Suomessa kuunnellaan FM-radiota. DAB-radio ei ole käytössä eikä AM-lähetyksiä ole. Siksi tässä jutussa keskitytään pelkästään FM-vastaanottoon ja nimenomaan autossa.
FM-radioaalto – Mitä se on?
Radioaalto on elektromagneettista säteilyä. Se etenee vapaa-avaruudessa valonnopeudella ja koostuu aina kahdesta toisiinsa kytkeytyneestä kentästä:
- E-kenttä = sähkökenttä (V/m)
- H-kenttä = magneettikenttä (A/m)
Kauempana lähettimestä sähkökenttä ja magneettikenttä värähtelevät samassa vaiheessa, toisiinsa ja etenemissuuntaan nähden kohtisuorassa. Pystypolarisaatiossa kenttä E värähtelee pystysuunnassa ylös-alas ja kenttä H vaakasuorassa vasemmalle-oikealle. Vaakapolarisaatiossa kenttä E värähtelee vasemmalle-oikealle ja kenttä H ylös-alas. Radioaallon etenemissuunta ja kenttien värähtelysuunnat ovat toisiinsa nähden 90º kulmassa.
Polarisaation merkitys vastaanottoon
Pystysuorassa oleva antenni vastaanottaa parhaiten pystypolarisoitua signaalia. Vaakasuorassa oleva antenni on paras vaakapolarisoidulle signaalille. Tästä syystä osa asemista lähettää myös Mixed-polarisoitua signaalia. Joko 45 asteen kulmassa vinopolarisoituna tai lähettämällä 90º vaihe-erolla kahta ristikkäistä polarisaatiota. Sen kuuntelu onnistuu sekä pysty- että vaakasuuntaisella antennilla.
FM-antenni – Miten se toimii?
FM-antenni on johdin, joka muuttaa FM-radioaallon sähkömagneettisen kentän pieneksi vaihtosignaaliksi. Kun radioaalto osuu antenniin, aallon sähkökenttä pakottaa johtimen elektronit liikkumaan edestakaisin. Antennin syöttöpisteeseen syntyy pieni vaihtojännite. Syöttöpisteen RF-jännite näkyy radiolle kaapelin kautta. Kun radion antennitulon sisääntuloimpedanssi kuormittaa antennia, syntyy RF-virta. Mitä paremmin antennin impedanssi ja antennitulon sisääntuloimpedanssi sopivat yhteen, sitä enemmän signaalitehoa siirtyy radioon.
Autoradioantenni – Miten se toimii?
Autoradion antenniliittimen ulkopuoli on yhteydessä koaksiaalikaapelin metalliseen ulkovaippaan, joka on yhteydessä antennin jalkaan ja sitä kautta auton koriin. Antennijohdin on yhteydessä vain antennikaapelin sisäjohtimeen ja sitä kautta antenniliittimen keskitappiin.
Antenni ja auton kori muodostavat virtapiirin, jonka radion antennitulo sulkee. Antennin maadoitus on kriittinen, sillä huono maadoitus tekee antennista huonommin sovittuvan ja pakottaa paluuvirran kulkemaan vääristä paikoista. Tällöin signaali heikkenee ja häiriöt lisääntyvät. Antennin huono kontakti tai liittimen huono kontakti aiheuttavat samoja oireita.
Auton OEM-lasiantenni – Miten se toimii?
Lasiantenni on lasiin asennettu johdin, jonka syöttöpiste on lasin reunassa olevassa moduulissa. Myös lasiantenni tarvitsee korin vastapuoleksi ja siksi moduulin maadoitus koriin on kriittinen. OEM-lasiantennit toimivat usein hyvin, koska:
- antennikuvio on sovitettu koriin
- käytössä on antennille räätälöity vahvistin
- usein useampia antennielementtejä
Aallonpituus ja paras antennin pituus
FM-lähetysten taajuusalue on Euroopassa 87.5–108 MHz. Tällöin lähetysten aallonpituus on 2.8-3.4 metriä. Silti paras autoantenni ei ole 3 metriä pitkä, vaan ¼ siitä. Tyvestä syötettynä ( syöttöpiste, antennin jalka ) ¼ pituinen antenni on virtamaksimissa ja jänniteminimissä. Tällöin se on matala-impedanssinen, soveltuu radioon hyvin ja RF-paluuvirta pääsee helposti koriin.
Paras piiska-antennin asennuspaikka autossa
Paras paikka on keskellä kattoa, siellä antennilla on paras vastapaino korista ja suuntakuvio 360º. Auton käytön ja ulkonäön kannalta se on huonoin paikka. Seuraavaksi paras asennuspaikka on katon etureunassa keskellä ( koska antenni on yleensä hieman taaksepäin kallistettu ulkonäkösyistä ). Kolmanneksi paras on katon takareunassa keskellä. Seuraavia vaihtoehtoja ovat lokasuoja, A-pilari ja takakulma. Näissä suuntakuvio on jo aika epäsymmetrinen.
Lyhyemmät antennit vaativat kikkakolmosia
Suurin osa ulkoisista antenneista on käytännöllisyyden ja ulkonäön takia lyhyempiä. Siksi niissä joudutaan käyttämään erilaisia kikkoja, että ne toimisivat kuten ¼ aallon antenni. Piiskan tyveen lisätään kela tai piiskan keskelle tehdään kierretty osa. Nämä kaksi aiheuttavat kapeampaa toiminta-aluetta ja enemmän häviöitä. Yleisin keino on lisätä syöttöpisteeseen antennivahvistin. Antennivahvistin voi lisätä kohinan määrää tai yliohjautumista. Yliohjautuminen aiheuttaa intermodulaatiota ja herkkyyden menetystä. Silti osa näistä toteutuksista toimii käyttökelpoisesti.
Miksi OEM-radio kuului, mutta uusi radio ei kuulu?
OEM-antennivahvistimien päälle kytkeytymistä ohjataan useimmin kahdella tavalla. Perinteisin tapa on, että soitin antaa tiettyyn liittimeen +12V kun se käynnistyy. Jos tätä ei ole kytketty uudelle radiolle, antennivahvistin ei mene päälle.
Phantom-virransyötössä antennivahvistimen käyttöjännite syötetään antennin keskikarvaa pitkin OEM-radiolta antennivahvistimelle. Jos virransyöttöön ei asenneta adapteria, antennivahvistin ei ole päällä. Jos adapterin antama syöttöjännite on väärä, antennivahvistin voi toimia väärässä tilassa (gain/lineaarisuus/suodatus).
Joissain järjestelmissä OEM-antenneja on kaksi tai useampi ja OEM-radio on rakennettu käyttämään niitä. Jälkiasennusradiot käyttävät lähes aina vain yhtä antennia, joten tämä etu menetetään.
Joissain OEM-järjestelmissä antennivahvistin ja radion viritinosa ovat niin isolla kädellä toisilleen räätälöityjä, että jälkiasennusradion kanssa lopputulos ei vaan toimi yhtä hyvin. Kyse ei ole välttämättä jälkiasennusradion huonoudesta vaan siitä ettei se ole yhteensopiva spesifioidun antennijärjestelmän kanssa.