Vì sao ô tô ngày nay không còn dùng ăng-ten dài như trước?

Bạn đã bao giờ thắc mắc về độ dài của ăng-ten trên ô tô chưa? Nếu là người đầy tò mò và ham muốn khám phá, có lẽ bạn đã để ý rằng nhiều mẫu xe hiện đại đã loại bỏ kiểu ăng-ten cao, mảnh như chiếc roi của ô tô đời cũ. Thay vào đó là những ăng-ten ngắn, bè bè, thậm chí là dạng vây cá mập. Tại sao lại như vậy? Vì sao trước đây chúng ta dùng ăng-ten dài? Chúng có phải đều cùng một độ dài không? Điều gì đã thay đổi? Xin mời các bạn cùng tìm câu trả lời trong bài viết sau đây.

Ăng-ten được nói tới trong bài viết này là loại phổ biến nhất trên ô tô, đó là ăng-ten radio, được thiết kế chủ yếu để thu tín hiệu radio điều tần (FM). Ngày nay, nhiều người không còn nghe radio phát sóng truyền thống nhiều nữa, nhưng trang bị này vẫn tồn tại và ô tô vẫn cần ăng-ten.

Trên thực tế, gần như bất kỳ vật dẫn điện nào cũng có thể hoạt động như một dạng ăng-ten, ví dụ như giấy bạc, móc treo áo, thậm chí là nạng chống. Tuy nhiên, để thu bức xạ điện từ một cách tối ưu và truyền chúng vào một chiếc hộp nhỏ nhằm chuyển đổi thành tín hiệu điện thì vật dẫn điện đó cần có một độ dài nhất định.

Với radio FM, vật dẫn điện có thể chỉ đơn giản là một thanh kim loại với độ dài lý tưởng nhất là tương ứng với bước sóng của tín hiệu FM, khoảng 100 MHz, tức bước sóng xấp xỉ hơn 3 mét. Tuy nhiên, ăng-ten dài 3 mét sẽ rất lố bịch. May mắn là ăng-ten vẫn hoạt động gần như hiệu quả nếu có độ dài bằng một phần của bước sóng cần thu. Trong trường hợp của ăng-ten radio trên ô tô, đó là khoảng 1/4 bước sóng.

Vì vậy, trong nhiều thập kỷ, kích thước ăng-ten tiêu chuẩn trên hầu hết ô tô là ăng-ten 1/4 bước sóng, tương đương khoảng khoảng 78 cm. Nếu xe có ăng-ten dạng kéo lên, bạn sẽ dễ nhận ra sự khác biệt, đó là khả năng thu sóng tốt hơn hẳn khi ăng-ten được kéo hết lên đúng độ dài 1/4 bước sóng.

Ô tô ngày nay không còn dùng ăng-ten dài như trước.

Vậy chuyện gì đang xảy ra với ăng-ten ô tô hiện đại khi chúng trông mập mạp, ngắn ngủn, hoặc như vây cá mập? Mazda thậm chí còn hài lòng đến mức làm hẳn một trang web chỉ để nói về việc chuyển sang ăng-ten dạng vây cá mập.

Trong trang giới thiệu về ăng-ten vây cá mập, Mazda hé lộ điều gì đang diễn ra bên trong trang bị này, giúp nó vẫn thu sóng khá tốt dù rõ ràng nhỏ hơn rất nhiều so với độ dài 1/4 bước sóng: “Vì ăng-ten không thể tháo rời và ảnh hưởng đến chiều cao tổng thể của xe, các kỹ sư Mazda đã nghiên cứu cách giảm chiều cao ăng-ten mà không làm giảm khả năng thu sóng. Họ đã nảy ra ý tưởng thay các bộ phận dạng thanh bằng cuộn dây xoắn, và sử dụng nền mạch điện tử để tạo bộ thu. Nhiều thách thức kỹ thuật đã được chinh phục bởi các kỹ sư chuyên về ăng-ten với 25 năm kinh nghiệm phát triển công nghệ sóng vô tuyến. Ăng-ten vây cá mập đầu tiên của Mazda đã được lắp đặt thành công trên CX-5”.

Ăng-ten vây cá mập của Mazda CX-5.

Điểm mấu chốt nằm ở chi tiết “cuộn dây”. Đây cũng chính là giải pháp được áp dụng trên hầu hết các ăng-ten radio gắn trên nóc xe hiện đại, loại ngắn và được bọc cao su. Bên trong các ăng-ten radio dạng vây cá mập trên xe hiện đại, thực ra có nhiều ăng-ten khác nhau, bao gồm loại dùng cho cho tín hiệu di động, radio vệ tinh và cả AM/FM truyền thống. Cụ thể hơn, bên trong những “chiếc hộp” hình vây cá mập đó là các dây ăng-ten được cuộn lại với chiều dài tối ưu cho từng dải sóng điện từ mà chúng cần thu.

Bên trong ăng-ten vây cá mập của một chiếc Hyundai Sonata.

Mở ăng-ten vây cá mập ra, bạn có thể thấy rõ cuộn dây đồng dẫn điện ở bên trong. Nếu kéo thẳng ra, cuộn dây đồng này có thể dài xấp xỉ một ăng-ten 1/4 bước sóng cho ô tô hoặc bằng một phần tương đương nào đó.

Một số ăng-ten vây cá mập thậm chí không tích hợp ăng-ten FM. Thay vào đó, ăng-ten FM được tích hợp vào kính sau cùng với dây sấy kính, hoặc đôi khi được giấu ở những vị trí như cánh gió sau.

Trên thực tế, phần lớn ăng-ten vây cá mập đều bị hi sinh khả năng thu FM vì các ăng-ten khác bên trong, ví dụ radio vệ tinh,... được xem là quan trọng hơn, cộng thêm yếu tố thẩm mỹ được cải thiện nên người dùng chấp nhận điều đó. Chất lượng ăng-ten từng bị đánh đổi vì thẩm mỹ ngay cả khi AM và FM còn rất quan trọng. Ví dụ điển hình chính là ăng-ten gắn trên kính chắn gió của General Motors. Chúng chưa bao giờ thật sự xuất sắc, nhưng đủ dùng, và có thể nói là mang lại vẻ ngoài gọn gàng hơn cho xe.

Nói tóm lại, ăng-ten radio trên ô tô có một độ dài lý tưởng và các nhà sản xuất chỉ làm mọi cách để “giấu” điều đó khỏi tầm mắt của bạn.