Utazás egy cápauszony-antenna belseje körül

2021. július 03. szombat

Úgy adódott, hogy tömítéscserére került sor az autóm tetőantennájánál. Ha már le kell venni, miért ne néznénk meg, mi van valójában egy ilyen cápauszonynyak becézett antennában?

Azt szögezzük le, hogy a kínai termékekben alapvetően semmi sincs, csak egy darab drót, esetleg egy panel helyettesíti vezetőként az antenna letekert pálcáját. Ezt antennának nevezni nagyjából olyan, mint amikor autófihfit emlegetve egy elemes Sokolt dugsz a kesztyűtartóba. Nem az, nem olyan és nem is azt tudja, de szól, még ha az valami recsegés is. Az ilyen dizájnelemek nem sokat érnek, legfeljebb a látszaton dobnak. Aláírom, sok autóban ma már internet szól így ennek nincs is jelentősége.

Csakhogy annak az internetnek valahol be is kell jönni, a városok közt suhanó kaszni és a fémgőzölt üveg mögött ez pedig kihívás is lehet, ezért az antenna fogalma ma már esetenként több, mint húsz-harminc éve. Bárhogy is, amit a kocsi felszereltségéhez és szolgáltatásaihoz megálmodtak, azt kell követni, bár egy tizenakárhány milliós kocsi esetében csak nem cserélgetnek suhancok antennákat. Most nem is antennacsere vagy fészlift lesz soron, hanem annak a problémának a kiküszöbölése, ami néha típusbetegség: a meglévő antenna szigetelésének cseréje – és ha már le van szerelve, egy kis átvilágítása.

A kézbe vett antenna már eleve árulkodik, hiszen három koax jön ki belőle, melyek úgynevezett Fakra csatlakozói különböző színekben pompázva különböző pozícióban elhelyezkedő bütyköket hordoznak. Ezeknek minden esetben sajátos jelentésük van, meghatározzák, hogy az adott csatlakozó – dugó vagy aljzat – milyen készülék antennáját vagy jelét fogadja.

Azt azért szögezzük le, hogy nem mindegy milyen szolgáltatásra milyen antennát használunk. A különböző frekvenciára készített antennák sokban különböznek egymástól, bonyolult beállítást – méretezést – igényelnek és a látszat ellenére valójában nem is egyszerű konstrukciók.

Ugyanez a helyzet a koaxiális kábelekkel. Az egyszerűnek tűnő felépítéssel ellentétben ezekben valójában összetett és bonyolult folyamatok zajlanak le, melyek sokkal távolabb mutatnak, mint egy egyszerű – mondjuk hangszóróhoz vezető – érpár esetében.

Vessünk egy pillantást rá, milyen színű és bütyökkel rendelkező csatlakozónak az általánosan elfogadott és követett gyakorlat szerint mi a szerepe:

fakra connectors

Magyarázatként nem kell sokmindent hozzáfűzni, talán az IF (KF) jeleket feldolgozó rádiókat célszerű megemlíteni. Vannak műholdas szolgáltatások, melyeknek antennája összetett feladatot lát el. Ezek úgy működnek, mint az otthoni, tányéros műholdvevő: már az antennával egybeépített fejben van egy konverzió – jelátalakítás; lekeverés -, így a készülék felé nem a több(tíz) gigahertzes, nehezen vezethető és kezelhető jelet kell továbbítani, hanem annak egy jóval alacsonyabb komponensét, az úgynevezett középfrekvenciát.

Másik a televízióantennák folytonossága. A földfelszíni sugárzást fogó televízióantennák esetében mindegy, hogy analóg vagy digitális a szolgáltatás, ők még csak a sáv vételében játszanak szerepet úgy, mint a házakon lévő alsóbb VHF, vagy felsőbb, UHF tartományban működő antennák: a régi antennák kiválóan használhatók az új, MindigTV-s digitális készülékekhez is. Hasonló megfontolásból a digitális rádiók (DAB) jellemzően a fekete csatlakozót használják.

shark car antenna inside

Természetesen minden antenna más és más, az én kocsim különböző verzióit is szerelték pusztán AM/FM vételre való antennával. A 1K0035501 családba tartozó tetőantennám három szolgáltatást segít; az AM/FM műsorvevő mellett a navigációt és telemetriát adó GPS, valamint az egyes adatcseréhez használt GSM sávú kommunikáció használja. Mivel ezek markánsan elkülönülnek, szemléltetésre különösen alkalmas. Valamennyi antenna hasonlóképp épül fel, csak épp az egyes sugárzók különböző megoldásokkal egy panelre kerülhetnek, esetleg leválasztásokkal közös funkciókat tölthetnek be.

Megjegyzem, a nyomkövetők antennáit nem a tetőre helyezik ki, hisz az könnyen támadható, hanem a műszerfalba, ajtókba vagy épp az ülésekbe. Antennák helyet kaphatnak a kocsik számos pontján: kommunikációs sugárzók a lökhárítóban vagy az ablakok melletti oszlopokban, GPS és egyéb navigációs antennák pedig gyakran a tükrökben vannak. Nyilván nem kell bemutatni az üvegekre gőzölt fém vezető szálakat sem, ezek leggyakrabban a műsorvevők antennái. Ne kanyarodjunk el, kapjuk szét a kis cápauszonyt.

shark car antenna inside

Megbontva a burkolatot és leemelve a nagyfrekvenciás szempontból nem szigetelő műanyagot rögtön szembetűnik, hogy maga az egyébként kimondottan egyszerűnek számító készülék valóban három különálló antennát tartalmaz: elől egy GPS fekszik, középen egy GSM, hátul pedig az AM/FM pálcához tartozó erősítő ágaskodik az alumínium talpon.

shark car antenna inside

A GPS/Glonass antennához sok magyarázat nem fűződik, a szokásos, a számos helyen tettenérhető, nagy nyereségű kerámia egység, melyet – lássuk be – majdhogynem indokolatlan a kasznin kívül elhelyezni.

A középső egység a GSM. A panelen kialakított antenna rögtön egy szűrőkörrel indul, ami a nemkívánatos jeleket, felesleges frekvenciatartományokat vágja le.

Erre közönségesen szólva azért van szükség, mert a telefon rádiófrekvenciás egységébe jutó nemkívánatos jel feleslegesen ad plusz munkát az áramköröknek, rontva különböző fontos paramétereit.

Ezt a szűrőkört követi a furcsa alakban meghagyott vezető felület, a frekvenciára méretezett sugárzó. A többi elem – az SMD tekercs a tetején és végén – a frekvenciamenetet határozza meg, egyéb nagyfrekvenciás paramétereket javít.

shark car antenna inside

Az ipari megoldásokat kínáló német gyártónál nem találtam katalógust, de az antenna – ami valójában egy meglehetősen bonyolult kialakítású mechanika – a 900 és 1700 MHz-es sávban működik.

Az AM/FM vételhez használt, hagyományosan csak rádióantennának nevezett pálca menetes szárának foglalata egy erősítőhöz nyomódva látja el feladatát. A fantomtápot fogadó elektronikában a tápfeszültség leválasztására és szűrésére megfelelő gondot fordítottak, míg a nagyfrekvenciás részben egy minimális szűrést sem látni.

shark car antenna inside

Időzzünk el egy kicsit a fantomtápnál. Minden erősítő tápfeszültséget igényel a működéshez. Ehhez meglehetősen nagy macera lenne egy újabb kábelt vezetgetni, ezért a szükséges tápfeszt ráültetik az antennakábel belső erére. Az erősítőnél ezt kapacitív módon leválasztják, így az a nagyfrekvenciás áramkörökbe már nem jut be, de az aktív elemeket táplálhatja. Ez a közösködés mind a tápfeszültség, mind a rádiófrekvenciás jel zavarszűrésében külön feladatokat támaszt, melyet szemmel láthatóan komolyan is vettek, nagy gondot fordítottak rá.

A felépítéssel sokat nem foglalkoztam, csak a kíváncsiság kedvéért kerestem ki az alkalmazott félvezetők típusát. Úgy tűnik, a plasztiktokok közül két párhuzamosan kötött, sima epitaxiális planár tranzisztor ketyeg az erősítőben, a többi SOT23-ban csak diódák rejtőznek. A konstrukcióra valószínűleg nem sok panasz lehet, koncepciójában vizsgálva talán az eddigi legjobb, amivel tapasztalatom volt. Az azért fura, hogy a nagyfrekvenciás részben egyetlen szűrő sincs, míg a tápfeszekben mindenhol folytók vannak. Igaz, középhullámtól ultrarövidullámig van mit tenni.