Почему у старых телефонов антенна есть, а у новых нет?⁠⁠

Может быть кто-то помнит ещё старые сотовые телефоны, где перед началом разговора следовало вытащить антеннку и открыть крышечку. Современные телефоны и даже смартфоны не требуют такого действия и могут использоваться в том виде, в котором и переносятся. Разумный вопрос - а почему там антенна была, а тут антенны нет?

Начнем издалека. Во-первых, в современных смартфонах без антенны она всё-таки есть. Но спрятана она в корпусе устройства. Если раздраконить тот же Аяйфон, то внутри вы обнаружите антенну. Только выглядит она весьма необычно. Во-вторых, современный смартфон или современный мобильный телефон (будем объединять всё это словом смартфон) работают в другом диапазоне. Но как другой диапазон может повлиять на размер антенны? Да очень просто.

От чего зависит длина антенны

Есть у радиолюбителей такое правило.

Длина антенны должна соответствовать длине принимаемой ею волны.

Слово "соответствовать" не означает, что равна. Между тем есть второй аргумент - антенны много не бывает. Последнее не совсем корректно. В результате анализа было выявлено, что правильная антенна должна составлять четверть от длины волны. Что же, проанализируем длины волны, с которыми работают современные смартфоны и устаревшие. Тут стоит напомнить, что сотовый телефон - это в общем понимании обычная рация. Об этом подробно и доступно я рассказывал тут.

Для GSM 1800 длина волны составляет 0,16 метра. Для сетей типа LTE, которые используют современные смартфоны это что-то около 0,1 метра. Ну а для устаревшего CDMA - это 0,35 метра.

Применим описываемую формулу и выясним, что для современного смартфона достаточно антенны, длиной 2,5 см. Для сотового телефона GSM 900/1800 хватит антенны размером 4 см.

Зато вот для стандарта CDMA и ранних сотовых телефонов антенна нужна уже 8-10 см.

Теперь сопоставим размер аппарата с рассчитанным размером антенны и увидим, что антенну 2,5 см спрятать в корпусе не проблема, зато вот 11 см антенны в корпус не поместится.

И тут варианта два - или оставлять торчащую антенну, как на ранних GSM аппаратах, или делать её выдвижной, как было у радиоприемников. Именно поэтому у старых телефонов есть торчащие антенны, а у современных нет.

И тут появляется разумный резонный вопрос: А как же тогда современные смартфоны работают в старых форматах. Ведь любое устройство LTE умеет кушать и GSM.

Но нужно отметить два момента.

Во-первых, современные антенны - это сложные устройства. Это не просто кусок гвоздя с припаянной к нему проводкой, а целая конструкция. Она позволяет добиваться максимальной универсальности.

Второй важный момент - а современные устройства и работают гораздо хуже с устаревшими стандартами.

Простой тест - возьмите современный смартфон и старый добрый телефон с антеннкой, отъезжайте куда-нибудь подальше, где нет покрытия сети и работает только GSM и сравните, как будет работать смартфон со старой сетью и добрый кнопочный друг. Качество несравнимо. Морально простая. Современные антенны хоть и универсальные, но ориентированы на более современные сети.

Где тут физика?

Такая разница в антеннах объяснима с точки зрения физики. Мы ведь помним, что процесс настройки на нужную волну - это "выхватывание" из электромагнитного поля нужной частоты.

Объяснение не самое красиво, но стараемся максимально упростить.

Антенна приёмника преобразует волны в электрические колебания, из которых в последствии можно отделить звуковую составляющую.

Волна попадает на антенну и генерирует электрический ток. Любой же ток генерирует магнитное поле (правда это уже про передачу). Мы разбирали этот момент более подобно. Самая простая антенна есть палка под напряжением в электромагнитном поле.

Предположим, что антенна - это удочка для отлова нужной волны. Удочка может вместить некоторое количество лески. Если леска имеет длину 1 метр, то удобно расположить её и на метровой удочке.

Примерно также происходит оно и при работе с электромагнитными волнами. Определенная длина антенны позволяет лучшим образом разместить принимаемую волну и распознать сигнал. Ну а лучше всего это получается при размере антенны L=1/4*(длина волны). Такая длина позволяет оптимальным образом расположить нужное "количество длин волн" на антенне и наиболее эффективно работать с сигналом.

Не забывайте подписываться на телегу моего проекта!