании несовпадающих рабочих частот ваша рация потребляет больше энергии, поскольку пытается передавать и получать сигналы. Конечно, это может быстро разрядить батареи.
- Повреждение устройства: Когда вы подбираете антенну не к той радиостанции, она отводит избыточную мощность обратно на рацию. Таким образом, он мог перегреться или даже поджарить его внутренние компоненты.
Значение рабочей частоты
Конкретный диапазон радиочастот, на которых рация может отправлять и получать сигналы, называется рабочей частотой. Эта рабочая частота является единственным определяющим фактором длины волны радиоволн устройства, определяющим эффективность рации.
Конкретные частоты соответствуют разным длинам и конструкциям антенн для оптимальной работы. Например, рации типа VHF (Very High Frequency) обычно работают на частотах от 136 до 174 МГц. Между тем, рации UHF (Ultra High Frequency) оптимально работают в диапазоне 400-520 МГц. (Источник: Веб-сайт FCC).
Измерение и оценка характеристик антенны
Коэффициент стоячей волны напряжения (КСВН)
Существует несколько способов измерения производительности вашей антенны, но один метод, который выделяется, — это оценка коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН).
КСВ представляет собой безразмерное отношение, которое сравнивает энергию, передаваемую от рации к антенне (также известную как напряжение прямой волны), с энергией, отраженной рацией после рассогласования импеданса (также известную как напряжение отраженной волны). волна).
Например, КСВ, равный 1:1, указывает на идеальное совпадение, а более высокие коэффициенты представляют различные степени несоответствия. В идеальном сценарии вы должны искать КСВ 2:1 или даже ниже на рабочей частоте.
Возвратные потери и коэффициент отражения
Вот еще один способ оценить характеристики вашей антенны: измерить ее обратные потери и коэффициент отражения. Обратные потери — это технический термин, который относится к логарифмическому измерению, представляющему отношение мощности, отраженной устройством, к передаваемой мощности. Они рассчитывают обратные потери в децибелах.
При использовании этого метода более высокое значение обратных потерь указывает на лучшие характеристики антенны. Коэффициент отражения, со своей стороны, представляет собой безразмерное отношение, измеряющее колебания отраженной волны относительно прошедшей волны. Более низкий коэффициент отражения в этом случае указывает на лучшую совместимость импедансов.

Инструменты для измерения характеристик антенны
Существует несколько инструментов, которые помогут вам измерить производительность антенны. Некоторые из наиболее полезных перечислены ниже:
- Измеритель КСВН: Это устройство измеряет КСВ антенны на определенной частоте.
- Антенный анализатор: Это аналог измерителя КСВ, но более продвинутый. Используется для измерения КСВ, но также предоставляет дополнительные функции, такие как импеданс, обратные потери и т. д. Некоторые модели предлагают географические дисплеи и могут регистрировать данные.
- Сетевой анализатор: это еще один технически совершенный инструмент для определения характеристик антенн и других радиочастотных компонентов. Анализатор цепей может предоставить подробные измерения КСВ, обратных потерь, импеданса и других параметров. Все это происходит в широком диапазоне частот.

Выбор правильной антенны для рации
Виды Антенны
Антенны бывают разных видов, каждая сборка имеет свои преимущества и недостатки.
- Штыревые антенны: длинные и гибкие антенны, изготовленные из металла или проволоки. Как правило, они предлагают хорошие характеристики и радиус действия, но обычно более подвержены повреждениям из-за своей длины и гибкости.

- Антенны резиновой уточки: Антенны Rubber Ducky короче и компактнее. Они имеют защитную резиновую или пластиковую оболочку. Кроме того, у них довольно большой диапазон, как у взбитых сортов. Но в отличие от них, они с меньшей вероятностью сломаются или погнутся.

- Телескопические антенны: Вы можете удлинить или убрать антенны этой категории, оставив место для регулировки их длины и производительности. Телескопические антенны могут достигать полного диапазона, когда они полностью открыты, но они также подвержены повреждениям.

Факторы, которые следует учитывать при выборе антенны
Вот некоторые из факторов, которые следует учитывать при покупке антенны для рации:
- Диапазон частот: Они разработали антенны для работы в радиусе действия вашей рации. Но некоторые антенны работают с определенными частотными диапазонами, такими как VHF, MHF и т. д. Другие являются многодиапазонными; следовательно, они могут охватывать обширные области.
- Коэффициент усиления антенны: Усиление антенны рассчитывает способность антенны направлять радиоэнергию в определенном направлении. Антенны с более высоким коэффициентом усиления имеют лучшую мощность сигнала и более широкий диапазон. Они могут хорошо работать даже в местах, где связь в прямой видимости затруднена.
- Физический размер и долговечность: Если вы используете рацию в далеких от идеальных уличных условиях, чем она меньше и прочнее, тем лучше.
- Совместимость с устройством: Важно убедиться, что ваша антенна совместима с типом разъема вашей рации (будь то BNC, SMA или TNC). Кроме того, убедитесь, что он может работать с выходной мощностью вашего устройства.
Как оптимизировать антенну рации для максимальной эффективности
Регулировка длины антенны
При использовании штыревой или телескопической антенны вы сможете легко отрегулировать ее длину, чтобы она соответствовала рабочей частоте вашей рации.
Вспомните формулу длины антенны, описанную в этой статье. Используйте приведенную формулу для расчета оптимальной длины для частоты вашего устройства. Затем осторожно подровняйте антенну или отрегулируйте телескопические секции. Будьте осторожны при этом. Слишком большое сокращение может отрицательно сказаться на производительности.
Использование антенного тюнера
Антенный тюнер — это электронное устройство, используемое для регулировки сопротивления вашей антенны по отношению к рации, даже если физическая длина антенны не идеальна.
Существуют рации со встроенным тюнером, а для некоторых требуется внешний тюнер. С помощью тюнера вы можете оптимизировать работу антенны в широком диапазоне частот, не касаясь ее физически.

Советы по правильной установке и обслуживанию антенны
Следуйте приведенным ниже советам, чтобы установить и обслуживать антенну рации:
- Установите антенну вертикально: Для достижения оптимальной диаграммы направленности и приема сигнала следует устанавливать антенну вертикально и горизонтально.
- Держите антенну подальше от препятствий: Не размещайте рацию рядом с крупными металлическими предметами или конструкциями. Избегание препятствий сводит к минимуму помехи сигнала и обеспечивает прямую видимость других раций.
- Периодически проверяйте подключение антенны: проверьте соединения между рацией и антенной. Со временем они могут расшататься или заржаветь. Очистите и затяните их по мере необходимости.
- Защитите антенну от повреждений: Когда не используется. Храните рацию в защитном футляре, чтобы предотвратить повреждение антенны. Кроме того, не подвергайте антенну изгибу или чрезмерным усилиям.
Реальные приложения оптимизированных раций
Аварийная связь
Рация, оснащенная оптимизированной антенной, может иметь решающее значение для эффективной связи, особенно между службами экстренного реагирования и спасателями. Мощность сигнала и увеличенный радиус действия помогают быстро передавать важную информацию. Следовательно, они могут координировать усилия и спасать жизни.
Отдых на свежем воздухе и исследования
Туристы, кемперы, искатели приключений на бездорожье и другие любители активного отдыха найдут весьма удобными рации с оптимизированными антеннами. Они предлагают надежные линии связи на больших расстояниях, а иногда и в далеко не идеальной местности. С помощью этих устройств они могли координировать групповые мероприятия, делиться обновлениями местоположения и поддерживать безопасность на этих территориях.
Деловая и промышленная связь
В промышленных условиях оптимизированные рации могут помочь улучшить общение между членами группы, а также повысить производительность и безопасность. Такие категории персонала, как строительные бригады, персонал мероприятий, работники склада и службы безопасности, могут использовать повышенную мощность сигнала и дальность действия, которые он обеспечивает. С его помощью они могут оставаться на связи и более эффективно обмениваться полезной информацией.

Заключение
Когда вы вкладываете время и усилия в понимание того, как согласовать антенну вашей рации с ее рабочей частотой, вы можете значительно повлиять на ее работу.
Независимо от того, для чего вы полагаетесь на эти устройства, оптимизация их диапазона и надежности может принести вам огромную пользу.
Если вы будете следовать указаниям в этом руководстве, вы полностью раскроете потенциал своей рации и останетесь на связи даже в самых сложных условиях окружающей среды.
Один ответ