Антенна с сердечником
Мы привыкли к тому, что сердечники бывают у трансформаторов, дросселей, катушек. Но как можно «вставить» сердечник в антенну?
Конечно, в наружную антенну поместить сердечник мудрено, но ничто не может помешать нам намотать антенный провод на длинный сердечник, имеющий вид прутка или стержня. Стержень этот должен быть изготовлен из магнитодиэлектрика (высокочастотного магнитного материала) с большой магнитной проницаемостью, например карбонильного железа, того самого, из которого делаются сердечники для контурных катушек или — еще лучше — феррита.
Почему во вторичной обмотке трансформатора, намотанной отдельно от первичной обмотки на общем сердечнике, наводится ЭДС? Она наводится потому, что в сердечнике, на котором намотана вторичная обмотка, возникает переменное магнитное поле. Каждый раз, когда магнитное поле внутри витка претерпевает изменение, в витке возбуждается ЭДС.
Ферромагнитные материалы замечательны тем, что если поместить их в магнитном поле, то внутри них создается магнитное поле, гораздо более сильное, чем в окружающем пространстве.
Эти два положения и использованы для создания магнитной антенны, которую мы назвали в заголовке антенной с сердечником. Передающая станция создает переменное электромагнитное поле; нас в данном случае интересует его магнитная составляющая. Магнитное поле направлено горизонтально. Если в это магнитное поле поместить ферромагнитный материал, то внутри него магнитное поле будет во много раз усилено. Поле это — переменное. Если на этот ферромагнитный материал намотаем витки, то, поскольку внутри них будет находиться переменное магнитное поле, в витках будет наводиться соответствующая ЭДС.
Естественно, что если сердечник выполнен в виде стержня, то наиболее сильный магнитный поток появится в нем тогда, когда направление стрежня совпадает с направлением магнитных линий поля; другими словами, когда ось сердечника расположена перпендикулярно направлению на принимаемую станцию.
Поэтому магнитная антенна обладает направленным действием: она лучше всего принимает, когда направление ее сердечника перпендикулярно направлению на станцию. Чем больше магнитная индукция материала сердечника, тем сильнее будет магнитное поле внутри него. Современные материалы обладают большой магнитной проницаемостью (порядка нескольких сотен или даже тысяч), и поэтому сердечники из них могут быть сделаны сечением всего 3—5 см?. Такие сердечники вполне обеспечивают достаточный магнитный поток внутри витков антенны. Поэтому размеры магнитной антенны получаются небольшими; их длина для радиовещательного диапазона волн составляет всего 20—30 см.
Рамочная и магнитная антенны по своим общим свойствам и по своему отношению к магнитному полю одинаковы. В отношении ориентации они по существу также одинаковы. Чтобы принять на рамочную антенну, надо чтобы плоскость ее витка совпала с направлением на передающую станцию. А чтобы принять на магнитную антенну, надо расположить ее так, чтобы ось сердечника была перпендикулярна к этому направлению, но при этом плоскость витков как раз и будет направлена на станцию.
Нам надо отметить, что направленное действие рамочной и магнитной антенны может быть в полной мере обнаружено лишь при приеме на открытом месте. В комнатах металлические предмет служат вторичными излучателями и прием получается при ориентировании антенны на них.