Passiv radioantenn

[Sokrates]

I vissa länder i Europa (t.ex. Tyskland) har jag bättre FM-radiomottagning än i andra (t.ex. Frankrike och Spanien). Förra året ersatte jag den aktiva antennen som är integrerad i vindrutan med en OEM teleskopantenn som sitter utanför vänster A-stolpen. Bytet föranleddes av att kontakten för antennen i hade brustit och jag inte ville byta vindruta bara av denna anledning. Dessutom ville jag prova om teleskopantennen gav bättre radiomottagning. Radiomotagningen förbättrades något, men blev fortfarande inte helt bra. I somras bytte jag bilstereon till en Pionner som också har DAB+ radiofunktion. I stället för att montera Pionners glasantenn för DAB-radion köpte jag en DAB/UKW-Splitter hos Conrad i Tyskland, som gör att man kan använda en passiv radioantenn även för DAB-radion. Med splittern på plats fick jag in DAB-radiokanaler i Tyskland. DAB-radion fungarde bra när bilen stog still, men när jag körde med bilen verkade det som att "databitar" föll bort. Gick i stället över till FM-radion som fungerade bra i Tyskland. I Frankrike fungerade FM-radion dock mindre bra när jag körde med bilen. Däremot fungerade FM-radion riktigt bra när stog still, men när vi började köra blev det inte så bra igen. Jag provade att koppla från USB-laddare och en del annat som jag har i bilen, men det gjorde inte någon skillnad. I Spanien upptäckte jag att FM-radiomottagningen förändrades när jag körde runt i en cirkel på en lastbilsparkering.

Teleskopantennen sitter vid vänster A-stolpe och följer dess lutning. I "bodelen" sitter det termomattor med aluminiumfolie på fönstrena hela tiden, vilket kanske kan påverka radiosignalerna när dom inte kommmer frammifrån. I bilen har jag också en stor transportbur för katter som går ända upp till innertaket. Buren är försedd med ett stålnät. Ev. kanske buren också påverkar radiosignalerna. På taket sitter två stora takboxar och ovanpå dem har jag två antenner för mobiltbredband (3/4G) som sitter fast med magnetfötter på en stålplåt ovanpå takboxarna. Kabeldragningen från antennerna för mobiltbredband är enkel och går in via listen på dörren. Vidare bör nämnas att det också sitter en Wifi-router i bilen.

Jag har funderingar att sätta en passiv FM-radioantenn, som även kan fungera för DAB-radion med splittern, ovanpå en takbox. Antenner för DAB-radio lär fungera bäst när dom är monterade vertikalt och så verkar också vara fallet för FM-antenner. Hittade följande i en annan tråd på ett annat forum när jag sökte efter information:

Nu kommer lite från en radio-ingenjör: Den idealiska bilradioantennen är ett 75 cm (1/4 våg) spröt som står rakt upp. Lutar man en sådan till 60 grader så förlorar man 40% signal.
På personbilarbilar runt årsmodell 2005 sitter ett lutande 1/8 våg spröt som i foten har en förstärkare och störningsfilter. Den fungerar bra och har nu börjat monteras på nya helintegrerade HB. Exvis Carthago från 2015.
Skall ni eftermontera en bra antenn så är en 1/8 våg med förstärkare ett alternativ. Trickigt att ta hål i taket och säkra ett jordplan. Ett 1/8 el 1/4 spröt högt upp på väggen kan vara enklare att montera. 12V matning tar man från bilradions utgång för motorantenn.
Har ni en halvintegrerad Fiat så är det ofta en 1/8 inknölad i höger Backspegel och det funkar skapligt.
På helintegrerade HB har man ofta lagt en 1/8 under instrumentbrädan vilket är kass.
En enkel lösning är att klistra på en 2x1/8 dipolantenn på insidan av vindrutan. Funkar bra om FM-sändaren ligger framför bilen.
Själv har jag en bredbandig TV-antenn med förstärkare som har en radioutgång. Fungerar skapligt. Kommer att montera en Hirchman 1/8 på taket. Kostade ca 600 kr på Conrad.
Fråga er HB verkstad om dom kan montera ett 1/4 el 1/8 våg spröt uppe på väggen.... Blir nog minst krångligt. Pust
(Husbilskompisar.se - Aktiv antenn)

Ovanstående får mig att tro att det optimala vore att ha en passiv antenn med ett 75 cm långt spröt (1/4 våd) monterat ovanpå en av takboxarna, eller en antenn med hälften så långt spröt (1/8 våg) som ett något sämre alternativ. Jag utgår från att antennen behöver ett jordplan som kan bestå av en stål- eller aluminiumplåt av en viss minimistorlek. Hur fungerar det med jordplan för antenner? Bör dom även vara förbundna med bilens chassijord?

En nackdel med att sätta en antenn på bilens högsta punkt kan vara att antennsladden blir betydligt längre än med den nuvarande placeringen. Antennkabeln måste dessutom vara tunn för att jag skall kunna "baka in" den med antennsladdarna för antennkablarna för mobiltbredband som går ut via dörrlisten. Vilken betydelse har antennkabelns längd för passiva FM-antenner?

Eftersom jag redan har två antenner för mobiltbredband uppe på takboxarna funderar jag på om dessa riskerar störa den passiva antennen för FM/DAB och hur långt avstånd man minst behöver ha mellan antennerna.

[Sokrates]

Hittade följande om jordplan:

En radiosändare avger en växelström som svänger i takt med sändarens frekvens, en ström som är som kraftigast i antennens mitt. En antennkrets har dessutom en plus-och en minuspol. Bäst fungerar antennen om den är av en halv (eller hel) våglängd med det förekommer även kortare antenner av typen 1/4-våg. Dessa får då inte en naturlig + och minussida utan för att kompensera för detta krävs ett jordplan för att komma i resonans.

Vid montering på icke ledande material som fordon med tak av glasfiber eller apparatskåp krävs ett jordplan om en 1/4-vågsantenn ska användas. Ett jordplan är en ledande yta som fungerar som en del av antennen. För att fungera som ett jordplan måste den ledande ytan vara minst en fjärdedel av våglängden av radiovågorna för den aktuella frekvensen. Jordplanet behöver inte vara kontinuerligt, trådar kan fungera som jordplan vilket förekommer på en del så kallade GP-antenner.

Jordplanet är väldigt stort för riktigt låga frekvenser och då kanmark eller vatten fungera somjordplan. För högre frekvenser (från VHF och uppåt) kan jordplanet vara mindre, metallen på ett biltak eller ett apparatskåp i metall kan fungera som ett jordplan för sprötantenner.

Om vi ställer en 1/4-vågsantenn på en korrekt dimensionerad plåt så kommer antennen att fungera som om den vore en halv våglängd lång och fungera optimalt. En sprötantenn monterad så har ett strålningsmönster som är identiskt med en dipolantenn.

Det är viktigt att tänka på att jordplanet ska ha god ledningsförmåga, motstånd i jordplanet avleder ström från sändaren och minskar effekten. Sedan måste jordplanet vara korrekt dimensionerat, du kan själv räkna ut storleken med hjälp av formeln nedan:



x=jordplanets dimension i meter
frek=frekvens i MHz
(www.induo.com - behover-antenner-jordplan)

Här finns mer information om jordplan:

www.electronics-notes.com - antenna-ground-plane-theory-design

Här är en kalkylator:

m0ukd.com - quarter-wave-ground-plane-antenna-calculator

FM-bandet (UKV) finns på freqvensområdet 87,5-108 MHz. Med hjälp av ovanstående kalkylator blir sprötlängden för 87,5 MHz 81,4 cm och för 108 MHz blir sprötlängden 66 cm. 74,7 cm blir snittet dem emellan, så ett antennspröt som är 75 cm långt bör vara en passande kompromiss. 

Biltema säljer ett antennspröt som är 75 cm långt och som borde kunna fungera att använda. Krukset är att spröten för grundplanet blir lika långa när de är orienterade horrisontellt. Minimum måste man ha tre stycken spröt och maximum sex stycken.

Har fått svar från Biltema att gängan på ovanstående antennströt är M5.

[Sokrates]

Funderar på om denna bilradioanten från Biltema skulle kunna göra jobbet om man sätter den på ett tillräckligt stort jordplan:

www.biltema.se/bil---mc/bilstereo/antenner/takantenn-2000018153

Har fått svar från Biltema att antennsprötet på denna antenn är 400 mm långt.

[Sokrates]

Jag är nu inne på att göra en antenn bestående av ett 75 cm långt antennspröt som placeras vertikalt på ett jordplan som utgörs av fyra 75 cm långa spröt/kablar, vilka placeras i ett kors. Det upprätta antännsprötet bör kunna fällas i händelse att det tar i någon gren, etc. Om den takantenn som Biltema säljer passar för deras 75 cm långa antennspröt skulle jag kanske kunna använda den och då får jag även med en 4,5 meter lång antennkabel.

Vilken impedans skall antenne ha när spröten/kablarna är horrisiontella?

The feed impedance of a quarter wavelength vertical fed against a ground plane is 37&Omega: against that of a dipole which is 73Ω. This can be an issue if the antenna needs to be fed with standard 50Ω coaxial feeder. To overcome this, the ground plane conductors can be bent downwards from the horizontal raise the feed impedance. A 50Ω match will be achieved when the angle between the ground plane rods and the horizontal is 42 degrees.

If the radials are dropped even further, the impedance rises even more and in the limit condition, the radials all run in the same axis as the main radiating element to form a vertical dipole for which the radiation resistance / feed impedance is &73Ω

Biltemas takantenn har 75 Ohms impedans.

Är det någon som kan reda ut hur jag bör tänka när det gäller antennens impedans?

[Ljusne-Håkan]

Jag satte i en aktiv antenn från Biltema på insidan av vagnens framfönster. Får för mig att den tillsammans med stereoapparaten, en Pioneer, drar mer ström än vad TVn gör. På båten har jag en skitgammal vanlig bilradioantenn, tror den tar emot signalen bättre också.

[Sokrates]

Jag satte i en aktiv antenn från Biltema på insidan av vagnens framfönster. Får för mig att den tillsammans med stereoapparaten, en Pioneer, drar mer ström än vad TVn gör. På båten har jag en skitgammal vanlig bilradioantenn, tror den tar emot signalen bättre också.

Anledningen till att jag vill ha en passiv radioantenn är att den splitter som jag har - för att även kunna använda FM-antennen även för DAB-radio - inte fungerar med aktiva FM-antenner.

[Ljusne-Håkan]

Jag satte i en aktiv antenn från Biltema på insidan av vagnens framfönster. Får för mig att den tillsammans med stereoapparaten, en Pioneer, drar mer ström än vad TVn gör. På båten har jag en skitgammal vanlig bilradioantenn, tror den tar emot signalen bättre också.

Anledningen till att jag vill ha en passiv radioantenn är att den splitter som jag har - för att även kunna använda FM-antennen även för DAB-radio - inte fungerar med aktiva FM-antenner.

Jag köpte den aktiva mest för att den var så enkel att sugkoppa fast på insidan rutan. Men undrar om den tar emot signalen bättre eller inte?

[Sokrates]

Hittade följande när jag sökte efter impedans för bilradioantenn:

Car radios are actually two radios in one (AM-FM).  The whip antenna has a characteristic impedance of about 36 ohms at the 1/4 wave resonant frequency (FM section).  The whip is usually extended to about 31" to 34" to raise its impedance to around 75 ohms. The input impedance of the radio's FM section is usually 75 ohms, so any length of 75 ohm cable may be used to connect the whip antenna.

This whip, however, is far too short to resonate at the AM section's 1/4 wave frequency(hundreds of feet long) so the radio uses special circuitry to match impedance to the short whip. Older radios added a trimmer capacitor with a low capacitance RF cable (any impedance) to fine tune the short whip thus matching the unknown impedance to the AM section's input. Since the length of the RF cable affects the matching network, the trimmer cap had to be retuned to compensate for any changes to the RF cable or its length.

In recent years newer radios now incorporate an automatic tuning network that matches impedance variations of the antenna system to the radio.

Car radios have excellent sensitivity.  If you plan to use the radio to listen to weak AM stations inside a building using a whip or random length of wire as an antenna, you will likely get disappointing results. Whip antenna's are highly vulnerable to localize interference.  A coil loop or ferrite rod antenna will provide far better results inside.  Unfortunately, it will not work as well for the FM section.  

I samma tråd hittar jag även:

The cable used RG62 ,13.5 pF per foot . The equivalent circuit is a voltage generator connected to 15pF capacitor and a 30 ohms resistor in series . An inductance can be used to null out the capacitance at the top end of the BC Band .The received signal is attenuated by the aerial capacitance (15pF) and the cable capacitance approximately 56pF. The attenuation is about 4.7 so an amplifier with a gain of 4.7 should compensate for this loss. I yet to see a compensation circuit so if any one has a copy I would like to see it.

(darkliferadio.proboards.com - car-radio-coax-impedance)

[Sokrates]

Hittade följande:

The art of making a great AM/FM antenna.
Mobile One makes AM/FM antennas for Cars,Trains, Boats, Caravans & Buildings.

1. The most important aspect of any low frequency antenna is the antenna impedance, Car radios have an antenna impedance of 75 to 100 Ohms which make it easy to use external antennas, Desktop radios and Hi Fi sound systems (Panasonic, Kenwood, etc) have a 300 Ohm or higher AM antenna input impedance or they may use an internal ferrite core antenna and have no simple way of including an external antenna. 
Note: Kenwood and Panasonic desktop brand Hi Fi systems or radios are notorious for having high impedance antennas which make it impossible to have external antennas, these type of radios usually come with a twisted wire external antenna in the shape of a small square using plastic covered twisted wire. You cannot easily improve the reception without the use of a balun.

2. The next most important aspect is the antenna feed line or cable cable capacitance, It is important that when including an external antenna you use Low Capacitance coax such as RG62, Do NOT use CB coax RG58 as this will attenuate the AM signal, It will not however, attenuate your FM signal.

If impedance and capacitance are not right then the AM signal will be greatly reduced

IN A NUTSHELL - A $25 old second hand AM/FM car radio bought at a trash & treasure can out perform a $500 indoor desktop stereo system radio & cd player on AM anytime.

The Longer The Antenna The Better The Performance

Look at where you plan to put the antenna then measure the maximum length you can use, then get the longest antenna that will match your requirements, by far the best antenna is the M2W for FM and the M1W for AM 

Cable Lengths Are Not Critical

Unlike UHF CB antennas, the length of cable is not critical but should still remain as short as required, excess cable should never be coiled.

There Are Different Types Of Coatings For AM/FM Antennas

                         PVC - A  thick coat of PVC plastic and is suitable for most applications, available in Black or White
                         Polyolefin - A  thick coat of Polyolefin rubber, for high quality & very long lasting finish, available in all colours.

Some Do's & Don't with AM/FM Antennas

 

DO - Test for shorts or open circuit if possible with an multi meter
DO - Mount the antenna high as possible - This can improve the signal and reduce any background noise.
DO - Use a spring even if mounted on a bull bar to absorb vibration from the engine
DO - Use a wire strap to earth the base if necessary - but make sure it is secured
DON'T - Mount the antenna close along side any metal object or antenna

 
The Main Causes For Poor Performance With AM/FM Antennas
Poor ground plane, Antenna too short, Antenna too low, Antenna to close to another.

(www.mobileone.com.au)

[Sokrates]

Vidare finns det myckett att läsa  på Wikipedia om radioantenner:

One example of omnidirectional antennas is the very common vertical antenna or whip antenna consisting of a metal rod. A dipole antenna is similar but consists of two such conductors extending in opposite directions. Dipoles are typically oriented horizontally in which case they are weakly directional: signals are reasonably well radiated toward or received from all directions with the exception of the direction along the conductor itself; this region is called the antenna blind cone or null.

Half-wave dipole antenna
Both the vertical and dipole antennas are simple in construction and relatively inexpensive. The dipole antenna, which is the basis for most antenna designs, is a balanced component, with equal but opposite voltages and currents applied at its two terminals through a balanced transmission line (or to a coaxial transmission line through a so-called balun). The vertical antenna, on the other hand, is a monopole antenna. It is typically connected to the inner conductor of a coaxial transmission line (or a matching network); the shield of the transmission line is connected to ground. In this way, the ground (or any large conductive surface) plays the role of the second conductor of a dipole, thereby forming a complete circuit. Since monopole antennas rely on a conductive ground, a so-called grounding structure may be employed to provide a better ground contact to the earth or which itself acts as a ground plane to perform that function regardless of (or in absence of) an actual contact with the earth.
en.wikipedia.org/wiki/Antenna_(radio)